[Перевод] HP-35. История зарождения бытовой электроники
Где-то в конце 1971 года Питер Нельсон из корпоративного департамента Hewlett Packard, расположенной в Пало-Альто, пригласил Карен Камбрию из подразделения автоматизированных измерений (к удобству размещенного в том же здании) попозировать с их новым электронным устройством, научным калькулятором, который они нарекли HP-35. Нортон Перл запечатлел Карен с новым детищем HP на нескольких фотоснимках, один из которых в итоге оказался в прессе.
Руководство HP не имело обыкновения нанимать для продвижения своей продукции красивых моделей, даже если среди сотрудников таковые присутствовали. Для их типичных потребителей — корпораций, больниц, образовательных учреждений и правительственных структур — технических объявлений в торговых журналах или экранов на торговых выставках вполне хватало. Тем не менее было очевидно, что для нового калькулятора они решили попробовать иную стратегию. Экономический кризис начала 70-х снизил покупательский интерес их стандартной аудитории к новым электронным устройствам, к тому же рыночные исследования показали, что независимо от экономической ситуации приобретать дорогую альтернативу логарифмической линейки люди не готовы в принципе.
Поэтому маркетологи компании решили задействовать новаторский подход. Вместо размещения рекламы в инженерных и научных журналах они заказали ее в таких изданиях, как Esquire и Scientific American, организовав продажи HP-35 через почтовые заказы напрямую клиентам. Здесь и было задействовано фото с Карен.
Фото из прессы, 1972, HP
Зарождение истории зарождения
Вам эта история может вполне уже быть известна: в разгар всемирного экономического кризиса Билл Хьюлетт и Дэйв Паккард, оба недавних выпускника Стэнфорда, решили начать общий бизнес. Они арендовали в Пало-Альто недорогой гараж, который находился всего в нескольких кварталах от кампуса Стэнфорда, где и организовали свою компанию — Hewlett-Packard. Ныне это место считается точкой зарождения Кремниевой долины. Их первый продукт — генератор звуковых частот, работавший на лампе накаливания, был куплен компанией Walt Disney в качестве вспомогательного звукового оборудования для съемок мультфильма Фантазия.
Вслед за генератором на протяжении многих лет были разработаны всевозможные устройства для научных измерений: генераторы сигналов, частотомеры, Q-метры (измерители добротности), генераторы импульсов, анализаторы волн, вольтметры и осциллографы. В конечном итоге спектр предлагаемой HP продукции настолько расширился, что для их описания потребовался 600-страничный каталог весом под два килограмма. Гараж в Пало Альто превратился в производственные сооружения, рассредоточенные по все Кремниевой долине, затем по остальной части США, а после охватившие Европу и Японию. К середине 60-х компания уже находилась в списке Fortune 500, имея около 9 000 сотрудников.
Том Осборн, инженер-электрик из Беркли, не входил в число этих 9 000. В своей квартире, находившейся в районе залива, он разработал электрический калькулятор с плавающей запятой, который назвал Green Machine (в честь цвета, в который покрасил его корпус из пробкового дерева). Он некоторое время пытался его продать, но никого это устройство не интересовало, пока в июне 1965 года он не продемонстрировал его в HP. Билл Хьюлетт тогда спросил: «А он может выполнять трансцендентные функции (получать синус, косинус, тангенс и т.д.)?» И хотя Франкенмашина Осборна этого не могла, последовал ответ «Конечно!». Хьюлетт был впечатлен и попросил Тома остаться на шесть недель в качестве консультанта, чтобы посмотреть, сможет ли тот сделать из этого устройства толковый калькулятор.
Green Machine на обеденном столе Осборна
Изначально Осборну сложно давалось объяснение реализованного им процесса («Я много чему даже не дал имени», как он говорил), но в итоге совместно с инженером HP Дэйвом Кохраном (который ранее работал над осцилляторами и утверждал, что в алгоритмах совершенно не разбирался) им удалось закодировать в индуктивное ПЗУ не только базовую арифметику с плавающей запятой, но также логарифмические и трансцендентные математические операции. В добавок к этому инженеры решили сделать устройство программируемым через нажатия клавиш, о чем Осборн ранее и не задумывался. В то время HP были мало знакомы с цифровым проектированием — их первый компьютер 2116А размером с небольшой холодильник был выпущен только в 1966 году, поэтому разработка калькулятора затребовала все доступные на тот момент инженерные возможности. После Осборн вспоминал как «с трудом увиливал от клацающих за спиной челюстей аллигаторов». Его первые шесть недель перетекли в шесть месяцев, затем в год, за которым последовал еще один год, но, наконец, в начале 1968 они завершили создание 18-килограммового калькулятора HP-9100А размером с печатную машинку.
