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IL GARAGE |
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Finestra di pura tecnologia affacciata sul mondo informatico Ideato e progettato da : Ragionier Maurizio SorrentinoFin |
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FEDERICO FAGGIN |
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Federico Faggin , classe 1941, ha cominciato a lavorare a 19 anni per l'Olivetti, nel 1961, per la progettazione e costruzione di un "piccolo" (si fa per dire: piccolo quanto un frigorifero da cucina) computer digitale. Passò poi alla SGS/Fairchild italiana (oggi ST-Microelectronics), sempre nel campo della progettazione, dove creerà un metodo per lo sviluppo e la produzione di componenti in tecnologia MOS (metal oxide semiconductor), la tecnologia silicon gate ed il primo circuito integrato (il 3708). Troverà tempo per studiare matematica e fisica, laureandosi in fisica summa cum laude nel 1965 a Padova. Nel febbraio 1968 venne mandato per uno stage di sei mesi in California: da lì non è più tornato. Ha ricevuto una discreta quantità di premi, medaglie e riconoscimenti a livello internazionale, fra cui la laurea honoris causa dall'Università di Roma Tor Vergata nel 2002. Passato alla Intel, tra il 1969 e il 1970 progetta la serie "4000" (4001: ROM di 2048 o 4096 bit; 4002: RAM di 320 bit con un paio di porte di I/O; 4003: registro shift a 10 bit con input seriale e output parallelo; 4004: microprocessore a 4 bit in un package a 16 pin, con la bellezza di 2250 transistor compressi in una piastrina di 4mm×3mm) per un cliente giapponese che però andrà in bancarotta qualche anno più tardi. Il 4004 poteva indirizzare fino a 4 kbytes di memoria e il prezzo commerciale al lancio era di 400$. L'Intel 4004 è il primo vero microprocessore in circolazione; fino a quel momento un "processore" occupava non meno di un'intera scheda poiché nessuno si era ancora preoccupato di integrare i suoi componenti in un singolo chip - e questo fu invece ciò su cui si era appassionato Faggin (che aveva già dimostrato personalmente dimostrato che la tecnologia silicon gate era affidabile). la società giapponese Busicom nel 1969 propose a Intel di realizzare i chip necessari a costruire una macchina calcolatrice programmabile, il progetto fu accettato e affidato all’ingegnere Ted Hoff e al programmatore Stanley Mazor, ma poi rimase a languire a lungo senza sviluppi. Tanto che la Busicom, a un certo punto, fu a un passo dal rescindere il contratto. Qui entra in gioco il neoassunto Faggin, a cui viene affidato il compito di portare avanti il progetto Busicom, considerato dai manager dell’azienda del tutto secondario rispetto al settore di punta delle memorie. Allora il giovane fisico vicentino avvia subito la progettazione del chip set, grazie al know how specifico di cui dispone a riguardo della tecnologia MOS (per giunta la Intel fu alquanto avara, concedendo solo 150mila dollari di finanziamenti totali).La stessa Intel col tempo si dovette ricredere. Entrato in produzione nel giugno del '71, il 4004 fu venduto a partire dal novembre 1971 col nome più generico "MCS-4" (che significava nientemeno che "Micro Computer System - 4 bit"), e poteva reggere un clock di 0,74 MHz. La velocità di 0,74 MHz va interpretata così: · il periodo minimo di clock 1,35 microsecondi; · durata minima di un'istruzione (fetch/execute): 8 cicli di clock; · dunque la durata minima di un'istruzione è 10,8 microsecondi.
