트렌지스터와 이산직접회로의 역사

폰 노이만은 EDVAC의 설계로 인해 저장된 프로그램으로 컴퓨터를 설계하는데 종종 기여했지만, 콘라드 즈즈와 같은 다른 사람들은 비슷한 아이디어를 제안하고 적용했습니다. EDVAC 이전에 완성된 하버드 마크 I의 하버드 건축 양식은 전자 메모리 대신 펀치 페이퍼 테이프를 사용하여 저장된 프로그램 디자인을 사용했습니다. von Neumann's와 하버드 아키텍처의 주요 차이점은 후자가 CPU와 데이터의 명령 처리를 저장 내에서 분리하고 전자는 둘 다에 동일한 메모리 공간을 사용한다는 것입니다. 대부분의 현대 CPU는 폰 노이만 디자인이지만 하버드 아키텍처 CPU는 특히 임베디드 응용 분야에서 볼 수 있습니다. 예를 들어, Atmel AVR 마이크로 컨트롤러는 하버드 아키텍처 프로세서입니다.

전기 릴레이 및 진공 관(thermionic 밸브)은 일반적으로 스위칭 요소로 사용되었습니다. 유용한 컴퓨터에는 수천 또는 수만 개의 스위칭 장치가 필요합니다. 시스템의 전체 속도는 스위치 속도에 따라 달라집니다. EDVAC와 같은 튜브 컴퓨터는 오류 사이에 평균 8시간 동안 경향을 보였고, 하버드 마크 I와 같은 릴레이 컴퓨터(이전 및 느린)는 거의 실패했습니다. 결국, 튜브 기반 CPU는 일반적으로 생산되는 상당한 속도 이점이 신뢰성 문제를 능가하기 때문에 지배적이 되었습니다. 이러한 초기 동기 CPU의 대부분은 현대 마이크로 전자 설계에 비해 낮은 클럭 주파수에서 실행되었습니다. 이때 매우 일반적인 클럭 신호 주파수 100 kHz에서 4 MHz에 범위를 갖고 있었고, 주로 그들은 구축된 스위칭 장치의 속도에 의해 제한되었습니다. CPU 설계의 복잡성은 더 작고 신뢰할 수 있는 전자 장치를 쉽게 구축할 수 있는 편리함과 함께 증가했습니다. 그 개선의 첫 번째는 트랜지스터의 출현과 함께 했다. 1950년대와 1960년대에 트랜지스터화 된 CPU는 진공관 및 전기 릴레이와 같은 부피가 크고 신뢰할 수 없고 깨지기 쉬운 스위칭 요소로 제작될 필요가 없었습니다. 이러한 개선을 통해 개별(개별) 구성 요소가 포함된 하나 이상의 인쇄 회로 기판 카드에 보다 복잡하고 신뢰할 수 있는 CPU가 구축되었습니다.

이 기간 동안, 컴팩트 한 공간에서 많은 트랜지스터를 제조하는 방법이 인기를 얻었다. 집적 회로(IC)는 많은 수의 트랜지스터를 간단한 반도체 기반 웨이퍼 또는 "칩"으로 제조할 수 있었습니다. 처음에는 IC에서 도어나 도어와 같은 매우 기본적인 비전문 디지털 회로만 소형화되었습니다. 이러한 "빌딩 블록" IC를 기반으로 하는 CPU를 일반적으로 소규모 통합(SSI) 장치라고 합니다. 아폴로 안내 컴퓨터에서 사용되는 회로와 같은 SSI 집적 회로에는 일반적으로 10개의 배수로 계산된 트랜지스터가 포함되어 있습니다. SSI IC를 사용하여 전체 CPU를 구축하려면 수천 개의 개별 칩이 필요했지만 이전 분리 트랜지스터 설계보다 훨씬 적은 공간과 전력을 소비했습니다. 마이크로 전자 기술이 발전함에 따라 IC에 트랜지스터가 증가함에 따라 전체 CPU에 필요한 개별 IC의 수가 감소했습니다. MSI 집적 회로 및 LSI(중형 및 대규모 통합)는 트랜지스터 수를 수백 개로 늘린 다음 수천 개로 증가했습니다.

1964년 IBM은 다양한 속도와 성능면에서 동일한 프로그램을 실행할 수 있는 여러 컴퓨터에서 사용되었던 System/360컴퓨터 아키텍처를 도입했습니다. 이는 대부분의 전자 컴퓨터가 서로 호환되지 않는 시기에 중요했으며, 심지어 동일한 제조업체가 만든 컴퓨터도 마찬가지였습니다. 이러한 개선을 용이하게 하기 위해 IBM은 최신 CPU에서도 널리 사용되는 마이크로코드 "마이크로코드"라고도 불리는 마이크로 프로그래밍 개념을 사용했습니다. System/360 아키텍처는 매우 인기가 있어 향후 수십 년 동안 메인프레임 시장을 지배했으며 IBM zSeries와 같은 현대 컴퓨터에 남아 있는 유산을 남겼습니다. 1964년 같은 해, 디지털 장비 공사(DEC)는 과학 및 연구 시장인 PDP-8을 목표로 매우 영향력 있는 다른 컴퓨터를 도입했습니다. DEC는 나중에 원래 SSI IC로 구축되었지만 실용화되었을 때 LSI 구성 요소로 구현된 매우 인기 있는 PDP-11라인을 소개합니다. SSI 및 MSI 기술로 만든 이전 모델과는 대조적으로 PDP-11의 첫 번째 LSI 구현에는 4개의 LSI 집적 회로로 구성된 CPU가 포함되어 있습니다.

트랜지스터 기반 컴퓨터는 이전 컴퓨터보다 몇 가지 장점이 있었습니다. 트랜지스터는 향상된 신뢰성과 낮은 전력 소비를 촉진하는 것 외에도 튜브 또는 릴레이에 비해 트랜지스터의 짧은 스위칭 시간으로 인해 CPU가 훨씬 더 빠른 속도로 작동할 수 있었습니다. 이 증가 신뢰성과 이 시간까지 거의 독점적으로 트랜지스터했다. 스위칭 요소의 속도의 극적인 증가 덕분에, 메가헤르츠의 수십의 CPU 시계 주파수에 도달했다. 또한 이산 트랜지스터 CPU와 집적 회로가 일반적으로 사용되는 동안 새로운 고성능 설계가 simd(단일 명령 다중 데이터) 벡터 프로세서로 나타나기 시작했습니다. 이러한 초기 실험 디자인은 나중에 Cray Inc. 가 만든 것과 같은 특수 슈퍼 컴퓨터의 시대를 일으켰습니다.