十二年,十二季,277集——记《生活大爆炸》完结

还有一天,一部陪伴了很多人许多年的“新经典”美式喜剧就将要迎来它最后的结局了。The Big Bang Theory,国内通称《生活大爆炸》,这部于 2007 年开始播映的情景喜剧创造了许多在当代年轻人中脍炙人口的经典角色,在那个 Nerds 或者说 Geeks 还在普遍不被理解、甚至被嘲笑的年代里,《生活大爆炸》却勇敢地塑造了四位“怪咖”作为剧集主角,并且在台词中掺入了无数晦涩难懂的科学名词。但就是这样一部颇具硬核精神的喜剧,在两季之后,名声响彻全球。

在今天已经不用再对《生活大爆炸》的剧情做过多地介绍了,简单的说就是两个年轻科学家合租之后遇到了住在隔壁的普通年轻女孩后发生的一系列故事。十二年来,我们一路看着这些角色们成长,受挫折,找到自己的另一半,结婚……这 277 集故事,就如同一部充满着日常的长篇流水账小说一般,平淡又不缺少必要的起伏。而作为喜剧,《生活大爆炸》从来不缺乏的就是辛辣的讽刺,恰好,作为主角的谢尔顿最令人印象深刻的就是他的毒舌,编剧们借这几位怪咖之口讥讽了包括但不限于政界、学界、商界,在国内甚至因为许多台词过于敏感而被下架,至今仍没有正规的渠道可以观看它。

如果问起《生活大爆炸》你最先想到的哪个角色,那我估计有 80% 的观众一定会说是谢尔顿。这个让所有观众又爱又恨的角色是整部剧集的核心人物,给他设定超高智商与超低情商似乎在隐喻着历史上许多有着怪才之名的人物,而这种“怪”被编剧和演员诠释的淋漓尽致,他自负自大却对室友以及朋友有着奇葩而又严苛的要求,但他善良的本性与很多时候略带稚气的处事方式又让人对他生不起气来。十二季中,最明显的不过是他的成长,从最开始不食人间烟火,到逐渐的开始懂得人情世故、结识朋友找到真爱,在他的成长中有许许多多感动人的温情瞬间。这样一个略带夸张成分的角色塑造之成功,甚至成为了一种流行文化的代号,连他的穿衣方式——里长袖外短袖也被人争相模仿。而饰演他的吉姆·帕森斯也多次艾美奖最佳男主角,这也是对于他能够驾驭好谢尔顿这样一个高难度角色的最好证明与奖励了。

不过《生活大爆炸》是一部群像剧,每个人都是有血有肉的,在长达 277 集的时间里,几乎每个角色都有能够充分演绎自己的舞台。比如四个怪咖中的另一“对”——Howard & Raj 更像是这部剧中的搞笑和逗逼担当,但是他们之间那种超越了一般朋友的友情没有因为他们不是核心主角而被掩盖,相反的,编剧在他们两人的感情身上花费了相当多的笔墨,他们喜欢互相使绊,也争吵过、疏远过,但每一次又都重归于好,这是多么令人羡慕的一段铁关系。而除了以上提到的三人,四个怪咖中也许是最为正常的 Leonard 追到 Penny 的故事也是一段传奇,也许你不喜欢看有很重感情线的剧,但是《生活大爆炸》中的感情戏拌着喜剧元素,以不多的量恰好满足观众又不腻,也给主角之外的人们足够多的戏份来讲述他们自己的故事,这是这部群像剧成功之处。

2007 年,恰好是乔布斯和他的苹果公司推出第一代 iPhone 的那一年,我们甚至可以在整部剧集中回顾 iPhone 的发展史。而这十二年中就像剧名中的 Big Bang 一词一样,新兴的信息世界呈现出了指数级别的增长。同样的,作为数码潮流文化尤其是游戏文化的弄潮儿,这类话题不曾离开过《生活大爆炸》的舞台,我们不时就可以在剧中看到主角们聚在一起打着游戏。而对于游戏主机,从 Xbox 360 到 Wii,再到次世代登场,那年的 Xbox One 的命名以及主机硬件配置甚至被谢尔顿整整吐槽了两分钟。他和 Amy 在 Xbox One 和 PS4 之间犯选择困难症的样子也是那年许多欧美玩家的代表。

对于大众文化,作为剧集中设定为八十年代生人的几位主角,从小观看的便是以《星球大战》、《星际迷航》等为代表的科幻元素影视剧。《生活大爆炸》中充满了各种星战和超级英雄梗,谢尔顿的 T 恤图案常常就与这些元素有关,有不少国内外观众可能也是通过《生活大爆炸》才开始对这些文化感兴趣进而入坑。

