پاورقی دنباله‌دار کتاب «یگانه دستگاه: تاریخچه مخفی آیفون» (فصل دهم/بخش چهارم)

کژوان آبهشت ۱۶ اردیبهشت ۱۳۹۷ | ۱۸:۳۰ ۱۶ اردیبهشت ۱۳۹۷ زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۱۱ دقیقه

همه به‌دنبال این بودند که با بی‌بی‌سی قرارداد ببندند و بی‌بی‌سی، دستگاهِ ساخته‌ی شرکت آن‌ها را معرفی کند. رقابت سنگینی بر سر اینکه چه کسی طرف قرارداد بی‌بی‌سی خواهد شد، شکل گرفت. در سال ۲۰۰۹ فیلمی تلویزیونی بر اساس همین موضوع ساخته شد. این فیلم مردان میکرو[۱] نام داشت. سوفی در این فیلم هنوز راجر نام دارد و در فیلم، جوانی بسیار موفق تصویر شده که تندتند حرف می‌زند و طرح نبوغ‌آمیزی که او برای ساخت کامپیوتر ریخته، به کمک شرکت ایکورن می‌آید تا برنده‌ی این مسابقه شوند و قرارداد را با بی‌بی‌سی بنویسند. من که با ویلسن از طریق فیس‌تایم حرف زده‌ام، می‌توانم بگویم تصویری که از او در فیلم مردان میکرو ارائه داده‌اند، چندان هم غلط نیست. او مهندسی است بسیار تیزهوش، خوش‌قریحه و از هر رفتارش چنین برمی‌آید که اصلاً و ابداً حوصله‌ی احمق‌ها و کارهای احمقانه را ندارد.

نام دستگاه ساخته‌ی ویلسن را میکروی بی‌بی‌سی گذاشتند. طولی نکشید که میکروی بی‌بی‌سی نزد همگان محبوب شد و موفقیت تجاری عظیمی برای شرکت سازنده‌اش به ارمغان آورد. میکروی بی‌بی‌سی طی مدتی بسیار کوتاه، ایکورن را بدل به یکی از بزرگ‌ترین شرکت‌های تمام بریتانیا در حوزه‌ی تکنولوژی کرد. البته با تغییر این وضعیت، تحولی در شیوه‌ی کار ویلسن و دیگر مهندس‌ها پدید نیامد و آن‌ها کمافی‌السابق دائماً در حال تلاش و کوشش بودند. ویلسن می‌گوید: «شرکت ما شرکتی بود نوپا؛ جایزه‌ی سخت‌کوشی و کار فراوان، کار فراوان بیشتر بود.» مهندس‌های شرکت مشغول کار بر روی نسخه‌ی بعدی دستگاه شدند تا بتوانند دستگاهی بهتر روانه‌ی بازار کنند، اما چندان طول نکشید که به مشکل خوردند. البته کاملاً مشخص بود که مشکل آن‌ها چیست و از کجا آب می‌خورد. مشکل مهندسان ایکورن این بود که هیچ‌کدام از ریزپردازنده‌های موجود در بازار، پسندشان نمی‌افتاد و با تمام نمونه‌های موجود، مشکلاتی داشتند. ویلسن، فربر و دیگر مهندس‌های شرکت احساس می‌کردند مجبور شده‌اند دست از کیفیت کارشان بکشند و کیفیت را فدای سرعت کنند تا بتوانند میکرو را به بازار بفرستند. ویلسن می‌گوید: «بُرد کامپیوتر سروته بود. منبع تغذیه‌ی دستگاه هم چندان تعریفی نداشت… اصلاً بی‌نظمی و شلختگی و بزن‌دررویی از همه‌جایش می‌بارید.» مهندس‌های شرکت هیچ نمی‌خواستند در آینده مجدداً مجبور شوند کوتاه بیایند و برای عرضه‌ی دستگاه، ناگزیر سازش کرده و از بعضی مواضع و توقعات خودشان عدول کنند.

دستگاه بعدی آن‌ها، دستگاهی باشد با چند پردازنده و در این دستگاه جدید، فضایی خالی برای کارگذاشتن پردازنده‌ای ثانویه تعبیه کنند.

