Ngày hôm nay, 16/11/2006, chip vi xử lý của Intel sẽ tròn 35 tuổi. Nhưng phần lớn mọi người chúng ta hầu như không biết chip vi xử lý - nền tảng của mọi dòng máy vi tính hiện đại ngày nay - chỉ là thành quả của một sự... ngẫu nhiên.
Con chip vi xử lý đầu tiên của Intel - Intel 4004 Microprocessor – đã châm ngòi cho một cuộc cách mạng công nghệ lớn trên toàn cầu bởi đó là sản phẩm đầu tiên có khả năng gói các bộ phận cơ bản một chiếc máy vi tính có thể lập trình được vào một con chip đơn.
Kể từ đó, con chip vi xử lý đã cho phép các nhà sản xuất thiết bị sản xuất ra những chiếc PC, thang máy, máy ảnh số, máy quay số, điện thoại di động... thông minh hơn nhỏ gọn hơn. Nhưng đó không phải là những gì mà Intel mong muốn khi tung ra con chip Intel 4004 Microprocessor – con chip đầu tiên trên thế giới.
“Cuộc cách mạng” ngẫu nhiên
Nhưng rồi chính sự phát triển mạnh mẽ của con chip vi xử lý đã nhanh chóng biến Intel và một số các hãng chuyên sản phẩm PC trở thành những người khổng lồ trong ngành công nghiệp công nghệ thông tin trên phạm vi toàn cầu. Thành quả đó lại đạt được từ một thiết kế mang tính ngẫu nhiên.
“Tôi cho rằng chip vi xử lý đã mang đến tương lai cho Intel. Nhưng 15 năm trước đây chúng tôi đâu có nhận ra được điều đó,” Chủ tịch Intel Andy Grove cho biết. “Chip vi xử lý đã trở thành một ngành kinh doanh chủ chốt của Intel. Nhưng khoảng 10 năm trước đây chúng lại chỉ xem đó là là một lĩnh vực kinh doanh nhất thời.”
Hãng nghiên cứu Mercury Research cho biết có một sự thật là khoảng 30 năm trước đây chip vi xử lý và thiết bị vi điều khiển (sự kết hợp của chip vi xử lý với các bộ phận tích hợp khác) cũng tồn tại ở hầu khắp mọi lĩnh vực. Rồi chỉ tính riêng trong năm 2000, toàn thế giới đã tiêu thụ tổng cộng 385 triệu chip vi xử lý và 6,4 tỉ thiết bị vi điều khiển.
“Không quá khi chúng ta nói là chip vi xử lý đã có những ảnh hưởng lớn đến đời sống của mọi người trên toàn cầu,” Linley Gwennap – chuyên gia phân tích của The Linley Group - khẳng định. “Trước khi có chip xử lý, máy vi tính chỉ là một khối cồng kềnh, chứa đầy cả một căn phòng ... nhưng khi có chip vi xử lý giờ đầy nó chỉ nhỏ bằng bàn tay thậm trí là còn nhỏ hơn thế.”
Intel 4004 Microprocessor
Chip vi xử lý Intel 4004 Microprocessor là “con đẻ” của 3 kỹ sư Ted Hoff, Stan Mazor và Federico Faggin.
Tháng 4/1969, hãng sản xuất máy tính của Nhật Busicom đặt hàng Intel – lúc đó Intel là một nhà sản xuất chip nhớ có tên tuổi - sản xuất một con chip cho thế hệ máy tính tiếp theo của hãng này.
Intel 4004 Microprocessor |
Sau khi Hoff và Mazor hoàn thiện thiết kế con chip. Tháng 4/1970, Intel đã lôi kéo thêm Faggin của Fairchild Semicondutor về để sản xuất con chip đó. Cũng giống như Hoff, Faggin cũng là một người có tên tuổi trong ngành công nghiệp kỹ thuật thời đó. Thành quả lớn nhất của ông là công nghệ cổng silicon (silicon gate technology). Công nghệ này cho phép các nhà thiết kế có thể đặt các cổng transitor nhôm (aluminum transistor gates) lên vi mạch đơn giản hơn.
Công việc thiết kế và sản xuất con chip đã chậm hơn tiến độ đặt ra của Busicom. Tuy nhiên, sau đó Busicom đã quyết định kéo dài thời hạn hợp đồng với Intel. Dưới sự giúp đỡ của các trợ lý và một ngày phải làm việc tới 14 giờ liên tục của Faggin, cuối cùng mẫu thử nghiệm đầu tiên của con chip 4004 đã ra mắt vào 10/1971.
