Có một câu nói ví von rằng: "Sức mạnh điện toán trong túi quần mỗi người hiện nay còn nhiều hơn cả chiếc máy đưa con người tới mặt trăng." Một câu nói tưởng đùa nhưng có thật. Bộ xử lý chính trong iPhone XS hiện nay còn nhanh gấp 5 triệu lần máy tính dẫn đường trên tàu Apollo. Nhưng câu nói này đã trở thành sự thật từ trước khi iPhone ra mắt rất lâu, nhờ vào cuộc chạy đua chế tạo máy tính từ đầu những năm 70 của thế kỷ trước.

Từ những năm 1960 khi những mạch tích hợp điện tử đầu tiên được phát triển và sản xuất, nó đã nhanh chóng tạo nên bước ngoặt cho việc giảm kích thước bản mạch máy tính, để đưa vào sử dụng cho mục đích quân sự và chạy đua ngoài không gian với Liên Xô. Thời điểm này cũng chứng kiến việc các chip máy tính được phát triển với nhiều tính năng hơn, giảm cả kích thước và chi phí.

Các máy tính bỏ túi là loại sản phẩm tiêu dùng đầu tiên hưởng lợi từ sự phát triển của các mạch tích hợp này. Và sau một chu kỳ phát triển, đầu những năm 70 là thời điểm các máy tính bỏ túi bắt đầu bước vào giai đoạn trưởng thành, với nhu cầu tăng cao và chi phí giảm do áp lực cạnh tranh. Không chỉ là sự cạnh tranh giữa các công ty, cuộc đua máy tính bỏ túi còn liên quan đến chiến tranh thương mại và công nghệ giữa Mỹ và Nhật Bản trong thời gian này.

Năm 1969, khi loài người đã không còn hứng thú với cuộc đua lên mặt trăng, Cuộc đua Máy tính Vĩ đại (Great Calculator Race) đã bắt đầu. Thay vì những chiếc máy tính to lớn cồng kềnh, các công ty công nghệ bắt tay vào nghiên cứu tạo ra các máy tính cầm tay nhanh hơn, gọn nhẹ hơn, như chiếc Sharp QT-8B Micro Compet của người Nhật ra mắt năm 1970 (vào thời đó, người ta mới chỉ dám mơ về máy tính cầm tay thay vì bỏ túi).

Là nước đi đầu thế giới về phát triển mạch tích hợp, người Mỹ nhanh chóng đáp trả. Năm 1971, họ ra mắt chiếc HP-35 của Hewlett-Packard có tốc độ nhanh hơn. Bộ vi xử lý của nó có khả năng thực hiện các phép tính lượng giác và phép tính hàm mũ. Tuy nhiên, nó vẫn chậm hơn máy tính dẫn đường Apollo 200 lần.

Người kế nhiệm của nó, HP-65 đạt được bước đột phá lớn hơn. Nó sử dụng các thẻ từ để lưu và tải các chương trình, hỗ trợ tới 100 dòng lệnh. Các thuật toán trong máy xử lý hàng trăm ứng dụng khác nhau: các phép tính toán, giá cổ phiếu, thống kê và nhiều ứng dụng khác. Đáy máy cũng được làm mỏng hơn phần đầu để có thể bỏ vừa vào túi quần nam.

HP-65 cũng là máy tính bỏ túi đầu tiên ra ngoài không gian, khi nó được đưa vào dự án Apollo-Soyuz Test Project, dự án hợp tác đột phá giữa Mỹ và Liên Xô đặt dấu mốc cho việc kết thúc cuộc chạy đua không gian. HP-65 được sử dụng làm máy tính dự phòng cho máy tính dẫn đường Apollo – nghĩa là chỉ 6 năm sau khi con người đặt chân lên Mặt Trăng, một chiếc máy tính có sức mạnh tương tự như vậy đã có thể nằm gọn trong túi quần mỗi người.

