Mikroprocessoren er 50: Fejrer Intel 4004

På 15. november 1971 , Debuterede Intel offentligt den første kommercielle single-chip mikroprocessor, Intel 4004, med en annonce i Elektroniske nyheder . Femogtyve år senere, her er et kig på dets arv - og hvordan 4004 stabler op mod et moderne Intel Powerhouse.

Den første kommercielle single-chip mikroprocessor

I 1969 kaldte en japansk kalkulatorproducent Busicom. Hyret Intel for at oprette chips til en lommeregner, som Busicom designet. Intel udtænkte et chipset (kaldet The MCS-4. -Short for "Micro Computer System") sammensat af fire integrerede kredsløb (ICS), der dramatisk forenklet regnemaskinens interne design. Ved levering af sin løsning udviklede Intel og kommercialiserede verdens første single-chip mikroprocessor, Intel 4004. Det har også designet tre understøttende chips: 4001, 4002 og 4003. Af disse var 4002 en RAM-chip med blot 40 bytes af hukommelsen.

Intel 4004 lancerede først som en del af Busicom 141-Pf Regnemaskine i midten af ​​1971 (som du kan simulere online. i din browser). Efter en kontraktforhandling med Busicom blev Intel fri til at sælge MCS-4 chipset til andre. Intel introducerede Intel 4004 til det generelle marked ved at placere en annonce i den 15. november 1971-udgave af elektroniske nyheder, hvilket var et fremtrædende industriblad på det tidspunkt.

Den oprindelige 4004 annonce annoncerer "En ny æra af integreret elektronik" -One af de sjældne tider reklamekopi ikke overdriver. ADS-illustrationen viser de fire MCS-4-chips, der true store over et par mennesker på en computer, og teksten Boldy proklamerer, "En mikroprogrammerbar computer på en chip!"

Før Intel 4004, Computer Central behandlingsenheder ("CPU'er") var normalt en eller flere kredsløbspakket med ICS og diskrete elektroniske komponenter. Takket være innovationer i Intel kunne alle de kredsløb komprimeres ned i et enkelt stykke silicium mindre end en negle. Den radikale miniaturisering repræsenteret af 4004 gjort små computere mulige og hjemme computere praktisk i det kommende årti.

RELATEREDE: Hvad er en CPU, og hvad gør det?

Var det virkelig den første mikroprocessor?

Nogle kontrovers eksisterer Over hvilken chip var faktisk den første mikroprocessor, så historikere generelt tilføjer kvalificerende udsagn som "single chip" og "kommerciel" for at placere et smalt fokus på hver virksomheds præstation.

På tidspunktet for Intel 4004's kommercielle debut i midten af ​​1971 var en multi-chip mikroprocessor allerede Flyvning i US Navy's F-14 Tomcat Fighter Plane , og konkurrenter som Texas-instrumenter var udvikle deres egen single-chip mikroprocessorer.

Især er Intel 4004 især berømt, fordi det markerede begyndelsen af ​​Intels lange og meget succesrige mikroprocessorvirksomhed, som dramatisk formet udviklingen af ​​den personlige computer og stadig magter milliarder computere i dag. Havde Intel fizzled ud som et firma i begyndelsen af ​​1970'erne, det er meget sandsynligt, at vi måske fejrede en anden virksomheds tidligste chip som værende lige så vigtig som 4004. Men i eftertid kan vi se tilbage og se, at 4004 var begyndelsen på noget meget stor.

RELATEREDE: 40 år senere: Hvad var det som at bruge en IBM-pc i 1981?

Derefter og nu: Intel 4004 vs en Intel Core I9-12900K

Mikroprocessorteknologi er dramatisk ændret siden 1971, da Intels 4004 CPU løb på blot 740 kHz og indeholdt kun 2.250 transistorer ved anvendelse af en 10 mikrometerproces. For at vise, hvordan dramatisk ting har ændret sig, har vi sammenlignet 4004 med Intels nyeste top-of-the-line desktop CPU, den nyligt annoncerede Intel Core I9-12900K. . Her er et kig på specifikationerne side om side:

Af disse statistikker, der virkelig skiller sig ud, er den svimlende forskel i antallet af transistorer på hver chip-2.250 vs anslået 21,7 mia. (Vi har beregnet Core I9 transistor estimat baseret på overfladen af ​​chippen multipliceret af transistortæthed af Intel 7-processen ). Den enorme stigning i transistortællingen er mulig på grund af den dramatisk mindre processtørrelse, der er involveret (7 nm vs 10 μm), som muliggør meget mindre træk på chippen, der oversætter til en enorm tæthed af transistorer i hver kvadratmeter millimeter.

Også den moderne Intel-chip pakker meget mere end bare en CPU på sin dør. Den indeholder en højhastighedshukommelsescontroller, en fuldt udstyret GPU og meget mere integreret i en pakke. Vi har helt sikkert kommet en lang vej.

RELATEREDE: Intels 12th Gen Core I9 er hurtigere og billigere end AMD ryzen

Anvendelser af Intel 4004

På grund af dets begrænsede kapaciteter - og hurtigt at få formørkes af mere kraftfulde chips som Intel 8008-4004 ikke så udbredt anvendelse i forhold til de 8-bit Intel Chips, der fulgte. Alligevel er her en liste over nogle produkter, der indarbejdede en 4004 CPU. Jeg har trukket mange af disse eksempler fra et stykke om 4004 Jeg skrev for Technologizer for 10 år siden:

• Busicom 141-PF Desktop Calculator (1971)
• Intel SIM-4 Development System (1972)
• Intel Intellec 4 Development System (1973)
• Bally Alley Arcade Bowling Simulator (1974)
• En prototype bally flimmer pinball maskine (1974)
• Wang 1222 Word Processor (1975)
• En Compuvote Computerized Vote Machine (1976)

Nedlen af ​​Intel 4004

Kun fem måneder efter Intel annoncerede 4004 i elektroniske nyheder, blev firmaet afsendt Intel 8008. , den første 8-bit mikroprocessor. 8008 lancerede en æra af hjemmehobbycomputere som Mark-8. , hvis udseende på dækslet af radioelektronik i 1974 ansporede den personlige computerindustri.

Efter 8008 fulgte Intel op med 8-bit 8080 , det 16-bit 8086 , og ud over, med forskellige personlige computere, der vedtager hver model undervejs. Denne hurtige stigning i mikroprocessorkraften forlod snart 4-bit 4004 i støvet, men chipens kulturelle påvirkning var allerede opnået.

Som den første kommercielle mikroprocessor er 4004's arv monumental. I de sidste 50 år har mikroprocessorer radikalt påvirket næsten alle brancher, omformede verdensøkonomier og forvandlet civilisationen. Det er svært at overstige vigtigheden af ​​mikroprocessoren, som måske en dag kunne betragtes som vigtig som menneskets mesterskab af ild. Hvor ild tillod os at ændre og manipulere fysisk stof, tillader mikroprocessorer os at manipulere information på vilje.

Miniaturering af teknologi stoppede ikke med opfindelsen af ​​mikroprocessoren. I dag fortsætter virksomheder med at integrere funktioner og funktioner, der tidligere er tilgængelige som separate chips på single-chip-pakker kendt som System-on-A-Chip (SOCS) , såsom Apples M1 Series. . Det holder Intel på tæerne, og historien er ikke overstået endnu. Men vi ved alle, hvor historien startede tilbage i 1971.

Tillykke med fødselsdagen, Intel 4004!

RELATEREDE: Mobile CPU'er er nu så hurtige som de fleste stationære pc'er