تكريم تراث مبتكر تصميم الرقائق لين كونواي

توفيت لين كونواي، المطورة البرمجية للتكامل واسع النطاق، في التاسع من يونيو عن عمر يناهز 86 عامًا. وقد أحدثت عملية VLSI، التي تخلق دوائر متكاملة من خلال الجمع بين آلاف الترانزستورات في شريحة واحدة، ثورة في تصميم الرقائق الدقيقة.

كونواي، زميلة IEEE، كانت متحولة جنسيًا وكانت ناشطة في مجال حقوق المتحولين جنسيًا ولعبت دورًا رئيسيًا في تحديث مدونة قواعد سلوك IEEE لحظر التمييز على أساس التوجه الجنسي والهوية الجنسية والتعبير الجنسي.

شاركت تجاربها على إحدى المدونات لمساعدة الآخرين على التفكير في هويتهم الجنسية أو البدء في تغييرها. كما قامت أيضًا بتوجيه العديد من الأشخاص المتحولين جنسيًا خلال فترة انتقالهم.

وقال مايكل ويلمان، أستاذ علوم الكمبيوتر والهندسة في جامعة ميشيغان في آن أربور، لموقع أخبار الهندسة في ميشيغان: “لقد كان مثال لين كونواي للتأثير الهندسي والشجاعة الشخصية مصدرًا عظيمًا للإلهام بالنسبة لي ولعدد لا يحصى من الآخرين”. كان كونواي أستاذًا فخريًا في الجامعة.

يعتمد الملف الشخصي لكونواي أدناه على المقابلة المعهد أجريت معها في ديسمبر.

يحلم بعض المهندسين بأن تقنياتهم الرائدة ستكسبهم يومًا ما مكانًا في كتب التاريخ. ولكن ماذا يحدث عندما يتم تجاهل مساهماتك بسبب هويتك الجنسية؟

إذا كنت مثل لين كونواي – التي واجهت تلك المعضلة – فأنت تقاوم.

ساعد كونواي في تطوير تكامل واسع النطاق: عملية إنشاء دوائر متكاملة من خلال دمج آلاف الترانزستورات في شريحة واحدة. تعد شرائح VLSI جوهر الأجهزة الإلكترونية المستخدمة اليوم. توفر هذه التقنية قوة المعالجة والذاكرة والوظائف الأخرى للهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والساعات الذكية وأجهزة التلفزيون والأجهزة المنزلية.

قامت هي وشريكها البحثي كارفر ميد بتطوير VLSI في السبعينيات أثناء عملها في مركز أبحاث بالو ألتو التابع لشركة زيروكس في كاليفورنيا. كان ميد أستاذًا للهندسة في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في ذلك الوقت. لسنوات عديدة، تم التغاضي عن دور كونواي جزئيًا لأنها كانت امرأة، وجزئيًا لأنها كانت متحولة جنسيًا.

منذ ظهورها علنًا في عام 1999، ظلت كونواي تناضل من أجل الاعتراف بمساهماتها، وقد نجحت في ذلك. على مر السنين، تم تكريم زميلة IEEE من قبل مجموعة متنوعة من المنظمات، وكان آخرها قاعة مشاهير المخترعين الوطنية، التي قامت بتكريمها العام الماضي بعد ما يقرب من 15 عامًا من تكريم ميد.

من فيزيائي ناشئ إلى مهندس كهربائي

كان كونواي في البداية مهتمًا بدراسة الفيزياء بسبب الدور الذي لعبته في الحرب العالمية الثانية.

وتقول: “بعد انتهاء الحرب، اشتهر الفيزيائيون بتفجير العالم من أجل إنقاذه”. “كنت ساذجًا ورأيت الفيزياء مصدرًا لكل الحكمة. ذهبت إلى معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ولم أفهم تمامًا الموضوع الذي اخترت التخصص فيه.

لقد أخذت العديد من دورات الهندسة الكهربائية لأنها، كما تقول، سمحت لها بأن تكون مبدعة. ومن خلال تلك الفصول وجدت دعوتها.

تركت معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في عام 1957، ثم حصلت على درجتي البكالوريوس والماجستير في الهندسة الكهربائية من كولومبيا في عامي 1962 و1963. وأثناء وجودها في كولومبيا، أجرت دراسة مستقلة تحت إشراف هيرب شور، الأستاذ المساعد والباحث في أبحاث آي بي إم في يوركتاون هايتس. ، نيويورك تضمنت الدراسة تثبيت لغة معالجة القوائم على جهاز الكمبيوتر IBM 1620، “الذي كان الجهاز الأكثر غموضًا الذي تمت محاولة القيام بذلك عليه”، كما تقول ضاحكة. “لقد كانت لغة رائعة طورها موريس ويلكس من كامبريدج لتجربة المترجمين الذاتيين.”

