Goto Eiichi - “cha đẻ Parametron” đặt nền móng cho ngành khoa học máy tính Nhật Bản

Trước cả khi những cái tên như Fujitsu, NEC hay Sony cho ra đời chiếc máy tính của mình, có một nhà khoa học đã đặt những viên gạch đầu tiên cho ngành máy tính nước này. Đó chính là Goto Eiichi - người đã phát minh ra Parametron - chiếc “bánh donut” kỳ diệu góp phần tạo nên những chiếc máy tính “Made in Japan” đầu tiên. 

Thành tựu của Goto Eiichi trải dài ở đa dạng lĩnh vực: không chỉ là nhà khoa học tiên phong trong lĩnh vực máy tính, ông còn để lại nhiều thành quả nghiên cứu ở lĩnh vực đồ họa máy tính, bán dẫn và cả vật lý lượng tử. Nhưng nổi tiếng nhất trong số đó chính là thành tựu sáng chế ra Parametron, mở đầu cho thời kỳ những chiếc máy tính “made in Japan” ra đời. 

Nguyên lý hoạt động của Parametron có gì khác biệt?

Vào năm 1954, khi còn là một nghiên cứu sinh cao học tại phòng thí nghiệm của Giáo sư Takahashi, Đại học Tokyo, Goto Eiichi đã phát minh ra một loại phần tử logic (logic element - đơn vị cơ bản trong mạch kỹ thuật số dùng để thực hiện các phép toán logic) tận dụng dao động kích thích tham số mang tên Parametron. 

Hiểu đơn giản thế này, tất cả các máy tính chỉ hiểu được số 0 và 1 vì chúng được cấu tạo từ hàng tỷ mạch điện tử siêu nhỏ chỉ hoạt động ở hai trạng thái: Tắt (=0) hoặc Bật (=1), Chúng tạo thành một dãy nhị phân gồm các số 0 và 1 được sắp xếp theo thứ tự khác nhau, được gọi là ngôn ngữ máy tính. 

Nếu như các loại máy tính hiện đại ngày nay sử dụng các linh kiện bán dẫn transistor để biểu diễn cho số 0 và 1, thì Parametron của Goto sẽ sử dụng dao động của tín hiệu điện, cụ thể là dao động kích thích tham số. 

Hãy tưởng tượng một chiếc xích đu, nếu bạn đẩy thêm lực vào đúng thời điểm, xích đu sẽ đung đưa ổn định. Nguyên lý của Parametron cũng tương tự, mạch điện sẽ được “bơm thêm năng lượng” theo chu kỳ thích hợp để tạo ra dao động ổn định chỉ ở hai trạng thái: cùng pha hoặc ngược pha. Khi mạch duy trì ổn định hai trạng thái này, Parametron có thể hoạt động như một phần tử logic trong hệ nhị phân, với dao động cùng pha = số 0 và dao động ngược pha = số 1.  

Phát minh đặt nền móng cho ngành máy tính Nhật Bản

Trong giai đoạn đầu của lịch sử máy tính, thế giới vẫn đang tìm kiếm một linh kiện mới cho mạch điện tử để thay thế các ống chân không (vacuum tube) - vốn không còn phù hợp với công nghệ máy tính lúc bấy giờ. Hoa Kỳ đã sáng chế ra các bóng bán dẫn transistor vào năm 1947, còn Nhật Bản bắt đầu từ một hướng đi khác. 

“Vào thời điểm đó, Nhật Bản chưa có máy tính, vì vậy chúng tôi quyết định tự làm một chiếc tại Phòng thí nghiệm Takahashi, Đại học Tokyo. Nhưng ngân sách nghiên cứu của trường không đủ. Lúc đó, mỗi ống chân không đã có giá 1.000 yên, còn mỗi bóng bán dẫn thì lên đến 8.000 yên. Hơn nữa, ống chân không thì nhanh hỏng, công nghệ bóng bán dẫn thì vẫn chưa ổn định,” Giáo sư Goto Eiichi chia sẻ trong một bài phỏng vấn.