Рекламная брошюра HP 9100A, 1968. Computerhistory.org
Калькулятор HP-9100 был представлен на выставке IEEE в Нью Йорке 11 марта 1968 года. Он заполнил рыночную нишу между простыми суммирующими машинами и сложными мэйнфреймами, во многих смыслах став первым персональным компьютером. Стив Джобс позже вспоминал, что HP-9100 был первым известным ему настольным компьютером.
Реклама HP 9100A, 1969. Юрген Келлер
В то время как подразделение Loveland (Колорадо) было занято сборкой серии 9100 и проектированием следующего поколения настольных калькуляторов, исследователи HP Labs в Пало-Альто начали работу над интересным ответвлением этого проекта.
Уменьшение до размера кармана
Это конструктивное изменение можно причислить к наиболее известным доработкам дизайна в истории электроники. Билл Хьюлетт попросил Осборна и Кохрана уменьшить модель HP-9100 до размера кармана его рубашки: «Я хочу, чтобы он был в десять раз меньше, в десять раз быстрее и стоил в десять раз дороже.»
На тот момент такой запрос казался невозможным, но Хьюлетт продолжал настаивать на реализации этой идеи. Кохран, который тогда жил буквально через дорогу от него, время от времени подвозил Билла на работу. «Мне приходилось его выслушивать», говорил Дэйв, «При этом Билл не переставал спрашивать о том, как идут дела с калькулятором. На что я мог ответить лишь, что работаю над ним.» Осборн считал, что 9100 возможно уменьшить до размера примерно с портфель, но точно не во что-то объемом с карман. Так что Хьюлетту оставалось только ждать.
Вот краткое описание общей истории калькуляторов: сначала была счетная доска, затем появилась логарифмическая линейка, после суммирующая машина (как механическая, так и электронная), а в 1961 был разработан первый электронный калькулятор — восьмиламповый ANITA Mk VII. Однако к тому времени электронная лампу уже заменил более компактный, энергоэффективный и дешевый транзистор.
Первый полностью транзисторный калькулятор, Friden EC-130, появился в 1963 году, два года спустя Ванг представил LOCI-2, его первый научный программируемый аналог, а в 1968, как вы уже знаете, HP выпустили 9100А. Все эти устройства работали на дискретных компонентах: отдельных транзисторах и диодах, припаянных на несколько монтажных плат; акустических реле или памяти на магнитных сердечниках, а также газоразрядных индикаторов или ЭЛТ-дисплеев. Правда здесь транзисторы уже были замещены интегральными схемами.
Брошюра EC-130, 1963. Веб-музей старых калькуляторов
Интегральная схема, представлявшая собой множество транзисторов, размещенных на одном кремниевом чипе, изменила индустрию в корне (честно говоря, это преуменьшение, так как ИС существенно изменили весь мир). В начале 70-х производители полупроводников — Fairchild, Mostek, Rockwell, Texas Instruments и новый стартап, Intel — начали проектировать и продавать универсальные схемы и их комплекты для калькуляторов. В 1971 Sharp представили первый портативный калькулятор на четырех микросхемах, EL-8, а Busicom выпустили первый микрокалькулятор на одной микросхеме, Handy LE. Вскоре рынок был буквально заполонен недорогими, в основном японскими, калькуляторами, выполнявшими 4 основных функции: сложение, вычитание, умножение и деление.
Режиссер Масаки Кобайаши с Handy LE, 1971. Музей Dentaku
Осборн понимал, что теперь-то на основе этих новых микросхем замысел Хьюлетта стал осуществим. Кохран нашел подходящий для этого набор ИС от Fairchild, поддерживающий четыре функции. Он поинтересовался у производителей, возможно ли внести в него доработки, но Fairchild, крупнейший на то время производитель полупроводников в мире, в этом заинтересованы не были. Тем не менее ответили они, что он может использовать это техническое решение в своих целях. В конце концов, досталось оно им от Sweda, компании-производителя кассовых аппаратов, и лицензией они не обладали.