《生活大爆炸》最为人津津乐道的一点就是它对于科学严谨性的尊重,作为一部轻松向的喜剧,在这方面却狠下了一番功夫,甚至设立了科学顾问的职位,剧中出现的各种方程式、科学名词都是经过检验推敲的。而主演中更是有货真价实的博士——Amy 的扮演者,神经生物学博士马伊姆·拜力克在剧中本色出演,连剧中她的实验室中的各种仪器都是她指定给剧组的。

天下终究没有不散的筵席,故事线随着谢尔顿在十一季最后一集与 Amy 正式结婚似乎已经交代的差不多了,大家都意识到了可能我们已经离《生活大爆炸》的结局不远了,可是在官方正式宣布就只剩一季的时候,还是甚感惊讶。这些陪伴我们度过了好多年的家伙们就要离开了,这可能是许许多多追长剧的观众们在每次剧集完结之时一定会感叹的事情。我想,可能在十年后的某一天,我会坐下来,磕着瓜子,随手点开硬盘里收藏的一集《生活大爆炸》一路看下去,重温这个给人嬉笑又给人温情的故事。

PC 硬件史话(二)

导语

这期史话笔者将视点从 CPU 这个单一元件转移开,来讲讲 PC 标准出现前的那些故事。

DEC 与小型机

Minicomputer,中文中多称为小型机,用今天的眼光来看,小型机其实并不小,大多数都还是有个立柜那么大。不过在微型计算机出现之前,小型机占据了计算机市场的大半江山,而要说起小型机,不得不提的就是影响了整个计算机历史的 PDP 系列和它背后的创造者—— DEC 公司。

从 TX-0 到 PDP-1

让我们把时间倒回到上世纪四五十年代,现代计算机刚诞生不久的时候。那时的计算机动辄几个书柜的大小,更大的可能占据几个房间,并且造价普遍十分昂贵。而从六十年代开始,随着晶体管和集成电路的大规模应用,计算机开始了小型化之路。首先出现的,是 1956 年由麻省理工学院林肯实验室(MIT Lincoln Laboratory)研发出的首台全晶体管计算机—— TX-0,这台计算机不久之后被 MIT “借走”拿去当教学仪器了。

TX-0

随后,两名 TX-0 的工程师肯·奥尔森(Ken Olsen) 和 Harlan Anderson 在 MIT 注意到了一个奇怪的现象:明明学院里有同样提供给学生用并且更快的 IBM 的大型计算机,但学生就是喜欢在 TX-0 那儿排长长的队伍来尝试一下它。思索之后,他们认为小型计算机是有市场前景的,并且不是所有人都需要大型机那么强的性能,对于某些特定用途,低成本的解决方案就可以满足需求了;还有些用户往往更在意机器的图形输出或是实时可操作性而非机器的性能。

于是在 1957 年,TX-2 项目遇到严重困难之后,他们便离开了实验室,想用自己的理念拉到投资来推出产品。然而当时业界并不景气,小公司不断成立又破产,而诸如 RCA 和通用电气之类的大公司在计算机市场也讨不到好处。他们千辛万苦才拉到美国研究发展公司(American Research and Development Corporation)公司的投资,不过投资人 Georges Doriot 出于对市场的担心,要求他们变更原来的商业计划,把重心少放在计算机业务上一点,甚至还要求他们把公司的名字从原来的「数字计算机公司(Digital Computer Corporation)」改成了「数字装备公司(Digital Equipment Corporation)」(后文简称 DEC)。

没有办法,公司开头只能听投资人的,DEC 开始生产名为「数字实验室模块」的系列产品,这是一种集成了电子元件和晶体管的电路板,可以用来组建计算机。结果推出之后还挺受其他计算机公司欢迎的,他们买来组建测试自己系统的设备,在不景气的五十年代末期,这个产品线让刚成立的 DEC 开始盈利了。

DEC Digital Laboratory Modules

数字实验室模块

有了成功的产品线之后,DEC 开始将重心重新转回他们最初想做的小型机上。很快,在 1959 年末,采用新设计的计算机诞生了,同样为了规避风险,新的计算机的命名避开了 Computer 一词,新造了「可编程数据处理器(Programmed Data Processor)」这样一个有些拗口的名词。新的机器是系列第一台,即为 PDP-1,比起它需要占用半个房间的祖先 TX-0 来说,它小了很多,而性能却更强。它还拥有一块配套的 CRT 显示器,具有高速显示点阵的能力,用特殊的指令就可以让上面显示图片,这也是最早具有图形显示能力的机型之一。后来在 1961 年 9 月,DEC 向 MIT 捐赠了一台 PDP-1,就摆在 TX-0 的旁边。