ویلسن پیشنهاد داد که دستگاه بعدی آن‌ها، دستگاهی باشد با چند پردازنده و در این دستگاه جدید، فضایی خالی برای کارگذاشتن پردازنده‌ای ثانویه تعبیه کنند. این‌گونه می‌توانستند تا هروقت که دل‌شان می‌خواست، دست به آزمون و خطا بزنند و بالاخره به ترکیبی متناسب برسند که از نظرشان خوب و مناسب عرضه به بازار باشد. در آن دوره ساخت ریزپردازنده‌ها تجارتی بود بسیار روبه‌رشد و طرفداران زیادی داشت. شرکت‌های آی‌بی‌ام و موتورولا توانسته بودند با عرضه‌کردن سامانه‌هایی بسیار رده‌بالا و پیش‌رفته، بازار را به قبضه‌ی خود در آورند. پژوهشگاه‌‌های دو دانشگاه برکلی و استنفرد هم در حال تحقیق و پژوهش بر روی ساخت ریسک بودند. با این اوصاف، تعبیه‌ی آن فضای خالی ثانویه در دستگاه و آزمودن امکانات مختلف آن، گامی مهم در راستای پیش‌رفت صنعت کامپیوتر بود. ویلسن می‌گوید: «می‌گفتند پردازنده‌های پیچیده و پیش‌رفته‌تر، بسیار متناسب کارکردن با زبان‌های برنامه‌نویسی پیش‌رفته و سطح بالا هستند و خیلی خارق‌العاده‌اند… اما، خب… پردازنده‌های ساده، خیلی سریع‌تر کار می‌کردند.»

تا این زمان، نخستین پژوهش‌های انجام‌شده در زمینه‌ی تکنولوژی ریسک، در دانشگاه‌های استنفرد و برکلی و همچنین شرکت آی‌بی‌ام قرار داشت و طبقه‌بندی‌شده بود و هیچ‌کس از مردم حق دسترسی به آن را نداشت. اما در همین زمان بود که این دو دانشگاه و شرکت، مقاله‌ها را منتشر کردند و ویلسن با خواندن آن مقاله‌ها، با مفاهیمی تازه آشنا شد. مدتی کوتاه بعد از انتشار مقاله‌ها، مهندس‌های شرکت ایکرون به ایالات متحده و شهر فینیکس رفتند. هدف آن‌ها از این سفر، بازدید از کارخانه‌ی سازنده‌ی پردازنده‌ای بود که آن‌ها در ساخت محصول قبلی خود به کار برده بودند. ویلسن راجع به این سفر می‌گوید: «انتظار داشتیم که با ساختمانی بسیار بزرگ روبه‌رو شویم که داخل آن پر است از مهندس. اما در عوض، به دو تا کلبه‌ی محقر رسیدیم که در حاشیه‌ی شهر فینیکس قرار داشتند. دو نفر مهندس ارشد آنجا دیدیم و چند نفری هم بچه‌مدرسه‌ای.» ویلسن ته دلش احساس می‌کرد که راه نجات آن‌ها، روی‌آوردن به تکنولوژی ریسک است. اما پیش خودش می‌پنداشت که ساخت ریزتراشه‌ای تازه مستلزم بودجه‌ای هنگفت برای کارهای تحقیقاتی مرتبط است. بعد به قول خود ویلسن، پیش خودش می‌گوید که «اگر این آدم‌ها توانسته‌اند اینجا ریزپردازنده‌ای تازه طراحی کنند و بسازند، پس ما هم حتماً می‌توانیم از پس انجام چنین کاری بر بیاییم.» این می‌شود که ایکرون رو می‌آورد به طراحی و ساخت سی‌پی‌یوی خود با تکنولوژی ریسک. سی‌پی‌یویی که در آن، بهره‌وری حرف اول را می‌زند، چرا که بهره‌وری بیشتر و بازده بالاتر، همان چیزی بوده که شرکت ایکرون و سازندگان قطعه به آن احتیاج داشته‌اند.

چیزی که آن‌ها در رقابت جلو می‌انداخت. آن چیز مغزِ سوفی ویلسن بود.

ویلسن می‌گوید: «کمی هم بخت‌واقبال در میان بود و تصادف هم در این مسئله نقشی مهم داشت. چون مدتی کوتاه بعد از انتشار مقاله‌ها بود که به فینیکس سفر کردیم. البته برای رسیدن به هدف، به هرمن هم احتیاج داشتیم. چرا که هرمن، چیزی را در اختیار ما گذاشت که نه اینتل و نه موتورولا در اختیار کارکنان خود نگذاشته بودند. او نداری را در اختیارمان گذاشت. نه به ما پول داد، نه نیروی انسانی لازم را در اختیارمان گذاشت تا برای رسیدن به هدف‌مان کار کنیم. برای همین، مجبور شدیم ریزپردازنده‌ را به ساده‌ترین شکل ممکن بسازیم. احتمالاً به همین دلیل بود که در نهایت این‌قدر موفق شدیم.»

