Chip Art: Δείτε γκράφιτι χαραγμένα σε επεξεργαστές του παρελθόντος

Κάποιοι τα αποδίδουν στην προσπάθεια των δημιουργών τους να αποκτήσουν υστεροφημία, άλλοι στην βιομηχανική κατασκοπεία στα χρόνια του Ψυχρού Πολέμου. Όπως και να ‘χει, οι καλλιτέχνες σχεδιαστές ολοκληρωμένων κυκλωμάτων έχουν αφήσει ανεξίτηλα τα ίχνη τους στα τσιπ που πέρασαν από τα χέρια τους. Σήμερα, περισσότερα από 300 μικρο-γκράφιτι φιγουράρουν σε έναν… ζωολογικό κήπο από πυρίτιο.

Ο άνθρωπος που είδε το πρώτο τσιπ-γκράφιτι ήταν ο Μάικλ Ντέιβινσον, ερευνητής στο πανεπιστήμιο της Φλόριντα. Ήταν το 1996 όταν, κατά την προσφιλή του συνήθεια, κοίταζε μέσα από το μικροσκόπιο μπύρες(!), βιταμίνες και ό,τι άλλο έβρισκε μπροστά του, για να φωτογραφήσει το αναμφισβήτητα εντυπωσιακό αποτέλεσμα.

Ακόμα και όταν παρατηρείς έναν κόκκο ζάχαρης από το ερασιτεχνικό σου μικροσκόπιο ενθουσιάζεσαι –αρκεί να μην υποβάλλεις στην παρατήρηση το δάκτυλο που συνηθίζεις να βάζεις στο στόμα. Πόσο μάλλον όταν έχεις τα μέσα ενός πανεπιστημιακού εργαστηρίου και εντοπίζεις κάτι… περίεργο σε ελάχιστα εκατομμυριοστά του μέτρου!

ΠΟΥ ΕΙΝΑΙ Ο ΓΟΥΑΛΝΤΟ;

Αυτό που τα πιτσιρίκια αναζητούσαν σε πολύπλοκες εικόνες από Λούνα Παρκ με πολύ κόσμο, ο Ντέιβιντσον το εντόπισε σε έναν MIPS R4000 με διαδοχικές μεγεθύνσεις 25 έως 100 φορές και στη συνέχεια 600 φορές.

• Ήταν πράγματι ο Γουάλντο αυτό το πρόσωπο με το κασκέτο, τη φράντζα, τα στρογγυλά γυαλιά, το χαρακτηριστικό πηγούνι; Κι αν ήταν, τι δουλειά είχε ανάμεσα στις διακλαδώσεις ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος;

Η απάντηση δόθηκε όταν ο ενθουσιώδης Ντέιβινσον δημοσίευσε τη φωτογραφία από το εύρημά του στο δικτυακό τόπο Molecular Expressions. Αγωνιώντας για την τύχη του έργου του, ο σχεδιαστής του τσιπ Kevin Kuhn επικοινώνησε με τον… χρυσοθήρα.

«Δεν είναι ο Γουάλντο», είπε, «απλά του μοιάζει ο συνάδελφός μου!. Λίγο πιο πέρα, θα βρείτε και μια πινακίδα με τον αριθμό «κυκλοφορίας» του τσιπ», κατέληξε ο μηχανικός της MIPS Technologies. Πράγματι, η πινακίδα εντοπίστηκε. Η καταπληκτική περιπέτεια του Ντέιβινσον μόλις άρχιζε.

Τριακόσια και πλέον σχέδια που δεν είχαν απολύτως καμία λειτουργικότητα αποκαλύφθηκαν μπροστά στα έκπληκτα μάτια του από το 1996 σε διάφορα τσιπάκια.

