Lịch sử ra đời của bộ vi xử lý Có thể lúc này bạn đang ngồitrước chiếc PC yêu quý của mình với vai trò là xạ thủ xung phong càn quét địchtrong trò chơi Delta Force, hoặc bạn đang rong ruổi trên mạng, tán gẫu haythưởng thức những bài hát mà mình yêu thích Vâng, đó là những lợi ích mà máyvi tính và mạng Internet đem lại cho con người. Nhưng có thể bạn không để ýđằng sau những hình ảnh đầy màu sắc và trình đơn kéo xuống rất trang nhã là sựlàm việc miệt mài của bộ vi xử lí - thành phần quan trọng nhất trong máy vitính - ẩn sâu bên trong thùng máy PC đầy bí ẩn. Và có thể bạn đã tự hỏi: Nó (bộvi xử lý) đã ra đời như thế nào nhỉ? Câu chuyện mà tôi kể sau đây sẽ vén màn bíẩn về 'lai lịch' của bộ vi lý. Bộ vi xử lý là một trong nhữngthành tựu khoa học kỹ thuật vĩ đại trong thế kỷ XX của nhân loại. Nó được sảnxuất dựa trên công nghệ mạch tích hợp và thành phần cơ bản trong bộ vi xử lý làtransistor (hay bóng bán dẫn) nên lịch sử của nó gắn liền vớilịch sử ra đời của transistor và sự phát triển của công nghệ mạch tích hợp. Vùng Santa Clara ở miền Nam vịnhSan Francisco (bang Canifornia, Mỹ) trồng rất nhiều mận, trước kia được gọi làthung lũng mận khô. Từ thâp niên 60, những vườn mận ngày càng ít đi và SantaClata đã được đổi tên là Silicon Valley (thung lũng Silicon). Hiện nay,transistor, mạch tích hợp, bộ vi xử lý của Silicon Vallley đã xuất hiện trêntoàn thế giới. Tập đoàn điện thoại AT & T (American Telephone &Telegraph) đã đầu tư xây dựng một số phòng thí nghiệm tại Marray Hill (bang NewJersey). Các phòng thí nghiệm này tập trung một đội ngũ các nhà khoa học giỏi,chú trọng ngiên cứu, cải tiến những sản phẩm do tập đoàn AT & T sản xuất.Vào ngày 23 tháng 12 năm 1947, ba nhà khoa học Wiliam Shockley, John Pardeen,Walter Brattian đã mời giám đốc các trung tâm nghiên cứu đến để giới thiệu mộtbộ khuếch đại rất lạ. Ba nhà khoa học này đang nghiên cứu về các chất bán dẫn -những tinh thể có một đặc điểm vật lý rất quan trọng: chỉ cho dòng điện lưuthông theo một chiều duy nhất. Đây là một loại vật liệu lý tưởng để biến dòngđiện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Từ loại vật liệu này, họ sẽ chế tạobộ chuyển mạch cho các tổng đài điện thoại của AT & T. Còn bộ khuếch đạikhác, trong đó có một mẩu germanium nhỏ đựng trên ba chân bằng thép, gọi là transistor.Transistor nhỏ hơn đèn chân không 50 lần, tiết kiệm năng lượng hơn, không cầnnhiều linh liện (do đó ít hỏng hóc) và gần như không nóng lên. Ba nhà khoa họctrên đã nhận được giải Nobel vật lý năm 1956. Nhưng nhà khoa học WiliamShockley lại không nhìn thấy tương lai tươi sáng nơi tập đoàn AT & T. Năm1955, Shockley đã bỏ AT & T đến thành lập phố nhỏ Palo Alto ở miền Nam SanFranasco để thành lập Shockley Semiconductors, chiêu tập rất nhiều nhàkhoa học nổi tiếng thời ấy. Nhưng dưới quyền chỉ đạo của Shockley, các nhà khoahọc trẻ rất khó phát triển. Năm 1957, cuộc xung đột bùng nổ: tám nhà khoa học(đứng đầu là Bob Noyce 27 tuổi - tiến