گروه آن‌ها به جز موارد ذکرشده، چیز دیگری هم در اختیار داشت که باقی رقبای‌شان از آن محروم بودند. چیزی که آن‌ها در رقابت جلو می‌انداخت. آن چیز مغزِ سوفی ویلسن بود. ویلسن راجع به معماری آرم می‌گوید که «بیشتر طراحی آن توی ذهنم تکمیل شده بود… هر روز موقع ناهار من و استیو و هرمن راه می‌افتادیم و به مشروب‌فروشی می‌رفتیم و از کارهای‌مان حرف می‌زدیم و می‌گفتیم چقدر پیش‌رفت داشته‌ایم. از مجموعه‌ی دستورالعمل‌ها حرف می‌زدیم که تا الآن به کجا رسیده. می‌گفتیم چه تصمیماتی گرفته‌ایم و قرار است چه کارهایی بکنیم.» این مکالمات روزمره تأثیری مهم و به‌سزا در راضی‌کردن رئیس‌شان داشت. آخر رئیس سوفی هنوز متقاعد نشده بود که آن‌ها هم بتوانند سی‌پی‌یوی خودشان را بسازند. ویلسن می‌گوید با همین گپ‌وگفت‌های روزمره بود که رئیس‌شان را بالاخره متقاعد کردند که آن‌ها هم می‌توانند همان کاری را بکنند که برکلی و آی‌بی‌ام می‌کنند و خواهند توانست سی‌پی‌یوی خودشان را بسازند. ضمناً با همین گپ‌زدن‌های هرروزه بوده که خودشان هم واقعاً متقاعد می‌شوند که از پس انجام چنین کاری بر خواهند آمد. ویلسن می‌گوید: «آن موقع کمی دست‌ودل‌مان می‌لرزید و تردیدهایی داشتیم، اما [هرمن] متقاعد شده بود که می‌دانیم داریم چه‌کار می‌کنیم و به کدام سمت می‌رویم. بعد از یک‌عالمه گوش‌دادن به حرف‌های‌مان، دیگر پذیرفته بود کارمان را بلدیم.»

در آن دوره، سی‌پی‌یوها به چنان قطعات پیچیده‌ای تبدیل شده بودند که بیشتر مردم اصلاً سر از شیوه‌ی کارشان در نمی‌آوردند. اما به‌رغم تمام این اوصاف، سی‌پی‌یوهای آن زمان، از ریزتراشه‌های بسیار کوچک امروزی بسیار بسیار ساده‌تر بودند. ریزتراشه‌هایی که روی سطح‌شان پر شده از ترازیستورهایی با ابعاد اتمی. اما حتی با دانستن همه‌ی این‌ها، باز هم آدم تعجب می‌کند وقتی که می‌فهمد ریزپردازنده‌ای اصلی که بعدها ارتقاء پیدا کرد و امروزه تراشه‌ی داخل آیفون، با الهام‌گرفتن از آن ساخته شده، تمام‌وکمال در ذهن یک نفر طراحی شده است.

این پردازنده برایم خیلی جذاب بود و بی‌نهایت مشتاق بودم که سر از کار آن در بیاورم. می‌خواستم به‌عنوان یک نفر آدم غیرمتخصص که تنها کاربر معمولی کامپیوتر است، بدانم که این پردازنده چه شکلی داشته و کارکردن با آن چطور بوده است. برای همین از ویلسن خواستم تا جزئیات آن را برایم شرح دهد و شیوه‌ی ساخت و نحوه‌ی عملکرد آن را برایم بشکافد.

