[Forrige artikkel]               [CW hjemmeside]              [Neste artikkel]

Mikroprosessoren jubilerer

25 år siden skjellsettende møte hos Intel


I disse dager er det 25 år siden det tyvende århundres viktigste enkeltoppfinnelse, mikroprosessoren, ble unnfanget. Det skjedde under et møte hos Intel, med den japanske kalkulatorprodusenten Busicom. Her fikk Intel i oppdrag å utvikle de kalkulatorkretsene som senere skulle bli kjernen i verdens første mikroprosessorfamilie.

Magne Lein

Etter en frustrerende forhandlingsperiode var Intel-folkene i ferd med å gå trett av Busicom-folkenes evindelige tvil og vegring. Japanerne ønsket å legge alle kalkulatorfunksjonene på 12 kundespesifiserte brikker. Ted Hoff og Intel mente det var bedre å integrere alt på fire kretsbrikker, tre av dem gruppert rundt en sentralprosesserings-brikke (CPU).

Man skal imidlertid være klar over at det ikke bare var trangen til å møte den ideelle fordring; til å erobre grunnleggende nytt teknologiterreng som lå bak Intel-folkenes sta holdning. På kammerset innrømmet de for seg selv at kompetansen deres på den type logikkretser som lå i bunnen på Busicom-konseptet, ikke hadde spesielt høy.

På tampen av 1969 ønsket Intel å avslutte tautrekkingen med japanerne. De innkalte prosjektlederen Masatoshi Shima og kollegene hans til hovedkvarteret i Santa Clara, åtte mil sør for San Francisco. Dagsorden: Sette sluttstrek for diskusjonen; "take it or leave it"!

Overraskende nok bøyde Busicom av. Dermed var utviklingen av mikroprosessoren i gang.

Dristighet vær min venn

Selv om Intel-grunnleggerne Gordon Moore og Robert Noyce hele tiden hadde gitt Ted Hoff full backing, og bedt ham ignorere alle innvendinger fra Busicom, var Hoffs forslag i utgangspunktet usedvanlig dristig. Man skal huske på at det i tillegg til å omfatte knapt påtenkt teknologi til et nytt produkt som skulle foreligge i prototypversjon om noen få måneder, også kom fra en nyansatt hos Intel. Og han var i tillegg helt fersk fra Stanford, og ansatt for nettopp å dra i land den viktige Busicom-kontrakten.

Ingen vet fortsatt hvorfor japanerne til slutt gikk med på prosjektet. Intel kjørte sterkt på at teknologien deres hadde vekstpotensiale langt ut over kalkulatornisjen. Dette var hovedargumentet deres. Men ikke noe av det som skjedde senere, tyder på at Busicom egentlig tilla dette perspektivet særlig stor vekt. En eller annen -- sannsynligvis Hoff -- må ha svingt seg opp til ekstra store overtalelseshøyder under møtet i Santa Clara.

MOS er tingen

Alle hos Intel forsto at basiskonseptet måtte ta utgangspunkt i den nye MOS-teknologien (MOS: Metal Oxide Semiconductor) som var oppfunnet hos Fairchild av Federico Faggin. Årsaken til at Gordon Moore og Robert Noyce brøt opp fra Fairchild og startet Intel, var nettopp et ønske om å satse på integrerte minnesbrikker basert på MOS-teknologi.

Men det skulle likevel gå halvannet år før 4004-prosessoren, verdens første mikroprosessor, dukket opp i et kommersielt produkt; Busicoms kalkulator fra 1971.

Federico Faggin har nok ikke fått sin rettmessige plass i bildet av datahistorien. For Ted Hoffs lysende begavelse og karismatiske personlighet blendet omgivelsene, og har overskygget Faggins innsats. Samtidig har vel heller ikke Intel vært overivrige etter å trekke frem Faggin. Han forlot nemlig Intel noen år senere, og startet Zilog. Og Zilog fremsto en periode som en mulig konkurrent til Intel.

Mens Ted Hoff var selve oppfinneren, var Federico Faggin uten tvil utvikleren, den som satte mikroprosessor-teknologien ut i livet.

Ut av dødvanne

Faggin kom til Intel i april, 1970. Beslutningen om utvikle en kalkulator basert på et lite antall brikker var allerede tatt. Konseptet var utarbeidet av Ted Hoff, sammen med Masatoshi Shima og Stan Mazor, en kollega av Hoff i Intel. Totalt omfattet det fire brikker; en 4-bits sentralenhet (CPU)), en 2.048-bits ROM, en 320-bits RAM og et 10-bits shiftregister (I/O).

