Wie heeft de Intel 1103 DRAM-chip uitgevonden?
Share
Het nieuw gevormde Intel-bedrijf publiceerde in 1970 de 1103, de eerste DRAM - dynamische random access memory - chip. Het was de bestverkopende halfgeleidergeheugenchip ter wereld in 1972, die het geheugen van het magnetische kerntype versloeg. De eerste in de handel verkrijgbare computer met de 1103 was de HP 9800-serie.
Core geheugen
Jay Forrester vond het kerngeheugen uit in 1949 en het werd de dominante vorm van computergeheugen in de jaren vijftig. Het bleef in gebruik tot het einde van de jaren zeventig. Volgens een openbare lezing gegeven door Philip Machanick aan de Universiteit van de Witwatersrand:
"Een magnetisch materiaal kan zijn magnetisatie laten veranderen door een elektrisch veld. Als het veld niet sterk genoeg is, is het magnetisme onveranderd. Dit principe maakt het mogelijk om een enkel stuk magnetisch materiaal te veranderen - een kleine donut genaamd een kern - bedraad in een rooster, door de helft van de stroom door te geven die nodig is om het te veranderen door twee draden die alleen bij die kern kruisen. "
De DRAM met één transistor
Dr. Robert H. Dennard, fellow bij het IBM Thomas J. Watson Research Center, creëerde in 1966 de DRAM met één transistor. Dennard en zijn team werkten aan vroege veldeffecttransistors en geïntegreerde schakelingen. Geheugenchips trokken zijn aandacht toen hij het onderzoek van een ander team met dun film magnetisch geheugen zag. Dennard beweert dat hij naar huis ging en binnen een paar uur de basisideeën kreeg voor het creëren van DRAM. Hij werkte aan zijn ideeën voor een eenvoudiger geheugencel die slechts een enkele transistor en een kleine condensator gebruikte. IBM en Dennard kregen in 1968 een patent voor DRAM.
Werkgeheugen
RAM staat voor random access memory - geheugen dat willekeurig kan worden benaderd of beschreven, zodat elke byte of stuk geheugen kan worden gebruikt zonder toegang te krijgen tot de andere bytes of stukjes geheugen. Er waren destijds twee basistypen RAM: dynamische RAM (DRAM) en statische RAM (SRAM). DRAM moet duizenden keren per seconde worden vernieuwd. SRAM is sneller omdat het niet hoeft te worden vernieuwd.
Beide soorten RAM zijn vluchtig - ze verliezen hun inhoud wanneer de stroom wordt uitgeschakeld. Fairchild Corporation heeft de eerste SRAM-chip van 256 k uitgevonden in 1970. Onlangs zijn verschillende nieuwe typen RAM-chips ontworpen.
John Reed en het Intel 1103-team
John Reed, nu hoofd van The Reed Company, maakte ooit deel uit van het Intel 1103-team. Reed bood de volgende herinneringen aan de ontwikkeling van de Intel 1103:
"De uitvinding?" In die tijd concentreerde Intel - of enkele andere overigens - zich op het verkrijgen van octrooien of het bereiken van 'uitvindingen'. Ze waren wanhopig om nieuwe producten op de markt te brengen en winst te maken. Dus laat me je vertellen hoe de i1103 is geboren en getogen.
In ongeveer 1969 heeft William Regitz van Honeywell de halfgeleiderbedrijven van de VS bezocht op zoek naar iemand om te delen in de ontwikkeling van een dynamisch geheugencircuit op basis van een nieuwe drie-transistorcel die hij - of een van zijn collega's - had uitgevonden. Deze cel was van het type '1X, 2Y', aangelegd met een 'stootcontact' voor het aansluiten van de pass-transistorafvoer op de poort van de stroomschakelaar van de cel.
Regitz sprak met veel bedrijven, maar Intel raakte erg enthousiast over de mogelijkheden hier en besloot door te gaan met een ontwikkelingsprogramma. Bovendien, terwijl Regitz oorspronkelijk een 512-bits chip had voorgesteld, besloot Intel dat 1.024 bits haalbaar zouden zijn. En zo begon het programma. Joel Karp van Intel was de circuitontwerper en hij werkte gedurende het programma nauw samen met Regitz. Het culmineerde in echte werkeenheden en een paper werd op dit apparaat, de i1102, gegeven op de ISSCC-conferentie in 1970 in Philadelphia.
