مروری بر 173 سال تاریخچه عصر دیجیتال

بسیاری از اندیشمندان جهانی، مایکل فارادی دانشمند انگلیسی را آغازگر ورود به عصر دیجیتال می‌دانند، آن‌جا که او در سال 1832 میلادی، کار بر روی نیمه رساناها را منتشر کرد و 173 سال بعد نیز پردازشگر سلولی راه‌اندازی شد.به گزارش سرویس بین‌الملل سیتنا، در طول 173 سال تلاش برای رسیدن بشر به تکامل بیشتر در عرصه الکترونیک، تحولات بسیاری رخ داده که در ذیل می‌آید؛  ماه می 1833 مایکل فارادی کار بر روی نیمه‌رساناها را منتشر می‌کند. مایکل فارادی، دانشمند انگلیسی در حالی که تأثیر حرارت را بر روی قابلیت هدایت سولفید نقره بررسی می‌کرد، دریافت که قابلیت هدایت و رسانایی مواد با دما افزایش می‌یابد. با کمک این تأثیر به نوعی نیمه‌رساناهای مورد استفاده برای صنعت تراشه مطرح شدند. فارادی مشاهدات خود را در کتابی با نام "تحقیقات‌ تجربی‌ در‌ الکتریسیته" (Experimental Researches in Electricity) یادداشت و ثبت کرد. 8 اکتبر 1926 جولیوس لیلینفیلد دستگاهی را که بعدا به نام ترانزیستور شناخته شد، ثبت کرد. در سال 1926 جولیوس لیلینفیلد، فیزیکدان لهستانی- آمریکایی حق امتیاز دستگاهی را که در سال 1928 توسط 2 نفر دیگر پیگیری شد، کسب کرد. این دستگاه سه الکترود از جنس سولفید مس داشت. این دستگاه امروزه یک ترانزیستور مؤثر است که از تراشه‌های سیلیکون ساخته می‌شود. دسامبر 1943 رایانه کلوسوس پرده‌برداری شد رایانه کلوسوس توسط کدشکن انگلیسی برای کمک به کشف رمز پیام‌های رد و بدل شده مابین فرماندهان ارشد آلمانی ساخته شد. این رایانه به سختی توانست کلید رمز کد لورنزو را که توسط هیتلر برای ارسال پیام به ژنرال‌ها استفاده می‌شد بیابد. در این ماشین از لوله‌های وکیوم ترانزیستورهای پیشرو استفاده شد. این دستگاه مقدمه ساخت ماشین‌های دیگری مانند انتگرال‌گیر عددی الکترونیک و رایانه ENIAC بود که در سال 1947 در دانشگاه پنسیلوانیا ساخته شد. 23 دسامبر 1947 اختراع ترانزیستور پس از 18 ماه کار، جان باردین و والتر براتین که تحت نظارت ویلیام شاکلی کار می‌کردند، نخستین ترانزیستور را برای مدیران آزمایشگاه بل در نیوجرسی به نمایش گذاشتند. نقطه اتصال این ترانزیستور از جنس ژرمانیوم بود و آغاز ضربتی برای "انقلاب ترانزیستور" محسوب می‌شد. ژوئن 1948 دانشمندان اروپایی به طور مستقل ترانزیستور را اختراع کردند. هربرت ماتاره و هنریک والکر در حال که برای Compagnie des Freins et Signaux در فرانسه کار می‌کردند به طور مستقل توانستند ترانزیستوری با نقطه اتصالی از جنس ژرمانیوم بسازند. در ماه جولای دانشمندان آلمانی متوجه شدند که آزمایشگاه‌های بل در این اختراع 6 ماه از آن‌ها پیش بودند. 1 جولای 1948 آزمایشگاه‌های بل اختراع خود را به اطلاع عموم رساندند. ترانزیستور به طور عمومی در یک کنفرانس مطبوعاتی در نیویورک معرفی شد و به نام جان پیرس، مهندس برق، نام گذاری شد. 1952 ترانزیستورها در شبکه تلفن ایالات متحده مورد استفاده قرار گرفت. دسامبر 1952 نخستین محصول اقتصادی مبتنی بر ترانزیستور به بازار عرضه شد. در پایان سال 1952 نخستین محصول تجاری که از ترانزیستور در آن استفاده شده بود برای فروش آماده شد. نخستین وسیله سمعک از شرکتSonotone ساخته شد که از رادیو ترانزیستور استفاده کرده بود. سال 1953 به نام "سال ترانزیستور" نام‌گذاری شد. مارس 1953 مجله فورچون این سال را "سال ترانزیستور" نامید. 