• Αιγυπτιακές θεότητες, καραβάκια, φιδάκια, Βίκινγκς, φάλαινες, τρένα, ηλιακά ρολόγια ή Rolex, το διαστημόπλοιο Enterprise του Σταρ Τρεκ, ο Ντίλμπερτ, το Pac-Man, o ήρωας του Space Invader, ένα τσίτα, ή ό,τι άλλο επέβαλλε η έμπνευση των ευφάνταστων σχεδιαστών τσιπ είχε αποτυπωθεί στις δημιουργίες τους. Συνήθως όμως, η εγχάραξη γινόταν κρυφά ή τουλάχιστον μυστικά.

ΤΑ ΚΙΝΗΤΡΑ της ΤΣΙΠ ΑΡΤ

Οι απόψεις για τα κίνητρα των σχεδιαστών διίστανται. Το περιοδικό του Ινστιτούτου Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών, IEEE Computer, αναφέρει ότι πριν από το 1984, τα τσιπ-γκράφιτι ήταν ο μόνος τρόπος για να αποδειχτεί ότι τα σχέδια των τσιπ είχαν αντιγραφεί –δεν αρκούσε να είναι ίδια τα σχέδια των κυκλωμάτων.

Στα χρόνια του Ψυχρού Πολέμου, ήταν δεδομένες οι προσπάθειες να παρεμποδιστεί η αντιγραφή από τους Σοβιετικούς και να αποτύχουν οι προσπάθειες της KGB, της πανίσχυρης σοβιετικής μυστικής υπηρεσίας. Τότε, οι εξαγωγές προϊόντων υψηλής τεχνολογίας προς τις χώρες του λεγόμενου ανατολικού μπλοκ απαγορεύονταν δια ροπάλου.

Όπλο στα τραπέζια ανατομίας της βιομηχανικής κατασκοπείας ήταν το λεγόμενο reverse engineering, ο αντίστροφος σχεδιασμός, μια διαδικασία με την οποία επιχειρείται να αποκαλυφθεί πώς επιτεύχθηκε το επιθυμητό αποτέλεσμα, απουσία επαρκών στοιχείων. Ξέρετε, κάποιος έφερνε παράνομα στη χώρα ένα τσιπάκι, το έβαζε στο μικροσκόπιο και δοκίμαζε να το αντιγράψει. Μαζί με τα ακαταλαβίστικα σχεδιάκια των διακλαδώσεων, των διακοπτών και των πυλών αντιγράφονταν και οι Γουάλντο, οι Ντίλμπερτ, το Pac-Man… ΟΟΟυπς!

Αυτή τουλάχιστον είναι η ερμηνεία που δόθηκε όταν βρέθηκε σε μικρο-γκράφιτι ένα μήνυμα στα ρωσικά σε τσιπ συστήματος Digital VAX. Στην πρακτική της βιομηχανικής κατασκοπείας αποδόθηκε επίσης η επιγραφή «If you can read this… you are pretty damn close!» (δηλαδή, για να το διαβάζεις αυτό, έχεις παραπλησιάσει…) που καταλάμβανε πέντε μόλις εκατομμυριοστά του μέτρου.

Tο 1984, το αμερικανικό Κογκρέσο ψήφισε νομοθετική πράξη για την προστασία των σχεδίων τσιπ (Semiconductor Chip Protection Act) –ένα πανομοιότυπο αντίγραφο των λειτουργικών μερών αρκούσε για να αποτελέσει ένα τσιπ αποτέλεσμα παραβίασης της νομοθεσίας. Έτσι, οι ιδιότυπες υπογραφές δεν υπηρετούσαν πλέον κανένα σκοπό. Ή τουλάχιστον, αυτόν της προστασίας από αντιγραφή.

ΓΚΡΑΦΙΤΙ ΣΤΟ ΤΣΙΠΑΚΙ ΣΑΣ

Οι σχεδιαστές κυκλωμάτων συνέχισαν όμως να αφήνουν τη σφραγίδα τους στα τσιπάκια. Εάν κάποιος έφτανε αρκετά κοντά-τόσο ώστε να βλέπει τι διαγράφεται σε μια τρίχα από τα μαλλιά του, τα έβλεπε.

