GPS以前の時代、B-52爆撃機は天体航法のためにスタートラッカーを搭載していた。このシステムは、電気機械式アナログコンピューター「角度計算機」を使用して三角関数計算を行い、星の位置から航法情報を自動的に算出していた。1960年代初頭に開発されたこの装置は、デジタルコンピューターが適さなかった当時、複雑な機械機構で天球を物理的にモデル化していた。
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プログラマーに広く使われる「カーゴ・カルト」の比喩は、リチャード・ファインマンによって普及したが、その比喩には三つの大きな問題がある。第一に、ポップカルチャーにおける描写は不正確で虚構化されている。第二に、比喩は過剰使用され、矛盾した意味を持つ侮辱として使われがちだ。第三に、カーゴ・カルトは先住民の誤解として面白おかしく語られるが、その背景にはメラネシアの島民に対する数十年にわたる抑圧と文化破壊への反応という暗い歴史がある。これらの理由から、カーゴ・カルトの比喩は避けるべきである。
この記事では、Pentiumの浮動小数点ユニットに搭載された8ビット加算器をリバースエンジニアリングし、その構造を詳細に解説します。この加算器は「Kogge-Stone」と呼ばれるキャリールックアヘッド加算器であり、キャリーを並列に計算することで高速な加算を実現しています。回路写真と回路図を用いて、4層の論理構造とその動作原理を説明します。
この記事では、1993年にリリースされたPentiumプロセッサの浮動小数点ユニット内にある定数ROMに関連する興味深い回路を紹介します。特に、バイポーラトランジスタと標準CMOSロジックを組み合わせたBiCMOSプロセスで実装された回路に焦点を当て、その構造と動作をリバースエンジニアリングの観点から詳細に解説します。
「メインフレーム」という用語は、1952年のIBM 701コンピュータで初めて使用され、コンピュータの主要な物理的な箱(フレーム)を指していた。その後、メインフレームは、ミニコンピュータやマイクロコンピュータの主要部分を指すようになり、また中央処理装置(CPU)の同義語としても使われた。1970年代以降、大規模で強力なビジネス用コンピュータを指す現代的な意味が確立するまで、その意味は複雑に変遷した。
1993年にリリースされたPentiumプロセッサには、3倍算を行う専用回路が存在する。この回路は数千ものトランジスタから構成される複雑なもので、浮動小数点乗算器の一部として高速な基数8乗算を実現するために必要とされた。なぜ3倍算に特化した回路が必要で、これほどまでに複雑なのかを解説する。
1968年の画期的なデモ「すべてのデモの母」でダグラス・エンゲルバートが使用した5指キーセットに、現代のコンピュータで使用できるUSBインターフェースを構築しました。このキーセットは和音入力方式で、手を動かさずに文字を入力できる革新的なデバイスでした。
この記事では、オリジナルPentiumプロセッサのマイクロコードROMの低レベル回路を詳細に調査しています。マイクロコードROMは2つのバンクで構成され、各バンクは288行×720列のトランジスタグリッドを持ち、合計4608個の90ビットマイクロ命令を格納しています。
1977年に発売されたCommodore PETの故障修理の記録。初期のPETはチップの故障が多く、ロジックアナライザーとRetro Chip Testerを使って、6個半の不良チップ(ROM2個とRAM4個、そして不完全にプログラムされたROM1個)を特定し、修理に成功した。
Intel 386プロセッサのレジスタ回路は驚くほど複雑で、30個のレジスタに対して6種類の異なる回路が使用されている。一部のレジスタはセルを詰め込んで記憶容量を倍増させ、他のレジスタは8ビット、16ビット、32ビットのアクセスをサポートし、多くのレジスタファイルは「3ポート」構成で同時読み書きを可能にしている。
この記事では、1985年にIntelが導入した画期的な32ビットx86プロセッサである386のプリフェッチキュー回路を詳細に分析します。性能向上のために16バイトの命令プリフェッチキューを備えており、メモリバスがアイドル状態の時に命令を事前にフェッチすることで、実行時のメモリ待ち時間を最小限に抑えています。
アポロ月面着陸船で宇宙飛行士が宇宙船の姿勢を確認した「8ボール」FDAIの内部構造を解説。3軸の回転を実現するメカニズム、サーボループ制御、シンクロ技術など、この重要な計器の技術的詳細を明らかにする。