Men rent teknisk sto prosjektet i stampe. Da Faggin kom inn i bildet, var fortsatt arkitekturen og logikken ikke stort mer enn et glimt i kollegenes øyne. Faggin trodde de hadde kommet mye lenger.

Midt opp i denne teknologiske vindstilla kom Shima seilende inn til Intel-hovedkvarteret. Han ville forsikre seg om at logikkbrikkene og alt det andre var i rute, men fikk raserianfall da han fant at Intel ikke var kommet stort lenger enn da de møttes senhøstes året før.

Hoff var bortreist, men Faggin tok ballen på sparket, og løste det ene problemet etter det andre; først arkitekturen, så logikken og selve kretskonstruksjonen og til slutt uttegningen for brikkene. Og det var ikke småtteri han hadde å stri med. Han måtte blant annet finne en måte å lage logiske portkretser i silisium, samt en metode for å bootstrappe ("hårløfte") transistorportene, noe som ble ansett som umulig.

Dramatisk

Midt på sommeren hadde Faggin hele 4000-familien oppmarsjert. Senhøstes var det klart for prototyputvikling. ROM-brikken gikk bra. Så fulgte RAM-brikken og shiftregister-brikken. Fortsatt ingen store problemer. Så kom katastrofen. Logikk-brikken sviktet totalt. Alt var galt.

Etter mye om og men fant Faggin at et helt brikkeskikt var uteglemt under produksjonen! Men i midten av januar, 1971, var det hele rettet opp. Sent en kveld plasserte Faggin måleprobene på den to tommer store silisiumskiven med de fire brikkene. Han har fortalt at han skalv på hendene under monteringen, og ba en stille bønn om at det ikke måtte være alt for mange bugs å ta seg av de nærmeste ukene.

Klokka tre om morgenen visste Faggin at han hadde lykkes. Gjennomkjøringen gikk fint. Allerede i februar ble første medlem av 4000-familien, modell 4004, satt i produksjon.

I mars ble de første brikkesettene sendt til Busicom, som fortsatt ikke var særlig entusiastiske. Kalkulatormarkedet var overopphetet, prisene falt. Man kunne bare ta god pris for spesialkalkulatorer, som HP 35, som kostet rundt 4.000 kroner. Men så taklet den da også noe så fantastisk som trigonometriske funksjoner!

Busicom oppsummerte situasjonen som at de, når alt kom til alt, hadde fått dyr, men likevel underlegen kalkulatorteknologi, og ett år forsinket! De ønsket å reforhandle kontrakten.

Men Hoff og Faggin viste hva de hadde mellom hendene, og sa til Intels markedsavdeling at Intel burde prøve å løse ut japanerne, i hvert fall få dem til å gi fra seg eksklusiviteten.

Men nå møtte de motstand hos Intel-ledelsen. Den var lite lysten på ytterligere krangling med Busicom. Og dette var for så vidt forståelig. Tross alt hadde Intel den gang bare 25 mill. kroner i omsetning. De var også i ferd med å flytte inn i nye lokaler, og ny EPROM- teknologi skulle lanseres (EPROM: Erasable Programmable Read Only Memory). 4000-familien lå heller ikke midt i beitet for Intel. Fokusering på eksotiske nisjer var ikke førsteprioritet hos markedsavdelingen og ledelsen ellers.

Så Hoff, Faggin og Mazor gikk til selveste toppsjefen, Robert Noyce (døde i 1990). Han oppfant blant annet planarteknologien. Han var en superteknolog, men også teknoromantiker. Han konfererte med Gordon Moore, og de to bestemte seg for å gi klarsignal for en avtale med Busicom. Ikke primært fordi de anså at teknologien var så interessant i ren prosessor/data-sammenheng, men fordi de mente den ville selge mange minnekomponenter.

I mai hadde Intel landet avtalen med Busicom. Intel fikk rett til alt salg av 4000-teknologien innen alle områder, kalkulatornisjen unntatt. Busicom inngikk her en av datahistoriens minst fordelaktige avtaler noensinne. Prislapp: 20000 dollar.

Texas foran?

Men en stund så det ut til at Intel hadde kjøpt katta i sekken. I en annonse i Electronics -- verdens ledende elektronikkblad -- sensommeren 1971, fortalte Texas Instruments at de hadde utviklet det de kalte en "CPU on a Chip". Og her var tydeligvis alle funksjonene presset inn på én brikke, på 12 x 12 mm. Intel tolket annonsen som at konkurrenten lå et hestehode foran.

Intel-gjengen fikk bakoversveis. Ikke minst da det viste seg at Texas Instruments hadde utviklet CPU-en i forbindelse med et oppdrag for Datapoint Corp., den gang Computer Terminal Corp (CTC). Intel jobbet på et lignende oppdrag for CTC; en meget viktig avtale. Her skulle rundt hundre logikkretser komprimeres på et lite antall brikker via MOS-teknologi. Dette prosjektet var med andre ord enda mer omfattende enn brikkesettet til Busicom.