sĩ khoa học thuộc viện công nghệMassachusetts) quyết định 'ly khaí, thành lập một bộ phận nghiên cứuchất bán dẫn trong tập đoàn Fairchild Camera and Instrument ở MountainWiew. Theo quan điểm của họ, người chính được khâm phục chính là nhà vật lý họcngười Anh Dummer. Ngay từ năm 1952, Dummer đã dự định chế tạo một mô hình cáclinh kiện điện tử, bao gồm nhiều lớp vật lý cách điện, dẫn xuất, điều chỉnh vàkhuyếch đại âm thanh tốt. Cũng trong thập niên 50, một nhà nghiên cứu tên làJack Kilby làm việc cho Texas Instrument ở Dalas đã bỏ việc đến California.Năm 1958, Jack Kilby giới thiệu một mẫu Silicium nhỏ mang nhiều transistor,nhưng nhà khoa học Bob Noyce đã chế tạo một loại sản phẩm tương tự, được gọi làmạch tích hợp (IC - Integrated Circuit). Sản phẩm này bao gồm nhiềutransistor trên mặt phẳng cực nhỏ (vài mm 2 ), có thể lưu trữ thôngtin, thay đổi dữ liệu, thực hiện được các phép tính đại số: đó là 'conrệp'. Sản phẩm mới của Bob Noyce đã làmcho thế giới điện tử bàng hoàng. Cho đến thời gian ấy, máy tính bao gồm hàngnghìn transistor được liên kết với nhau bằng dây điện. Như thế, muốn lắp ráp,phải cần nhiều giờ lao động hơn, mà máy tính vẫn có thể hỏng hóc vì nhiệt vàchấn động âm thanh. Trong khi đó, 'con rệp' lại không dùng dây điện,chi tiết transistor nhỏ lên khối lượng thiết giảm. Lúc đó, chỉ có một trở ngạiduy nhất: mạch tích hợp đầu tiên bao gồm hàng chục transistor đắt tiền (giáhàng nghìn đôla), rất khó bán trên thị trường. Những người cứu sống mạch tíchhợp lại chính là nhà du hành vũ trụ Yuri Gararin và tổng thống Mỹ John Kennedy.Tổng thống Mỹ là người đã tuyên bố đưa con người lên mặt trăng. Kế hoạch thámhiểm mặt trăng bắt đầu và như thế, phải trang bị cho tàu không gian những máytính cực nhỏ, tối tân chống nhiệt và thay đổi của khí hậu. Mạch tích hợp đãthoả mãn được những yêu cầu trên. Dù mạch tích hợp đắt tiền nhưng cơ quan hàngkhông vũ trụ Mỹ và lầu 5 góc vẫn duyệt chi kinh phí. Còn 'con rệp'được sản xuất hàng loạt lên giá thành ngày càng hạ. ởMountain Wiew, tám nhà khoa học trẻ của tập đoàn Fairchild ngày càng giàu sụ.Dù vậy, năm 1968, hai nhà khoa học Gordon Moore và Bob Noyce quyết định nghỉviệc, thành lập công ty Intel (Integrated Electronics). Theo quan điểmcủa họ, tính sáng tạo của kỹ sư điện tửphát triển rất mạnh khi họ còn trẻ. Do đó, họ chỉ tuyển dụng các nhà khoahọc trẻ, phần lớn dưới 30 tuổi. Người thứ 12 gia nhập Intel tên là Marcian TedHoff, sinh tại Rochester (bang New York), tiến sĩ thuộc trường đại họcStandford. Mới 31 tuổi nhưng Hoff đã có rất nhiều bằng sáng chế. Đến năm 1969 đã có 200 người làmviệc cho Intel. Các văn phòng tại Moutain View trở nên quá chật hẹp, nên Inteldời địa điểm nghiên cứu đến Silicon Valley. Cùng thời gian ấy, công ty Busicomcủa Nhật Bản dự định liên kết với Intel sản xuất mạch in của một loại máy tínhmới. Bob Noyce chỉ định Hoff làm việc với các kỹ sư Nhật. Buổi làm việc của haibên chỉ kéo dài một ngày. Đêm hôm ấy, Hoff