Федерико Фаггин ( итальянское произношение: [fedeˈriːko fadˈdʒin] , венецианское: [faˈdʒiŋ] ; родился 1 декабря 1941 года) — итальянский физик, инженер, изобретатель и предприниматель. Он наиболее известен как автор первого коммерческого микропроцессора Intel 4004 . Он возглавлял проект 4004 (MCS-4) и группу разработчиков в течение первых пяти лет развития микропроцессоров Intel . Во время работы в Fairchild Semiconductor в 1968 году Фаггин также создал технологию самовыравнивающихся МОП ( металл-оксид-полупроводник ) кремниевых затворов (SGT), которая сделала возможными МОП-полупроводниковые микросхемы памяти , ПЗС- датчики изображения и микропроцессоры. После 4004 года он руководил разработкой Intel 8008 и 8080 , используя свою методологию SGT для проектирования чипов со случайной логикой, которая была необходима для создания первых микропроцессоров Intel . Он был соучредителем (вместе с Ральфом Унгерманном ) и генеральным директором Zilog , первой компании, занимающейся исключительно микропроцессорами, и руководил разработкой процессоров Zilog Z80 и Z8 . [2] Позже он был соучредителем и генеральным директором Cygnet Technologies, а затем Synaptics .
В 2010 году он получил Национальную медаль технологий и инноваций 2009 года — высшую награду, которую США присуждают за достижения, связанные с технологическим прогрессом. [3] В 2011 году Фаггин основал Фонд Федерико и Эльвии Фаггин для поддержки научных исследований сознания в университетах и исследовательских институтах США. В 2015 году Фонд Фаггин помог создать пожертвование в размере 1 миллиона долларов для президентской кафедры семьи Фаггин по физике информации в Калифорнийском университете в Санта-Крузе, чтобы способствовать изучению «фундаментальных вопросов на стыке физики и смежных областей, включая математику, сложные системы, биофизика и когнитивная наука с объединяющей темой информации в физике». [4]
Федерико родился в Виченце, Италия, и вырос в интеллектуальной среде. Его отец, Джузеппе Фаггин, [5] был учёным, написавшим множество академических книг и переведшим с комментариями Эннеады Плотина с греческого оригинала на современный итальянский язык. Федерико с раннего возраста проявлял сильный интерес к технологиям. Он учился в технической средней школе ITIS Алессандро Росси в Виченце, а позже получил степень лауреата по физике с отличием в Университете Падуи . [6]
Фаггин присоединился к Оливетти в возрасте 19 лет. Там он был соавтором и руководил реализацией небольшого цифрового транзисторного компьютера с магнитной памятью 4 К × 12 бит (1960). [7] Отдел исследований и разработок Olivetti впоследствии разработал один из первых в мире программируемых настольных электронных калькуляторов Olivetti Programma 101 (1964). [8] [9] [10] После этого первого опыта работы Фаггин изучал физику в Падуанском университете и преподавал лабораторный курс электроники для студентов 3-го курса физики в 1965–1966 учебном году.
В 1967 году он присоединился к SGS Fairchild, ныне STMicroelectronics , в Италии, где разработал первую технологию МОП -процесса с металлическими затворами и спроектировал первые две коммерческие МОП-интегральные схемы. SGS отправила его в Калифорнию в 1968 году. Когда Fairchild продала SGS-Fairchild, Фаггин принял предложение завершить разработку технологии кремниевых затворов вместе с Fairchild.
Технология кремниевых затворов (SGT) является одной из наиболее влиятельных технологий, которые способствовали прогрессу микроэлектроники со времен MOSFET . Без SGT первый микропроцессор не мог бы быть создан в 1970–1971 годах.
В феврале 1968 года Федерико Фаггин присоединился к Fairchild Semiconductor в Пало-Альто , где он был руководителем проекта по технологии МОП-кремниевого затвора, МОП-транзистора с кремниевым самовыравнивающимся затвором и изобретателем его уникальной технологической архитектуры. [11] [12] [13] [14] SGT стал основой всех современных интегральных схем NMOS и CMOS . Это сделало возможным создание микросхем полупроводниковой МОП-памяти в 1969–1970 годах, первого микропроцессора в 1970–1971 годах, а также первых ПЗС и СППЗУ (электрически программируемого постоянного запоминающего устройства ) с плавающими кремниевыми затворами (1970–1971 годы). SGT заменил существующую технологию МОП с алюминиевым затвором и был принят во всем мире в течение 10 лет, в конечном итоге сделав устаревшими оригинальные интегральные схемы, построенные на биполярных транзисторах .