16 نوامبر 1953 نخستین رایانه مبتنی بر ترانزیستور ساخته شد. ریچارد گریمسدیل و داگلاس وب با همکاری تام کیلبورن در دانشگاه منچستر نمونه اولیه رایانه مبتنی بر ترانزیستور را به نمایش گذاشتند. این ماشین تجربی در ادامه به Metrovick 950 نخستین رایانه تجاری تبدیل شد که از سال 1959 به بعد توسط MetropolitanVickers ساخته شد. هفت نمونه از این ماشین تولید شد. ژانویه 1945 نخستین ترانزیستور سیلیکون ساخته شد. موریس تاننبائوم (Morris Tanenbaum) یکی از شیمیدانان آزمایشگاه‌های بل نخستین ترانزیستور سیلیکون را می‌سازد که پایه و اساس تراشه‌های امروزی محسوب می‌شود. اما این مؤسسه تولید تجاری آن را آغاز نمی‌کند و به شرکت Texas Instruments به عنوان رقیب اجازه می‌دهد نخستین سری تجاری این ابزار را در ماه‌های بعد سال بسازد. 1954 تکنیک‌های تولید انبوه مدرن معرفی می‌شوند. آزمایشگاه‌های بل تکنیک" پوشش اکسید" را برای ساخت ترانزیستور توسعه می‌دهد. این تکنیک برای ساخت مدارهای لایه-لایه در حال حاضر پالایش شده‌ است، اما هنوز برای سخت تراشه‌های امروزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. 1955 اساس و بنیاد شیار سیلیکون گذاشته شد. ویلیام شاکلی، آزمایشگاه‌های بل را ترک کرد و نیمه رسانای شاکلی را در کالیفرنیا راه‌اندازی نمود. در میان نخستین کارمندان وی گوردون مور و رابرت نویس که بعدها اینتل را راه‌اندازی کردند به چشم می‌خورند. این شرکت توسعه ابزار سیلیکون را آغاز می‌کند. 1 اکتبر 1956 جایزه نوبل به تحقیق ترانزیستور تعلق یافت. ویلیام شاکلی، جان باردین و والتر براتین در فیزیک "به دلیل تحقیقات‌شان در زمینه نیمه‌رساناها و کشف تأثیر ترانزیستور" به دریافت جایزه نوبل نائل آمدند. 1957 صنعت سیلیکون فعال می‌شود. "8 مکار" (8نفر از کارکنان شاکلیTraitorous eight) معروف آزمایشگاه نیمه‌رسانای شاکلی را ترک می‌کنند و نیمه‌رساناهای Fairchild را راه‌اندازی می‌نمایند. این نخستین شرکتی است که به طور انحصاری با سیلیکون کار می‌کند. در همین سال صنعت نیمه‌رسانا برای نخستین بار بیش از 100 میلیون دلار ارزش یافت. 12 سپتامبر 1958 نخستین مدار یکپارچه به نمایش درآمد. جک کیلبی از Texas Instruments نخستین مدار یکپارچه را که اساس تراشه‌های مدرن است می‌سازد. مدارهای یکپارچه مدارهای بسیار کوچکی هستند که به طور مستقیم بر روی صفحه نیمه‌رسانا تولید می‌شوند. شرکت Texas Instruments این وسیله را در کنفرانس مطبوعاتی در مارس 1959 معرفی می‌کند. مارس 1959 فرآیند تولید تراشه اختراع شد. جین هورنی از Fairchild Semiconductor توانست "فرآیند دو وجهی" برای ساخت تراشه‌های سیلیکون را توسعه دهد. ماه‌ها بعد در همین سال دوست وی رابرت نویس توانست فرآیند ساخت مدارهای یکپارچه را تجاری کند و در نتیجه تراشه‌های سیلیکون در تعداد انبوه برای نخستین بار تولید شدند. سال 1964 صنعت نیمه‌رسانا 1میلیارد دلار ارزش یافت. 19 آوریل 1965 قانون مور منتشر شد. مقاله گوردون مور مؤسس شرکت اینتل با نام "قراردادن اجزای بیشتر بر روی مدارهای یکپارچه" در مجله الکترونیکز منتشر شد. در این مقاله وی پیش بینی کرد که در طول 10 سال آینده تعداد ترانزیستورها بر روی تراشه هر سال 2 برابر خواهد شد. وی در سال 1975 پیش‌بینی خود را به صرت هر بیست و چهار ماه 2 برابر تغییر داد. این پیش‌بینی که همچنان باعث پیشبرد صنعت تراشه است، یک پیشگویی منحصربه‌فرد برای وی باقی ماند. 3 اکتبر 1968 نخستین رایانه‌ شخصی عرضه شد. شرکت هولت