Ổ đĩa mềm cũ có chip giao diện bị hỏng, Shirriff giải thích trên blog của anh ấy. Anh quyết định giải mã nó và chụp ảnh. Con chip này có chất nền khác thường, bao gồm đế sapphire với các thành phần silicon và dây kim loại ở trên. Shirriff lưu ý rằng chip “silicon-on-sapphire” có phần trong suốt và được thiết kế để hoạt động như một giao diện giữa bus giao diện của HP (HP-IB) và bộ xử lý Z80, đóng vai trò là trung tâm trung tâm trong bộ điều khiển ổ đĩa mềm.
Chip silicon trên sapphire là thành phần PHI (Giao diện Bộ xử lý với HP-IB), được sử dụng trong nhiều sản phẩm HP khác nhau để quản lý giao thức bus và dữ liệu đệm giữa bus giao diện và bộ vi xử lý của thiết bị. Chất nền sapphire mang lại cho con chip những khả năng độc đáo, điều mà Shirriff đã trình bày chi tiết trong bài viết của mình.
Không giống như mạch tích hợp thông thường, các bóng bán dẫn trên chip hoàn toàn bị cô lập vì chất nền sapphire đóng vai trò là chất cách điện. Điều này có nghĩa là điện dung giữa các bóng bán dẫn giảm, cải thiện hiệu suất và cung cấp khả năng bảo vệ chống lại bức xạ hoặc ngắn mạch có trở kháng thấp.
Nhờ khả năng làm cứng tự nhiên trước bức xạ của nó, cấu hình silicon trên sapphire đã được sử dụng từ năm 1963 hoặc sớm hơn, kể cả trong các tàu vũ trụ như tàu thăm dò Galileo. Shirriff đã so sánh chip PHI với các bộ xử lý khác từ những năm 70, được chế tạo từ cả chất nền silicon trên sapphire và chất nền chỉ silicon.
Theo nhà sử học, bộ xử lý MC2 16-bit của HP từ năm 1977 đã sử dụng công nghệ silicon trên sapphire và có 10.000 bóng bán dẫn, chạy ở tốc độ 8 megahertz chỉ với 350 mW điện năng. Để so sánh, CPU Intel 8086 16-bit từ năm 1978 được triển khai trên đế silicon “thông thường” sử dụng NMOS thay vì quy trình sản xuất CMOS. Con chip này có 29.000 bóng bán dẫn, ban đầu chạy ở tốc độ 5 megahertz và tiêu thụ điện năng lên tới 2,5 watt.
Mặc dù chất nền silicon trên sapphire mang lại một số lợi thế về hiệu suất và mức tiêu thụ điện năng, như cuộc kiểm tra của Shirriff xác nhận, chúng không chứa nhiều bóng bán dẫn như silicon. Hơn nữa, “sự không tương thích về tinh thể” giữa silicon và sapphire khiến việc sản xuất trở nên khó khăn, dẫn đến hiệu suất 9% cho HP. Khó khăn này có thể đã đóng một vai trò quan trọng trong việc đưa silicon trở thành vật liệu được lựa chọn để sản xuất vi mạch trong những năm tiếp theo.