В Fairchild Фаггин разработал первую коммерческую интегральную схему, использующую технологию кремниевого затвора с самовыравнивающимися MOSFET- транзисторами: Fairchild 3708. [15] 3708 представлял собой 8-битный аналоговый мультиплексор с логикой декодирования, заменявший эквивалент Fairchild 3705, в котором использовался металл -воротная технология. Модель 3708 была в 5 раз быстрее, [7] имела в 100 раз меньшие утечки на переходе и была намного надежнее, чем 3705, демонстрируя превосходство SGT над МОП с металлическим затвором. См. также: Фаггин Ф., Кляйн Т. (1969). «Более быстрое поколение МОП-устройств с низким порогом находится на гребне новой волны ИС с кремниевым затвором». Электроника, 29 сентября 1969 г. [15]
Федерико Фаггин пришел в Intel из Fairchild в 1970 году в качестве руководителя проекта и разработчика семейства микропроцессоров MCS-4, в которое входил 4004, первый в мире однокристальный микропроцессор. [16] Fairchild не воспользовался преимуществами SGT, а Фаггин хотел использовать свою новую технологию для разработки передовых чипов.
Модель 4004 (1971 г.) стала возможной благодаря расширенным возможностям технологии кремниевых затворов (SGT), улучшенной за счет новой методологии проектирования чипов со случайной логикой , которую Фаггин создал в Intel. Именно эта новая методология вместе с несколькими инновациями в дизайне позволила ему уместить микропроцессор в одном маленьком чипе. [17] [18] Однокристальный микропроцессор – идея, реализация которой ожидалась через много лет – стала возможной в 1971 году благодаря использованию SGT с двумя дополнительными нововведениями: (1) «скрытые контакты», которые удвоили плотность схемы, и (2) использование начальной загрузки с двухфазными синхроимпульсами, что ранее считалось невозможным для SGT, что улучшило скорость в 5 раз, одновременно уменьшив площадь кристалла вдвое по сравнению с МОП с металлическим затвором. [19]
Методология проектирования, созданная Фаггином [18], использовалась для реализации всех ранних микропроцессоров Intel, а позднее и для Z80 компании Zilog . [20]
Intel 4004 — 4-битный процессор (центральный процессор) на одном кристалле — был членом семейства из 4 специализированных чипов, разработанных для Busicom , японского производителя калькуляторов. Другими членами семейства (составляющими семейство MCS-4) были: 4001, 2-килобитное программируемое ПЗУ с металлической маской и программируемыми линиями ввода-вывода; 4002 — 320-битное динамическое ОЗУ с 4-битным выходным портом; и 4003, статический регистр сдвига с 10-битным последовательным входом и последовательным/параллельным выходом для использования в качестве расширителя ввода-вывода. Фаггин продвигал идею широкого маркетинга MCS-4 среди других клиентов, помимо Busicom, показывая руководству Intel, как клиенты могут спроектировать систему управления с использованием 4004. Он спроектировал и построил тестер 4004, используя 4004 в качестве контроллера тестера, таким образом убедить Боба Нойса пересмотреть положение об эксклюзивности с Busicom, которое не позволяло Intel продавать линейку MCS-4 другим клиентам.
В 2009 году четыре участника 4004 были удостоены звания членов Музея компьютерной истории. Тед Хофф , глава отдела прикладных исследований, сформулировал архитектурное предложение и набор инструкций при содействии Стэна Мазора и работе совместно с Масатоши Симой из Busicom . Однако никто из них не был разработчиком микросхем и не был знаком с новой технологией Silicon Gate Technology (SGT). Кремниевая конструкция была существенным недостающим элементом для создания микропроцессора, поскольку все остальное уже было известно. Федерико Фаггин руководил проектом в другом отделе без участия Хоффа и Мазора. Фаггин изобрел оригинальный SGT в Fairchild Semiconductor в 1968 году и внес дополнительные усовершенствования и изобретения, которые сделали возможной реализацию 4004 в одном чипе. При постоянной помощи Шимы Фаггин завершил разработку чипа в январе 1971 года.
