พบ Rubylith ต้นฉบับ Intel 8080 วัตถุโบราณจากยุคเริ่มต้นของ CPU! แบบชิปขนาดใหญ่ที่วาดด้วยมือก่อนยุค CAD

วงการประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์กำลังให้ความสนใจกับวัตถุโบราณชิ้นหนึ่ง หลังนักสะสมรายหนึ่งซึ่งอ้างว่าครอบครอง Rubylith ต้นฉบับสำหรับออกแบบ Intel 8080 ได้โพสต์ภาพลงบนโซเชียลมีเดีย พร้อมประกาศตามหาผู้เชี่ยวชาญเพื่อช่วยบูรณะและเก็บรักษาสิ่งประดิษฐ์ชิ้นสำคัญนี้

จากภาพที่เผยแพร่ Rubylith ซึ่งถูกใส่กรอบจัดแสดงอยู่มีสภาพที่ต้องได้รับการดูแล โดยเฉพาะการเปลี่ยนกรอบและปรับปรุงการจัดแสดงใหม่ เพื่อป้องกันไม่ให้ฟิล์มเสื่อมสภาพในอนาคต หากได้รับการเก็บรักษาไว้หลังแผ่นกระจกอย่างเหมาะสม วัตถุชิ้นนี้อาจสามารถคงสภาพไว้เป็นหลักฐานทางประวัติศาสตร์ของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ได้อีกยาวนาน

Rubylith ที่อาจเป็นต้นฉบับจากยุค Intel 8080

Rubylith คือฟิล์มสีแดงบางชนิดหนึ่งที่มีลักษณะเป็นชั้นฟิล์มที่สามารถลอกออกได้ โดยในยุคก่อนที่วิศวกรจะมีเครื่องมือ CAD และซอฟต์แวร์ออกแบบชิปแบบดิจิทัล Rubylith ถูกนำมาใช้ในการสร้าง Layout ของวงจรสำหรับกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์

วิศวกรสามารถใช้มีดหรือเครื่องมือสำหรับตัดและลอกฟิล์มบางส่วนออก เพื่อกำหนดบริเวณที่จะให้แสงผ่านเข้าสู่กระบวนการ Photolithography

ระหว่างการพัฒนาชิป Layout จะถูกแก้ไขซ้ำหลายครั้ง วิศวกรจึงอาจใช้ปากกา เทป และแผ่น Overlay ต่าง ๆ เพื่อทำเครื่องหมาย ปรับแก้ และเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบ ก่อนที่แบบสุดท้ายจะเข้าสู่ขั้นตอน Tape-out

ภาพของ Rubylith ที่กำลังถูกพูดถึงมีความคล้ายคลึงอย่างมากกับงานออกแบบที่ปรากฏในภาพถ่ายปี 1978 ซึ่งมีบุคคลสำคัญของ Intel หรือที่มักเรียกว่า “Big Three” ได้แก่ Andy Grove, Robert Noyce และ Gordon Moore อยู่เบื้องหลังชิ้นงานลักษณะเดียวกัน

ด้วยเหตุนี้จึงมีการคาดการณ์ว่าวัตถุชิ้นนี้อาจเป็น Rubylith ต้นฉบับจริง หรืออย่างน้อยก็เป็นหนึ่งในแบบดั้งเดิมจากยุคพัฒนา Intel 8080

อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการยืนยันอย่างเป็นทางการถึงแหล่งที่มาและสายการครอบครองของชิ้นงานดังกล่าว

Intel 8080 ถูกวาดด้วยมือทั้งหมด

สิ่งที่ทำให้ Rubylith ของ Intel 8080 มีคุณค่าทางประวัติศาสตร์อย่างมาก คือชิปตัวนี้ถูกออกแบบขึ้นในยุคที่ ยังไม่มีเครื่องมือ CAD สำหรับออกแบบ CPU แบบที่เราใช้กันในปัจจุบัน

สถาปนิกหลักของ Intel 8080 คือ Federico Faggin และการออกแบบตัวประมวลผลในยุคนั้นต้องอาศัยการวาดและจัดวางโครงสร้างวงจรด้วยมือ

แบบออกแบบบน Rubylith มีขนาดประมาณ 20 × 16 นิ้ว หรือราว 51 × 41 เซนติเมตร และมีขนาดใหญ่กว่าพื้นที่จริงของชิปประมาณ 100 เท่า

แม้จะขยายแบบออกมาให้ใหญ่ถึงระดับนี้ แต่งานออกแบบก็ยังมีความซับซ้อนอย่างมาก เพราะวิศวกรต้องจัดวางทรานซิสเตอร์ประมาณ 5,000 ตัว รวมถึงสาย Interconnect และโครงสร้างวงจรอื่น ๆ ลงบนแผ่นฟิล์ม