Проектирование электронной логарифмической линейки
Работа над карманным калькулятором без огласки началась в ноябре 1970 года на средства из неофициального бюджета. Вскоре стало ясно, что весь итоговый проект будет стоить около миллиона долларов. Как выразился один из инженеров: «Тогда миллион долларов действительно ощущался как миллион долларов», что было для Хьюлетта реальной проблемой.
Вялая, подверженная инфляции экономика ранних 70-х пошатнула и HP. Спустя пять лет непрерывного роста, в 1970 году прибыли упали на 11%, а в следующем году компания даже пошла на заморозку зарплаты и, впервые после окончания Второй мировой войны, увольнение персонала. Узнав об ориентировочной стоимости разработки калькулятора, Хьюлетт счел необходимым учесть интересы акционеров и заказал у Стэнфордского исследовательского института (SRI) маркетинговый анализ рынка. Доклад института предполагал, что с учетом текущего наполнения рынка дешевыми четырехфункционными калькуляторами и 20-долларовыми логарифмическими линейками, сложно прогнозировать покупательский спрос на дорогой научный калькулятор, и заключение было однозначным: «Реализация данного проекта не рекомендуется». Осборн тогда сказал Биллу: «Я считаю, что разработка этого калькулятора позволит вам завоевать рынок, но если вы откажитесь от этой затеи, то борьба за него будет очень упорной». В конечном счете Хьюлетт, вопреки прогнозам SRI, решил, что ему этот калькулятор нужен, и что у инженеров такие тоже должны быть. Утром 2 февраля 1971 года — в День сурка — он дал официальную команду приступать к осуществлению проекта.
На основе позаимствованной у Fairchild/Sweda архитектуры калькулятор должен был получить микросхему управления и синхронизации, арифметическую и регистровую микросхемы, а также 2560-битные ПЗУ. Кохран, который после HP-9100 уже отлично разбирался в алгоритмах, отвечал за реализацию логики. Для логарифмических и экспоненциальных функций он использовал алгоритмы псевдо-деления и умножения из книги Бриггса «Arithmetica Logarithmica» (1624). Для трансцендентных функций он использовал алгоритм Волдера CORDIC, изначально разработанный для навигации самолетов B-58. При этом реализация остальных функций требовала других алгоритмов.
Вместо сборки и пересборки макетных плат, Франс Роде и Чун Тунг впервые для HP кодировали алгоритмы Кохрана полностью на компьютере. Служебные подпрограммы в итоге заняли добрую треть ПЗУ, так что инженерам потребовалась тонка доработка, чтобы вместить все в оставшиеся 5140 бит. Фактически же, памяти настолько не хватало, что для добавления одной инструкции приходилось удалять другую.
К концу февраля HP начали искать компании для производства их набора микросхем — пяти металлооксидных крупномасштабных схем, несущих по шесть тысяч транзисторов каждая. Сегодня это, конечно, уже не так впечатляет (например, в одной микросхеме моего телефона присутствует 3.3 миллиона транзисторов), но тогда это был предел возможностей полупроводникового производства. Несколько компаний сказали, что такая архитектура потребует большего числа микросхем или по меньшей мере увеличения их размера. Несмотря на это два производителя, Mostek и American Microsystems (AMI) подтвердили возможность сборки микросхем согласно спецификации HP. В итоге Кохран с командой провели остаток весны и все лето за разработкой ПЗУ.
В то время как Кохран занимался логикой, Осборн работал над общим дизайном, что с его слов было:»…сплошным удовольствием»…«Я проводил кучу времени, решая, стоит ли разместить арифметические кнопки справа или слева, и нужно ли согласно условной структуре суммирующих машин поместить + в правом нижнем углу, либо же его лучше расположить в более удобном месте». Осборн проводил месяцы, карпея над структурой блока клавиш. В итоге он набросал концепт «размером с пачку сигарет Benson & Hedges» и передал его команде промышленных дизайнеров.