پکارد، برای نخستین بار، واژه "رایانه شخصی" را در تبلیغی برای ماشین حساب 911A در مجله ساینس معرفی کرد. 15 نوامبر 1971 نخستین ریزپردازنده برای فروش آماده شد. اینتل، نخستین ریزپردازنده تجاری را با نام 4004 عرضه می‌کند. این ریزپردازنده شامل 2300 ترانزیستور و تقریباً با قدرت رایانه ENIAC است. این ماشین سرعتی معادل 108 کیلوهرتز یعنی 2000 بار آهسته‌تر از تراشه‌های امروزی داشت و برای ماشین حساب Busicom طراحی شد. ژانویه 1975 رایانه Altair 8800 راه اندازی شد. اگرچه Altair 8800 نخستین رایانه شخصی محسوب نمی‌‌شود، ولی فروش چندهزاری آن در نخستین سال فروش، موفقیتی دور از انتظار بود. این رایانه شخصی نخستین ماشینی بود که نرم‌افزار مایکروسافت Altair BASIC را فعال کرد. این ماشین مانند یک گیت از طریق نشریه Popular Electronics فروخته شد. 1975 قانون مور تغییر کرد. پس از 10 سال پیشرفت سریع در صنعت تراشه گوردون مور "قانون" خود را تغییر داد. پیش‌بینی جدید وی عنوان می‌کرد که هر 24 ماه تعداد ترانزیستورها بر روز یک تراشه دو برابر خواهد شد نه هر 12 ماه. آوریل 1976 رایانه Apple1 عرضه شد. رایانه شخصی Apple1 توسط استیو ووزنیاک (Steve Wozniak) طراحی شد. این رایانه برای نخستین بار در کلوپ رایانه Homebrew در پالوآلتو به نمایش درآمد. استیو جابز دوست ووزنیاک پیشنهاد فروش این رایانه را داد و در جولای 1976 آن را به قیمت 666.66 دلار به فروش رساند. حدود 200 دستگاه تولید شد. برای کار با این رایانه کاربران باید یک نمایشگر و صفحه کلید به آن اضافه می‌کردند. 12 اکتبر 1981 شرکت IBM تجارت رایانه شخصی خود را راه‌اندازی کرد. شرکت IBM رایانه 5150 نخستین رایانه شخصی رومیزی خود را معرفی کرد. این نخستین تلاش شرکت برای معرفی یک رایانه شخصی نبود، اما موفق‌ترین آن‌ها بود. این ماشین تنها 16 کیلو حافظه داشت و از کاست‌های صوتی برای بارگذاری و ذخیره اطلاعات داده‌ها استفاده می‌شود. بسیاری براین باورند که این ماشین آغازی انفجاری در انقلاب رایانه‌های شخصی است. 10 آوریل 1989 نخستین ریزپردازنده با یک میلیون ترانزیستور. اینتل ریزپردازنده 486 را معرفی کرد. این وسیله 1 میلیون و 200 هزار ترانزیستور دارد و با سرعت 50 مگاهرتز یعنی 40 بار آهسته‌تر از تراشه‌های امروزی فعالیت می‌کند. 22 مارس 1993 اینتل از نخستین پردازشگر پنتیوم خود پرده‌برداری کرد. 7 مارس 2000 نخستین پردازشگر گیگاهرتز عرضه شد. اینتل در رقابت با Advanced Micro Devices AMD تراشه Athlon را به عنوان نخستین تراشه‌ای که سرعت 1 گیگاهرتز یا 1 میلیارد محاسبه در ثانیه را ارائه می‌دهدعرضه کرد. اکتبر 2000 جایزه نوبل به فناوری تراشه تعلق یافت. جک کیلبی به دلیل "نقش‌اش در اختراع مدارهای یکپارچه" 42 سال پس از اختراع این فناوری به دریافت جایزه نوبل در فیزیک نائل آمد. سال2000 صنعت نیمه رسانا 200میلیارد دلار ارزش یافت. سال 2001 شرکت IBM نخستین تراشه چند هسته‌ای را معرفی می‌کند. نخستین تراشه که از چندین هسته استفاده می‌کند عرضه شد. تراشه POWER4 شرکت IBM برای استفاده در سرورهای انتهای خط عرضه شد. هر هسته یک تراشه قابل برنامه‌ریزی مؤثر در مدار خود است. 7 فوریه 2005 پردازشگر سلولی راه‌اندازی شد. تراشه قوی که برای پلی‌استیشن 3 استفاده می‌شود در سانفرانسیسکو عرضه شد. این سلول شامل 8 هسته بوده و 10 برابر سریع‌تر از تراشه‌های رایانه شخصی در بازار است. این نتیجه تحقیق توسط سونی، IBM و توشیباست.