Αν και θεωρούνται απομεινάρια μιας εποχής που έχει πλέον παρέλθει, τσιπ-γκράφιτι αποκαλύπτονται και σε νεότερα τσιπ. Η εταιρεία Chipworks, που ειδικεύεται στο reverse engineering, διατηρεί γκαλερί με γκράφιτι από τσιπ που κατασκευάστηκαν πρόσφατα.

Έτσι, ένας Βίκινγκς, ο Hagar εντοπίστηκε στο τσιπ ενός κινητού Nokia που κατασκευάστηκε το 1999. Σύμφωνα με ιθύνοντες της Chipworks ένα στα δέκα τσιπ τα οποία μελετούν οι μηχανικοί της εταιρείας έχει την υπογραφή του σχεδιαστή του. Εντούτοις, συμφωνούν ότι είναι δυσκολότερο να εντοπιστούν ανέπαφα.

Από τις αρχές της δεκαετίας του 1990 και σήμερα, οι εταιρείες κατασκευής ημιαγωγών χρησιμοποιούν αυτοματοποιημένα εργαλεία λογισμικού για τον εντοπισμό λαθών στη σχεδίαση των τσιπ (Design Rules Check, DRC). Ως τότε, ατελείωτα μέτρα χαρτιού με εκτύπωση του σχεδίου υπόκεινται σε έλεγχο με το μάτι για τον εντοπισμό πιθανών λαθών –κάποια λάθη περνούσαν, όπως και τα ανεξήγητα και δυσδιάκριτα γκράφιτι. Επιπλέον, η ματαιοδοξία των σχεδιαστών δεν ήταν άγνωστη στη διοίκηση. Έτσι, οι απαιτήσεις για αυξημένη παραγωγικότητα και μειωμένους χρόνους ολοκλήρωσης του σχεδιασμού οδήγησαν σε εσωτερικά memo με την σαφή διαταγή «Just do chips please» (το οποίο σε ελεύθερη μετάφραση σήμαινε, «παρακαλώ, αρκεστείτε στο σχεδιασμό τσιπ…»).

BILL SUX

Τα μικρο-γκράφιτι σε επεξεργαστές της Intel είναι εξαιρετικά σπάνια –ο Μ.Ντέιβινσον έχει εντοπίσει μόνο δύο αλλά δεν έλυσε το μυστήριο αφού η Intel αρνείται να παραχωρήσει μια συνέντευξη από τον σχεδιαστή τους.

Εντούτοις, υπάρχει ένας μύθος που λέει ότι δύο μηχανικοί της Intel χάραξαν επάνω στον πρώτο Pentium το μήνυμα «bill sux» για να περιγράψουν τα «ευγενή» συναισθήματά τους για τον Μπιλ Γκέιτς. Λέγεται ότι είχαν εργαστεί στην Motorola, όπου κατασκεύασαν τσιπ για τους Macintosh –απ’όπου απέρρεε και η συμπάθειά τους στο πρόσωπο του Μπιλ. Όταν η Intel εντόπισε το μήνυμά τους, τους απέλυσε πάραυτα.

• Η ιστορία με το Bill Sux είναι μύθος, αλλά αν σας βρίσκεται ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο και ένας παλιός Pentium καλό θα ήταν να ρίξετε μια ματιά!

Εξίσου σπάνια είναι και στα τσιπ Ιαπώνων κατασκευαστών, κάτι που ενδεχομένως οφείλεται στους αυξημένους ελέγχους τους. Αντιθέτως, οι Ευρωπαίοι κατασκευαστές είναι επιρρεπείς σε τέτοιους είδους συνήθειες –πολλά γκράφιτι έχουν αποτυπωθεί σε τσιπ της Siemens (σήμερα Infeneon) και της SGS Thomson (σήμερα STMicroelectronics) και βρίσκονται στο «ζωολογικό κήπο» του Ντέιβινσον (στο Silicon Zoo στη διεύθυνση http://www.microscope.fsu.edu/creatures/index.html).

