Chip War: The Fight for the World's Most Critical Technology - Chris Miller
В 1945 году по всему миру прозвучало сообщение о том, что война наконец-то закончилась. В окрестностях Токио молодой инженер Акио Морита надел военную форму, чтобы послушать речь императора Хирохито о капитуляции, но слушал ее в одиночестве, а не в компании других морских офицеров, чтобы на него не оказывали давления и не заставляли совершить ритуальное самоубийство . На другом берегу Восточно-Китайского моря Моррис Чанг отпраздновал окончание войны и поражение Японии быстрым возвращением к неторопливой подростковой жизни, состоящей из тенниса, кино и карточных игр с друзьями. В Венгрии Энди Гроув и его мать потихоньку выбирались из своего бомбоубежища, хотя во время советской оккупации они пострадали не меньше, чем во время самой войны.
Исход Второй мировой войны определялся объемом промышленного производства, но уже тогда было ясно, что новые технологии меняют военную мощь. Великие державы производили самолеты и танки тысячами, но они также строили исследовательские лаборатории, в которых разрабатывались новые устройства, такие как ракеты и радары. Две атомные бомбы, уничтожившие Хиросиму и Нагасаки, породили множество предположений о том, что зарождающийся атомный век может прийти на смену эпохе, определяемой углем и сталью.
Моррис Чанг и Энди Гроув были школьниками в 1945 году, слишком молодыми, чтобы всерьез задумываться о технологиях или политике. Акио Морита, однако, было уже за двадцать, и он провел последние месяцы войны, разрабатывая ракеты с тепловым наведением . Япония была далека от создания работоспособных управляемых ракет, но этот проект позволил Морите заглянуть в будущее. Становилось возможным представить себе, что войну выигрывают не клепальщики на сборочных линиях, а оружие, способное автоматически распознавать цели и маневрировать. Эта идея казалась научной фантастикой, но Морита смутно представлял себе новые разработки в области электронных вычислений, которые могли сделать возможным "мышление" машин путем решения математических задач, таких как сложение, умножение или нахождение квадратного корня.
Конечно, идея использования устройств для вычислений была не нова. Люди перебирали пальцами вверх-вниз с тех пор, как Homo sapiens впервые научился считать. Древние вавилоняне изобрели абакус для работы с большими числами, и на протяжении веков люди умножали и делили, перемещая деревянные бусины вперед-назад по деревянным решеткам. В конце 1800-х - начале 1900-х годов в связи с ростом бюрократии в правительстве и бизнесе потребовались армии человеческих "компьютеров" - офисных работников, вооруженных ручкой, бумагой и иногда простыми механическими калькуляторами - редукторами, которые могли складывать, вычитать, умножать, делить и вычислять основные квадратные корни.
Эти живые, дышащие компьютеры могли табелировать зарплату, отслеживать продажи, собирать результаты переписи населения, просеивать данные о пожарах и засухах, необходимые для определения стоимости страховых полисов. Во время Великой депрессии американская администрация Works Progress Administration, стремясь трудоустроить безработных офисных работников, создала проект "Математические таблицы". Несколько сотен человеческих "компьютеров" сидели за рядами столов в офисном здании на Манхэттене и составляли таблицы логарифмов и экспоненциальных функций. В рамках проекта было опубликовано двадцать восемь томов результатов сложных функций с такими названиями, как Tables of Reciprocals of the Integers from 100,000 Through 200,009, где 201 страница была покрыта таблицами чисел.
Организованные группы людей-вычислителей продемонстрировали перспективность вычислений, но также и ограничения, связанные с использованием мозга для вычислений. Даже когда мозг был усилен за счет использования механических калькуляторов, люди работали медленно. Человеку, желающему воспользоваться результатами проекта "Математические таблицы", приходилось перелистывать страницы одного из двадцати восьми томов, чтобы найти результат конкретного логарифма или экспоненты. Чем больше вычислений требовалось произвести, тем больше страниц нужно было пролистать.
Тем временем спрос на вычисления продолжал расти. Еще до Второй мировой войны в проекты по созданию более мощных механических компьютеров вливались деньги, но война ускорила охоту за вычислительными мощностями. Военно-воздушные силы нескольких стран разработали механические бомбовые прицелы, которые помогали летчикам поражать цели. Экипажи бомбардировщиков вводили скорость ветра и высоту полета, поворачивая ручки, которые перемещали металлические рычаги, регулирующие стеклянные зеркала. Эти ручки и рычаги "вычисляли" высоту и углы более точно, чем это мог сделать любой пилот, фокусируя прицел при наведении самолета на цель. Однако ограничения были очевидны. Такие бомбовые прицелы учитывали только несколько входных данных и выдавали один выходной сигнал: когда нужно сбросить бомбу. В идеальных условиях испытаний американские бомбовые прицелы оказались более точными, чем предположения пилотов. Однако при применении в небе над Германией только 20% американских бомб падали в пределах одной тысячи футов от цели. Война была решена количеством сброшенных бомб и выпущенных артиллерийских снарядов, а не ручками механических компьютеров, которые пытались и, как правило, не могли их направить.
Повышение точности требовало большего количества вычислений. В конце концов инженеры начали заменять механические шестеренки в первых компьютерах электрическими зарядами. В первых электрокомпьютерах использовалась вакуумная трубка - металлическая нить накаливания, похожая на лампочку, заключенную в стекло. Электрический ток, проходящий через трубку, можно было включать и выключать, выполняя функцию, не похожую на движение бусинок абакуса вперед-назад по деревянному стержню. Включенная трубка кодировалась как 1, а выключенная - как 0. Из этих двух цифр можно было получить любое число, используя двоичную систему счета, а значит, теоретически можно было выполнять многие виды вычислений.
Более того, вакуумные лампы позволили перепрограммировать эти цифровые компьютеры. Механические шестеренки, такие как в бомбардировщике, могли выполнять только один тип вычислений, поскольку каждая ручка была физически связана с рычагами и шестеренками. Бусины на абакусе были ограничены стержнями, по которым они двигались вперед-назад. Однако соединения между вакуумными трубками можно было реорганизовать, что позволяло компьютеру выполнять различные вычисления.
Это был скачок в развитии вычислительной техники, или он был бы скачком, если бы не мотыльки. Поскольку вакуумные трубки светились как лампочки, они привлекали насекомых, что требовало от инженеров регулярной "отладки" . Кроме того, как и лампочки, вакуумные трубки часто перегорали. Современный компьютер ENIAC, созданный для армии США в Пенсильванском университете в 1945 году для расчета артиллерийских траекторий, состоял из восемнадцати тысяч вакуумных трубок. В среднем одна трубка выходила из строя каждые два дня, что приводило к остановке всей машины и заставляло техников метаться в поисках и замене вышедшей из строя детали. ENIAC мог перемножать сотни чисел в секунду, быстрее, чем любой математик. При этом он занимал целую комнату, поскольку каждая из его восемнадцати тысяч трубок была размером с кулак. Очевидно, что технология вакуумных трубок была слишком громоздкой, слишком медленной и слишком ненадежной. До тех пор пока компьютеры будут представлять собой чудовища, изъеденные молью, они будут полезны только в таких нишевых