Il processore PPS-4 della Rockwell arrivò nove mesi più tardi, perché alla Rockwell avevano seguito la via canonica, senza i geniali trucchetti di Faggin come il "bootstrap load" per risparmiare sui transistor ed il "buried contact" (contatti "bruciati") per aumentare la densità dei circuiti, "trucchetti" all'italiana che permisero di realizzare molto più velocemente e con molte meno spese rispetto alla Rockwell. Su pressione di Faggin, il modello successivo (sviluppato tra il 1971 e il 1972), originariamente chiamato Intel 1201 e poi rinominato 8008, fu ad 8 bit e poteva accettare un clock discretamente veloce (da 0,75 MHz fino a 1,2 MHz), in un package a 40 pin. Nel tentativo di piazzare commercialmente l'8008, Faggin fa tesoro delle obiezioni dei possibili grossi clienti (IBM, Nixdorf e altri) e decide di creare una nuova versione da ben 4500 transistor, l'8080, capace di accettare 2MHz di clock, e che faticherà non poco a farsi accettare dalla stessa Intel (durante i nove mesi di combattimenti con i capi, per poco la Intel non perse la leadership a favore del concorrente nascente della Motorola, il microprocessore 6800, dal quale poi nascerà il 6502 della Commodore). L'8080 aveva la possibilità di accettare "interrupts", il che gli apriva un mercato enorme (la logica degli interrupts prevede che le periferiche esterne segnalino al processore quando sono pronte a trasmettere/ricevere/stampare/etc il prossimo pacchetto di dati; mancando la logica ad interrupts, il processore deve continuamente controllare ogni periferica per vedere quale è "pronta" per l'uso - metodo detto "polling" -, sprecando così un sacco di tempo che avrebbe altrimenti potuto dedicare al calcolo). Alla Intel, viste le massicce prenotazioni, finalmente si convinsero della bontà dell'8080, tanto da cambiare il proprio numero di telefono in modo che terminasse per "8080". L'8080 fu richiestissimo dal mercato, e in breve cominciarono anche a copiarlo (per lo più legalmente) ovunque, perfino in Russia. Nello stesso periodo nascevano i club di appassionati dell'8080, i circoli universitari, i primi computer molto venduti e perfino... il primo Basic di Bill Gates, scritto proprio per l'8080. Dopo anni di duro lavoro alla Intel, quando ormai aveva ottanta persone che dipendevano da lui (e assorbiva più della metà dei fondi del settore di Ricerca e Sviluppo), a causa delle pressioni del management della Intel (come ad esempio col controllo degli orari di ingresso al lavoro e la stupida politica di non promuovere seriamente la ricerca sui microprocessori), Faggin, appena trentaduenne, decise di lasciare la Intel e di fondare una sua azienda - la mitica Zilog - a Cupertino (nella Silicon Valley), verso l'ottobre del 1974. "Zilog" stava per Z(latest)-i(ntegrated)-log(ic) devices, ossia "ultimissimi ritrovati nei circuiti integrati". Neanche il tempo di accordarsi con un collega per fondare l'azienda, che una rivista (Electronics News) pubblica un articolo, e qualcuno dalla Exxon telefona per chiedere come potervi investire. Davvero una manna, vista la recessione di quell'anno (che si protrarrà per tutto l'anno successivo, portando al fallimento molte aziende famose del decennio precedente). La Exxon è conosciuta in Italia per il marchio "Esso" dei distributori di benzina. Il primo progetto della Zilog fu il microcontroller Z8, dopodiché con il ricco investimento della Exxon (circa mezzo milione di dollari) si allargò allo Z80. Lo Z80, compatibile con l'8080 della Intel, contenente oltre 6000 transistor, più veloce (2.5 MHz), più semplice, molto meno elaborato quanto a circuiteria, col doppio dei registri e con integrato un sistema di refresh della memoria, ebbe ragione dei concorrenti e dello stesso 8080 come descritto da una vignetta apparsa su una rivista tedesca di elettronica nel 1976: uno Z80 che assale e sottomette l'8080, con sullo sfondo i pozzi di petrolio della Exxon. Lo Z80 fu immesso sul mercato in quel magico maggio del 1976. Restò in produzione sostanzialmente immutato (tranne le migliorie sulla velocità del clock