Μα πώς ήταν δυνατόν να χαραχτούν αυτά τα λεπτομερή σχέδια σε τόσο μικρή επιφάνεια;

Η ΤΕΧΝΗ ΤΟΥ ΤΣΙΠ ΑΡΤ

Ο Ντέιβινσον έχει ανάγει σε επιστήμη το επονομαζόμενο chip-art. Στο δικτυακό του τόπο θα βρείτε Java tutorial που επιδεικνύουν τις διαφορετικές τεχνικές για την αποτύπωση των ιδιότυπων γκράφιτι.

Σε ένα κενό χώρο, στον δίσκο καθαρού πυριτίου, δημιουργείται με έκθεση σε μεγάλη θερμοκρασία σε περιβάλλον καθαρού οξυγόνου, ένα επίπεδο διοξειδίου του πυριτίου. Πάνω από αυτό, θα σχηματιστεί με ειδική επίσης διαδικασία ένα μεταλλικό επίπεδο (στο οποίο τελικά θα χαραχτεί το επιθυμητό γκράφιτι).

Στο επόμενο επίπεδο βρίσκεται ένα φιλμ με φωτοευαίσθητο υλικό. Πάνω από το φιλμ αυτό, τοποθετείται η μάσκα με το γκράφιτι, η οποία εκτίθεται σε υπεριώδες φως. Στη συνέχεια, η επιφάνεια με το φιλμ του φωτοευαίσθητου υλικού καθαρίζεται, αφήνοντας μόνο το γκράφιτι. Απομακρύνεται και το υλικό από το μεταλλικό επίπεδο, αφήνοντας μόνο το περίγραμμα του σχεδίου στη μάσκα. Το φωτοευαίσθητο υλικό που έχει σκληρύνει αφαιρείται και απομένει μόνο το γκράφιτι του δημιουργού.

ΤΣΙΤΑ

Πολλές φορές η διαδικασία είναι πιο πολύπλοκη, όπως συνέβη με το αιλουροειδές που σχεδιάστηκε σε έναν ελεγκτή μνήμης που κατασκευάστηκε το 1988, για να πάρει τη θέση του σε υπολογιστές HP-9000. Η κωδική ονομασία του ελεγκτή ήταν Cheetah. Ο σχεδιαστής του, McAllister, από την αρχή αναζητούσε έναν τρόπο για να χαράζει το τσίτα στο δημιούργημά του. Πράγματι, μαζί με τους συναδέλφους του και τη βοήθεια της γραφίστριας συζύγου του, Μόνικα, κατάφερε να βρει ένα καλό υπόδειγμα από το εξώφυλλο του περιοδικού IEEE Computer, να κάνουν τις απαραίτητες διορθώσεις και τελικά να το αποτυπώσουν στον ιστορικό ελεγκτή. Μάλιστα, κατάφεραν να του δώσουν τρισδιάστατη όψη, εναποθέτοντας σε διαφορετικά επίπεδα τμήματα του σχεδίου –όπως τα χαρακτηριστικά στίγματα της λεοπάρδαλης.

Πάντως, όσο κι αν μοιάζει απίθανο το τσιπ-αρτ, οι μηχανικοί σχεδιασμού ηλεκτρονικών κυκλωμάτων εμφανίζονται διατεθειμένοι να συνεχίσουν να αφήνουν το στίγμα τους στα δημιουργήματά τους. Εξάλλου, κάποιες εταιρείες τους επιτρέπουν να χαράξουν τουλάχιστον τα αρχικά τους, αρκεί να μην δημιουργούν κινδύνους για την καλή λειτουργία των τσιπ που θα φέρουν την επωνυμία τους.

Εάν μπορείτε να αποκτήσετε ένα μικροσκόπιο με επαρκείς ιδιότητες για ένα τέτοιο χόμπι, επιχειρήστε να δείτε τι κρύβεται στον κόσμο των επεξεργαστών που δεν βλέπουμε με γυμνό μάτι!

In.gr Τεχνολογία