PDP-1 的特殊意义不仅仅在于它的小型化上,更在于更深远的文化层面上。这款机型不但推动了黑客文化的发展,还孕育出了最早的电脑游戏——《太空大战(Spacewar!)》。对于软件领域来说,它更是意义非凡——一系列直到如今我们都仍在使用的软件类型的开山鼻祖就是在 PDP-1 上开发运行的,比如最早的文本编辑器(Notepad 记事本类),最早的文字处理器(文字排版类软件),最早的可交互式调试工具和最早可稳定运行的国际象棋程序等。

PDP-1

计算机历史博物馆中的 PDP-1 和《太空大战》的创造者史蒂夫·拉塞尔

PDP-8 和 PDP-11

在 PDP-1 推出之后 DEC 没有停歇,用今天的话来说就是疯狂刷机型,1960 年 PDP-3,1962年 PDP-4,1963 年 PDP-5,1964 年 PDP-7。这其中有的销售不佳,如 PDP-4 就非常惨淡,而 PDP-6 项目则直接因为市场反映不佳而直接搁浅;但继续走小型化之路的 PDP-5 却非常受市场欢迎。于是,秉承着 PDP-5 的理念,在此基础上进行大幅度改进的 PDP-8 被刷出来了。

pdp-8

PDP-8

1965 年 3 月 22 日,PDP-8 发布,这是一台可以放在桌上使用的小型机,比起它的前辈们,在性能上可能有所不足,但是它足够“小”,而且更便宜:它标价 18500 美元,是首台售价低于两万美元的小型机,后续的 PDP-8/S 甚至卖到了一万美元之下,这在当时的市场如同一颗价格炸弹一般。而市场的反映也证明了人们对它的喜爱:PDP-8 系列产品一共卖出去了 30 万台,直接推动了 DEC 在上世纪六十年代中后期到七十年代中期称霸小型机市场。

之后在 1970 年,DEC 推出了 PDP 系列中销量最高的机型——PDP-11,这同样也是一台无论在硬件还是软件方面都对后世有着深远影响的机器:硬件方面,PDP-11 的架构设计影响了整个后七十年代的微处理器的设计,包括 Intel 的 x86 系列处理器和摩托罗拉那著名的 68k 系列处理器;而在软件上,今天互联网世界的基石之一——Unix 系统的首次正式出现,就是在 PDP-11 上面;还有后来流行的 CP/M 及其后继者 DOS 系统等,均受到了 PDP-11 原生系统的启发。正是因为 PDP-11 优秀的、满足时代需求并有些超前的设计,使得 PDP-11 从 1970 年问世一直卖到了九十年代,总共销售六十多万台,被不少评论家誉为“最受欢迎的小型机”,比尔·盖茨曾在他的简历里着重提到过有 PDP-11 的编程经验。

PDP-11

PDP-11

DEC 与今世

说到这里,让我们回头看看 DEC 创始人在 TX-0 前做出的思考,他们对于计算机小型化趋势的判断是多么的精准,而除了这点之外,DEC 还对今世有着非常重大的间接贡献,比如:

  • 与 C 语言的渊源
    Unix 最早是用 PDP-7 的汇编语言写成的(当时还没有一个正式名字),为了移植到 PDP-11 上面,核心开发人员不断开发改进新的编程语言,而 C 语言就是这一阶段性完成产物,直到今天 C 语言标准中仍残留有 PDP-11 指令的痕迹。
  • 与 Windows NT 的渊源
    在 PDP 系列之后,DEC 继续推出了 VAX 系列,他们将其称之为超级小型机(Superminicomputer)。VAX 系列上运行的系统是重新设计编写的 VMS,其核心设计师戴夫·卡特勒(Dave Cutler)后来被微软招入麾下并领导了 Windows NT 的开发,他把 VMS 的不少理念带入到了 NT 上,甚至后来有说法称 Windows NT 是 VMS 的重新改进版本,而 NT 内核也一直被微软沿用至今。值得一提的是,戴夫·卡特勒后来还领导开发了 Azure 平台,再后来设计了 Xbox One 的系统架构。

巅峰与衰亡

不过有句话说的好:“王权没有永恒”,这句话同样可以套用在 DEC 身上。回首上一篇文章,PDP-11 推出之后不久,Intel 的 8008 就登上了舞台,单片式微处理器技术的成熟使得计算机行业掀起了一波更加汹涌的微型(Micro)化浪潮,其结果直接导致了微型计算机(Microcomputer),也就是我们现在使用的这代计算机的成熟和普及。而 DEC 作为小型化的先锋,却抗拒着新的浪潮。

