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算力简史(四)

2023-12-14
来源:EETOP

 【1967-1979:大规模集成电路时代】

摩尔定律

时代的车轮继续滚滚向前。

1965年,时任仙童半导体公司研究开发实验室主任的戈登·摩尔,应邀为《电子学》杂志35周年专刊写了一篇观察评论报告,题目是:《让集成电路填满更多的元件》。

开始绘制数据图表时,摩尔发现了一个惊人的趋势:在前一个芯片产生后的18-24个月内,会诞生一个新芯片。而这个新芯片的性能(集成电路数量),大约是前一代的两倍。也就是说,芯片的能力,以固定时间(18-24个月)为周期,在翻倍提升。

摩尔的这个伟大发现,就是著名的摩尔定律。

这一定律目前已经持续了半个多世纪,准确预测了半导体行业的发展趋势,成为指导计算机处理器制造的黄金准则,也是科技行业奉为圭臬的铁律。

微处理器

1967年,大规模集成电路(Large Scale Integration,LSI)出现,真正的芯片时代到来了。

1968年7月,罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔从仙童半导体公司辞职,创立了英特尔(Intel)公司。

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最开始,英特尔是做半导体存储器产品的。后来,因为竞争激烈,他们转向处理器方向。

1971年,英特尔开发出了世界上第一个商用处理器——Intel 4004。这款处理器片内集成了2250个晶体管,能够处理4bit的数据,每秒运算6万次,工作频率为108KHz。

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Intel 4004的出现,标志着微处理器时代的开始。1974 年,英特尔又推出了面向个人电脑开发的微处理器——Intel 8080,其性能是4004的20倍。

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MITS公司于1974年推出的经典微型电脑Altair 8800,就是基于8080处理器。

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Altair 8800在1975年1月的《大众电子学》杂志社上发布后,引起了计算机爱好者的广泛关注。其中,就包括一个哈佛大学的楞青少年,以及他的伙伴。他俩后来一起为Altair 8800设计了Altair BASIC,并创办了一家名叫Microsoft(微型软件)的公司。

没错,这个楞青的名字叫做比尔·盖茨,他的伙伴叫保罗·艾伦。

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个人电脑

Altair 8800经常被称为第一台个人电脑(PC),但实际上,这个称谓是存在争议的。

1971年,美国的Kenbak公司发布了Kenbak-1计算机。这台计算机,被计算机历史博物馆认为是世界上第一台个人计算机。

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Kenbak-1由中小型集成电路组成,没有使用微处理器。该系统最初售价为750美元,仅制造和销售了大约40台。1973年,Kenbak公司倒闭,Kenbak-1停产。

1973 年,法国R2E公司生产了第一台基于微处理器的商用计算机——Micral。Micral的说明书里,首次提到了“微机(Micro-computer)”。

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另一个“第一台个人电脑”的有力争夺者,是来自著名的施乐公司帕洛阿图研究中心(Xerox PARC)的Alto。

1973年,他们推出了Alto(“奥托”)。它是第一台使用鼠标和图形用户界面 (GUI) 的计算机,和我们现在使用的计算机已经很像了。它的很多设计,对乔布斯的苹果,以及比尔盖茨的微软,产生了深远的影响。

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1975年,王安公司(WANG)推出了世界上第一台具有编辑、检索功能的文字处理机,初具台式电脑的雏形。这台电脑的屏幕能直接显示文字,键盘可以快速修改文稿。

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1977年,有三台个人电脑经典机型推出,分别是Commodore公司的Commodore PET、苹果公司的APPLE II、Tandy Radio Shack的TRS-80 Model II。

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个人电脑的大量涌现,意义极为重大。它标志着计算机产业的商业模式开始发生变化,算力不再仅为少数大型企业服务(大型机),而是开始昂首走向了普通家庭和中小企业。

技术蓄力

个人电脑想要真正发展起来,仅靠处理器是没用的,还需要存储、网络以及软件技术的配合。

1973年,IBM又发明了Winchester(温彻斯特)硬盘3340。这块磁盘使用了密封组件、润滑主轴和小质量磁头。工作时,磁头悬浮在高速转动的盘片上方,而不与盘片直接接触。

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Winchester 3340是现代硬盘的原型。换句话说,你现在用的电脑磁盘(HDD),架构上和1973年没有太大区别。

网络方面,1970年,Internet的雏形ARPAnet基本完成。

1973年5月22日,施乐公司PARC研究中心的罗伯特·梅特卡夫(Robert M. Metcalfe)正式提出了“以太网”的设想,并于11月份设计实现。

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1978年,在温顿·瑟夫(Vinton G. Cerf)、罗伯特.卡恩(Robert E. Kahn)等人的努力下,TCP/IP网络协议也诞生了。

在软件产业方面,1970年代的成果同样令人应接不暇。

1973年,贝尔实验室的肯·汤普森(Ken Thomson)和丹尼斯.里奇(Dennis Ritchie)正式发表论文,宣告了UNIX操作系统的存在,引起全行业轰动,被视为现代操作系统诞生的标志。

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1970年和1972年,Forth编程语言和C语言先后开发完成。

1970年,IBM公司的研究员埃德加·弗兰克·科德(Edgar Frank Codd),通过一篇名为《大型共享数据库数据的关系模型》的论文,开启了关系数据库时代。

关系数据库的出现,为后来数据库应用高速发展奠定了基础。

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1974年,IBM公司圣何塞实验室发起了IBM System R项目,首次实现了结构化查询语言(SQL)。

1977年,后来被称为IT狂人的拉里·埃里森(Larry Ellison)与合作人共同投资了2000美元,成立了SDL公司(后来的Oracle公司)。1979年,他们推出了Oracle数据库,开启了商业数据库的全新时代。

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1970年代是非常伟大的,IT产业的真正起步,正是始于这个时期。处理器、存储、网络、操作系统、数据库……全都在飞速发展。

这些从0到1的突破,最终将在1980年代掀起令人惊心动魄的IT狂潮。算力技术的真正转折,即将到来。

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