ویلسن می‌گوید: «اولین قدم این است که مجموعه‌ی دستورالعمل‌هایی تخیلی طراحی کنی. یعنی مجموعه دستورالعمل‌هایی بنویسی که خودت بتوانی درکش کنی و همان کاری را انجام بدهد که خودت می‌خواهی. هر کاری که می‌خواهد، باشد.» بعد ایده‌ات را با همکارت مطرح می‌کنی. ویلسن می‌گوید: «وقتی از این مرحله گذشتیم، رسیدیم به آنجایی که استیو می‌خواست از مجموعه‌ی دستورالعمل‌های من سر در آورد و آن‌ها را اجرایی کند. برای همین اگر من خیلی رؤیایی کار می‌کردم و هر دستورالعملی را که دلم می‌خواست، طراحی می‌کردم، احتمالاً به نتیجه‌ای نمی‌رسیدیم، چون استیو نمی‌توانست درک‌شان کند و آن‌ها را به مرحله‌ی اجرا در بیاورد. برای همین رابطه‌ی بین ما، رابطه‌ای بود پویا و متغیر. از یک طرف باید مجموعه دستورالعمل‌هایی تعبیه می‌کردیم که به‌اندازه‌ی کافی پیچیدگی می‌داشت تا منِ برنامه‌نویس راضی باشم. از طرف دیگر، همین مجموعه‌ی دستورالعمل‌ها باید ساده و کارآمد می‌بودند تا داد استیو در نیاید، آخر وظیفه‌ی معماری ریزپردازنده برعهده‌ی استیو بود. ضمناً باید کوچک‌مقیاس می‌بود تا بتوانیم آن را به مرحله‌ی بهره‌برداری رسانده و کارآیی آن را به همه ثابت کنیم.»

فربر با استفاده از یک دستگاه بی‌بی‌سی میکرو، معماری این قطعه‌ی جدید را به زبان بی‌بی‌سی بیسیک نوشت. ویلسن می‌گوید: «نخستین آرم به‌وسیله‌ی یکی از دستگاه‌های تولید ایکرون ساخته شد. آرم را با استفاده از کامپیوتر ساختیم… تازه آن هم با کامپیوترهای پیش‌پاافتاده و معمولی.»

نخستین تراشه‌ی آرم در ماه آوریل سال ۱۹۸۵ به دفتر ایکرون رسید.

فربر پردازنده‌ای ثانوی ساخته بود که به کامپیوتر بی‌بی‌سی وصل می‌شد و با استفاده از این پردازنده‌ی ثانوی، می‌شد از پردازنده‌ی آرم روی کامپیوتر بی‌بی‌سی استفاده کرد. فربر مشکلات بُرد را کاملاً برطرف کرده بود، اما حالا که هیچ سی‌پی‌یویی روی برد نداشتند، نمی‌شد فهمید که آیا همه‌چیز بی‌عیب‌ونقص کار می‌کند یا هنوز عیب و ایرادی در کار است. بعد دستگاه را روشن کرده‌اند. ویلسن می‌گوید: «هر کاری را که برایش در نظر گرفته بودیم، به‌خوبی انجام داد. عدد پی را چاپ کردیم و بعد هم در بطری شامپاین‌مان را گشودیم.»

«اولین قدم این است که مجموعه‌ی دستورالعمل‌هایی تخیلی طراحی کنی. یعنی مجموعه دستورالعمل‌هایی بنویسی که خودت بتوانی درکش کنی و همان کاری را انجام بدهد که خودت می‌خواهی.»

اما فربر بعد از مدتی کوتاه مراسم جشن و خوشحالی را ترک می‌کند تا سری به دستگاه بزند و میزان مصرف برق آن را اندازه بگیرد. تنها راهی که می‌شد این دستگاه تازه را در قالب محصولی پلاستیکی و ارزان‌قیمت روانه‌ی بازار کرد، همین بود. باید مصرف آن پایین می‌بود تا بشود با جداره‌ی پلاستیکی آن را به بازار فرستاد و قیمتش را پایین نگاه داشت تا همه بتوانند آن را بخرند. باید مصرف قطعه کمتر از پنج وات می‌بود.

فربر دو نقطه‌ی امتحان بر روی بُرد تعبیه کرده بود تا از طریق آن‌ها بفهمد شدت جریان چه اندازه است. اما وقتی که سراغ برد می‌رود تا نگاهی به شدت جریان بیندازد، در کمال تعجب متوجه می‌شود که هیچ جریانی در کار نیست. ویلسن می‌گوید: «وقتی این صحنه را دید، خیلی تعجب کرد و همه هم مثل او غرق تعجب شدند. برای همین رفتیم و بُرد را نگاهی انداختیم و اجزای مختلف آن را وارسی کردیم و فهمیدیم که منبع تغذیه‌ی پنج وُلتی اصلاً به پردازنده وصل نیست. اشتباهی صورت گرفته بود و دو قطعه را به هم وصل نکرده بودیم. این شد که وقتی فربر رفت تا جریان ورودی به منبع تغذیه‌ی پنج وُلتی را اندازه بگیرد، دید که اصلاً جریانی در کار نیست.»