e sui consumi) per vent'anni, fino al 1995, quando nella stessa Zilog si passò all'era degli Z80-compatibili con un sacco di roba a bordo, per esempio l'eZ80 da 50MHz con architettura pipeline, ossia una istruzione per ogni ciclo di clock in condizioni ottimali. Faggin aveva disegnato a mano lo schema dello Z80, come del resto per tutti i suoi progetti precedenti, perché si era ancora molto lontani dai tempi del CAD (computer aided design). La risposta della Intel fu l'8085, un miglioramento dell'8080 capace di andare a 3MHz, che però pur vivendo di rendita del nome della Intel, non sfondò nel mercato perché non era... "compatibile Z80"! (la Intel non gliela perdonerà mai). Il successo dello Z80 è stato continuo e sempre crescente, per moltissimi anni, praticamente fino ad oggi. Fino al boom definitivo dell'MS/DOS dopo la metà degli anni ottanta, il primo e unico standard serio per le applicazioni per l'ufficio era il computer basato su Z80, con sistema operativo CP/M, e tipicamente 64k di memoria RAM; i cloni dell'Apple II intaccheranno questo primato ma per poco tempo e solo grazie al nome Apple (e all'architettura "a slot", non certo per il loro processore 6502). Quando a causa della politica commerciale della IBM si cominciò ad usare ovunque i processori della famiglia Intel 8086 (il primo 8086 aveva 29000 transistor), lo Z80 passò a popolare un gran numero di "home computer" e di videogiochi da bar. E quando si smise di produrre computer con processore a 8 bit, lo Z80 ancora campeggerà nei sistemi embedded e nei videogiochi come il Gameboy. A tutt'oggi lo Z80 è ancora utilizzato (per lo più sotto forma di "microcontroller", non più in versione "pura"). Non so se Faggin prevedesse un successo pluridecennale per la sua creatura; probabilmente due o tre anni sulla cresta dell'onda gli sarebbero sembrati il massimo che potesse desiderare... Paradossalmente, lo Z8 fu terminato solo dopo lo Z80 (fra parentesi: non è da confondere con un prodotto della Zilog di questi ultimissimi anni che si chiama Z8 proprio come quello all'epoca). Dopo quel progetto si passò subito alla produzione dello Z8000, un processore a 16/32 bit. La Motorola nel frattempo stava per lanciare il suo primo processore a 16/32 bit, il 68000, un mostro chiamato così dal numero dei transistor che lo componevano (sessantottomila) sul quale aveva investito senza fare economia, mentre l'Intel stava lanciando l'8086 (a 16 bit). Lo Z8000 era più piccolo, più potente e più economico dell'8086 e del 68000, ma "il mercato" guardò altrove. La IBM era infatti in guerra con la Exxon e quindi optò clamorosamente per la famiglia Intel 8086 (dopo aver scartato il Motorola 68000 per il costo eccessivo), emanando addirittura una circolare interna in cui si diceva di boicottare la Zilog perché "affiliata" con la Exxon. Questa scelta "politica" dell'IBM, che nel 1981 sfornò il suo primo IBM PC deliberatamente equipaggiato con un vergognoso processore Intel 8088 a 4.77 MHz e 16, 32 o 64k RAM, fu il caposcuola per tutti gli imitatori e avviò il terribile mercato degli "IBM compatibili" che dura a tutt'oggi. Lo Z8000 avrà dunque vita assai breve; solo la Olivetti lo utilizzò nella sua linea "L1" (i mitici M20, M30, M40, M60), capendo però che per restare sul mercato ci si doveva adeguare alla compatibilità IBM (e dunque i fatidici M19 basato su Intel 8088, M24 basato su 8086, etc). Stufo della pretesa della Exxon di dettare legge in casa sua, Faggin alla fine del 1980 fu addirittura costretto ad abbandonare la Zilog che lui stesso aveva creato. Del resto altri famosissimi marchi venivano nel frattempo assorbiti e - di fatto - distrutti: la Shlumberger acquisì e fece sparire la Fairchild, la Honeywell metabolizzò la Synertek, etc. La Zilog esiste ancora, certo, ma è l'unica superstite di almeno una dozzina di aziende di quello che Faggin chiamava "l'impero Exxon". Alla Zilog cominciarono la progettazione dello Z800, un 16/32 bit con MMU ("memory management unit") dall'architettura -ahimé- assai complicata, oltre che incompatibile con lo