Программисты сообразили, что можно использовать эту дополнительную мощность и создавать более сложные программы; вот тогда и начался хорошо известный вам процесс, который вы, вероятно, люто ненавидите: каждый год появляются новые, более затейливые устройства, обладающие новыми возможностями и быстрее справляющиеся со старыми задачами – они позволяют играть в игры с лучшей графикой, сохранять большее количество фото с высоким разрешением, комфортнее путешествовать по интернету и так далее.
Давайте взглянем на короткий временной отрезок, который поможет увидеть картину в целом.
Первым коммерческим продуктом, оснащённым транзистором, был слуховой аппарат, выпущенный компанией Raytheon в 1952 году. Количество транзисторов: 1.
В 1954 году компания Texas Instruments выпустила первый транзисторный радиоприёмник Regency TR‐1. С него и начался повальный бум, который стал питать транзисторную промышленность, к тому же приёмник сделался на тот момент самым продаваемым за всю историю устройством. Количество транзисторов: 4. Потихоньку-полегоньку, а ведь тогда ещё не было микрочипов.
Но перемотаем чуть дальше.
Космический корабль «Аполлон», который высадил людей на Луну в 1969 году, был оснащён бортовым компьютером: знаменитым управляющим компьютером «Аполлона». Его транзисторы представляли собой сплетение проводов и магнитных переключателей, обхватить которые можно было только всей ладонью. Общее количество транзисторов: 12 300.
В 1971 году скромная, недавно возникшая компания под названием Intel выпустила свой первый микрочип, 4004. Транзисторы располагались на поверхности площадью двенадцать квадратных миллиметров. Расстояние между каждым транзистором составляло десять тысяч нанометров. Как учтиво объяснил журнал The Economist, транзистор был «размером с один эритроцит, любой ребёнок, вооружившись хорошим микроскопом, мог бы подсчитать количество отдельных транзисторов в 4004». Количество транзисторов: 2300.
Первый процессор iPhone, чип, спроектированный Apple и Samsung и произведенный компанией Samsung, вышел в 2007 году. Количество транзисторов: 137 500 000.
Число кажется огромным, однако в iPhone 7, выпущенном девятью годами позже первого iPhone, содержалось примерно в 240 раз больше транзисторов. Общее количество: 3,3 миллиарда.
Вот почему недавно закачанное вами приложение обладает большей вычислительной мощью, чем первый полёт на Луну.
Сегодня закон Мура начинает терять свою силу, так как производители чипов сталкиваются с субатомными пространственными ограничениями. В начале семидесятых годов транзисторы располагались друг от друга на расстоянии десять тысяч нанометров; сегодня – на расстоянии сорок нанометров. К 2020 году расстояние может сократиться до пяти нанометров; кроме того, речь тут уже идёт о кучке атомов. Если компьютеры будут становиться всё быстрее и быстрее, они в итоге смогут перескочить на новый этап – на квантовые вычисления.
Впрочем, транзисторы – это только часть всей истории. Истории, которую редко можно услышать; истории, которая повествует о том, как все эти транзисторы поселились в чипе, способном уместиться в карманном устройстве, обеспечили его достаточной мощностью, чтобы запустить программное обеспечение, рассчитанное на Mac, и не стали разряжать батарею после всего четырнадцати секунд работы.
На протяжении девяностых годов существовало убеждение, что большинство компьютеров так и будут всегда воткнуты в розетку, поэтому у них всегда будет неограниченный источник питания для их микропроцессоров. Когда же пришло время подыскивать подходящий процессор для мобильных устройств, на сцене имелся лишь один-единственный игрок: британская компания, которая наткнулась, почти случайно, на революционный, потребляющий мало энергии процессор, который явил миру архитектуру, ставшую самой известной в мире.
Порой часть технологии строится с определённой целью или замыслом и выполняет именно их. Порой случайное происшествие приводит к поразительному скачку, неожиданные результаты которого потом приносят пользу. Порой одновременно случается и то, и другое.
В начале восьмидесятых годов два выдающихся инженера одной из самых быстрорастущих британских компаний старались разработать совершенно новую архитектуру чипа для центрального процессорного устройства (ЦПУ) их следующего стационарного компьютера; у инженеров была пара основополагающих задач: чип должен быть мощным и дешёвым. Лозунг, под которым они работали, гласил: «Микропроцессоры для народа». Задумка заключалась в том, чтобы сделать процессор, способный выполнять миллион команд в секунду и доступный обычному покупателю. В те времена чипы подобной мощности изготовлялись только под промышленные запросы. Однако Софи Уилсон и Стивен Фёрбер хотели создать компьютер, доступный каждому.