Intel 2102A представляет собой модернизированную версию статической оперативной памяти Intel 2102, в которой Федерико Фаггин впервые представил Intel истощающую нагрузку, сочетающую технологию кремниевых затворов с ионной имплантацией. Дизайн был разработан в конце 1973 года Федерико Фаггином и Диком Пэшли. 2102A был в 5 раз быстрее, чем 2102, открывая новое направление для Intel. [21]
Методология проектирования кремния Фаггина использовалась для реализации всех первых микропроцессоров Intel. [17]
Intel 8008 был первым в мире однокристальным 8-битным процессором и, как и 4004, был построен на p-канальном SGT. Разработка 8008 первоначально была поручена Хэлу Фини в марте 1970 года, но была приостановлена до завершения разработки 4004. Он был возобновлен в январе 1971 года под руководством Фэггина с использованием основных схем и методологии, которые он разработал для 4004, а Хэл Фини занимался разработкой чипа. Архитектура ЦП 8008 была первоначально создана компанией CTC Inc. для интеллектуального терминала Datapoint 2200, в котором она была реализована на дискретной ИС-логике.
Микропроцессор Intel 4040 (1974 г.) представлял собой значительно улучшенную, совместимую с машинным кодом версию процессора 4004, позволяющую ему напрямую взаимодействовать со стандартной памятью и устройствами ввода-вывода. Федерико Фаггин создал архитектуру 4040 и руководил Томом Иннесом, который выполнял проектные работы.
Микропроцессор 8080 (1974 г.) был первым высокопроизводительным 8-битным микропроцессором на рынке, использующим более быстрый n-канальный SGT. Модель 8080 была задумана и спроектирована Фаггином и разработана Масатоши Симой под руководством Фаггина. [22] 8080 представлял собой значительное улучшение по сравнению с архитектурой 8008, но сохранял с ней совместимость программного обеспечения. Интерфейс к внешней памяти и устройствам ввода-вывода был намного быстрее и проще, чем у 8008. Высокая производительность и низкая стоимость 8080 позволили разработчикам использовать микропроцессоры для многих новых приложений, включая предшественников персональных компьютеров. [23] [24]
Когда Фаггин покинул Intel в конце 1974 года и вместе с Ральфом Унгерманном основал Zilog, он был менеджером отдела исследований и разработок, ответственным за все продукты MOS, за исключением динамической памяти. [22]
Zilog Z80 был первым микропроцессором, созданным Zilog , первой компанией, полностью специализирующейся на микропроцессорах. Ее основали Федерико Фаггин и Ральф Унгерманн в ноябре 1974 года. Фаггин был президентом и генеральным директором Zilog до конца 1980 года, он задумал и спроектировал процессор Z80 и семейство программируемых периферийных компонентов для него. Он также был соавтором процессора, руководителем проекта которого был Масатоши Сима . [25] Z80-CPU был значительным улучшением по сравнению с 8080, но сохранил с ним программную совместимость. Гораздо быстрее и с более чем вдвое большим количеством регистров и инструкций, чем 8080, он входил в семейство компонентов, включающее несколько интеллектуальных периферийных устройств (Z80-PIO, программируемый параллельный контроллер ввода-вывода; Z80-CTC, программируемый контроллер ввода-вывода). таймер-счетчик, Z80-SIO, программируемый контроллер интерфейса последовательной связи, и Z80-DMA, [26] программируемый контроллер прямого доступа к памяти). Это семейство микросхем позволило создать мощные и недорогие микрокомпьютеры с производительностью, сравнимой с миникомпьютерами. Z80-CPU имел существенно лучшую структуру шины и структуру прерываний, чем 8080, и мог напрямую взаимодействовать с динамическим ОЗУ, поскольку включал внутренний контроллер обновления памяти. Z80 использовался во многих ранних персональных компьютерах , а также в системах видеоигр, таких как MSX , ColecoVision , Master System и Game Boy . В 2017 году Z80 все еще находится в серийном производстве [27] в качестве основного микропроцессора в различных системах на кристалле.
Микроконтроллер Zilog Z8 (1978 г.) был одним из первых однокристальных микроконтроллеров на рынке. Он включал в себя 8-битный процессор, ОЗУ, ПЗУ и средства ввода-вывода, достаточные для многих приложений управления. Фаггин задумал Z8 в 1974 году, вскоре после того, как основал Zilog, но затем решил отдать приоритет Z80. Z8 был разработан в 1976–78 годах и до сих пор находится в серийном производстве (2017 г.).