Эд Лильенвал, работавший в HP более десяти лет, обычно разрабатывал корпуса вокруг электронной начинки, но в этот раз перед ним стояла задача создать такой корпус, в который эта начинка втиснется. Такой дизайн «наизнанку» стал поворотным не только для HP, но и для всей индустрии. Лильенвал придумал корпус клиновидной формы с изогнутой передней панелью и боковинами. Он немного сплюснул края, за счет чего устройство выглядело тоньше, чем было на самом деле, наклонил дисплей, сделав его видимым как при расположении калькулятора на столе, так и в руке, плюс сделал фактурную поверхность для лучшего захвата устройства. Он даже уделил внимание спинке, приспособив резиновые ножки в качестве защелок для отсека батарей. В итоге получился элегантный индустриальный дизайн, существенно превзошедший японские изделия и определивший форму калькулятора на последующие десять лет.
Инструкции для литья под давлением, 1973 год. Первые дизайнерские решения предлагали коричневые, желто-коричневые и оранжевые кнопки в стиле Эры Водолея. В итоговой версии были реализованы черные, синие и белые кнопки, отражавшие цвета логотипа корпорации HP
Для дисплея инженеры решили использовать светодиоды собственного производства HP. К сожалению, на тот момент HP Associates внутри компании предлагали их по $5 за штуку, а для калькулятора требовалось 15. Узнав об этом, Хьюлетт сделал звонок своему партнеру и с внушением надавил: «Дэйв, сколько нужно заказать светодиодов, чтобы снизить цену до 3 долларов? Подумай над этим и можешь дать ответ завтра в любое удобное время». В конечном счете, Осборну удалось снизить стоимость одного светодиода до $1, заказав 750 000 штук.
Последнюю проблему — миниатюрный источник питания, способный снабжать энергией калькулятор до трех часов, решил Чу Йен из HP Labs. В итоге для снижения общих затрат HP оформили один из крупнейших заказов на аккумуляторы, какие только получали Union Carbide и General Electric.
К июлю 1971 года инженеры доработали архитектуру схемы совместно с Mostek и AMI. К августу все было собрано воедино в рабочее устройство, а к ноябрю в подразделении Advanced Products, базировавшемся в Купертино, уже началась сборка прототипов. Весь проект занял 14 месяцев, половину стандартного цикла проектирования в HP. Получив первый прототип, Хьюлетт сказал: «Время пришло. Я ждал этого момента».
Калькулятор был готов, но изначальный вопрос оставался открыт: «Будут ли его покупать?»
Выход маркетологов
Осборн провел неформальный конкурс под лозунгом «Назови ребенка», в результате которого получил несколько страниц предложений (Athena, the Math Marvel и др.). Но когда Хьюлетт увидел прототип, то решил, что имя ему будет HP-35 — в честь его 35 клавиш. При этом не имело значения, что компьютеризированная система инвентаризации HP распознавала только четырех-циферные имена — он был назван HP-35.
Цену продажи изделия HP обычно формировали, исходя из «базовой стоимости материалов × Пи» (для рынка с повышенной конкуренцией в качестве второго множителя выступала e). В случае с калькулятором список материалов выглядел так: набор микросхем > $100, дисплей с обвязкой ~$20 плюс чрезвычайно дорогой пластиковый корпус, клавиши с двойным литьем, позолоченные печатные платы и индивидуальный отсек под батареи. После всех стандартных калькуляций итоговая цена получалась $395, что было примерно в четыре раза дороже японских аналогов с четырьмя функциями и в 20 раз дороже логарифмической линейки. Но даже при такой стоимости только для выхода в ноль им бы пришлось продать 10 000 экземпляров.
Получившийся калькулятор с его именем и ценой стал реальной задачей для отдела маркетинга в Пало-Альто. HP всегда продавали свое оборудование через торговых агентов, которые с радостью зарабатывали на этом свои 15%. Такая схема отлично подходила для электроэнцефалографов или газовых хроматографов, но в случае с маленьким устройством, и без того имевшем небольшую наценку, уже представляла проблему. Поэтому в качестве нестандартного решения маркетологи вышли за рамки привычной торговой сети и начали продавать HP-35 через прямые почтовые отправки. Для поиска заказчиков в газетах и популярных журналах была размещена реклама. Более того, было также решено организовать продажи через розничные магазины. «Директор по маркетингу даже подписался на «Women«s wear daily», чтобы разобраться, как продавать товар в универмагах.» — вспоминал Кохран — «Нам приходилось сопоставлять рентабельность квадратного фута площади магазина на первом этаже торгового центра «Macy» и втором». Для компании этот сегмент рынка был совершенно нов.