وتقول إنها لا بد أنها تركت انطباعًا كبيرًا لدى شور، لأنه بعد حصولها على درجة الماجستير، قام بتجنيدها للانضمام إليه في مركز الأبحاث. أثناء عملها في مشروع أنظمة الحوسبة المتقدمة هناك، اخترعت جدولة التعليمات الديناميكية المتعددة خارج الترتيب، وهي تقنية تسمح لوحدة المعالجة المركزية بإعادة ترتيب التعليمات بناءً على توفرها وجاهزيتها بدلاً من اتباع ترتيب البرنامج بدقة.

أدى هذا العمل إلى إنشاء وحدة المعالجة المركزية ذات السلمية الفائقة، والتي تدير خطوط أنابيب تعليمات متعددة لتنفيذ عدة تعليمات في وقت واحد.

قامت الشركة في النهاية بنقلها إلى مكاتبها في منطقة خليج كاليفورنيا.

على الرغم من أن حياتها المهنية كانت مزدهرة، إلا أن كونواي كانت تعاني من خلل الهوية الجنسية، وهو الضيق الذي يعاني منه الأشخاص عندما تختلف هويتهم الجنسية عن جنسهم المحدد عند الولادة. وفي عام 1967 مضت قدماً في رعاية تأكيد النوع الاجتماعي “لحل الوضع الوجودي الرهيب الذي واجهته منذ الطفولة”، كما تقول.

وأخطرت شركة IBM بنيتها في التحول، على أمل أن تسمح لها الشركة بالقيام بذلك بهدوء. وبدلاً من ذلك، قامت شركة IBM بطردها، مقتنعة بأن انتقالها من شأنه أن يسبب “اضطرابًا عاطفيًا شديدًا لدى زملائها الموظفين”، على حد قولها. (في عام 2020، أصدرت الشركة اعتذارًا عن إنهاء خدمتها).

بعد الانتهاء من انتقالها، في نهاية عام 1968، بدأت كونواي حياتها المهنية من جديد كمبرمجة متعاقدة. بحلول عام 1971 كانت تعمل كمهندسة كمبيوتر في شركة Memorex في وادي السيليكون. انضمت إلى الشركة فيما تسميه “وضع التخفي”. لم يكن أحد غير أفراد العائلة والأصدقاء المقربين يعلم أنها كانت متحولة جنسياً. وتقول إن كونواي كانت خائفة من التمييز وفقدان وظيفتها مرة أخرى. وتقول إنه بسبب قرارها بإبقاء انتقالها سرًا، فإنها لم تستطع أن تدعي الفضل في التقنيات التي اخترعتها في أبحاث IBM لأنها نسبت إلى الاسم الذي أُطلق عليها عند الولادة، “اسمها الميت”.

تم تعيينها في عام 1975 للانضمام إلى Xerox PARC كزميلة أبحاث ومديرة لمجموعة تصميم نظام VLSI الخاصة بها.

وهناك صنعت التاريخ.

تم تعيين كونواي في عام 1975 للانضمام إلى Xerox PARC كزميل باحث.لين كونواي

بدء ثورة ميد وكونواي

نظرًا لقلقها بشأن كيفية تأثير قانون مور على أداء الإلكترونيات الدقيقة، أنشأت وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة (المعروفة الآن باسم وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة) تحالفًا من الشركات والجامعات البحثية، بما في ذلك PARC وCalTech، لتحسين تصميم الرقائق الدقيقة. بعد انضمام كونواي إلى مجموعة تصميم نظام VLSI التابعة لـ PARC، عملت بشكل وثيق مع Carver Mead في تصميم الرقائق. Mead، وهو الآن زميل IEEE Life، له الفضل في صياغة هذا المصطلح قانون مور.

كان صنع الرقائق في ذلك الوقت يتطلب تصميم الترانزستورات يدويًا وربطها بالدوائر. كانت العملية تستغرق وقتًا طويلاً وكانت عرضة للأخطاء.

