Марсиан (Тед) Хофф – архитектор первого микропроцессора

 

В ряду революционных событий компьютерной истории изобретение программного логического блока под названием «микропроцессор» занимает видное место. Причем с того момента темпы микропроцессорной революции не имеют себе равных – они даже превосходят интенсивность развития обычных средств компьютерной техники. Отлитая в кремнии идея управляемого логического вычислительного блока была представлена общественности 15 ноября 1971 года.

«Новая эра в интегральной электронике» -- под таким заголовком была опубликована рекламная статья в Electronic News за 1971 год. В ней фирма Intel представила микропроцессор под номером 4004 и его архитектора Теда Хоффа. Гордон Мур, один из основателей фирмы Intel, назвал этот микропроцессор «одним из самых революционных продуктов в истории человечества». Изобретение было настолько важным, что Хофф был признан одним из величайших ученых XX века.

Микросхема была достаточно простой и дешевой, чтобы соответствовать почти всем «думающим» устройствам. Ее можно было применять в лифтах, калькуляторах и электрических пишущих машинках с памятью, она могла управлять механизмом часов или штурвалом самолета.

Хоффу забавно было узнать о том, как люди вначале использовали микропроцессоры: одним из первых применений было контролирование количества воды, которое выпивали коровы на экспериментальных фермах.

Основным достоинством микропроцессора Хоффа стала его многофункциональность.

Тед Хофф родился в Рочестере, Нью-Йорк, 28 октября 1937 года.

От своего отца, инженера-электрика, он перенял интерес к электричеству, от дяди к нему перешел интерес к химии. Он выдержал экзамен по химии в штат Нью-Йорк, не посещая курса химии средней школы на 95 баллов из 100. В 1954 году (ему было 17 лет) Хофф поступил в политехнический колледж в Г. Троя, штат Нью-Йорк, и в 1959 году получил свои первые два патента. За научную работу по транзисторам он получил в колледже степень бакалавра.

После успешного окончания колледжа, Хофф поступает в Стэнфордский университет, где получает степень магистра и доктора по электротехнике и становится обладателем еще двух патентов. Тед Хофф обладал природными способностями, натурой исследователя, пытливым подходом к решению проблем. Однако он не был организатором.

Его интерес к компьютерам проявился в Стэнфорде. Он был увлечен проблемами распознавания образов и обработке изображений. Первую возможность программировать он получил на компьютере IBM 1620. Его последующая исследовательская работа в университете была посвящена элементам электрохимической памяти (попытка воспроизвести механизм памяти мозга?), что привело к получению нескольких патентов.

С 1 сентября 1968 года он начал работать инженером по прикладным исследованиям в новой фирме Intel (он был двадцатым сотрудником)

История микропроцессора Теда Хоффа началась реально в конце 50-х годов, когда Джек Килби и Роберт Нойс, независимо друг от друга, изобрели первые интегральные схемы. Серийное производство интегральных схем в середине 60-х годов положило начало процессу миниатюризации. Однако крупно масштабная интеграция тразисторов в одном кристалле кремния тогда лишь только зарождалась

Одной из целей компании Intel было создание полупроводниковых микросхем памяти и их промышленное производство. Стоит отметить, что в то время «кремниевая» память была в сто раз дороже, чем созданная по ведущей на тот момент технологии память на магнитных сердечниках. Однако основатели Intel были уверены в том, что такие неоспоримые преимущества полупроводниковой памяти, как малые габариты, более высокая производительность и пониженное энергопотребление, убедят сотрудников отрасли хотя ба опробовать новую технологию.

В то время все логические микросхемы (выполняющие вычисления, в отличие от микросхем памяти) разрабатывались специально под продукт заказчика. Такой подход, по определению, ставил барьер на пути широкого распространения любой логической микросхемы.

Концепцию процессора общего назначения предложил Хофф; он же разработал архитектуру универсальной микросхемы, которая пользовалась командами, записанными в ее полупроводниковой памяти. Еще два сотрудника компании Intel принимали участие в работе над первым микропроцессором. Стэн Мэйзор разработал систему команд процессора, а Федерико Феджин спроектировал саму микросхему.

Официально микропроцессор 4004 появился на рынке в конце 1971 года. Микросхема стоимостью 200 долларов выполняла 60 тысяч операций в секунду, содержала 2300 транзисторов и была размером меньше ногтя большого пальца руки. Она обладала вычислительными возможностями первого электронного компьютера – ENIAC Для сравнения: ENIAC, появившейся в 1964 году, имел тогда 18 тысяч ламп и занимал помещение объемом почти 1 000 кубических метров.

Микропроцессор 4004 обладал еще одни замечательным свойством. Он имел стираемую программируемую память EPROM, изобретенную специалистом Intel Фромэном. Это дало возможность с помощью EPROM повторно программировать запоминающие устройства и сделали микропроцессор универсальным в применении.

В 1974 году фирма Intel выпустила микропроцессор 8080, значительно более мощный, чем его предшественники. Он выполнял 290 операций в секунду и стал промышленным стандартом, а фирма Intel быстро завоевала 8-битный рынок.

Имена Теда Хоффмана, Федерико Феджина и Стэна Мэйзора в 1996 году внесены в список лауреатов национального зала славы изобретателей США.