Chiếc HP-65 cũng đặt dấu mốc cho khởi đầu của một kỷ nguyên mới, khi chip silicon trở nên rẻ hơn và phổ biến hơn. Đến năm 1978, chiếc máy tính Speak & Spell trông như món đồ chơi được hãng Texas Instruments sản xuất đã có sức mạnh điện toán bằng 1/3 máy tính dẫn đường Apollo. Nhưng nó chỉ có giá 50 USD (tương đương 191 USD ngày nay).

Nhịp độ của cuộc đua diễn ra ngày một nhanh hơn, các thiết bị có nhiều tính năng hơn, khi vào năm 1979, một chiếc máy tính bỏ túi như HP-41C có thể gắn thêm các thiết bị ngoại vi như đầu đọc mã vạch, ổ đĩa mềm và cả một máy in. Thậm chí thiết bị này còn được trang bị trên 9 tàu con thoi bay vào không gian để thực hiện các phép tính cơ bản và làm máy tính dự phòng cho máy tính chính trên tàu

Liên Xô cũng có ngành công nghiệp máy tính có thể lập trình của riêng mình vào cuối những năm 70s. Khởi đầu là chiếc máy tính Elektronika B3-21 ra mắt năm 1978 và tiếp theo đó là chiếc Elektronika B3-34 ra mắt vào năm 1980, có giá rẻ hơn (khoảng 85 rúp, tương đương 35 USD vào thời điểm đó, hay 107 USD vào năm 2018).

Đây là chiếc máy tính đầu tiên mà nhiều người ở Liên Xô có thể sử dụng và họ viết rất nhiều chương trình cho nó – từ các phần mềm khoa học cho đến kinh doanh hay cả game mạo hiểm. Năm 1985, tạp chí khoa học Tekhnika Molodezhi còn đăng tải một câu chuyện viễn tưởng có tên "Way to Earth" đề cập đến việc sử dụng B3-34 để giả lập hành trình từ mặt trăng tới trái đất.

Một thứ khiến dòng máy tính Elektronika trở nên nổi tiếng là "Еггоголо́гия" hay "Errorology" (ngành nghiên cứu về lỗi máy tính). Nếu bạn cố tình tạo ra một thông điệp lỗi, sau đó nhập vào các câu lệnh đặc biệt, bạn có thể xâm nhập vào những phần code không được truy cập của thiết bị. Khám phá các phần bên trong của những chiếc máy tính này giúp các lập trình viên Xô Viết phát triển kỹ năng của họ, và nhiều hacker lớn tuổi tại Nga đã từng khởi đầu với chiếc B3-34.

Nước Anh cũng không muốn bị bỏ lại trong cuộc đua này. Cho dù người Nhật là nơi mang lại sự khởi đầu cho thuật ngữ máy vi tính bỏ túi - pocket computer - với chiếc Sharp PC-1211 ra mắt năm 1980, sử dụng ngôn ngữ lập trình BASIC và được trang bị một bàn phím QWERTY và bàn phím số đầy đủ, Anh mới là quốc gia đầu tiên tạo ra chiếc thiết bị được xem như máy tính bỏ túi thực thụ đầu tiên.

Năm 1984, công ty Psion của Anh ra mắt Psion Organiser I - thiết bị bỏ túi đầu tiên có bộ xử lý với tốc độ ngang ngửa chiếc máy tính dẫn đường trên tàu Apollo. Năm 1986, chiếc Psion Organiser II ra mắt, còn đi kèm với một thứ ngày nay vẫn gọi là ứng dụng – nó có cơ sở dữ liệu, nhật ký, đồng hồ báo thức và cả các chương trình do người dùng viết nên.

Thời điểm đó, Organiser II từng được sử dụng rộng rãi trong chuỗi cửa hàng bách hóa của Anh, Marks&Spencer và các quan chức chính phủ, để tính toán lương cho mọi người. Những thiết bị này thực sự là các máy vi tính bỏ túi với đầy đủ chức năng, chứ không chỉ là các máy tính bấm số thông thường nữa.

