Я проснулся вечером от того, что мне позвонил президент США, меня позвала одна из женщин, что занимались уборкой в доме, я быстро собрался и поднял трубку.
-Простите за настойчивость год.
-Да ничего, я всё равно скоро встал бы сам.
-Мои шпионы сообщили мне, что вы о чём-то думали на берегу озера. А потом всю ночь просидели у себя в мастерской, что-то сделали и испытали. А до этого вы объявили месячный конкурс мастерства для своих сотрудников с огромными денежными призами. Но ничего, деньги это не проблема, если вы считаете, что приз три миллиона за лучший микрочип необходим, пусть будет так. Однако, мне стало интересно, и не только мне, и меня попросили спросить вас. Вы так сильно задержались вчера в своей мастерской, сидели, работали всю ночь и всё утро, не спали. Вы совершили какой-то прорыв в области создания сверхбыстрого микрочипа?
-Да, я вчера создал два микрочипа, две модели, первый имеет скорость 117 герц, а второй 239. Причём, второй микрочип отличается феноменальной надёжностью и долговечностью, имеет скорость 239 герц, и это очень много. В ходе теста микрочип осуществил 3000 срабатываний, а это в полтора раза больше заявленной мною нормы для вычислительных машин. Причём, следов износа под микроскопом я почти не обнаружил, я думаю, новый микрочип сможет осуществить несколько десятков тысяч срабатываний, это много, гораздо выше любого нашего предыдущего результата. Этого достаточно, чтобы создать компьютер, работающий в несколько раз быстрее человека. Я имею ввиду простые вычисления. И этот микрочип имеет иную архитектуру, чем чипы старого поколения, что позволяет ему работать столь быстро. Вместе с тем, я пришёл к выводу, что действующая технология в целом не способна обеспечить высокий рост скорости, если что-то радикально не поменять. Остаётся также путь радикального уменьшения размеров микрочипа. Я полагаю, если уменьшить размер деталей до микронных значений, скорость достигнет нескольких килогерц. Я ещё подумаю, как всё изменить, но если конкурс потерпит фиаско, нам придётся всерьёз заняться уменьшением устройств, и собирать ещё более маленькие микрочипы вручную, совершенно невозможно. Придётся заняться созданием устройств микросборки, минуя человеческие руки, и это будет долго и сложно. Я имею ввиду, даже не производство микрочипов такими устройствами, оно, возможно, будет даже эффективнее ручной сборки. А вот сам процесс создания столь сложных сборочных механизмов станет долгой и непростой задачей, что растянется на много лет.
-Послушайте год, вы всё равно молодец, процессор на 239 герц это невероятно. Мы гордимся вами, и вы найдёте решение. Никто не понимает устройство и работу компьютеров так хорошо и глубоко, как понимаете вы, их создатель. Что уж говорить, многие из моих лучших умов, понимают устройство микрочипа, но не самого процессора в целом, и не понимают до конца даже, как ваша байтная и битовая система совершает вычисления и получает решение. Вы лучший ум современности и я уверен, вы не дошли до своего предела. Верьте и работайте, и мы победим благодаря вам, надёжный микрочип на 239 герц это невероятно.
-Если честно, я ещё не достиг дна, тут вы правы. А что касается миниатюризации, я думаю, это неизбежный путь для отрасли микроэлектроники, нам придётся создавать устройства всё меньше и меньше, каким бы путём мы не пошли. И да, самые малые нано устройства, что могут иметь размеры ограниченные лишь размерами атомов, смогут функционировать со скоростями во многие мегагерцы, такие компьютеры смогут решать сложнейшие задачи, и я уверен, мы когда-нибудь к этому придём.
-И ещё, год, внешнеполитическая обстановка накаляется. Наш конфликт с Японией обостряется, мы не уверены, мы думаем о том, чтобы ограничить экспансию Японии в Китае, возможно, в будущем это может привести к войне. Мы думаем о возобновлении ядерных испытаний.
-Подождите Франклин, не торопитесь, нам не нужны новые взрывы урана, пусть Эдвард сосредоточиться на поиске изотопов для детонатора, испытать их можно и без уранового взрыва. Поиск изотопов выделяющих много нейтронов малой энергии гораздо важнее, чем испытание бомбы целиком.