đi nghỉ ở Tahiti và suy nghĩ rằng,theo dự án của Busicom, máy tính sẽ rất đắt tiền và rất phức tạp. Thế là vàingày sau, Hoff đề xuất với Busicom phương pháp sản xuất máy tính bằng cách tậphợp các mạch tích hợp có những chức năng cơ bản của máy tính. Trên một diệntích có mỗi cạnh 0,5 cm là 2000 transistor mang nhiều chức năng: bộ phần xử lýtrung tâm, mạch bộ nhớ ROM (Read Only Memory) chứa chương trình cho sẵn để tínhtoán, một bộ nhớ RAM (Random Access Memory) - bộ nhớ có thể đọc, xoá và viếtthông tin, chứa dữ liệu cho người sử dụng nạp vào để xử lý. Đây quả là sángkiến thiên tài: một máy điện toán trên một 'con rệp' duy nhất. Chỉcòn thiếu màn hình và bàn phím. Sau này, Hoff đã gọi sản phẩm mới ấy là bộvi xử lý. Hợp đồng giữa Ted Hoff và Busicom được kí kết, dành độc quyềnkhai thác cho Busicom. Hai kỹ sư điện tử khác tên là Mazor và Frederico Faggincùng tham gia xây dựng dự án bộ vi xử ký. Vào tháng 1 năm 1971, bộ vi xử lí đầutiên được ra đời, mang số hiệu 4004. Tháng 11 năm 1971, tạp chí Tin tức điện tửcông bố chính thức sản phẩm 4004. Trong thời gian ấy, Intel mua lại bản quyềnbộ vi xử lí của Busicom. Sau này, Ted Hoff phát biểu:'Khi làm việc về dự án bộ vi xử lí, tôi chỉ nghĩ đến việc sáng chế mộtmáy tính chữ chưa ý thức được sức phát triển của sản phẩm ấy trong tương lai'.Riêng đối với Bob Noyce, ông đã nảy ra ý tưởng sẽ ứng dụng bộ vi xử lí vào mộtvài lĩnh vực hoạt động có tính chất phổ cập dễ sinh lợi. Còn Gordon Moore đãphát biểu trong thập niên 60 câu nói nổi tiếng sau này được gọi là định luậtMoore: 'Cứ sau 18 tháng, tốc độ và sức mạnh của bộ tích hợp lại được tăng gấp đôi'. Năm 1971, bộ vixử lí 4004 có 2300 transistor. Năm 1993, bộ vi xử lí Pentium của Intel có 3,1triệu transistor. Tháng 8 năm 1999, Pentium III của Intel có 21 triệutransistor chạy ở tốc độ 600 MHz. Tháng 3 năm 2000 tốc độ của bộ vi xử lí đạttới mức kỉ lục: 1 GHz ! Nhưng chưa dừng lại ở đó, gần đâynhất là Pentium IV 'kinh hoàng' với tốc độ 2 GHz được Intel giớithiệu vào tháng 8/2001. Hiện nay ba nhà khoa học đoạtgiải Nobel: Wiliam Shockley, John Pardeen, Walter Brattain đã qua đời. JohnPardeen còn đoạt giải Nobel vật lý vào năm 1972 (lần thứ 2). Bob Noyce cũng đãqua đời vào năm 1990. Còn Gordon Moore và Ted Hoff vẫn tiếp tục chỉ đạo Intel ởSilicon Valley, xây dựng Intel trở thành tập đoàn sản xuất bộ vi xử lí hàng đầuthế giới. . xử lý làtransistor (hay bóng bán dẫn) nên lịch sử của nó gắn liền vớilịch sử ra đời của transistor và sự phát triển của công nghệ mạch tích hợp. Vùng Santa Clara ở miền Nam vịnhSan Francisco. tháng, tốc độ và sức mạnh của bộ tích hợp lại được tăng gấp đôi'. Năm 1971, bộ vixử lí 4004 có 2300 transistor. Năm 1993, bộ vi xử lí Pentium của Intel có 3,1triệu transistor. Tháng 8 năm 1999,. 1971, bộ vi xử lí đầutiên được ra đời, mang số hiệu 4004. Tháng 11 năm 1971, tạp chí Tin tức điện tửcông bố chính thức sản phẩm 4004. Trong thời gian ấy, Intel mua lại bản quyềnbộ vi xử lí của