Z8000; quando fu pronto per essere immesso sul mercato, era già superato. La Zilog resterà in piedi solo a causa della colossale eredità dello Z80 (alcuni maligni insinuano che ciò è vero ancora oggi). Faggin passò al campo delle telecomunicazioni e fondò la Cygnet Technologies e il suo primo studio fu un telefono intelligente da connettere al personal computer, di cui nel 1984 era riuscito a vendere circa 5000 pezzi. Negli stessi anni lo Z80 era al suo massimo splendore (a tutt'oggi pare che siano stati venduti oltre un miliardo di pezzi), mentre lo sviluppo dello Z8001 (successore dello Z8000) proseguiva con lo Z80000, un 32-bit full-pipeline a sei passi con bus da 24 bit (16Mb) e 256 bytes di memoria cache "freezabile" da software sulle routine che il programma decideva dover essere più veloci. Ma in quello stesso 1986 era già l'80386 della Intel a farla da padrone (anche se il pipelining verrà raggiunto dagli altri solo cinque anni dopo, dall'Intel con l'80486 e dalla Motorola con il 68040). Nel 1986 Faggin dovette lasciare anche la Cygnet, e fondò la Synaptics, che per i primi anni farà solo ricerca sul "pattern recognition", ma che poi presenterà nel 1994 il "touch pad" che da allora sta popolando praticamente tutti i notebook in circolazione fino ad oggi. La IBM ha negli anni studiato e provato una montagna di soluzioni alternative al mouse per i propri notebook computer, ed è difficile pensare che la sua ritrosia ad utilizzare il semplicissimo ed economicissimo touchpad non sia in qualche modo una conseguenza remota di quella guerra commerciale con la Exxon (e di conseguenza con Faggin). La stessa Intel, per ovvi (e bassi) motivi commerciali, ha fatto di tutto per cancellare la presenza di Faggin dalla sua storia, fino al punto di "assegnare" la paternità dell'invenzione del primo microcomputer, il 4004, ad un altro progettista suo "fedelissimo"... in realtà, guardando i "wafer" del 4004, si notano le iniziali "F.F." stampate nel microcircuito, ed i primi due brevetti riguardanti il 4004 furono proprio a nome di Faggin. La Intel brevetterà inoltre diverse idee di Faggin senza farglielo sapere - questa storiaccia dei brevetti si protrarrà per moltissimi anni a venire. La storia non è finita! A luglio 2002 Faggin riprese i contatti con la Zilog; attualmente (2006) è CEO (Chief Official Executive) della Foveon, l'azienda che ha prodotto gli avveniristici sensori per la fotografia digitale che surclassano ampiamente i CCD e i CMOS, rispetto ai quali non hanno bisogno di "grigliare" il colore. Federico Faggin è dunque da riconoscere almeno come: · l'inventore del primo microcomputer a 4 bit, il 4004 prodotto dalla Intel, tra il 1969 e il 1971; · l'inventore del più famoso e diffuso e longevo microprocessore della storia dell'informatica, lo Z80, tra il 1974 e il 1976; · l'inventore del più semplice dispositivo di puntamento dai tempi del mouse: il touchpad, tra il 1992 e il 1994; · tutto questo per non parlare della tecnologia MOS, del silicon gate, etc.
NOTA: Ted Hoff , uno degli ingegneri dello staff di Faggin cercò invano di auto-attribuirsi l’invenzione dell’Intel 4004 ma invano...tutt’ora alcuni ricercatori americani ci provano per puro istinto patriottico...ma è inutile ,il prodotto è stato partorito dal genio italiano! Il cuore dello Z80 parla italiano. Il microprocessore più famoso del mondo è senza dubbio lo Z80: dal suo lancio commerciale nel maggio del 1976, tra Z80 e "compatibili Z80" ne sono stati venduti oltre un miliardo di pezzi, e gode di un successo ininterrotto che sta per toccare i trent'anni. Pochi però sanno che la mente che lo ha partorito è quella di un italiano, Federico Faggin. E c'è anche di più... Trapiantato in California dal 1968, l'appena ventiseienne Faggin viene assunto dalla Intel per la quale progetta e realizza il primo microprocessore su singolo chip, il 4004, che fu lanciato sul mercato alla fine del 1971. Si trattava di un processore a 4 bit capace di ben 92 operazioni al secondo. Nonostante i vertici della Intel fossero poco entusiasti - poiché all'epoca