-Я понимаю, просто имейте ввиду, дело идёт к большой войне. Я надеюсь, флот США сможет победить Японский.
-Не потеряйте корабли и военные базы в начале войны. Учтите, морской флот восстановить сложнее всего, сухопутную армию можно полностью отстроить за полгода, а вот морские линкоры и тяжёлые авианосцы строятся по нескольку лет. Если Япония устроит на США неожиданную атаку и уничтожит значительную часть вашего флота, вы проиграете войну на море. Тем более, Япония имеет множество авианосцев и пилотов асов. Если возникнут малейшие подозрения, скорее приводите флот в состояние полной боеготовности.
-Подозрения уже возникли, Япония радикально увеличила военно-морской бюджет, они строят авианосцы и линкоры, и воевать такими морскими силами, им не с кем, разве что с нами или СССР. Но СССР не имеет больших интересов на дальнем востоке, и Японский флот мощнее советского итак. В том числе, потому что в ВМС СССР нет авианосцев.
-Сколько у вас времени?
-Я не думаю, что Япония нападёт в ближайшие полгода, но дальше, будущее окутано мраком. Тем более, Германия построила ряд мощных линкоров, очень мощные и опасные корабли, мы также фиксируем, что достраиваются такие корабли как Бисмарк, и скоро линкор Бисмарк выйдет в море.
-Что это за линкор?
-Самое мощное и совершенное судно в мире, предположительное водоизмещение около 50 тысяч тонн, мощное бронирование, орудия калибром по 380мм, точная система наведения и большая скорость этого корабля около 60 километров в час делает его настоящей грозой для наших конвоев. Когда он выйдет в море, мы запляшем, особенно если это состоится в Северной Атлантике, за пределами зоны прикрытия нашей авиации. Этот корабль способен потопить целую эскадру, и у нас нет ни одного крупного корабля, способного его догнать. Бисмарк создан, чтобы ловить конвои, расправляться с эсминцами и крейсерами и убегать от наших крупных сил. Вот думайте, что делать. Нам нужна ядерная бомба и ваш компьютер. И кстати, ваш компьютер ещё не гарантирует нам создание бомбы, как бы вы не хвалили его, 239 герц это мало, а гражданские технологии нам сейчас нужны куда меньше, чем военные. Было бы лучше, если бы вы придумали для нас электрическую пушку большой мощности.
-Я понимаю. Я делаю всё что могу.
-Всё равно спасибо.
-И кстати, электрическую пушку сделать можно, вот только, я не думаю, что она будет иметь большую мощность, чем орудие калибра 380мм.
-Я знаю, мне мои стратегические аналитики говорили, у меня много светлых умов, спасибо год, продолжайте свои работы над компьютером. И не бойтесь, вы важный, но неединственный козырь в нашем рукаве. Несколько лет мы продержимся, у вас есть время создать компьютер, и вы уже полностью оправдали все свои усилия. Удачи, я в ближайшее время буду занят, и не смогу с вами говорить. Но мы ещё встретимся с вами позже и попьём чаю, беседы с вами интересны.
-До свидания господин президент.
-Стойте, я забыл сказать, самое важное, ради чего звонил.
-Да?
-Юань беременна, она на пятом месяце, её долгоживущая ассистентка тоже, можно вас поздравить. Мы всё время как-то забывали вам сказать, что скоро она родит бессмертного, и ещё. Юань возглавляет второй центр по созданию компьютеров, её группа также представила свой калькулятор первого поколения, он не уступает вашему второму компьютеру ни в чём, зато скорость работы его чипов 50 герц, правда, Юань создала свою машину на неделю позже вас и она украла ряд ваших идей при создании машины. Её центр больше, там больше рабочих рук, и созданная ею машина гораздо крупнее. Зато она работает над созданием сонара для поиска подводных лодок, и ещё она чудесный химик. Так что держитесь за эту девушку, она богиня.
-Спасибо, я вас понял.
-Когда она родит, вы снова сможете с ней пообщаться. А что касается пушек, компьютер это важно и мы уделяем большое внимание, но нам нужны самолёты, танки и корабли. Не волнуйтесь, над ними тоже работают светлые головы, до свидания.