Innersving

Men Ted Hoff holdt hodet kaldt. Han så at Faggins MOS-baserte portteknologi i silisium kunne benyttes til å integrere alle de hundre logikkretsene på en eneste brikke. Hoff greide å overbevise CTC, og Intel satte i gang med en krets de kalte 1201. Samtidig kjørte Hoff frem den opprinnelige 4000-familien parallelt, alt under ledelse av Hal Feeney. Hoff så at 4000-familien tegnet stadig bedre på prototypnivå.

Så ble oppmerksomheten en periode avledet i annen retning hos Intel. Feeney ble skjøvet til side. 1201-prosjektet skrantet. Det samme gjorde 4000-familien. Man spurte Faggin om å blåse nytt liv i 1201. Faggin knyttet til seg Feeney, og de to brukte mye av vinteren 71/72 til å analysere hva som kunne hentes over fra 1201s 8-bits arkitektur til 4004-prosessoren. Men via TI-annonsen innså Intel at de nå hadde minst én sterk konkurrent.

Så kom det et nytt sjokk for Intel. CTC mente prisen på logikkretser var blitt så lav, at det ikke lenger lønte seg å utvikle en ny prosessorbrikke. De ønsket å kansellere avtalen.

Intel hadde imidlertid hørt at Seiko skulle være interessert i 1201, og tok sjansen på å gå videre, uten konkrete avtaler. CTC slapp fra det hele uten erstatning, men måtte gi fra seg de kommersielle rettighetene til 1201.

Kundene uteblir

Sommeren 1971 så det lite lystelig ut for Intel. Man mente man hadde to revolusjonerende produkter, men kundene glimret med sitt fravær. Mye tydet på at Texas Instruments ville knekke selskapet i løpet av kort tid.

Så kom lysningen. Texas-CPUen viste seg å være dødfødt. Nye markedsfolk kom inn hos Intel, som Ed Gelbach (fra Texas Instruments!). Han satte umiddelbart i gang med en kampanje som senere skulle fremstå som verdens første storlansering av et dataprodukt, av 4000-familien, nå omdøpt til MCS-4.

Samtidig var Faggin, Feeney og gruppen deres mer eller mindre i mål med 1201, omdøpt til 8008. I august 1972 var 8008 på markedet.

Dermed hadde ikke Intel bare oppfunnet mikroprosessoren, men også kommet med neste genereasjon innen seks måneder!

Og nå ble det liv i brikkeleiren. Fagbladene svulmet over av historier om prosessorbrikker på beddingen. Men det meste var det amerikanerne kaller "vaporware"; røklegging fra desperate konkurrenters side.

Og Intel fant, ikke minst i Europa, at brukerne skjønte hva det dreide seg om. Og de forventet dynamikk fra Intels side, mer ytelse like rundt svingen. Faggin ivret for ytterligere satsing, ikke minst overgang fra p-kanal til n-kanal halvledere, men møtte liten entusiasme hos Intel-ledelsen. Frustrasjonen rundt dette var nok en av grunnene til at Faggin senere besluttet å forlate Intel og etablere Zilog. Men først fullførte han omkonstrueringen av 8008.

I desember 1973 forelå resultatet i form av 8080-prosessoren; av mange regnet som verdens første, "virkelige" mikroprosessor, i tilnærmet den form vi kjenner dem i dag. I juni, 1974, begynte markedsføringen. Om 8080-prosessoren har Faggin skrevet:

-- 4004 og 1201 var et varsel om det kommende mikroprosesssor-markedet, men det var 8080 som forløste det.

Ny kneik

Men på himmelen toppet det seg truende, teknologiske skyer utover på 70-tallet. Intel følte seg mer og mer presset av Motorola og Zilog. I sitt lønnkammer innså man at konkurrentenes produkter teknisk sett var overlegne. Dermed satte man i 1980 igang et markedsføringskjør som senere er blitt en klassiker: "Operation Crush".

Crush-gruppen skapte mer eller mindre en ny produktserie ut av tomme intet. For det var ikke tid nok til å utvikle en helt ny prosessorarkitektur. Men Intel hadde allerede flere produkter i samme gate, altså et bredere produktspetrum enn andre innen nisjen, derved også bedre kundestøtte. Intel snakket nå om et system, om benchmarling på systemnivå, og ikke om komponenter, men om løsninger.