la Intel produceva solo memorie per computer - Faggin andò avanti e creò un anno dopo il successore a 8 bit del 4004, che fu chiamato 8008. Questo microprocessore era assai più veloce - poteva reggere un clock da 0,75 MHz - e Faggin stesso fu incaricato di contattare i possibili grossi clienti per piazzarlo commercialmente. Fece tesoro delle obiezioni di IBM, Nixdorf e altri, e lavorò su una nuova versione del processore, che verrà chiamato 8080. A causa del supporto degli interrupts, per l'8080 si prospettava un mercato enorme, ma Faggin ebbe da lottare per nove mesi per convincere i vertici. Ed infatti una volta lanciato sul mercato ebbe un grande successo, al punto che la Intel cambiò il suo numero di telefono perché terminasse con "8080". Per la politica della Intel di non promuovere adeguatamente la ricerca sui microprocessori, nel 1974 Faggin fu costretto a lasciarla per fondare una sua azienda, la Zilog, sulla quale investì subito un colosso come la Exxon. Il primo grande progetto della Zilog fu lo Z80, un processore a 8 bit compatibile con l'8080 (le tipiche battaglie legali sulle compatibilità cominceranno diversi anni più tardi), più economico, più potente, più veloce, e meno esoso quanto a circuiterie. Fu lanciato sul mercato nel maggio del 1976, oscurando il successo dell'8080. Alla fine degli anni settanta si cominciò a lavorare su processori a 16 e 32 bit. Mentre alla Zilog si creava lo Z8000 e alla Intel nasceva l'8086 (che all'8080 somigliava però solo nel nome), il mercato veniva inondato da computer basati su processore Z80 e sistema operativo CP/M (oppure Basic residente); anche sir Clive Sinclair adottava lo Z80 per la sue prime creature, lo ZX80 e lo ZX81. Ma nel dicembre del 1980, stufo della pretesa della Exxon di dettar legge in casa sua, Faggin fu costretto a lasciare la Zilog che lui stesso aveva fondato, smettendo definitivamente di lavorare sui microprocessori. Nel frattempo la IBM, nel far guerra alla Exxon, scelse per i suoi PC i processori della famiglia Intel 8086 preferendoli agli Z8000, nonostante questi ultimi fossero più convenienti, ed emanò addirittura una circolare interna in cui si diceva di boicottare la Zilog perché "affiliata" con la Exxon. Il successivo boom degli "IBM compatibili" fu tale che anche l'Olivetti, che aveva da poco lanciato il suo M20 con processore Z8000, si convertì agli Intel. Nell'aprile del 1982 Sinclair aveva lanciato lo Zx Spectrum, basato sul processore Z80A (versione migliorata e più veloce dello Z80) ma per qualche motivo che a noi comuni mortali è dato solo di congetturare, il QL fu costruito attorno al processore Motorola 68008 anziché sullo Z8000. Negli anni ottanta lo Z80, via via meno appetibile per le macchine per l'ufficio, fu utilizzato nei videogiochi da bar e negli home computer (Sinclair, MSX e moltissimi altri), e successivamente venne adottato nei piccoli videogiochi (un nome per tutti, il Gameboy Nintendo) e nei sistemi industriali, schede elettroniche, impianti telefonici, etc. Qualche anno dopo Faggin fondò la Synaptics, che nel 1994 lanciava il touch pad, il tappetino elettrostatico di grandissimo successo che ha sostituito il mouse in quasi tutti i computer notebook che oggi vediamo in circolazione. Sono state assai spesso le guerre commerciali a determinare il successo o l'insuccesso di un progetto: un caso che meriterebbe attenzione è la ritrosia della IBM ad utilizzare il touch pad nei suoi notebook fino a tempi quasi recenti. La stessa Intel, nella sua storia ufficiale, ha assegnato la paternità dell'invenzione del primo microcomputer del mondo, il 4004, ad un altro suo progettista, nonostante tra i microcircuiti del 4004 siano chiaramente leggibili le iniziali "F.F." di Federico Faggin. Fine articolo Ragionier Maurizio Sorrentino 11 Aprile 2007 ore 23:50 |
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Fotografia dell’Ingegner Faggin con il prototipo originale del Busicom desktop printing da lui ideato e progettato. Lui stesso l’ha donato al Computer History Museum di Silicon Valley nel 1996. |