กล่าวได้ว่า Rubylith แผ่นนี้เป็นเหมือน “พิมพ์เขียว” ของ CPU ที่สร้างขึ้นด้วยมือ ก่อนที่โลกจะเข้าสู่ยุคการออกแบบชิปด้วยซอฟต์แวร์

Intel 8080 จุดเปลี่ยนสำคัญของยุคคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล

Intel 8080 เป็นไมโครโปรเซสเซอร์ 8-bit ที่มีบทบาทสำคัญอย่างมากต่อประวัติศาสตร์ของ Intel และการพัฒนาคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล

ชิปเชิงพาณิชย์ผลิตด้วยกระบวนการ 6-micron silicon-gate process โดยรุ่นแรกทำงานที่ความเร็วประมาณ 2.0 MHz ก่อนที่รุ่นปรับปรุงในภายหลังจะสามารถเพิ่มความเร็วขึ้นไปสูงสุดประมาณ 3.125 MHz

แม้ตัวเลขเหล่านี้จะดูเล็กมากเมื่อเทียบกับ CPU ในปัจจุบัน แต่ Intel 8080 ถือเป็นหนึ่งในชิปที่ช่วยวางรากฐานให้กับยุคคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล

CPU ที่อยู่เบื้องหลัง Altair 8800 และยุค CP/M

Intel 8080 ถูกเลือกให้เป็น CPU ของ Altair 8800 ซึ่งถือเป็นหนึ่งในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลยุคบุกเบิกที่มีชื่อเสียงที่สุด

นอกจากนี้ สถาปัตยกรรมของ Intel 8080 ยังเป็นเป้าหมายเริ่มต้นของระบบปฏิบัติการ CP/M ซึ่งต่อมามีอิทธิพลอย่างมากต่อการพัฒนาซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ และมีบทบาทในเส้นทางประวัติศาสตร์ที่นำไปสู่โลกของสถาปัตยกรรม x86 ในเวลาต่อมา

แม้แต่ Space Invaders ก็ได้รับผลกระทบจากความแรงของ 8080

อิทธิพลของ Intel 8080 ยังขยายไปถึงวงการเกมอาร์เคดด้วย

งานศึกษาก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพของ Intel 8080 มีผลต่อการออกแบบ Space Invaders เกมยิงเอเลียนระดับตำนาน

เนื่องจาก CPU มีประสิทธิภาพจำกัด นักพัฒนาจึงต้องออกแบบระบบให้จำนวนเอเลียนบนหน้าจอลดลงเรื่อย ๆ เมื่อผู้เล่นยิงศัตรูได้

สิ่งที่เกิดขึ้นโดยไม่ได้ตั้งใจคือ เมื่อจำนวนเอเลียนลดลง CPU จะมีภาระประมวลผลน้อยลง ทำให้ศัตรูสามารถเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น ส่งผลให้เกมยิ่งเข้าสู่ช่วงท้ายก็ยิ่งมีความเร็วและความกดดันเพิ่มขึ้น

ข้อจำกัดของฮาร์ดแวร์จึงกลายเป็นหนึ่งในกลไกที่ช่วยสร้างความตื่นเต้นให้กับเกมคลาสสิกโดยไม่ได้ตั้งใจ

จากฟิล์มสีแดงสู่ CPU ที่มีทรานซิสเตอร์หลายพันล้านตัว

Rubylith ของ Intel 8080 จึงไม่ได้เป็นเพียงแผ่นฟิล์มสีแดงเก่า ๆ แต่เป็นตัวแทนของยุคที่วิศวกรต้องออกแบบไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีทรานซิสเตอร์นับพันตัวด้วยมือ ก่อนที่เครื่องมือดิจิทัลจะเข้ามาเปลี่ยนแปลงกระบวนการออกแบบชิปอย่างสิ้นเชิง

หากชิ้นงานที่นักสะสมรายนี้ครอบครองได้รับการยืนยันว่าเป็น Rubylith ต้นฉบับของ Intel 8080 จริง คุณค่าของมันจะไม่ได้อยู่ที่วัสดุเพียงอย่างเดียว แต่ยังเป็นหลักฐานโดยตรงของกระบวนการออกแบบ CPU ที่ช่วยจุดประกายยุคคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล

จากแบบวาดด้วยมือขนาดใหญ่บนฟิล์มสีแดงในช่วงทศวรรษ 1970 สู่ชิปสมัยใหม่ที่มีทรานซิสเตอร์หลายหมื่นล้านตัวและถูกออกแบบด้วยซอฟต์แวร์ทั้งหมด ระยะเวลาหลายทศวรรษที่ผ่านมาแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์เดินทางมาไกลเพียงใด

ที่มา: IT Home