1974 年,公司的研发组已经证明了微机的可行性,甚至给出了两台原型机,然而奥尔森却选择中断了这项企划。1977 年,DEC 又同样拒绝了开发个人电脑的提案,奥尔森甚至说「个人没有理由在家里放台计算机(There is no reason for any individual to have a computer in his home.)(后来他澄清他说的 Computer 指代的不是现代意义上的 PC)」。

历史证明了 DEC 选择了一条错误的道路。八十年代初期,在看到 IBM PC 大获成功之后,他们才迟迟推出自家类似的系统,但 PC 业界最经典的定律已经开始生效了——不兼容就会死。DEC 的新品不兼容 IBM PC 标准,没办法直接运行当时需求最猛的电子表格软件 Lotus 1-2-3,他们的新系列叫好不叫座,这也为日后 DEC 的衰败埋下了伏笔。

八十年代中期,PDP-11 以及后继者 VAX 系列的畅销将 DEC 带上了巅峰,市值超过 2 亿美元,拥有十万雇员,是计算机业界仅次于 IBM 的巨擘,甚至可以撼动它的位置。不过巅峰之后便是下坡路,微机市场打不过 PC,小型机市场也开始被新入场的对手蚕食,管理层昏招频出,大量资金竹篮打水一场空,而原有的不少合作伙伴纷纷离去。

九十年代开始,DEC 已经尽显颓势,经历了各种分拆之后的公司最终于 1998 年 6 月份被当时业界最牛的康柏(Compaq)收购了。

IBM PC 出现前的洪荒年代

愈演愈烈的微型化革命年代里,可谓是群雄四起。1972 年末,一家法国公司用 Intel 8008 为核心开发出了一款计算机,并用了 “Micro-ordinateur” 作为它的注册商标,在英语中,这个词等价于 Microcomputer。不过发明这个词的人并不是他们,而是大名鼎鼎的艾萨克·阿西莫夫(Isaac Asimov),他在 1956 年的短篇小说 The Dying Night 就已经使用了这个词。

Intel 8008 似乎特别受欢迎,早期的微机大多采用了 8008 作为他们机型的中央处理器。1974 年 4 月,Intel 发布了 8008 的加强版——8080。就是这枚处理器,真正拉开了微机普及的序幕。

Altair 8800

现在一般认为的首台商业成功的微型计算机就是 MITS 公司在 1974 年出品的 Altair 8800,而且这是 MITS 转型做计算机之后的第一个产品,在这之前 MITS 的主营产品是计算器。1972 年,由于 TI 的强势介入,计算器市场不好混了,MITS 的老板艾德·罗伯茨(Ed Roberts)决定转型去做计算机。1974 年他选定了当时刚发布不久的 Intel 8080 作为中央处理器,不过因为 8080 的官方定价略高,决心做平价计算机的罗伯茨跑去跟 Intel 砍价,他有着多年的 OEM 采购经验,谈价很厉害;而 Intel 那时候主营业务还是存储芯片,不懂小批量微处理器的定价。所以最终罗伯茨成功地把单片价格从 360 美元谈到了 75 美元。

十月份,他们完成了第一台原型机,并快递给了《大众电子(Popular Electronics)》杂志社,结果不巧的是,他们撞上了快递公司的罢工潮,杂志社并没有收到这台原型机。幸好,他们提前联系的杂志编辑手上已经有了不少这台机器的照片,于是在当年年末出版的杂志封面上,Altair 8800 正式登场了,这是一台可扩展的实用微型计算机,整台机器只需 439 美元!
Popular_Electronics_Cover_Jan_1975

七十年代初,计算器和电子游戏的普及让大众认知了计算机的威力,而数字化产品也吸引着越来越多的电子爱好者。于是这么一台平价但是实用,而且扩展性还不赖的机器一上市就火了。这是罗伯茨自己也没想到的事情,原本他预想能卖 800 台已经很不错了,结果一个月内他们就收到了一千份订单,五月末的时候这个数字已经变成了 2500 台,到了八月,这个数字又翻了一番,还有不少订单是直接买组装好的机器。

而在 Altair 8800 身上最出名的故事可能已经为很多人所熟知了:我们亲爱的比尔·盖茨和他的好友保罗·艾伦为它开发了一套 BASIC 语言解译器,并察觉到了软件行业存在的巨大机遇,随后便创立了 Micro-Soft。
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在 Altair 8800 之后,许多公司察觉到了新的商机,于是乎类似的微型计算机如雨后春笋般开始出现,它们大多采用一块 8bit 的处理器比如 Intel 的 8080 或者 Zilog 的 Z80,采用了兼容 Altair 8800 的 S-100 总线,运行着 CP/M 之类的操作系统。在这波创业大潮中,就有苹果电脑公司,他们的 Apple II 获得了巨大的成功。也是摆这股潮流所赐,越来越多小公司也能用得起计算机来做数据库管理、会计还有文字排版之类的活。

不过最终使得微机走入千家万户的,还是有请我们的主角——PC。

结语

所谓合久必分,分久必合,微型计算机野蛮生长了足够长的时间了,是时候该有人出来一统江湖了!

