Generaciones (y 2)

noviembre 26, 2017 on 6:24 pm | In galería de imágenes, retroinformática | 2 Comments

Tercera Generación
Adolfo García Yagüe | El transistor planar, nacido en la generación anterior, dejaba claro que era posible construir un dispositivo semiconductor en dos dimensiones empleando técnicas fotolitográficas. Se abría así la puerta a la invención del chip. El circuito integrado, chip o microchip será el protagonista de esta generación permitiendo reunir, en un único substrato físico de unos pocos milímetro cuadrados, numerosos componentes entre los que se encuentran aquellos de naturaleza semiconductora (transistores y diodos), y los de tipo tradicional como las resistencias, condensadores y bobinas. Poco a poco la técnica, basada en la impresión del fotolito del circuito a fabricar, se fue refinando y permitió aumentar la escala de integración. Así, hablamos de SSI para referirnos a una baja escala de integración que va desde los 10 a los 100 transistores (Small-Scale Integration), estamos en 1964. MSI en 1968 (Medium-Scale Integraion) de 101 a 1.000 transistores; LSI en el 71 (Large-Scale Integration) de 1.001 a 10.000; en 1980 VLSI (Very Large Scale Integration) de 10.001 a 100.000 transistores; ULSI en 1984 (Ultra-Low-Scale Integration) de 100.001 a 1.000.000; y GLSI (Giga-Low-Scale Integration) más de un millón de transistores.

Al igual que su predecesor, el circuito integrado tiene muchos progenitores que nos recuerdan su trabajo. Desde las primeras patentes del alemán Werner Jacobi (1904-1985) de Siemens, hasta el inglés Geoffrey Dummer (1909-2002). Pero, sin duda, el punto de inflexión se produce por el trabajo de los americanos Jack Kilby (1923-2005) (Texas Instruments) y Robert Noyce (1927-1990), este último trabajaba en la mencionada Fairchild y es uno de los que trabajó con William Shockley.

Los circuitos integrados no tardaron en emplearse en la construcción de ingenios aeronáuticos. Realmente el mundo militar fue uno de los primeros clientes ya que se simplificada el diseño, el peso y tamaño. La industria de los ordenadores rápidamente se convirtió en un usuario fiel del nuevo componente. En este punto, y en esta generación, es obligado mencionar a IBM y su Sistema 360. En él se emplearon masivamente los circuitos integrados y unos módulos de circuito impreso que le dotaban de gran flexibilidad (Solid Logic Technology). Además, el Sistema 360 de IBM, representaba un antes y un después en todo lo que había. Conceptos como virtualización de máquinas, arquitecturas de red, tiempo compartido y compatibilidad dentro de la familia, nacían con él. Este ordenador, y sus descendientes, se convertirán en el estándar para las grandes compañías y será el gran rival de otros fabricantes.

La proliferación de circuitos integrados y sus respectivos fabricantes hacía necesaria la estandarización de estos. En pocos años el mercado estaba inundado por el nuevo componente y resultaba difícil -por no decir imposible- buscar y encontrar un repuesto o circuito integrado equivalente. No se pretendía que para cualquier componente hubiese una segunda fuente pero, al menos, para aquellos más básicos era deseable. Tampoco facilitaba el hecho de que cada fabricante manejara un encapsulado distinto, muchas veces heredado del transistor. Era necesario establecer un encapsulado común y, sobre todo, sentar las bases de unas familias lógicas que normalizasen las funcionalidades más comunes.

Esta es la razón por la que en esta generación aparecieran las familias lógicas TTL 7400 de Texas Instruments (Transistor-transistor Logic), la CMOS 4000 de RCA (Complementary Metal-oxide-semiconductor), y el encapsulado DIP (Dual in-line package) inventado dentro de Fairchild en 1964.

 

Cuarta Generación
El núcleo de conocimiento de la pujante Fairchild estaba formado por ingenieros y científicos que habían trabajado con William Shockley. Se notaba que algo dentro de Fairchild era diferente a las demás compañías. Sólo había que comprobar su protagonismo y el número de innovaciones que lanzaban al mercado. Realmente “la Fairchild” que conocemos era un apéndice que una compañía mayor fundada en 1927 y dedicada a fabricar diverso material para el ejército, destacando sus cámaras de fotografía aérea. Aquello de montar una división de componentes semiconductores y, sobre todo, tener éxito, era un regalo para su fundador Sherman Fairchild (1896-1971). También influía que en la exitosa división de semiconductores participaba un fondo de inversión que daba cierta libertad a los genios de la recién fundada.

Aquello no era suficiente y, para el siguiente paso, era necesario ser el dueño de tu propia compañía. Así es como nace Intel de la mano de Gordon Moore (1929) y Robert Noyce. Un poco más tarde se uniría a ellos Andrew Grove (1936-2016), procedente también de la legendaria Fairchild.