Đến cuối năm 1975, thị trường đã tràn ngập các máy tính bỏ túi với hàng loạt phân khúc khác nhau, từ những chiếc máy với 4 chức năng cơ bản chỉ có giá khoảng 8 USD, cho đến các phiên bản dành cho các phép tính bậc cao hơn với mức giá khoảng 80 USD. Những máy tính bỏ túi đã sẵn sàng cho một nấc thang cao hơn.

Năm 1981, một bài báo của Andrew Pollack trên tờ New York Times bắt đầu đề cập tới một chiếc máy vi tính đủ nhỏ để bỏ vào trong túi áo khoác, dành cho các doanh nhân, giúp họ có thể "đọc thư, viết hoặc chỉnh sửa các báo cáo, truy cập file của công ty và gửi dữ liệu tới máy tính công ty khi đang đi trên đường."

Vào buổi đầu những năm 90, để gửi dữ liệu về văn phòng khi đang đi trên đường, các máy tính bỏ túi cần đến các cổng kết nối cồng kềnh để gửi dữ liệu qua các đường cáp. Ví dụ chiếc Sharp Wizard OZ-7000 có thể kết nối với máy tính Windows, máy Macintosh hoặc máy in, và nó còn có thể sao lưu dữ liệu nhờ các băng cassette.

Đến lúc này chỉ còn là vấn đề thời gian cho đến khi những chiếc máy tính bỏ túi kết hợp với điện thoại xuất hiện, như một điềm báo trước của cuộc cách mạng sắp tới. Năm 1990, Tim Berners-Lee viết nên trình duyệt web đầu tiên tại CERN, và nó được công bố rộng rãi một năm sau đó. World Wide Web đã ra mắt.

Không lâu sau đó, thị trường máy tính bỏ túi cũng chia làm hai ngả. Một xu hướng là các thiết bị palmtop, được xem như laptop bỏ túi, những cỗ máy có nhiều sức mạnh và tính năng nhưng nhỏ gọn, khi màn hình chỉ khoảng 6-7 inch. Điển hình của xu hướng này là những thiết bị như Atari Portfolio, HP 95LX với khả năng liên lạc qua cổng hồng ngoại. Thậm chí còn có chiếc Pocket PC có thể chạy MS-DOS, như Poqet PC, nhưng nó sẽ phải dừng CPU giữa các lần gõ phím để tiết kiệm năng lượng.

Một xu hướng khác là các thiết bị ít phức tạp hơn với người dùng, ví dụ dòng máy tính Digital Diary của Casio. Thay vì mang đến cho người dùng những chiếc máy tính PC cỡ siêu nhỏ, các nhà sản xuất cài đặt trước một số công cụ phần mềm đơn giản lên thiết bị, như lịch, sổ danh bạ, và đồng hồ báo thức. Chiếc Sharp Wizard kể trên chính là một trong các thiết bị như vậy.

Cho dù vậy, dòng máy tính Psion Series 3, dòng máy tính bỏ túi được ưa chuộng vào thời kỳ này, dường như lại đứng giữa cả hai xu hướng trên. Được ra mắt năm 1991, Series 3 không chỉ có các phần mềm cài đặt trước, nó cũng cho phép người dùng tạo ra các chương trình của riêng mình. Lúc này mọi người bắt đầu trao đổi với nhau các chương trình hay các shareware thông qua internet, và một phần trong số chúng vẫn còn tồn tại đến ngày nay.

Những chiếc Psion Series 3 được xem như những chiếc PDA hay "personal digital assistant" - trợ lý kỹ thuật số cá nhân - đầu tiên. Nhưng thuật ngữ này chỉ trở nên nổi tiếng nhờ vào một hãng đầy tên tuổi: Apple.