Коммуникационная косистема (1984). Косистема была задумана Фаггином, а спроектирована и произведена Cygnet Technologies, Inc., второй стартап-компанией Фаггина. Подключенная к персональному компьютеру и к стандартной телефонной линии, CoSystem может автоматически обрабатывать все личные голосовые сообщения и данные пользователя, включая электронную почту, доступ к базе данных, передачу экрана компьютера во время голосовой связи, ведение записей вызовов и т. д. патент, охватывающий CoSystem [28], высоко цитируется в области личных коммуникаций.
В 1986 году Фаггин стал сооснователем и генеральным директором компании Synaptics [29] до 1999 года, а с 1999 по 2009 год стал ее председателем. Первоначально Synaptics занималась исследованиями и разработками в области искусственных нейронных сетей для приложений распознавания образов с использованием аналоговых СБИС. В 1991 году Synaptics представила I1000, первый в мире одночиповый оптический распознаватель символов. В 1994 году Synaptics представила сенсорную панель, которая заменила громоздкий трекбол, который тогда использовался в портативных компьютерах. Тачпад получил широкое распространение в отрасли. Synaptics также представила первые сенсорные экраны, которые в конечном итоге были адаптированы для смартфонов и планшетов; приложения, которые сейчас доминируют на рынке. Фаггин придумал общую идею продукта и возглавил группу инженеров, которые доработали эту идею посредством множества мозговых штурмов. Фаггин является соавтором десяти патентов, переданных Synaptics. Он является почетным председателем Synaptics.
Во время своего пребывания на посту президента и генерального директора Foveon , с 2003 по 2008 год, Фаггин оживил компанию и обеспечил новое технологическое и бизнес-направление, в результате чего датчики изображения превосходят по всем критическим параметрам лучшие датчики конкурентов, используя при этом примерно половину чипа. размер конкурирующих устройств. [ нужна цитация ] Фаггин также курировал успешное приобретение Foveon японской корпорацией Sigma в ноябре 2008 года.
Основанный в 2011 году «Фонд Федерико и Эльвии Фаггин» поддерживает научные исследования сознания в университетах и исследовательских институтах США. Целью Фонда является продвижение понимания сознания посредством теоретических и экспериментальных исследований. Интерес Феггина к сознанию уходит своими корнями в изучение искусственных нейронных сетей в Synaptics, компании, которую он основал в 1986 году, что побудило его исследовать, возможно ли построить сознательный компьютер. [30]
В книге на итальянском языке : «Irriducibile. La coscienza, la vita, i Computer e la nostra natura» (Mondadori, 2022) Федерико Фаггин предложил теорию сознания, согласно которой сознание — это чисто квантовый феномен , уникальный для каждого из нас. Эта теория подтверждается двумя теоремами квантовой физики: теоремой о запрете клонирования и теоремой Холево . Первый утверждает, что чистое квантовое состояние не воспроизводимо; второй ограничивает количество измеримой информации одним классическим битом для каждого кубита, описывающего состояние. Поэтому можно постулировать, что квантовая система, находящаяся в чистом состоянии, осознает свое состояние, поскольку сознательный опыт ( квалиа ) обладает всеми существенными свойствами чистых состояний, т.е. это частное знание, лишь минимально познаваемое извне. Однако математическое представление опыта (чистое состояние) не описывает опыт, который остается частным и познаваемым только изнутри системой, находящейся в этом состоянии. Ни одна классическая машина никогда не сможет обладать сознанием, поскольку классическая информация воспроизводима (программа и данные могут быть идеально скопированы), а квантовое состояние является частным. Сознание поэтому не связано с функционированием тела и может продолжать существовать даже после смерти тела. Тело ведет себя как дрон, управляемый сознанием «сверху вниз». Новая теория Д'Ариано-Фаггина основана на теоретических исследованиях профессора Джакомо Д'Ариано , который вывел квантовую теорию из информационных принципов [9] [ уточнить ] , а также на экспериментальных, философских и научных исследованиях Федерико Фаггина. о природе сознания. [31]
Источник вышеупомянутых наград: [46]
технически машина представляла собой программируемый калькулятор, а не компьютер.
Похоже, что калькулятор Mathatronics Mathatron предшествовал [
sic
] выходу на рынок Programma 101.
{{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
