歴史の流れを変えたチップ

コンドリーは元IEEEフェローであり、後にインテルの最高技術責任者（CTO）を務めた。彼が率いたアーキテクチャチームは、UnixオペレーティングシステムとC言語をネイティブにサポートするシステムの構築に尽力した。当時、UnixとC言語はどちらもまだ黎明期にあったが、後に主流となる運命にあった。当時非常に貴重だったキロバイト（KB）単位のメモリ制限を突破するために、彼らは実行ステップ数を減らし、1クロックサイクルでタスクを完了できる複雑な命令セットを導入した。

エンジニアたちは、分散コンピューティングを可能にし、複数のノードがデータを並列処理できるVersaModule Eurocard（VME）パラレルバスをサポートするチップも設計した。VME対応チップは、リアルタイム制御にも利用できる。

チームは独自のUnixバージョンを開発し、産業オートメーションや同様のアプリケーションとの互換性を確保するためにリアルタイム機能を追加した。ベル研究所のエンジニアたちはまた、複雑な論理ゲートの遅延を低減することで処理速度を向上させるドミノロジックを発明した。

ベルマック32モジュールでは、追加のテストおよび検証技術が開発され、導入されました。これは、ジェン・スン・ファン氏が主導した複雑なマルチチップ検証・テストプロジェクトであり、複雑なチップ製造において欠陥ゼロ、あるいはほぼゼロを達成しました。これは、超大規模集積回路（VLSI）テストの世界における初の快挙でした。ベル研究所のエンジニアたちは体系的な計画を策定し、同僚の作業を繰り返し検証することで、最終的に複数のチップファミリー間でシームレスな連携を実現し、完全なマイクロコンピュータシステムを完成させました。

次に最も困難な部分、つまりチップの実際の製造工程が控えている。

「当時、レイアウト、テスト、高歩留まり製造技術は非常に不足していました」と、後に韓国科学技術院（KAIST）の院長、IEEEフェローとなったカン氏は回想する。同氏によると、チップ全体の検証に使用できるCADツールがなかったため、チームは特大サイズのCalcomp図面を印刷せざるを得なかったという。これらの回路図は、チップ内でトランジスタ、配線、相互接続をどのように配置すれば目的の出力が得られるかを示している。チームはテープを使って床にそれらを組み立て、一辺が6メートルを超える巨大な正方形の図面を作成した。カン氏と彼の同僚は、色鉛筆で各回路を手描きし、断線や重なり、不適切な相互接続を探した。

物理的な設計が完了すると、チームは別の課題に直面した。それは製造である。チップはペンシルベニア州アレンタウンにあるウェスタン・エレクトリック社の工場で製造されたが、カン氏は歩留まり率（性能と品質基準を満たしたウェハ上のチップの割合）が非常に低かったことを覚えている。

この問題を解決するため、カン氏と彼の同僚たちは毎日ニュージャージー州から工場まで車で通い、袖をまくり上げて、床掃除や試験装置の調整など、必要なことは何でもこなした。そうすることで仲間意識を育み、工場がこれまで試みた中で最も複雑な製品を、実際にここで製造できると皆を納得させたのだ。

「チーム構築のプロセスは順調に進みました」とカン氏は述べた。「数か月後には、ウェスタン・エレクトリックは需要を上回る量の高品質なチップを生産できるようになりました。」

Bellmac-32の最初のバージョンは1980年に発売されましたが、期待に応えることはできませんでした。目標周波数は4MHzではなく、わずか2MHzだったのです。エンジニアたちは、当時使用していた最先端の武田理化学研究所の試験装置に欠陥があり、プローブとテストヘッド間の伝送線路効果によって測定精度が低下していることを発見しました。彼らは武田理化学研究所のチームと協力して、測定誤差を補正するための補正表を開発しました。

第2世代のベルマック製チップは、クロック速度が6.2MHzを超え、時には9MHzにも達した。これは当時としては非常に高速だった。IBMが1981年に最初のPCに搭載した16ビットのIntel 8088プロセッサのクロック速度は、わずか4.77MHzだった。