参考

  1. PDP-1 Restoration Project
  2. The PDP-1
  3. The Development of the C Language
  4. DEC创始人、小型机之父:肯·奥尔森
  5. DEC’s Blockbuster: The PDP-8 - CHM Revolution

我的 Tools 文件夹中都有什么

写点白开水文,这次介绍一下我存续最久的工具目录中都有些啥,按字母排序

AcDown

充满时代感的名字,早已经没有后续更新,作者 Kaedei 后来去做了弹弹Play

Aegisub

老牌的字幕打轴制作软件

AIDA64

老牌的 PC 整体检测软件

aMule

开源 ED2K 协议下载器
其实国内的 ED2K 网络并没彻底死,还是有人在用的

aria2

全平台命令行下载器,配合图形化前端食用更佳

AS SSD Benchmark

SSD 跑分软件

BDinfo

BD 原盘信息查看工具

BIND

一套关于 DNS 的工具集,其中我常用 dig

CascView

暴雪目前常用的 .casc 格式文件查看器

Cinebench

跑分

Cisco TFTP Server

思科出品的 TFTP 服务器

CPU-Z

老牌 CPU 检测工具

Crass

痴汉公贼开发的通用 GALGAME 资源提取器,已停止更新

CriPackTools

CRIWARE 的 CPK 格式文件解压器

CrystalDiskInfo

老牌硬盘状态查看器,S.M.A.R.T. 查看好手

CrystalDiskMark

老牌硬盘跑分工具

CTF Tool

PSP 主题文件修改器

Display Driver Uninstaller

Windows 的显卡驱动完整清除工具

de4dot

.NET 程序反混淆和解包工具

Detect It Easy

程序包识别工具

DiskGenius

磁盘操作工具,该有的都有,不该有的也有

Dism++

原本是一个类似 Dism 前端的工具,现在有了很多其他实用功能

DXVA Checker

DXVA 的检测工具

Everything

文件搜索器

FastCopy

文件拷贝器

FFmpeg

FLV Extract

FLV 文件的分离小工具

GCFScape

Valve 的各种包格式查看器

GPU-Z

老牌 GPU 检测工具

HD Tune Pro

老牌硬盘测试工具

HWMonitor

跟 CPU-Z 同门的硬件状态监视工具

ILSpy

.NET 程序集查看和反编译器

inSSIDer

WiFi 网络环境查看器

JSON C# Class Generator

根据 JSON 文本生成 C# 类的小工具

LAV Filters

一组应该是目前最牛逼的视频分离解码器

libwebp

WebP 格式工具集

Locale Emulator

Locale 模拟器,作者后来写了 QuickLook

MadVR

目前最牛逼的视频渲染滤镜

MD5Tool

自己写的 MD5 和 SHA-1 查看小工具

MediaController

自己写的远程音乐播放状态控制器

MediaInfo

媒体文件信息查看器

MeGUI

一套视频媒体编码工具图形前端

MKVToolNix

MKV 文件处理工具集

MonaTiny

简易的视频流服务器,支持 RTMP、HTTP(S)、WS 等协议

Mp3tag

音频文件元数据工具

Notepad++

Ntlea

辣个男人写的 Locale 模拟器

NVIDIA Inspector

N 卡驱动配置文件修改器

PPSSPP

PSP 模拟器

Privoxy

Web 代理

Proxifier

Proxy Everything

Putty

Rufus

目前最好用的 USB 启动介质制作器

SysinternalsSuite

针对 Windows 系统的工具集

Universal Extractor

从各种压缩包和安装程序中解压提取文件的工具

UsbEAm Hosts Editor

针对各大游戏平台的 Hosts 修改工具

Valve Resource Format

V社各种类型文件的查看、反编译器

VTFEdit

VTF 文件编辑器

WinHex

居家必备的编辑器

WinMTR

Windows 下的图形化 MTR 工具

WinSCP

WiX Toolset

针对 Windows 安装包(.msi等格式)的工具集

WizTree

磁盘空间占用可视化查看器

x264 & x265

开源 AVC 和 HEVC 编码器

Others

还有一些过于硬核的工具没有列出来,诸如 BIOS 修改之类的工具。

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PC 硬件史话

成立之初的 Intel 和 AMD

Intel 篇

书接上文,NM Electronics,在创立的头个月底改名成 Intel。据称,Intel 这个名字是启发自 integrated 和 electronics 的整合。