Markedsføring viktigst

Og strategien virket. Motorola og Zilog sakket etter i kappløpet. Motorola berget seg over krisen på grunn av sin bredde i elektronikkmarkedet. Zilog ville ha gått konkurs hvis det ikke hadde vært for en stadig sterkere posisjon innen bilelektronikk.

Crush-strategien viste at markedsføring er viktigere enn selv den mest avanserte teknologi. Denne lærdommen har Intel siden bevart i sitt hjerte. Mange vil hevde at "Intel Inside"-kampanjen er en ektefødt Crush-avlegger. Her bekjemper Intel undergraving av prosessorene sine innen forbrukernisjen ved å henvende seg direkte til sluttbrukeren, forbi distribusjonsleddet. Annonseringen skal overbevise brukeren om at det bare er Intel som er til å stole på når det gjelder fornyelse av X86-konseptet.

Men Motorola har lært leksen fra slutten av 70-tallet, og har kjørt etter et lignende konsept for PowerPC.

Lærdommen er at det ikke er mikroprosessorene i seg selv som skaper markedet, men de løsningene som tilbys. Digitals Alpha-prosessor er kanskje egnet som sannhetsvitne for denne påstanden.

Men overveldende mikroprosessor-suksess kan over tid vise seg å være en boomerang. Produsenten kan lakkere seg inn i et hjørne. For alle brukerforventninger og forpliktelser skal oppfylles og etterleves. Man har egentlig ikke så mange valgmuligheter. Hele kundebasen roper etter mer. P6, et slags kodenavn for Pentium-etterfølgeren, vil fortsatt være en etterkommer av 8080-familien fra slutten av 70-tallet.

Mens du selv strever som verst i det gamle sporet, kan det derfor hende at det dukker opp en konkurrent med noe helt nytt.

Intel har imidlertid hatt mest problem med kloner, primært fra Advanced Micro Devices (AMD) og Chips & Technologies. Andrew Grove, toppsjef hos Intel, har føtt følgende lov oppkalt etter seg:

"Bare den paranoide overlever"

Og Intel tar sjefens medisin. De reagerer schizofrent på det meste, ikke minst det de oppfatter som kloning og alle typer etterligninger. Man er hårsår og sær. Selv ringte jeg Norden-hovedkontoret i Stockholm for noen måneder siden. På Oslo-kontoret var det aldri noen som tok telefonen. Jeg ville gjerne ha litt ferskvare omkring de nye produktene, ikke informasjon bare via dobbeltsider i dagspressen. Forespørselen ble ikke tatt nådig opp, og aldri effektuert.

Men nå har Intel fått noen sterke allianser å bryne seg på. RISC-konstellasjonen Apple, IBM og Motorola, rundt PowerPC og PowerMac, er ikke noe man skal kimse av. HP kjører også beinhardt på RISC, og toppfolk på visitt hos HP Norge nylig inviterte nærmest til nært forestående gravøl over CISC-teknologien.

10 milliarder

Man kan spørre seg hvor grensen går for antall transistorer per mikroprosessorbrikke. Carnegie-Mellon-universitetes Don Lindsay sier i Michael Slaters "Microprocessor Report", at man med teknikk som ligner dagens produksjonsteknikk, vil nå et tak ikke så lenge etter årtusenskiftet, på 10 milliarder transistorer per prosessorbrikke.

Lindsay forventer imidlertid at galliumarsenid (GaAs) kommer sterkere inn i ildet, likeså silisiumkarbid (SiC)og diamantfilm. Også mikrostrip-forbindelser og små, meget effektive kjølepumper ligger i vannskorpa.

Folk som Faggin jobber i dag med kunstig intelligens i form av neurale nettverk.

En IBM-annonse fra oktober gir kanskje den klareste meldingen om hva fremtiden går svanger med:

-- "Mikroprosessorer basert på RISC vil over tid slå ut de produktene som er basert på den 15 år gamle CISC-teknologien".

Her er med andre ord IBM og HP enige, og begge mener det er de som skal ta rotta på Intel.

OPPFINNEREN: Norskættede Ted Hoff unnfanget mikroprosessor-konseptet i 1969 (Foto: Intel)
GENIAL: Intel-sjefen Andrew Grove (t.v.) i hyggelig passiar med Borland-sjefen Philippe Kahn. Grove har forvaltet det teknologiske arvesølvet etter Ted Hoff på en, for konkurrentene, nesten skremmende dyktig måte. (Foto: Magne Lein)
INVESTÉR ELLER DØ: Faksimile av forsiden på Fortune for 22. februar, 1993. Intels toppsjef Andrew Grove forteller blant annet om de enorme investeringene som må til hvis man vil holde tetposisjonen på


[Image map not available]
Artikkel automatisk generert, 21/11-94, kl. 14.06 cw@oslonett.no