1
00:00:06,681 --> 00:00:09,871
Máy tính hiện đại đang cách mạng hóa 
cuộc sống của chúng ta,

2
00:00:09,871 --> 00:00:13,726
thực hiện những công việc
chỉ vài thập kỷ trước tưởng như không thể.

3
00:00:13,726 --> 00:00:17,209
Điều này đã trở nên khả thi
sau hàng loạt những cải tiến,

4
00:00:17,209 --> 00:00:22,680
nhưng có một phát minh căn bản
mà hầu như mọi thứ khác đều dựa vào:

5
00:00:22,680 --> 00:00:24,198
linh kiện bán dẫn.

6
00:00:24,198 --> 00:00:25,292
Vậy nó là thứ gì,

7
00:00:25,292 --> 00:00:30,403
làm sao thiết bị đó có thể khiến máy tính
làm được những điều tuyệt vời như thế?

8
00:00:30,403 --> 00:00:34,239
Về mặt cốt lõi, máy tính,
đúng như ý nghĩa tên gọi của chúng,

9
00:00:34,239 --> 00:00:37,362
là những chiếc máy
thực hiện các phép toán.

10
00:00:37,362 --> 00:00:40,617
Những chiếc máy tính đầu tiên
là những thiết bị tính toán thủ công,

11
00:00:40,617 --> 00:00:41,929
như chiếc bàn tính,

12
00:00:41,929 --> 00:00:44,341
còn máy tính đời sau
sử dụng các bộ phận cơ khí.

13
00:00:44,341 --> 00:00:48,752
Những thiết bị này trở thành máy tính
bởi chúng có thể thể hiện các con số

14
00:00:48,752 --> 00:00:51,171
và có một hệ thống để điều khiển chúng.

15
00:00:51,171 --> 00:00:53,423
Máy tính điện tử
cũng hoạt động theo cách đó,

16
00:00:53,423 --> 00:00:55,060
nhưng thay vì
những lắp rắp cơ học,

17
00:00:55,060 --> 00:00:58,870
các con số được thể hiện
qua điện áp dòng điện.

18
00:00:58,870 --> 00:01:02,625
Phần lớn các máy tính như vậy
sử dụng thuật toán lô-gíc Boolean

19
00:01:02,625 --> 00:01:04,949
mà trong đó chỉ có hai giá trị có thể có,

20
00:01:04,949 --> 00:01:07,584
điều kiện lô-gíc đúng hoặc sai,

21
00:01:07,584 --> 00:01:11,319
được biểu thị bằng các số nhị phân 1 và 0.

22
00:01:11,319 --> 00:01:14,246
Chúng được đại diện bởi
các mức điện áp cao và thấp.

23
00:01:14,246 --> 00:01:17,899
Các phương trình được thực hiện qua
các mạch điện cổng lô-gíc

24
00:01:17,899 --> 00:01:21,014
cho ra giá trị thể hiện bởi 1 hoặc 0

25
00:01:21,014 --> 00:01:25,123
dựa trên việc liệu các dữ liệu nhập vào
có thỏa mãn điều kiện lô-gíc nhất định.

26
00:01:25,123 --> 00:01:28,834
Những mạch điện này thực hiện
ba phép toán lô-gíc cơ bản,

27
00:01:28,834 --> 00:01:32,114
phép và, phép hoặc, 
và phép đảo.

28
00:01:32,114 --> 00:01:36,751
Phép và hoạt động theo kiểu "cổng AND"
cung cấp hiệu suất điện áp cao

29
00:01:36,751 --> 00:01:40,327
chỉ khi nó nhận vào hai dòng điện áp cao,

30
00:01:40,327 --> 00:01:43,158
và các cổng còn lại cũng hoạt động 
theo nguyên lý tương tự.

31
00:01:43,158 --> 00:01:46,594
Các mạch này có thể được tổ hợp
để tạo ra các phép toán phức tạp,

32
00:01:46,594 --> 00:01:48,755
như là cộng hoặc trừ.

33
00:01:48,755 --> 00:01:51,393
Và phần mềm máy tính
chứa các hướng dẫn

34
00:01:51,393 --> 00:01:54,838
để thực hiện các phép toán này
theo phương thức điện tử.

35
00:01:54,838 --> 00:01:58,024
Kiểu hệ thống này cần một phương pháp
tin cậy và chính xác

36
00:01:58,024 --> 00:02:00,243
để điều khiển các dòng điện.

37
00:02:00,243 --> 00:02:02,785
Những máy tính điện tử đầu tiên,
như là ENIAC,

38
00:02:02,785 --> 00:02:05,556
sử dụng một thiết bị gọi là 
ống chân không.

39
00:02:05,556 --> 00:02:07,712
Hình thái trước đây của nó, điôt,

40
00:02:07,712 --> 00:02:12,316
tạo bởi hai điện cực đặt 
trong một ống thủy tinh chân không.

41
00:02:12,316 --> 00:02:17,115
Khi có điện áp ở cực âm, nó sẽ
nóng lên và giải phóng electron.