Intel 成立初期的主要业务并不是微处理器的开发与制造,而是瞄准半导体存储器市场,公司的首款产品便是 SRAM(静态随机存取存储器,现多见于 CPU 内部)—— Intel 3101。

3101 推出于 1969 年,比当时市场上的同类产品快了接近一倍。同年,Intel 还推出了 1101 和 3301 两款产品,前者是创新性地将 MOSFET 工艺运用于存储器制造的产物,后者则是一款只读存储器(Read-Only Memory)。虽然 3101 和 1101 这两款产品都颇具创新意义,但是影响并不大。真正使 Intel 开始出名的,是 1970 年发售的 1103——世界上第一款商用的 DRAM(动态随机存取存储器,也就是今天最常见的内存类型)。1103 在 1972 年成为了最为畅销的半导体存储芯片,并成功地在许多应用场合完成了 Intel 原本的设想——取代当时最流行的磁芯存储器(Magnetic-core memory)。

AMD 篇

与 Intel 不同的是,AMD 在成立之初原本是仙童半导体和国家半导体(National Semiconductor)第二供货商,专注于制造芯片,并引入了美国军方标准作为质量管理标准。要知道,在早期的计算机工业里,微芯片不可靠的质量是各大客户都极力想避免的问题,所以 AMD 靠这个赢得了一些优势。

在 1969 年 11 月,AMD 推出了它自己的首款产品:Am9300,一款移位寄存器。之后陆续推出了一系列畅销的元器件。

在 1971 年,AMD 进入了内存芯片市场,同年公司的销售额就已经达到了四百六十万美元。

到 1975 年,AMD 一共生产着 212 种产品,其中 49 种是自主研发的。

4004 与 8008

Intel 4004

终于讲到 Intel 的第一颗微处理器(Microprocessor),4004 的故事了。

1969 年,Busicom,一家日本的计算器公司拿着自己设计的一套由 12 枚 IC 组成的计算器引擎方案找到了刚成立不久的 Intel(其实是 Intel 主动去接触的),想让他们完善并生产这套引擎。然而 Intel 方面给出了一套更加优雅的方案,1971 年初,由 Federico Faggin 领导的开发团队设计出了一套只需要 4 枚芯片就可以取代原来的 12 枚芯片的芯片组,也就是后来的 MCS-4 芯片组,其中的核心便是大名鼎鼎的 4004。

4004 使用了 10 微米的制程,一共集成了约 2300 个晶体管,最高主频为 740 kHz,数据位宽为 4 bit,每秒最多能执行约 92000 条指令。这些参数在当时虽然并不是最强的,但因为它是市场上首款通用可编程处理器,又是全球首款商用单片微处理器,所以就像 1971 年 11 月 15 日 Intel 在 Electronic News 上刊登的广告语说的那样,它在集成电子领域开创了一个新的纪元。

4004 直到 1981 年才停产,期间推出了 4040 作为它的加强版。这里有一段 4004 发布三十五周年纪念会的录像,其中有两位设计师的演讲,感兴趣的朋友可以去看看:Intel 4004 Microprocessor 35th Anniversary

Intel 8008

8008 与 4004 实际上是两个独立进行的项目,8008 项目开始的时间甚至可能早于 4004。而 8008 背后的故事,则是非常有趣:

Computer Terminal Corporation (CTC) 是当时刚成立不久的一家设计制造小型桌面终端的公司,1967 年他们推出了一款非常受欢迎的机型:Datapoint 3300。

这款机型虽然卖的不错,然而它的小毛病可是不少,比如发热问题就是其一。为了解决这台机型上存在的问题,CTC 开始考虑采用单片 CPU 的设计来改进内部电路,于是公司掌门人之一的 Roche 找到了罗伯特·诺伊斯,交流了这个想法。诺伊斯觉得这是个绝妙的点子,而且 Intel 有能力做,但是这样子干很蠢:“一台计算机只能卖一块主处理芯片,但是可以卖数百颗存储芯片”。另一个考量则是当时 Intel 的存量客户几乎都是买他们的存储芯片搭配自己研发的处理器,而一旦 Intel 开始卖自家的处理器了,那么它和客户间就可能会形成竞争关系,原本的客户可能会另寻供应商。

但最终诺伊斯还是在 1970 年初和 CTC 签下了价值 50000 美元的开发合同,不过呢,CTC 同时还找了德州仪器作为它们的备胎。

接下来的故事就众说纷纭了,英文维基上给出的这个缺少来源的说法是 TI(德州仪器)拿到了 Intel 的早期设计,并做出了样片,但是有许多 bug,被 CTC 给否了。Intel 自己的进度也不顺利,推迟了。结果呢,CTC 那边等不及了,还是用了老而成熟的方案在 1970 年 3 月末推出了改进型新品:Datapoint 2200。这新品都出了,那么自然也就不需要原来计划的配套处理器了,所以 CTC 叫停了代号为 1201 的芯片的研发。