Con chip 4004 được xem là con chip vi xử lý đầu tiên trên thế giới. Nhưng cùng trong đợt đó Intel đã tung ra tổng cộng 4 con chip: chip 4001 – chip ROM phục vụ cho việc chứa phần mềm, chip 4002 – chip RAM chứa dữ liệu, chip 4003 – chip điều khiển thiết bị vào ra và chip 4004.
Như vậy, mặc dù chậm hơn tiến độ của Busicom nhưng chính bản thân Intel đã sáng tạo ra “vận mệnh của mình” – con chip vi xử lý. Một số lãnh đạo trong Intel cũng đã bắt đầu đặt kỳ vọng về 4004. Chính bản thân người đã sáng lập nên Intel, Bob Noyce cũng đã đặt câu hỏi về việc có thể ứng dụng 4004 rộng rãi được không.
Phản ứng
Bài báo đăng trên tờ ElectronicNews là bài báo đầu tiên viết sự ra đời của con chip 4004. Thông tin cho biết chip 4004 là một con chip 4-bit chạy ở tốc độ 100KHz (bằng 1/10 của 1MHz) và có thể thực hiện các phép tính toán học. Giá bán của chip 4004 chỉ ở mức dưới 100 USD. Ông Gordon Moore – Giám đốc điều hành của Intel tại thời điểm đó – đã tuyên bố chip 4004 là sản phẩm có tính cách mạnh nhất trong lịch sử loài người.
Trong khi đó, một số người khác là không mấy quan tâm lắm. “Đó là một vấn đề thực sự hấp dẫn như nó sẽ khó có thể được xem như là sản phẩm của tương lai,” Nathan Brookwood – chuyên gia phân tích của Digital Equipment tại thời điểm đó - nhận định.
Rất nhiều năm sau đó, chip 4004 cũng vẫn chưa nhận được sự ủng hộ của nhiều người. Năm 1975, một kỹ sư cao cấp của DEC một lần nữa tuyên bố chip 4004 không thể là “người mở đường cho tương lai của Intel”. Nhưng về sau, quan điểm đánh giá việc không mấy mặn mà với 4004 chỉ là sự nhận thức mang tính truyền thống của ngành kinh doanh máy tính mini kéo dài từ những năm đầu đến cuối thập niên 1970.
Tháng 4/1972, Intel tung ra con chip 8-bit 8008. Chip 8008 là sản phẩm được thiết kế riêng cho Datapoint. Tuy nhiên, hãng này đã không thể đủ sức thanh toán hợp đồng thiết kế sản xuất với Intel. Thay vào đó hãng này đã quyết định cấp quyền cho Intel được phép sử dụng con chip cho Intel, trong đó bao gồm cả những khối lệnh điều khiển tích hợp trong chip vốn là sản phẩm của Datapoint. Chính khối lệnh điều khiển (instruction set) này đã trở thành nền tảng của kiến trúc x86 sau này.
Bước đột phá trong việc sản xuất con chip đến vào năm 1974 với sự ra mắt của con chip 8080. Con chip này được trang bị khối lệnh điều khiển phức tạp hơn và tích hợp trong một gói 40-pin (chip 40 chân). Đây là hai phát kiến thực sự quan trọng bởi nó giúp gia tăng sức mạnh của con chip.
Tại sao lại là chip của Intel
Cũng vào thời điểm đó, một số hãng khác như RCA, Honeywell và Fairchild cũng đều tung ra sản phẩm chip vi xử lý. Nhưng tại sao Intel lại được chọn là người khởi đầu cho ngành công nghiệp chip vi xử lý thế giới?
Nguyên nhân là bởi vì Intel đã bảo đảm sản phẩm của hãng phải được ứng dụng một cách dễ dàng nhất. Không những thế bán cùng với con chip của Intel là cả một hệ thống hoàn thiện trợ giúp cho các nhà thiết kế sản phẩm công nghiệp có thể trong việc thiết kế phần mềm.
Trong khi đó, các đối thủ của Intel đã tính toán lầm nhu cầu của thị trường. Ví dụ như National Semiconductor đã quảng cáo để bán một con chip 16-bit với giá cắt cổ trong thời điểm chip 8-bit đang phát triển mạnh mẽ.
Thêm một yếu tố nữa khiến chip Intel được lựa chọn là IBM đã chọn lựa chip của Intel để sử dụng cho chiếc PC đầu tiên trên thế giới ra đời vào năm 1981.
Trang Dung