42
00:02:17,115 --> 00:02:20,492
Nếu ở cực dương đang có
điện thế dương cao hơn,

43
00:02:20,492 --> 00:02:22,839
các electron sẽ bị hút vào đó,

44
00:02:22,839 --> 00:02:24,384
và mạch sẽ được khép kín.

45
00:02:24,384 --> 00:02:27,346
Dòng điện một chiều này
có thể được điều khiển

46
00:02:27,346 --> 00:02:29,766
bằng cách thay đổi điện áp ở cực âm,

47
00:02:29,766 --> 00:02:33,209
khiến nó giải phóng ít nhiều electron.

48
00:02:33,209 --> 00:02:34,764
Tiếp theo là ống ba cực (triôt),

49
00:02:34,764 --> 00:02:37,929
sử dụng điện cực thứ ba
là một cái lưới.

50
00:02:37,929 --> 00:02:41,485
Đây là một lưới thép
giữa cực âm và cực dương

51
00:02:41,485 --> 00:02:43,724
mà electron có thể được truyền qua đó.

52
00:02:43,724 --> 00:02:46,237
Thay đổi điện áp có thể khiến nó hoặc đẩy

53
00:02:46,237 --> 00:02:49,703
hoặc hút các electron phát ra từ cực âm,

54
00:02:49,703 --> 00:02:52,389
từ đó tạo nên sự chuyển dòng điện nhanh.

55
00:02:52,389 --> 00:02:57,636
Khả năng khuếch đại tín hiệu khiến triôt
trở thành phần thiết yếu của radio

56
00:02:57,636 --> 00:03:00,067
và liên lạc đường dài.

57
00:03:00,067 --> 00:03:04,595
Mặc dù có những cải tiến, ống chân không
lại thiếu tin cậy và tốn diện tích.

58
00:03:04,595 --> 00:03:09,173
Với 18,000 triôt, ENIAC có kích cỡ
gần bằng một sân quần vợt

59
00:03:09,173 --> 00:03:11,036
và nặng 30 tấn.

60
00:03:11,036 --> 00:03:13,039
Những chiếc ống này thường xuyên hỏng,

61
00:03:13,039 --> 00:03:19,478
trong một giờ, nó đã tiêu thụ lượng điện
15 hộ gia đình sử dụng trong một ngày.

62
00:03:19,478 --> 00:03:21,454
Giải pháp chính là linh kiện bán dẫn.

63
00:03:21,454 --> 00:03:24,420
Thay vì dùng điện cực,
nó sử dụng chất bán dẫn,

64
00:03:24,420 --> 00:03:27,015
như việc xử lý silicon
bằng các nguyên tố khác

65
00:03:27,015 --> 00:03:29,932
để tạo ra chất bán dẫn loại N
phát ra electron,

66
00:03:29,932 --> 00:03:32,576
và loại P hấp thụ electron.

67
00:03:32,576 --> 00:03:35,435
Những loại này được sắp xếp
vào ba lớp xen kẽ nhau

68
00:03:35,435 --> 00:03:37,258
với một cực điện ở mỗi lớp.

69
00:03:37,258 --> 00:03:40,002
Cực phát, cực nền, và cực thu.

70
00:03:40,002 --> 00:03:42,495
Trong linh kiện bán dẫn NPN
đặc trưng này,

71
00:03:42,495 --> 00:03:45,373
do các hiện tượng nhất định
xảy ra tại bề mặt chung P-N,

72
00:03:45,373 --> 00:03:50,398
một vùng đặc biệt gọi là mối nối P-N
được hình thành giữa cực phát và cực nền.

73
00:03:50,398 --> 00:03:52,491
Nó chỉ dẫn điện

74
00:03:52,491 --> 00:03:56,604
khi đưa vào mức điện áp
vượt trên một ngưỡng nhất định.

75
00:03:56,604 --> 00:03:58,990
Còn nếu không,
nó vẫn bị ngắt mạch.

76
00:03:58,990 --> 00:04:02,339
Bằng cách này, những biến thiên nhỏ
trong điện áp truyền vào

77
00:04:02,339 --> 00:04:07,130
có thể được sử dụng để nhanh chóng
chuyển giữa dòng điện ra cao và thấp.

78
00:04:07,130 --> 00:04:12,186
Lợi thế của linh kiện bán dẫn chính là
tính hiệu quả và độ rắn của nó.

79
00:04:12,186 --> 00:04:16,564
Bởi chúng không cần làm nóng,
chúng bền hơn và tốn ít năng lượng hơn.

80
00:04:16,564 --> 00:04:22,332
Chức năng của ENIAC giờ trở nên vượt trội
nhờ vi mạch đơn, cỡ chỉ bằng cái móng tay

81
00:04:22,332 --> 00:04:24,612
nhưng chứa hàng tỉ linh kiện bán dẫn.

82
00:04:24,612 --> 00:04:27,057
Thực hiện được hàng ngàn tỉ phép toán
mỗi giây,

83
00:04:27,057 --> 00:04:30,545
máy tính ngày nay dường như
đang tạo ra những phép màu,

84
00:04:30,545 --> 00:04:31,767
nhưng thực sự thì

85
00:04:31,767 --> 00:04:36,587
mỗi phép toán lại vẫn đơn giản
như gạt một công tắc vậy.