半年过去了,似乎是注意到了 4004 的成功,有家计算器生产商向 Intel 表达了想把 1201 芯片用在他们家的科学计算器上的想法。正巧隔壁 4004 项目已经完成了,我们的老熟人 Federico Faggin 过来接手了 1201 项目,他们对原来的设计进行了一些小调整。最终在 1971 年的晚些时候,Intel 把完成版的 1201 送到了 CTC 手上。

结果 CTC 为了推出新的产品,已经不满足于 1201 所提供的性能,于是他们砍掉了这个项目,用 1201 身上的所有知识产权代替五万美金向 Intel 支付了费用。随后 Intel 将这款产品更名为 8008,并在 1972 年 4 月份将它以 $120 的价格放进了自家的产品目录里,他们原本担心的老客户流失问题也没有发生,反而延续了 4004 在商业上的成功。

与 4004 一样,8008 也是采用的 10 微米制程,集成了约 3500 个晶体管,早期版本主频为 500 kHz,后来升高至 800 kHz。但因为数据位宽为 8 bit,所以实际性能比 4004 还是要高不少。

8008 最大的意义还是在它的设计上,后来 1974 年 4 月份发布的 8080 延续了它的设计,而 x86 的开创者 8086 则是继承了 8080 的指令集,所以说 8008 是现在所有 x86 CPU 的老祖宗也不为过。

AMD 的逆向工程

1974 年,Intel 推出了 8080 微处理器。AMD 此时想进入微处理器的市场,于是他们搞到一块早期的 8080 芯片,对其展开了逆向工程:显微拍照,用照片捣鼓出了原理图和逻辑图,然后研发出了自己的第一款微处理器:Am9080。

Am9080 的制造成本只需要 50 美分,但却以 700 美元一片的价格卖给军用市场。结果不久之后 Intel 就与 AMD 签署了一份协议,AMD 成为了 8080 的授权第二供应商,这使得两家可以联合打入那些不接受单一供货源的市场,这份协议也给后来的故事埋下了伏笔。

结语

虽然 Intel 研发出的这两款单片型处理器的性能都挺一般的,但还是有不少业界人士和爱好者注意到了这种类型的处理器的远大前景——可以加速计算机的小型化,而事实上,在七十年代中期,已经有几家公司开始尝试用 Intel 的芯片设计制造小型的计算机了。

下一章,笔者将会把主视角从 CPU 转开,尝试讲述一下 IBM PC 兼容标准诞生的故事。

参考资料

  1. Intel at 50: Intel’s First Product – the 3101
  2. Intel at 50: Intel’s 1101
  3. MyNikko.com 微處理器博物館 - Intel 3101
  4. 纪念英特尔成立五十周年 篇一 阴差阳错
  5. The Story of the Intel® 4004
  6. MCS-8 - Intel - WikiChip

英文维基不作为参考资料列出。

PC 硬件史话——序章

前言

笔者因为从小被父亲的爱好所影响,所以自然而然地喜欢上了 PC 硬件方面的东西。好多年前《微型计算机》杂志上不断有各种 PC 的元件发展史的文章,当时非常爱读这类历史传奇一般的说明文,现在有能力去直接读英文资料了,也就产生了自己写的念头。

思前想后几个月,我决定还是以比较方便我自己阅读的资料为主,尽量客观的以时间轴的方式来书写这段跨度长达近乎六十年的传奇历史。

参考的资料主要是以英文维基为主,并辅以各种其他资料来保证准确性和真实性。

序章里面还要讲讲这一整段传奇故事的大背景。

背景

半导体器件的发展

十九世纪的电学研究开启了第二次工业革命,把人类带入了电气时代。随着材料科技的迅猛进步,半导体的性质逐渐被人们所掌握,这直接导致了在二十世纪初,各种新型电子元件被发明,比如现在大家非常熟悉的二极管、电子管等等。在早期,这些半导体元件的个头都比较大,而随后出现的晶体管,则开启了一场真正意义上的革命。

晶体管分为两种类型,一种是场效应管(Field-effect Transistor, FET),其概念由 J. E. Lilienfeld 于 1926 年提出,但限于当时的条件,没有能够生产出实际能够工作的器件。而现在普遍认为的第一支晶体管是由贝尔实验室在 1947 年发明的,参与研发的人员有 John Bardeen, Walter Brattain 和 William Shockley。 他们发明的晶体管是与 J. E. Lilienfeld 提出的场效应管不同的双极性结型晶体管(Bipolar Junction Transistor, BJT),也就是我们现在俗称的三极管。

