Máy vi tính có nguồn gốc từ… bàn tính?

Khởi nguyên từ những chiếc bàn tính đơn giản, máy vi tính ngày nay đã được cải tiến như nào?

Khởi nguyên từ những chiếc bàn tính đơn giản ngày xưa, trải qua quá trình cải tiến từ thế kỷ 19 đến thế kỷ 20, những bàn tính đó trở thành một thiết bị phức tạp mà ngày nay chúng ta gọi là máy vi tính. Thế nhưng chúng ta lại gần như không thể xác định chính xác ai là người sáng chế ra thiết bị này, cho dù ý tưởng đầu tiên về một bàn tính cơ khí thuộc về ông Charles Babbage và con trai Henry mà về sau hình thành khái niệm máy vi tính ngày nay.

Máy tính toán để bàn lập trình được từ cuối những năm 30 thế kỷ trước, đã gần giống với những chiếc máy tính cồng kềnh sử dụng van chân không của những năm 60, có khả năng tính toán thông tin, đầu tiên là những chương trình đơn giản và càng ngày càng trở nên phức tạp. Những chiếc máy này cũng đồng thời giải thích, phân tích logic chuỗi hành động có thể xảy ra nếu các bước trước đó yêu cầu việc này. Những công việc phức tạp khi ấy đòi hỏi số lượng máy móc khổng lồ tham gia, nhưng ngày nay, chỉ cần một con chip nhỏ xinh.

Máy tính ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - Máy tính hợp và tính toán số học điện tử, theo Wikipedia) là công trình của Đại học Pennsylvania - Mỹ nhằm mục đích quân sự được xây dựng từ năm 1944 đến 1945 được xem là máy tính đa năng điện tử đầu tiên với 19.000 van (ống chân không) và 1500 rơ - le. Nhiệm vụ của chiếc máy này là tính toán bảng đạn đạo cho pháo binh.

Sau đó, nhờ có các sáng chế mới và việc thu nhỏ lại các thiết bị bán dẫn (transistor hay tranzito) mà đã có nhiều thay đổi lớn và quan trọng về mặt kỹ thuật và dẫn đến việc hình thành khái niệm máy tính cá nhân, theo sau đó là việc thương mại hóa máy tính vào đầu những năm 1950.

Thiết bị bán dẫn là một thiết bị điện tử có chức năng là một công tắc điện tử trong cổng logic và cũng được sử dụng để ổn định, điều chỉnh hay khuếch đại tín hiệu điện tử. Tác vụ càng nhiều thì càng cần đến thiết bị này và việc thu nhỏ thiết bị này đã trở nên vô cùng quan trọng.

Để máy tính trở nên gọn nhẹ hơn, người ta đã phát minh ra bộ vi xử lý: con chip điện tử chứa được tối đa số thiết bị bán dẫn. Con chip điện tử đầu tiên ra đời năm 1971 của Intel - chip 4004 - chứa 2300 thiết bị bán dẫn; sau đó 30 năm là chip Pentium IV gồm 42 triệu thiết bị bán dẫn và chip Core 2 Quad năm 2006 chứa 582 triệu thiết bị bán dẫn. Chưa hết, vào năm 2012, Intel đã cho ra mắt chip i7 Sandy Bridge - E với con số thiết bị bán dẫn kỷ lục: 2.27 tỷ tranzito. Nhưng chỉ sau đó vài tháng, Nvidia giới thiệu con chip GK110 chứa tới 7.1 tỷ thiết bị. Ngạc nhiên hơn cả là dù chứa hàng tỷ thiết bị, kích thước so với con chip ban đầu gần như là...không hề thay đổi.

Cùng với bộ xử lý, thiết bị dùng để lưu trữ thông tin - bộ nhớ - cũng đã được cải tiến rất nhanh chóng. Với các thành tựu công nghệ, càng ngày chúng ta càng có thể sản xuất bộ nhớ máy tính rẻ hơn, sức chứa lớn hơn; chuyển từ lưu trữ dữ liệu trên các băng từ sang lưu trữ bằng các ổ đĩa cứng có trữ lượng được cải tiến theo cấp số mũ.

Minh Đức (Theo www.quebecscience.qc.ca)