اما به‌رغم این مسئله، آن‌چه مایه‌ی تعجب بیشترشان می‌شد، این بود که پردازنده با تمام این اوصاف هنوز هم کار می‌کرد. انگار بدون اینکه هیچ‌گونه منبع تغذیه یا جریان برقی در کار باشد، خودبه‌خود داشت کار می‌کرد.

پردازنده با تمام این اوصاف هنوز هم کار می‌کرد. انگار بدون اینکه هیچ‌گونه منبع تغذیه یا جریان برقی در کار باشد، خودبه‌خود داشت کار می‌کرد.

حتماً می‌پرسید چطور چنین چیزی امکان داشته؟ باید بگویم پردازنده، داشته با جریانی کار می‌کرده که از مدارهای اطرافش در محیط منتشر می‌شده‌اند و با جذب‌کردن آن الکتریسیته‌ی منتشرشده، به کار افتاده بوده. ویلسن می‌گوید: «این آرم که امروزه بیش از هر چیز، به‌خاطر مصرف کمش همه‌جا معروف شده، که به‌خاطر همین مصرف کم، این همه رواج یافته، که به‌خاطر همین مصرف کمش امروز توی تلفن همراه همه‌ی مردم استفاده می‌شود، همه‌اش از سر اتفاق محض کشف شد. مصرف این قطعه، یک‌دهم چیزی بود که استیو پیش خودش فکر می‌کرد. این قضیه فقط و فقط نتیجه‌ی این حقیقت است که ما در دوران کار، ابزار و وسایل مناسب و درست در اختیار نداشتیم و نتیجه‌اش شد همین.»

ویلسن توانسته بود پردازنده‌ای ۳۲ بیتی و بسیار قدرتمند طراحی کند که بی‌هیچ عیب‌ونقصی کار می‌کرد و تنها یک‌دهم وات انرژی لازم داشت که به کار بیفتد.

پال دی‌مون[۲]، منتقد تخصصی سی‌پی‌یو، در جایی گفته است که «اغلب آرم را با قطعه‌ی ۶۸۰۲۰ شرکت موتورولا مقایسه می‌کنند که طراحی بسیار پیچیده‌تری دارد و از آرم هم بسیار گران‌قیمت‌تر است. در این مقایسه، پردازنده‌ی شرکت موتورولا قطعه‌ای باکیفیت‌تر و بی‌نظیر درنظر گرفته می‌شود.» تراشه‌ای که موتورولا ساخته بود، ۱۹۰ هزار عدد ترانزیستور داشت. آرم اما تنها ۲۵ هزار عدد ترانزیستور داشت. آنچه باعث تفاوت آرم و تراشه‌ی ساخت شرکت موتورولا می‌شد، مصرف بهینه و به‌صرفه‌ی آرم بود. به همین خاطر، آرم می‌توانست به‌رغم اینکه ترانزیستورهایی کمتر از تراشه‌ی ساخت شرکت موتورولا دارد، اما کارآیی بیشتری داشته باشد و از همان تعداد کمتر ترانزیستور، کار بسیار بیشتری بکشد.

مدتی کوتاه بعد از ساخت آرم،، ویلسن و باقی مهندس‌های شرکت ایکرون تصمیم گرفتند طرح خود را بیش از اینی که هست، ساده کنند و طراحی‌های‌شان را هرچه بیش از پیش، به‌سمت سادگی سوق دهند. برای همین نخستین سیستم روی تراشه یا همان اس‌او‌سی را ساختند. ویلسن می‌گوید: «شرکت ایکرون خیلی عادی و معمولی این قطعه را ساخت. انگار اصلاً نمی‌دانستیم که لحظه‌ی ساخت اس‌او‌سی، لحظه‌ای است تاریخی.» درست همان طور که از نام سیستم روی تراشه برمی‌آید، اس‌او‌سی چیزی نیست جز یک عدد قطعه‌ی واحد که تمام اجزای کامپیوتر بر روی آن جمع شده‌اند.

امروزه اس‌او‌سی را در ساخت بسیاری دستگاه‌های گوناگون به‌کار می‌برند و صدالبته، یکی از همین اس‌او‌سی‌ها داخل آیفون خود شما کار گذاشته شده.

[۱] Micro Men

[2] Paul DeMone

برچسب‌ها :
دیدگاه شما