Lo que pasó en aquellos años en Intel fue trepidante. Se trataba de identificar “nichos” y ahí innovar con todas las fuerzas. Uno de esos nichos era la memoria ya que, a finales de los años sesenta, aún se seguía dependiendo de las memorias de ferrita. Comparadas con los circuitos integrados, parecía anacrónico seguir usando las complejas, costosas y delicadas memorias. Ese fue el primer golpe de efecto de Intel. Con solo unos meses de vida, en 1969, pusieron en el mercado una diminuta memoria de encapsulado DIP -la 3101- que ofrecía 64 bit al mercado. En el mismo año lanzaron otro producto llamado 3301. Esta vez se trataba de una memoria de solo lectura, grabable (ROM), de 1.024 posiciones. También en el año 1969, comercializaron la 1101 como la primera memoria RAM de 256 bit. Al año siguiente, Intel presentó la famosísima 1103, una memoria RAM dinámica de 1.024 posiciones que supuso el abandono definitivo de los núcleos de ferrita. Por último, en el año 1971, cuando se empezaba a configurar una nueva generación, Intel presentaría la primera memoria ROM que podía ser borrada con rayos ultravioletas y reutilizada (vuelta a grabar), la EPROM 1701. Resultaba indiscutible que el “nicho” de Intel en aquellos primeros años era la memoria.

Estas memorias, junto a las familias TTL, ponían en evidencia lo que algunos empezaban a soñar y está relacionado con la libertad y facilidad para diseñar algo… En este clima, la empresa de calculadoras japonesa Busicom se acercó a la incipiente Intel con una petición muy concreta: Queremos seguir fabricando calculadoras y necesitamos ser competitivos. Para ello necesitamos poner el mercado varios modelos de calculadora y queremos evitar tener que rediseñar las funcionalidades de cada calculadora y su montaje. Por lo tanto, queremos algo que permita programarse y limite las posibles funcionalidades. Más o menos esta era la petición de Busicom e imagino que no sonaba extraño a los de Intel. Si os dais cuenta están pidiendo algo que interprete software sobre un hardware estándar. Deseaban “desacoplar” el costoso diseño hardware de la evolución del producto… Necesitaban algo programable. Necesitaba un Microprocesador.

En cualquier máquina antigua era fácil identificar -visualmente- la mastodóntica unidad lógica y aritmética, sus buses y registros de memoria, entre otros. Ya que la tecnología de integración LSI lo permitía, la idea de Federico Faggin (1941), ex de Fairchild, consistía en reunir la mayoría de estas “cajas” en un único chip, y ofrecérselo a Busicom. Es decir, un circuito integrado capaz de ser programado por software. Así es como Intel sacó de sus laboratorios el Microprocesador 4004, el primer micro de la historia. Corría 1971.

Aunque era tremendamente humilde, el 4004 inauguraba la cuarta generación. Apenas podía ser usado más allá de aplicaciones muy específicas, como las calculadoras. Aun así, el hecho de ser programable, abría la puerta a futuros e inmediatos desarrollos más capaces y, sobre todo, a una nueva era que todavía dura. Al 4004 le siguió el 4040 y, conscientes de su limitación para ser usado por un ordenador, apareció en el año 1974 en Intel 8080.

El 8080 fue una auténtica revolución. Junto al resto de chips inventados años antes, permitía fabricar un ordenador a cualquier aficionado a la electrónica…

A partir de aquí podemos alargar la historia citando más generaciones. Podemos meter al PC de IBM, la inteligencia artificial, etc. En efecto, son cosas importantes y marcan un antes y después pero, la realidad, es que nos alejamos de lo sustancial que es cómo funcionan los ordenadores. Al microscopio, a fin de cuentas, un Core o un ARM no se diferencian tanto del veterano 8080.

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  1. […] Por último, anteriormente he citado a Jean Hoerni y su invento dentro de Fairchird, pero no he mencionado la historia que cuenta que él y otros colegas que abandonaron al mismísimo William Shockley aduciendo que su carácter controlador limitaba la creatividad de aquel que trabajaba a su alrededor. Así es, no olvidemos que en aquella época la invención de Shokckey, y él mismo, gozaban del reconocimiento mundial. Supongo que con semejante palmarés no era complicado montar una compañía que llevara su propio nombre: “Shockley Semiconductor Laboratory”. Hoerni y otros compañeros eran jóvenes (más o menos 15 años menos que Shockley), con ideas frescas y un planteamiento claro: Los avances (o retrocesos) de una investigación marcaban el camino a seguir. Diferente a Shockley, quien prefería seguir lo que se (él) decidía desde el principio hasta el fin. Queramos o no, había un pequeño salto generacional y las cosas empezaban a ir muy rápido. También, esta actividad dejaba de ser cosa de las compañías ya establecidas, existiendo una oportunidad para los recién llegados y, sobre todo, para los bancos y sus inversiones que miraban con curiosidad todo aquello. Volveremos sobre el tema… Continuará. […]

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  2. […] el 4004 Intel optó por integrar más y más transistores en cada micro. Su depurada técnica de fabricación […]

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