Năm 1992, CEO John Sculley của Apple Computer giới thiệu chiếc Apple Newton MessagePad với một thuật ngữ mới "personal digital assistant" (PDA). Nhưng các sáng tạo mới của Newton, bao gồm nhận dạng chữ viết tay và màn hình cảm ứng, không đủ bù đắp lại mức giá đắt đỏ và hiệu năng nghèo nàn của nó. Cuối cùng di sản duy nhất mà nó để lại chỉ là thuật ngữ PDA – loại thiết bị cũng biến mất sau những năm 2000 trước sự trỗi dậy của các smartphone hiện đại.

Chỉ một tháng sau khi Apple giới thiệu Newton, IBM cũng ra mắt nguyên mẫu PDA của riêng mình – với tên mã Angler – tại hội chợ COMDEX ở Las Vegas. Bên cạnh các điểm nhấn về lịch, sổ danh bạ, notepad, màn hình cảm ứng và pin có thể sạc lại, thiết bị này còn có khả năng gửi và nhận cuộc gọi, fax, email và cả các bảng tính. Sau đó, Angler ra mắt vào năm 1994 dưới cái tên IBM Simon. Nó được xem như chiếc smartphone đầu tiên, và thuật ngữ này cũng được Pamela Savage của Bell Labs nhắc đến một năm sau đó.

Trong khoảng từ giữa đến cuối những năm 90, chiếc smartphone cho thấy rõ ràng mình sẽ là tương lai của máy tính bỏ túi. Nhưng các nhà sản xuất mất một thời gian nữa mới có thể hoàn thiện yếu tố hình dạng của mình, cũng như có tốc độ internet di động đủ nhanh để kết nối dữ liệu ngay lập tức.

Chiếc Nokia Communicator năm 1996 là một ví dụ của việc này. Nó được trang bị một modem 9,6 kbit/s, trình duyệt web và phần mềm công việc bao gồm phần mềm xử lý word và bảng tính. Khi ra mắt nó có giá đến 1.000 bảng Anh (hay 1.300 USD) tại Anh – cùng mức giá với iPhone X 20 năm sau đó – nhưng người dùng vẫn phải kết nối dial up thủ công để truy cập web.

Chiếc Communicator đạt được thành công tại châu Âu, nhưng do các bất đồng kỹ thuật giữa Nokia và các nhà mạng Mỹ, thiết bị này không bao giờ vượt được Đại Tây Dương để đến Mỹ. Người Mỹ phải chờ đến năm 1998 khi cuộc cách mạng smartphone tới, với chiếc smartphone pdQ của Qualcomm, chiếc PDA có thể thực hiện cuộc gọi.

Trong khi đó thị trường Mỹ đã có PalmPilot. Trong khoảng từ giữa đến cuối những năm 90, những chiếc PDA của Palm với hệ điều hành PalmOS được thiết kế tốt từng rất được ưa chuộng. Một trong những tính năng nổi bật của nó là Graffiti – tính năng cho phép người dùng viết tắt nhanh bằng bút dựa trên các nét vẽ cho trước. Thậm chí đến tận bây giờ, vẫn có yêu cầu từ người dùng hỗ trợ tính năng Graffiti trên Android và iOS.

Đến đầu những năm 2000, sự đa dạng của thị trường smartphone đạt đến mức đỉnh điểm của nó khi chứng kiến các công ty với những nền tảng khác nhau chiếm lĩnh các thị trường. Ví dụ hãng NTT DoCoMo thống trị thị trường Nhật bằng các điện thoại truy cập internet giá rẻ. Nền tảng Symbian của Nokia thống trị thị trường châu Âu, trong khi Windows Mobile và BlackBerry chiếm lĩnh thị trường Mỹ.

Nhưng sau cùng tất cả đã chỉ còn là một phần của lịch sử, bắt đầu vào ngày 9 tháng Một năm 2007, khi Steve Jobs đứng trên sân khấu tại hội chợ Macworld Conference & Expo ở California và làm nên lịch sử ngành điện toán bỏ túi với tuyên bố: "Hôm nay, Apple sẽ sáng tạo lại điện thoại."

Tham khảo Quartz