Intel heeft verschillende lessen geleerd van de i1102, namelijk:
1. DRAM-cellen hadden substraatvoorspanning nodig. Dit leverde het 18-pins DIP-pakket op.
2. Het 'contact' was een moeilijk technologisch probleem om op te lossen en de opbrengsten waren laag.
3. Het 'IVG'-celsignaal op meerdere niveaus dat nodig was door de' 1X, 2Y 'celschakelingen zorgde ervoor dat de apparaten zeer kleine operationele marges hadden.
Hoewel ze de i1102 bleven ontwikkelen, was er behoefte aan andere celtechnieken. Ted Hoff had eerder alle mogelijke manieren voorgesteld om drie transistoren in een DRAM-cel aan te sluiten, en iemand heeft de '2X, 2Y'-cel op dit moment van dichterbij bekeken. Ik denk dat het Karp en / of Leslie Vadasz is geweest - ik was nog niet bij Intel gekomen. Het idee om een 'begraven contact' te gebruiken werd toegepast, waarschijnlijk door procesgoeroe Tom Rowe, en deze cel werd steeds aantrekkelijker. Het kan mogelijk het probleem van het contact met stoten en de bovengenoemde signaalvereiste op meerdere niveaus wegnemen en een kleinere cel opleveren om op te starten!
Dus schetsten Vadasz en Karp een schema van een i1102 alternatief op de sluwe manier, omdat dit niet bepaald een populaire beslissing was bij Honeywell. Ze hebben de taak van het ontwerpen van de chip toegewezen aan Bob Abbott ergens voordat ik in juni 1970 op het toneel verscheen. Hij initieerde het ontwerp en liet het opmaken. Ik nam het project over nadat de eerste '200X'-maskers waren neergeschoten uit de oorspronkelijke mylar-lay-outs. Het was mijn taak om het product van daaruit te ontwikkelen, wat op zichzelf geen kleine taak was.
Het is moeilijk om een lang verhaal kort te maken, maar de eerste siliconenchips van de i1103 waren praktisch niet-functioneel totdat werd ontdekt dat de overlap tussen de 'PRECH'-klok en de' CENABLE 'klok - de beroemde' Tov 'parameter - was heel kritisch vanwege ons gebrek aan begrip van de interne celdynamiek. Deze ontdekking werd gedaan door testingenieur George Staudacher. Desalniettemin heb ik deze zwakheden begrepen en heb ik de aanwezige apparaten gekarakteriseerd en een gegevensblad opgesteld.
Vanwege de lage opbrengsten die we zagen vanwege het 'Tov'-probleem, adviseerden Vadasz en ik Intel-management dat het product niet klaar was voor de markt. Maar Bob Graham, toen Intel Marketing V.P., dacht anders. Hij drong aan op een vroege introductie - om zo te zeggen over onze dode lichamen.
De Intel i1103 kwam in oktober 1970 op de markt. De vraag was sterk na de productintroductie en het was mijn taak om het ontwerp te ontwikkelen voor een betere opbrengst. Ik deed dit in fasen, waarbij ik bij elke nieuwe maskergeneratie verbeteringen aanbracht tot de 'E'-revisie van de maskers, op welk moment de i1103 goed presteerde en goed presteerde. Dit vroege werk van mij heeft een aantal dingen vastgesteld:
1. Op basis van mijn analyse van vier apparaten werd de verversingstijd ingesteld op twee milliseconden. Binaire veelvouden van die initiële karakterisering zijn nog steeds de standaard tot op de dag van vandaag.
2. Ik was waarschijnlijk de eerste ontwerper die Si-gate transistors als bootstrap-condensatoren gebruikte. Mijn evoluerende maskersets hadden er meerdere om de prestaties en marges te verbeteren.
En dat is ongeveer alles wat ik kan zeggen over de 'uitvinding' van de Intel 1103. Ik zal zeggen dat het 'uitvinden' gewoon geen waarde was onder ons circuitontwerpers uit die tijd. Ik ben persoonlijk genoemd op 14 geheugengerelateerde patenten, maar in die dagen ben ik er zeker van dat ik veel meer technieken heb uitgevonden om een circuit te ontwikkelen en op de markt te brengen zonder te stoppen om openbaarmakingen te doen. Het feit dat Intel zich tot 'te laat' geen zorgen maakte over octrooien, wordt in mijn geval aangetoond door de vier of vijf octrooien die ik heb gekregen, aangevraagd en toegewezen aan twee jaar nadat ik het bedrijf eind 1971 verliet! Bekijk een van hen, en je zult me zien als een Intel-medewerker! "