由于种种原因,在发明了晶体管之后,Shockley(后文译作肖克利)离开了贝尔实验室。1956 年,他在山景城创办了以他自己名字命名的肖克利半导体实验室(Shockley Semiconductor Laboratory),实验室所在的那片地区后来发展演变成为了举世闻名的硅谷(Silicon Valley)。肖克利实验室招揽了许多有志向研究半导体的年轻科学家与工程师,其中最为著名的便是日后的「八叛逆」: 罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)、高登·摩尔(Gordon Moore)、朱利亚斯·布兰克(Julius Blank)、尤金·克莱尔(Eugene Kleiner)、金·赫尔尼(Jean Hoerni)、杰·拉斯特(Jay Last)、谢尔顿·罗伯茨(Sheldon Roberts)和维克多·格里尼克(Victor Grinich)。

八叛逆与仙童半导体

可能是因为肖克利在实验室管理以及个人性格上存在的一些缺陷,八叛逆向肖克利的上级 Arnold Beckman 要求替换掉他在实验室的位置,然而 Arnold Beckman 最终做出的一系列支持肖克利的决定使得八叛逆不得不考虑离开肖克利实验室另寻出路。

当时半导体器件的主要基底材料是锗,而八叛逆认为硅比锗拥有更好的商业前景,因为相对于储量不高、提炼繁杂的锗,硅可以从沙子中提炼出来,可以有效降低原料成本和生产时间。罗伯特·诺伊斯用慷慨激昂的演讲向仙童摄影器材公司的老板 Sherman Fairchild 展示了他们的愿景,并成功说服了他。随后在 1957 年,他们获得了仙童摄影器材公司的资助,创办了仙童半导体(Fairchild Semiconductor)。仙童半导体在 1958 年成功的以硅为基底开发出了一款在商业上非常成功的晶体管——2N697。随后在 1959 年,八叛逆之一的金·赫尔尼又研发出了新的平面工艺,相对于传统的台面工艺,新的平面工艺无论是在成本还是产品的稳定性上,都有着巨大的进步,这项技术至今仍在半导体制造中扮演着极其重要的角色。

继承了前人的理念之后,在 1958 年 9 月 12 日,德州仪器(Texas Instruments)的 Jack Kilby 成功的研发出了第一块能够工作的集成电路,随后他在 1959 年 2 月 6 日为这项发明申请了专利。半年之后,八叛逆之一的罗伯特·诺伊斯成功独立研发出了另一种不同的集成电路,与 Jack Kilby 不同的是,罗伯特·诺伊斯的集成电路是以硅为基底,并且更加实用。一年之后,诺伊斯又将平面工艺运用到集成电路的制造流程上,这也使得业界更为认可仙童半导体出产的集成电路。仙童半导体在创造了一系列对后世影响深远的研究发明之后俨然已经成为了整个半导体行业的领军者。

摩尔定律

1965 年 4 月 8 日,八叛逆之一的高登·摩尔在 Electronics 杂志上发表了名为 Cramming more components onto integrated circuits 的文章,文中,他基于对行业发展的长久观察和思考后做出了一项具有历史意义的预测:

The complexity for minimum component costs has increased at a rate of roughly a factor of two per year. Certainly over the short term this rate can be expected to continue, if not to increase. Over the longer term, the rate of increase is a bit more uncertain, although there is no reason to believe it will not remain nearly constant for at least 10 years.

这就是半导体行业中著名的”Moore’s Law”的前身,在 1975 年 IEEE(电气电子工程师学会)的一次会议上,摩尔修订了预测的增长率,原本两倍的增长率将在 1980 年之后减半。年内稍晚时候,加州理工学院的 Carver Mead 教授将摩尔的预测总结为”Moore’s Law”。

摩尔定律事实上只是一条经验定律,但是却延续至今仍旧没有失效,甚至一定程度上在很长一段时间内指引了半导体业界的发展。

分崩离析与传奇的开始

让我们把目光重新对准仙童半导体。在六十年代的前五年,仙童半导体的风光一时无两,员工数量从最早的12人发展到了12000人。然而王权没有永恒,这家公司并不会这么一帆风顺下去。1965 年开始,仙童半导体在公司内部管理上开始出现了一些问题,到了 1967 年 7 月,公司已经开始亏损并且领头羊的位置被德州仪器所夺取。1968 年 8 月,罗伯特·诺伊斯、高登·摩尔和 Andrew Grove 一起从仙童半导体离职,创办了 NM Electronics,一年之后,公司更名为 Intel。1969 年,仙童半导体的一群工程师决定离开公司创业,他们找到了 Jerry Sanders 一起合伙,5 月 1 日,Advanced Micro Devices 公司成立。

好了,演员已经全数登场,传奇即将上演。