Впервые я увидел Софи Уилсон в коротком интервью, выложенном на YouTube. Репортёр задавал ей вопросы, которые постоянно преследуют изобретателей и первопроходцев в той или иной технологии; один из таких вопросов задавал и я сам, когда брал интервью для этой книги: что вы чувствуете, видя, что ваше изобретение получило всеобщее признание? «Это огромный прорыв, и, должно быть, он случился совсем неожиданно. Не могли же вы в 1983 году предположить…»
«Ну, вообще-то мы предполагали, что всё так произойдёт, – обрывает его Уилсон, выдавая привычный наигранно-скромный ответ. – Мы хотели изготовить процессор, которым смогут пользоваться все». Она делает паузу. «И мы добились своего». Это не преувеличение. ARM-процессор, разработанный Уилсон, стал самым популярным в истории: к настоящему времени продано девяносто пять миллиардов процессоров, и пятнадцать миллиардов в одном только 2015 году. ARM-чипы везде: в смартфонах, компьютерах, наручных часах, автомобилях, кофеварках – куда ни ткни пальцем.
Кстати о названиях, приготовьтесь к непростым акронимам. Изначально разработка Уилсон называлась Acorn RISC Machine, в честь компании, которая её изобрела, Acorn, и в честь RISC, что расшифровывается как «компьютер с сокращённым набором команд»[28]. RISC был методом проектирования центрального процессора, разработанным специалистами из Беркли, которые отметили, что большинство компьютерных программ не использует большую часть предоставленного набора команд процессора, однако же электрическая схема процессора всё равно тратит время и энергию на расшифровку инструкций всякий раз, когда они запускаются. Понятно? По сути своей RISC – это попытка создать более умную и практичную машину путём проектирования ЦПУ под тот вид программ, с которыми он будет работать.
Трансгендер Софи Уилсон родилась Роджером Уилсоном в 1957 году. Она выросла в семье учителей, чьим девизом была фраза «сделай сам».
«Мы выросли в мире, построенном нашими родителями, – рассказывает Уилсон, подразумевая буквальность своего выражения. – У папы была мастерская с токарными станками, дрелями и прочим инструментом, он собирал машины, лодки, и большинство мебели в нашем доме – творение его рук. Мама же занималась обивкой и декоративными тканями – одежда, мебель и так далее».
Уилсон занялась инженерией. «К тому времени, когда я поступила в университет и мне хотелось обзавестись какой-нибудь первоклассной вещью, я мастерила её сама, с нуля. Если мне хотелось, скажем, электронные часы, я собирала их с нуля», – рассказывает она.
Она училась в Кембридже, но вылетела с математической кафедры, что оказалось скорее счастливым поворотом судьбы, потому как она переключилась на информатику и присоединилась к только что созданному институтскому «Микропроцессорному обществу». Там она познакомилась со Стивом Фёрбером, ещё одним одержимым «самоделкиным»; их знакомство вылилось в плодотворное сотрудничество в нескольких значимых проектах.
К середине семидесятых интерес к персональным компьютерам просочился в Британию и, как и в Кремниевой долине, стал привлекать предпринимателей наряду с любознательными мастерами и любителями. Однажды на пороге «Микропроцессорного общества» появился Герман Хаузер, австралийский докторант, который готовился к защите в Кембридже и выискивал повод не возвращаться домой, где его ждал семейный винный бизнес.
«Герман Хаузер – фантастически рассеянный и неорганизованный человек, – рассказывает Уилсон. – В семидесятые он пытался внести в свою жизнь порядок с помощью записных книжек и карманных бумажных органайзеров. Но толку было немного – он желал обзавестись чем-нибудь электронным. Он знал, что устройство должно потреблять мало энергии, так что он отправился на поиски кого-то, кто разбирался в маломощной электронике, и нашёл меня».
Уилсон согласилась разработать для Хаузера карманный компьютер. «Я начала делать для него все нужные чертежи, – говорит она. – Затем как-то раз я зашла к нему, чтобы показать наработки, и принесла с собой большую папку, в которой хранились все наброски, которые я рисовала параллельно с… набросками маленьких одноплатных машин, и больших машин тоже, и всем остальным». Хаузер живо заинтересовался. «Он спросил меня: „Все эти штуковины будут работать?“ – и я ответила: „Ещё бы, конечно будут“».
Хаузер основал компанию, которую потом нарекли Acorn, – с таким названием она бы по списку шла впереди Apple. Как и Фёрберг, Уилсон была ведущим инженером Acorn. Она с нуля разработала первый компьютер Acorn, машину, которая завоевала горячее признание любителей техники. В то время BBC планировали снять ряд документальных фильмов о компьютерной революции и хотели сформулировать образ новой машины, которая в то же время могла бы стать частью новой программы «Компьютерная грамотность» – начинания, которое позволило бы каждому британцу получить доступ к персональному компьютеру.
Гонка за тем самым контрактом с BBC была отображена в драматическом фильме 2009 года «Люди-компьютеры», в которой Софи – в те времена она ещё была Роджером – представлена как болтливый вундеркинд, чей компьютерный гений помог Acorn заполучить контракт. После беседы с Уилсон по FaceTime должен сказать, что её портрет, обрисованный в фильме, не так уж сильно далёк от оригинала: она резка, остроумна и прямо-таки излучает нетерпимость к идиотам.