وقال كونواي في تقرير عام 2023: “تم تنفيذ مجموعة كاملة من القطع المختلفة من التصميم على مستويات تجريدية مختلفة، بما في ذلك البنية الأساسية، والتصميم المنطقي، وتصميم الدوائر، والتصميم التخطيطي – كل ذلك من قبل أشخاص مختلفين”. IEEE حوليات تاريخ الحوسبة مقابلة. “وقام مختلف الأشخاص في الطبقات المختلفة بتمرير التصميم إلى الأسفل في نوع من النظام الأبوي من أعلى إلى أسفل. قد لا يكون لدى الأشخاص في أي طبقة أدنى فكرة عما يفعله الأشخاص في المستويات الأخرى في هذا النظام أو ما يعرفونه.

قرر كونواي وميد أن أفضل طريقة لمعالجة مشكلة الاتصال هذه هي استخدام أدوات التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) لأتمتة العملية.

كما قدم الاثنان أيضًا طريقة التصميم المنظم لإنشاء الرقائق. وشدد على التجريد عالي المستوى وتقنيات التصميم المعياري مثل البوابات المنطقية والوحدات النمطية – مما جعل العملية أكثر كفاءة وقابلة للتطوير.

أنشأ كونواي أيضًا مجموعة مبسطة من القواعد لتصميم الرقائق التي مكنت من تشفير الدوائر المتكاملة رقميًا وقياسها وإعادة استخدامها مع تقدم قانون مور.

وتقول إن هذه الطريقة كانت جذرية للغاية، لدرجة أنها كانت بحاجة إلى مساعدة في تطبيقها. كتب كونواي وميد مقدمة إلى أنظمة VLSI لنقل المفاهيم الجديدة مباشرة إلى الجيل القادم من المهندسين والمبرمجين. وتضمن الكتاب المدرسي أساسيات التصاميم المهيكلة وكيفية التحقق من صحتها والتحقق منها. قبل نشره في عام 1980، اختبر كونواي مدى نجاحه في شرح الطريقة من خلال تدريس أول دورة VLSI في عام 1978 في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

كان الكتاب المدرسي ناجحًا، وأصبح المصدر الأساسي لتدريس التكنولوجيا. وبحلول عام 1983، كان يتم استخدامه من قبل ما يقرب من 120 جامعة.

أدى عمل كونواي وميد إلى ما يعرف بثورة ميد وكونواي، مما أتاح تطوير أجهزة أسرع وأصغر وأكثر قوة.

طوال الثمانينيات، كان كونواي وميد معروفين بالثنائي الديناميكي الذي أنشأ VLSI. لقد حصلوا على العديد من الجوائز المشتركة بما في ذلك إلكترونيات جائزة المجلة لعام 1981 للإنجاز، وجائزة بيندر لعام 1984 من جامعة بنسلفانيا، وميدالية ويذريل لعام 1985 من معهد فرانكلين.

غادر كونواي شركة Xerox PARC في عام 1983 لينضم إلى DARPA كمساعد مدير للحوسبة الإستراتيجية. وقادت التخطيط لمبادرة الحوسبة الاستراتيجية، وهي محاولة لتوسيع القاعدة التكنولوجية لأنظمة الأسلحة الذكية.

وبعد ذلك بعامين، بدأت مسيرتها الأكاديمية في جامعة ميشيغان كأستاذة للهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر. وكانت عميدة الهندسة المشاركة في الجامعة وقامت بالتدريس هناك حتى عام 1998، عندما تقاعدت.

أن تصبح ناشطا

في عام 1999، قررت كونواي أن تخرج كمهندسة متخصصة في تحويل الأنوثة، مدركة أن عملها السابق لن يُنسب إليها الفضل مرة أخرى فحسب، كما تقول، بل يمكنها أيضًا أن تكون مصدرًا للقوة والإلهام للآخرين مثلها.

في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، بدأت جوائز كونواي تتلاشى، بينما استمر ميد في تلقي جوائز VLSI، بما في ذلك الميدالية الوطنية الأمريكية للتكنولوجيا والابتكار عام 2002.

بعد أن خرجت علنًا، تحدثت بصراحة عن تجربتها وضغطت للحصول على الفضل في عملها.

بدأت بعض المنظمات، بما في ذلك IEEE، في الاعتراف بكونواي. منحتها جمعية IEEE للكمبيوتر جائزة رواد الكمبيوتر لعام 2009. حصلت على وسام IEEE/RSE Maxwell لعام 2015، والذي يكرم المساهمات التي كان لها تأثير استثنائي على تطوير الإلكترونيات والهندسة الكهربائية.