Я не знаю, что он хотел мне сказать, быть может, его разговор был очень тонкой попыткой намекнуть, что вся Америка не вращается вокруг проекта по созданию компьютеров? А я не единственный, кто может создать для США компьютер? И быть может, мне было бы неплохо создать ему президенту новую пушку или самолёт? Или хотя бы преуспеть со своим проектом, а жалкие 239 герц на опытном единичном образце, то не достижение? И мне также стоит помириться и дружить с Юань? Потому что она образец порядочности и трудолюбия в этом неспокойном мире. Одно он сказал чётко, скоро война и дела во внешней политике плохи, а Япония может сыграть на стороне Гитлера. И значит, я должен преуспеть, и да они хвалят меня, но если я хочу, чтобы мне давали зелёный свет и дальше, я как минимум должен перегнать других. Потому что мой компьютер был на 30 герц, а у Юань на 50. Обещания обещаниями, но пока мой компьютер дал лишь жалкие тридцать герц, зато я разбрасываюсь миллионами долларов для своих людей. Возможно, мне стоит поубавить своё эго, и понять, что кроме меня звезды есть ещё кто-то? Что ж, посмотрим, останусь ли я звездой, и да мне нужно решение.
Я снова вышел на озеро, и стал думать, я прорабатывал не просто действующее устройство микрочипа, а все возможные варианты. И долго думая, я стал понимать, что на самом деле вся проблема микрочипов в необходимости движения. Сколь бы не было совершенно устройство, но мной изначально был выбран ошибочный путь, поскольку ни один аппарат нормальных размеров не может двигаться больше ста раз за секунду, хоть как его делай. И тут единственный путь это миниатюризация, а идти по пути бесконечного уменьшения схем невозможно. И да я достиг переключателя на 239 герц за счёт рекордной малости, но меньше без специального оборудования, которого даже в зачатке нет, никто уже и никак не сделает. Нужно отказаться от движения, и тут есть простой и логичный путь, нужно изменять структуру вещества, так, чтобы изменялась проводимость, чтобы, когда нужно, элемент становился проводящим, а когда нет непроводящим. Тут мне на ум пришлись все исследования в области кристаллических решёток, алотропных модификаций вещества и полупроводников.
В общем, всего существует четыре пути, которые приходят на вскидку. Первый менять проводимость температурой, при росте температуры у любого элемента сопротивление растёт, а при падении температуры, сопротивление падает. Использовать это достаточно сложно и нереально, потому что само управляющее устройство будет ещё сложнее микрочипа в сто раз. Второй способ, это изменение алотропной структуры металла, который происходит при сильном изменении давления или опять же температуры. В принципе, вещество способно менять свою алотропную структуру в малом объёме и очень быстро. Это вариант заставляющий призадуматься, потому что по логике, так можно обеспечить частоту в сотни килогерц. Третий вариант это опыт с поляризацией, поляризация материала заставляет его изменить сопротивление, но на каждый цикл срабатывания такого устройства, нужно много энергии, и это энергозатратно. Тем не менее, поляризация это тоже эффективный путь создания микрочипов, и скорость поляризации вещества может быть крайне велика. Самый простой и логичный путь четвёртый, вот его я и попробую реализовать, используя полупроводники, и токи двух уровней, впрочем, этот путь близок к поляризации по своей природе. Что если использовать токи включения и выключения проводимости полупроводника? Как известно полупроводник можно перевести сильным импульсом тока одного направления в проводящее состояние, и тогда ток малой силы, на котором работает сам компьютер, сможет течь по нему в любом направлении. А сильный импульс тока в другом направлении, выключает полупроводник, переводя его в непроводящее состояние. Таким образом, если сам микрочип будет работать на токе в 1,5вольта при 0,1ампера, то этот ток сможет спокойно течь через полупроводник, создавая работу. В случае если необходимо заблокировать течение тока, то мощный краткий импульс тока на 15вольт и 1ампер, в обратную сторону, сможет заблокировать полупроводник сильным током, создав в нём сильное сопротивление даже после выключения блокирующего тока. Так можно включать и выключать все части микропроцессора. И тогда сама работа процессора будет цикличной, первый такт будет блокировать все микрочипы переключатели, следующий такт будет разблокировать те из них, которые должны получить проводимость. Дальше идёт вычисление, дальше снова блокировка разблокировка. А управлять процедурой блокировки и разблокировки будет само реле от слабого такта. Таким образом, система за два цикла будет совершать одно действие по вычислению. То есть слабый такт через реле усиливающее ток, решает в каком порядке должно произойти переключение полупроводников, а сам процесс включения полупроводника либо его блокировки подчиняется моменту вычисления. Итак, я смогу отказаться от механических переключателей и заменить их на полупроводник. Значит, надо сделать микрочип на полупроводнике, и он будет работать быстрее всех.