Брошюра, 1973
На пресс-конференции в Regis Hotel, Нью Йорк, прошедшей 4 января 1972 года, Хьюлетт, наконец, анонсировал HP-35. Если до этого и присутствовали какие-то сомнения в том, насколько хорошо будет продаваться дорогая альтернатива логарифмической линейки, то они быстро улетучились. Каждый инженер, ученый и математик загорелся желанием иметь такое устройство, студенты буквально продавали ради этого свои машины, а General Electric запросили ценовое предложение за 20 000 единиц. Вскоре отдел производства HP уже перестал справляться с возникшим спросом. Были добавлены ночные смены в Купертино, но очередь из заказов все равно сохранялась. Для выхода на уровень соответствия производства получаемым запросам потребовалось 18 месяцев.
Рекламная брошюра, 1972
Карточка почтового заказа, 1972
В тоненьком руководстве было написано, что «обладание HP-35 — это прерогатива супергероев, таких как Джеймс Бонд, Волтер Митти или Дик Трейси», но в реальности это было устройство из будущего, которым должен обладать скорее капитан Кирк из Стар Трека. Этот калькулятор стал не просто заменой логарифмической линейки для инженеров: альпинисты брали его с собой, чтобы при восхождении на Эверест высчитывать высоту, астронавты Apollo использовали HP-35 в космосе для расчета координат повторного входа, и даже участники делегации Никсона во время исторического визита в Китай имели с собой пару экземпляров в качестве демонстрации величия изобретательности ученых США.
В общей сложности за первый год было продано около 100 000 калькуляторов (этот показатель более, чем в 10 раз превзошел оценочные прогнозы окупаемости), что принесло компании больше половины ее общей прибыли. В течение же трех лет с момента выпуска реализовать удалось примерно 350 000 штук.
Степень революционности HP-35 переоценить сложно. В 1997 году Льюис Терман окрестил его вехой IEEE со словами: «Он ускорил темпы технологических изменений и произвел революцию в профессии инженера». Буквально четыре года спустя почтенная фирма Keuffel & Esser выпустила свою последнюю логарифмическую линейку.
Может радиоприемник Regency TR-1 и стал первым коммерческим портативным электронным устройством, но именно HP-35 оказался первым истинным предвестником будущего бытовой электроники. Подобное сочетание эталонных интегральных схем (а позже микропроцессоров), пристальной проработки программной части и тщательно продуманного индустриального дизайна с тех пор служило в качестве образца практически для всех портативных устройств. Для всего, начиная с Mattel Electronic Football (1977), продолжая Gameboy (1989), Palm Pilot (1997), Nokia 1100 (2003) и вплоть до наших современных iPhone с распознаванием лиц.
Эпилог
По завершении работы над HP-35 Кохран занялся наймом сотрудников, а Осборн, оставаясь консультантом, продолжал работать над архитектурой калькуляторов, создав в том числе его любимым проект — программируемый HP-65.
До 1976 года сборку этих устройств HP осуществляли в Купертино, после чего процесс был перенесен в подразделение Corvallis, расположенное в Орегоне. Кампус в Купертино, занимавший площадь в 39 Га, продолжал служить в качестве подразделения сборки персональных компьютеров вплоть до 2010 года, когда был полностью переведен в Пало-Альто. Стив Джобс в то же лето приобрел освободившуюся собственность, которая теперь является частью нового «космического» штаба Apple размером с Пентагон.
У меня есть HP-35 последнего поколения, который, судя по серийному номеру, был собран во вторую неделю 1973 года. Он мне достался от друга-геодезиста, использовавшего его в полевых условиях. Внешний вид это подтверждает: серебристый окантовка износилась, лицевая панель характерно истерта от чрезмерно агрессивной чистки, в батарейном отсеке я обнаружил нечто, напоминающее плесень, на контактах есть следы коррозии, а аккумулятор сдох, похоже, много лет назад. Очевидно, что этот экземпляр не использовался с десяток лет, но я подключил его к розетке, несколько раз щелкнул on/off и вот он — яркий красный 0. Калькулятору уже 47 лет, но он по-прежнему функционирует, хотя меня это не удивляет.