アポロ宇宙船のアップデータリンク(UDL)をテストするためにモトローラが開発した「アップデータリンク信頼性試験装置」を発見し、リバースエンジニアリングした。この装置は、集積回路以前の時代に親指サイズのカプセル化モジュールで構築されており、文書化されていないモジュールの内部構造や配線を解明する挑戦的なプロセスを経て、アポロ通信システムの大規模再現に使用された。
1977年に設計されたPhilips TDA7000 FMラジオ受信チップを例に、ダイ写真からアナログ集積回路をリバースエンジニアリングするプロセスを解説。単層メタルで作られたこのチップには100個以上のトランジスタが含まれ、差動増幅器や電流ミラーなどの一般的なアナログ回路から、ギルバートセルミキサーといった特殊な回路まで、その内部構造を詳細に読み解く方法を紹介する。
Intel 386プロセッサのセラミックパッケージをCTスキャンしたところ、内部に6層の複雑な配線構造や、パッケージ側面への金属線、I/O用とCPUロジック用の分離された電源・グランドネットワークなど、予想外の詳細が明らかになった。この分析により、パッドとピンの対応関係も初めて解明された。
1985年のIntel 386プロセッサのI/Oピン回路をリバースエンジニアリングし、静電気放電(ESD)、ラッチアップ、メタステーブリティという3つの「ドラゴン」からチップを保護するための特殊な回路設計を詳細に分析。これまで未記載だったフリップフロップ回路も発見された。
『Science』誌の論文で誤って「Cr2Gr2Te6」と記載された化合物は、実際には「Cr2Ge2Te6」(ゲルマニウム)である。このタイプミスは複数の論文や書籍にコピーされ、誤った化学式が広まっている。AIがこの誤りを取り込むと、誤情報が永久に拡散する恐れがある。
著名なディネ(ナバホ)織り手マリルー・シュルツが、555タイマーという集積回路の内部配線を描いた精巧な織物を完成させた。黒地に白い太線と赤みがかったオレンジ色のダイヤモンドが点在するこの作品は、チップの金属配線と接続パッドを表現している。織物はチップの顕微鏡写真に基づいており、伝統的な織り技術と現代の電子工学が融合した芸術作品だ。
ニューヨーク・タイムズの新パズル「Pips」を制約ソルバーMiniZincで解く方法を紹介。ドミノ配置パズルの条件を制約として記述し、ミリ秒単位で解を見つけるプロセスを解説。制約プログラミングの実用的な応用例として、問題解決のアプローチと実装の詳細を説明する。
Intel 386プロセッサの標準セル論理回路を調査したところ、予想外の回路がいくつか見つかりました。巨大なマルチプレクサ、標準セルレイアウトに収まらないトランジスタ、そしてインバータではないインバータなど、興味深い発見がありました。これらの回路は、386チームがスケジュールを前倒しで完了させるために採用した自動配置配線技術の興味深い側面を示しています。
1980年に登場したIntel 8087浮動小数点コプロセッサは、スタックベースのレジスタアーキテクチャを採用しており、8つの80ビットレジスタをスタックとして管理する独自の回路設計が特徴です。この記事では、チップのダイ写真を分析し、スタック制御回路、デコーダ、キャリールックアヘッド加算器などの詳細な回路構造を明らかにしています。
この記事では、Intel 8087浮動小数点コプロセッサのマイクロコード内で使用される49種類の条件テストについて詳しく解説しています。数値がゼロか負かといった単純なチェックから、丸め方向の決定といった特殊な条件まで、その仕組みと実装方法を探ります。
1978年に登場したIntel 8086プロセッサの16ビットALUは28種類の演算を実行する複雑な回路で、機械語命令からマイクロコード命令を経て制御信号が生成される。ALU操作は2段階のマイクロ命令で構成され、第1命令で演算設定、第2命令で結果取得が行われる仕組みとなっている。
1980年代のIBM PCで浮動小数点演算を高速化したIntel 8087コプロセッサは、8086/8088プロセッサと協調して動作し、複雑な命令デコード機構を持っていた。本記事では、マイクロコードROM、PLA(プログラマブル論理アレイ)、BIU(バスインターフェースユニット)を用いた多層的なデコードシステムと、命令の解釈・実行プロセスを詳細に解説する。
1967年に導入されたIBMのSystem/4 Piファミリーは、宇宙飛行士のいないスペースシャトルの打ち上げ制御からF-4戦闘機、B-52爆撃機、さらにはGPS開発まで、軍用・宇宙用コンピュータとして重要な役割を果たした。しかし、その詳細な歴史はほとんど知られていない。本記事では、入手困難なマーケティング資料をもとに、この画期的なコンピュータシステムの全貌を明らかにする。