Я вернулся к себе в лабораторию, сейчас снова был вечер, но я уже выспался и горел желанием провести эксперимент, мне срочно нужен был полупроводник. Я отправился в отдел химиков, нашёл там свинец и серу, я полагал, что более тяжёлый полупроводник больших энергий связи будет оптимален для работы моего нового процессора. Я забрал несколько сотен грамм свинца и серы, отправился в свою мастерскую, и с помощью электролиза провёл в инертном газе между серой и свинцом химическую реакцию. После чего изготовил пластинку полупроводника p-n типа, правильно расположив её внутри микрочипа. Потом потратил некоторое время на то, чтобы настроить всё оборудование, и запустил микрочип, имевший из-за отсутствия магнитов габариты по ребру 0,4см, то есть он был меньше любого другого моего ранее созданного устройства. Новый микрочип на полупроводнике сульфида серы работал необычайно быстро, даже в самом грубом варианте легко достигая скорости в 50 килогерц. При этом, устройство примерно в 200 раз превзошло по своей скорости, созданный мною ранее революционный микрочип.
Я думаю, я бы вышел и закурил, если бы я вообще курил, я знал, до конца моего конкурса ещё 28 дней. И у меня есть время оптимизировать систему и подобрать наилучший полупроводник. Я пошёл в библиотеку микроэлектроники и стал листать учебники, я знал, диоды и транзисторы изобрели уже довольно давно, и там широко используются полупроводники. Поработав с литературой, я отправился в химическую лабораторию и сгрёб оттуда целую кучу химических веществ, включая кремний и многие другие редкоземельные элементы. Я знал, для создания идеального полупроводника нужен сверхчистый кристаллический материал. На протяжении нескольких дней я не ел и спал по два часа в сутки, перебирая один полупроводник за другим, ища тот, который работает быстрее всех.
Лучшие результаты показали два наиболее дешёвых и распространённых вещества, это чистый кристаллический кремний и сульфид свинца. Ряд других полупроводников, такие как сульфат олова, фосфид цинка, продемонстрировали худшие качества. Наилучший и самый быстрый энергоэффективный полупроводник на основе сульфида свинца, оказалось, сложно получить и опасно хранить, потому что выяснилось, что он при контакте с воздухом со временем теряет свой химический состав и полупроводниковые свойства. Возможно, в будущем, я вернусь к сульфиду свинца PbS2 как лучшему полупроводнику для процессоров и микрочипов, когда культура труда и производства будут выше и не составит труда получать это вещество в инертном газе и хранить его. Тем более, что сера и свинец имеют большое количество электронов, а, следовательно, сохраняют свои полупроводниковые свойства под большим давлением, увеличивая скорость p-n перехода, в сравнении с кремнием в несколько раз. В итоге финальным вариантом вещества под микрочип стало два химических состава кремния, которые совмещались в двухслойную пластинку, создавая p-n переход. Доработка микрочипа этого типа, весьма небольшого размера позволила мне остановиться на скорости работы в 120килогерц. Эта скорость превысила все разумные пределы, но я понимал, скорость процессора может быть ещё выше. И, тем не менее, до конца моего конкурса оставалось ещё 27 дней, в связи с чем я решил, а чем чёрт не шутит? Не могу же я заниматься ничего не деланием в течение почти четырёх недель, и отменить конкурс тоже не могу, пусть все разобьют свои лбы, зато потом будут больше меня уважать, что тоже крайне важно.
