sexta-feira, 14 de dezembro de 2007

Há 60 anos, invenção do transistor revolucionou a eletrônica

“Pela primeira vez desde a sua invenção há 41 anos, a válvula que faz funcionar o seu rádio, opera as máquinas de soldagem, abre portas (...) possui um rival. Ele é um dispositivo diminuto chamado transistor”. Com esta frase, a revista americana Popular Science na sua edição de setembro de 1948 iniciava um artigo explicando aos leitores o advento do transistor, dispositivo cuja invenção completa 60 anos neste domingo, 16 de dezembro.

Trabalhando em 1947 nos lendários Laboratórios Bell, em Nova Jersey, o trio de engenheiros William Shockley (1910-1989), John Bardeen (1908-1991) e Walter Brattain (1902-1987) pesquisava o comportamento de cristais de germânio e de silício como semicondutores na tentativa de criar um substituto menor e mais confiável para as antigas válvulas a vácuo – aquelas que existiam no interior dos enormes rádios na sala de estar dos nossos avós e bisavós, nas décadas de 30 e 40.

Shockley, Bardeen e Brattain acabaram inventando o transistor, dispositivo composto por um material semicondutor, isto é, que podia tanto conduzir quanto isolar uma corrente elétrica, dependendo do resultado de uma operação computacional. O invento, que valeu aos três engenheiros o Nobel de Química de 1956, foi a pedra fundamental da indústria de tecnologia.

Antes do transistor, havia no mundo apenas dois computadores – máquinas gigantescas e ultra-secretas operadas pelos serviços de inteligência britânico e norte-americano. O primeiro computador eletrônico da história, o britânico Colossus Mark 1, continha 1.500 válvulas e começou a operar em 1944 para decifrar as mensagens em código da Alemanha nazista.

Já o primeiro computador dos Estados Unidos, o ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), surgiu em 1946. Pesava 27 toneladas, media 2,6 metros de altura e 26 metros de comprimento e ocupava uma área de 63 m², dimensões necessárias para os seus 70 mil resistores e 17.468 válvulas. Bastava uma única válvula queimar para paralisar a máquina por completo - o que acontecia diversas vezes por dia.

O ENIAC consumia 160 kilowatts de energia e, quando ligado, causava apagões na cidade de Filadélfia. Ele custou 450 mil dólares (algo como 260 milhões de dólares em valores de hoje) para realizar a façanha de cinco mil cálculos matemáticos por segundo – o mesmo trabalho que faz hoje qualquer calculadora de bolso de 10 reais. Caso a comparação fosse feita com um Pentium IV, por exemplo, capaz de executar 300 milhões de instruções por segundo, o ENIAC ficaria reduzido à condição de um mero ábaco.


O advento do transistor deslanchou a miniaturização da eletrônica, processo que somente se acelerou nas décadas seguintes. Em 1960, o transistor foi incorporado pela IBM no modelo 7090, o primeiro computador transistorizado comercial da história. Foi o início do reinado da Big Blue e de seus mainframes milionários selados no interior dos antigos e indevassáveis Centros de Processamento de Dados.

Nesse meio tempo, em 1955, William Shockley decidiu sair do Bell Labs para fundar a Shockley Semiconductor em Palo Alto, na Califórnia. Em 1957, um grupo de engenheiros saiu da Shockley para fundar a Fairchild Semiconductor. Entre eles estavam Robert Noyce e Gordon Moore, que viriam a fundar a Intel. Bob Noyce queria simplificar a parafernália de dispositivos dentro dos computadores. Queria obter mais com menos, meta também perseguida por outro engenheiro, Jack Kilby, que trabalhava na Texas Instruments.

Trabalhando em paralelo, Noyce (1927-1990) e Kilby (1923-2005) desenvolveram em 1958 o circuito integrado, uma lâmina de germânio (no caso de Kilby) e outra de silício (preferido por Noyce) que agregava num único cristal semicondutor todos os transistores, resistores, capacitores e circuitos. Eles patentearam o invento em separado, mas quem saiu na frente na sua comercialização foi a Fairchild Semiconductor, em 1961. Já Kilby inventaria a calculadora portátil em 1967.

Num artigo publicado em abril de 1965 no jornal Electronics, Gordon Moore afirmou que o futuro da integração de circuitos era o futuro da eletrônica. Analisando o potencial dos circuitos integrados, ele lançou as bases do que viria a ser chamado pela imprensa de Lei de Moore, para a qual o número de transistores num chip dobra a cada 18 meses enquanto seu preço permanece inalterado.

Para lucrar com esse prognóstico, Noyce e Moore saíram da Fairchild para fundar em 1968 a Intel, fusão das palavras integrated electronics. Em 1971, eles criaram a pedra basilar da microinformática.

A idéia era dar um passo além da integração dos circuitos para unir num único dispositivo todas as partes “pensantes” do computador, a unidade de processamento, a memória e os controles de entrada e saída de dados. O resultado foi o primeiro microprocessador, o “chip” modelo 4004, uma lasca de silício de 4 mm por 3 mm com 2.300 transistores miniaturizados. Era a peça que faltava para alguém criar o microcomputador.

De lá para cá, o resto é história. A cada 18 meses a Intel passou a tirar dos seus fornos novas gerações de chips sempre com o dobro da capacidade de processamento das gerações anteriores. Nesse ínterim, foi lançado em 1975 o Altair, o primeiro microcomputador. Em 1977, dois garotos californianos chamados Steve Jobs e Steve Wozniak construíram o revolucionário Apple II. E finalmente em 1981 a IBM decidiu parar de ignorar o explosivo mercado de microcomputadores e lançou o IBM PC – com o sistema operacional DOS, da Microsoft.

Conforme Andy Grove, o empregado número 3 da Intel, me contou numa entrevista em 1996: “Quando desenvolvemos o microprocessador sabíamos que era uma invenção revolucionária. Em 1971, no entanto, ninguém poderia prever a forma dramática como aquele invento transformaria o mundo. Há 25 anos, a informática era privilégio do pequeno grupo de pessoas com acesso aos grandes computadores. Hoje, qualquer PC de US$ 2 mil tem desempenho milhares de vezes superior. E dentro de uma década os chips terão 50 milhões de transistores”.

Em sua previsão, Grove se enganou em uma ordem de grandeza. Atualmente, um único chip Intel de última geração possui 860 milhões de transistores miniaturizados espremidos em seu interior, podendo executar até 300 bilhões de operações por segundo – o equivalente a 60 milhões de ENIACs. E tudo começou com o bom e agora sexagenário transistor.

Fonte:

http://www.bn.com.br/radios-antigos/semicond.htm
http://www.widesoft.com.br/users/virtual/parte2.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Transistor
http://pt.wikipedia.org/wiki/Transistor