Mikroprocessorn är 50: Fira Intel 4004

På 15 november 1971 , Intel debuterade offentligt den första kommersiella single-chip-mikroprocessorn, Intel 4004, med en annons i Elektroniska nyheter . Femtio år senare är det här en titt på dess arv - och hur 4004 staplar upp mot ett modernt Intel-kraftverk.

Den första kommersiella single-chip-mikroprocessorn

1969, en japansk kalkylator tillverkare ringde Busicom Anställd Intel för att skapa chips för en räknare som Busicom utformade. Intel utarbetade en chipset (kallad MCS-4 -Short för "Micro Computer System") bestående av fyra integrerade kretsar (ICS) som dramatiskt förenklat räknemaskinens interna design. Vid leverans av sin lösning utvecklade och kommersialiserade Intel världens första enstaka mikroprocessor, Intel 4004. Den utformade också tre stödjande chips: 4001, 4002 och 4003. Av dessa var 4002 ett RAM-chip med bara 40 byte av minnet.

Intel 4004 lanserades först som en del av Busicom 141-PF Kalkylator i mitten av 1971 (som du kan simulera i din webbläsare). Efter en kontraktsförhandling med Busicom blev Intel fri att sälja MCS-4-chipset till andra. Intel introducerade Intel 4004 till den allmänna marknaden genom att placera en annons i den 15 november 1971-utgåvan av elektroniska nyheter, vilket var en framträdande branschtidning vid den tiden.

Den ursprungliga 4004 annonsen meddelar "en ny era av integrerad elektronik" -on av den sällsynta tiderna reklamkopia var inte överdriven. Annonsens illustration visar de fyra MCS-4-chipsen som hotar stora över ett par personer på en dator, och texten djärva proklamerar, "en mikroprogrammerbar dator på ett chip!"

Före Intel 4004, dator Centrala bearbetningsenheter ("CPUS") var vanligtvis en eller flera kretskort fyllda med ICS och diskret elektroniska komponenter. Tack vare innovationer på Intel kan alla den kretsen komprimeras ner i en enda bit av kisel mindre än en nagel. Den radikala miniatyriseringen som representerades av 4004 gjorde små datorer möjliga och hemdatorer praktiska under det kommande decenniet.

RELATERAD: Vad är en CPU, och vad gör det?

Var det verkligen den första mikroprocessorn?

Vissa kontroverser existerar Över vilket chip var faktiskt den första mikroprocessorn, så historiker lägger i allmänhet kvalificerade uttalanden som "single chip" och "kommersiella" för att placera ett smalt fokus på varje företags prestation.

Vid tidpunkten för Intel 4004s kommersiella debut i mitten av 1971 var en multi-chip-mikroprocessor redan Flyga i US Navy's F-14 Tomcat Fighter Plane , och konkurrenter som Texas-instrument var utveckla sina egna Single-chip mikroprocessorer.

I synnerhet är Intel 4004 speciellt firade eftersom det markerade början av Intels långa och mycket framgångsrika mikroprocessor, vilket dramatiskt formade utvecklingen av den personliga datorn och stämmer fortfarande miljarder datorer idag. Hade Intel fizzled ut som ett företag i början av 1970-talet, det är mycket troligt att vi kan fira ett annat företags tidigaste chip som lika viktigt som 4004. Men i efterhand kan vi se tillbaka och se att 4004 var början på någonting väldigt stor.

RELATERAD: 40 år senare: Hur var det att använda en IBM-dator 1981?

Då och nu: Intel 4004 vs en Intel Core i9-12900k

Mikroprocessortekniken har dramatiskt förändrats sedan 1971, då Intels 4004 CPU sprang på bara 740 kHz och innehöll endast 2 250 transistorer med en 10 mikrometerprocess. För att visa hur dramatiskt saker har förändrats, har vi jämfört 4004 med Intels senaste Top-of-the-Line Desktop CPU, den nyligen annonserade Intel Core i9-12900k . Här är en titt på specifikationerna sida vid sida:

Av dessa statistik, en som verkligen sticker ut är häpnadsväckande skillnaden i antalet transistorer på varje chip-2250 vs uppskattningsvis 21,7 miljarder. (Vi beräknade Core i9 transistorn uppskattning baserad på ytarean hos chipset multiplicerat med transistordensitet av Intel 7 processen ). Den enorma ökningen av transistorn räkna är möjlig på grund av den dramatiskt mindre processstorlek involverad (7 nm vs 10 ^ m), som medger mycket mindre funktioner på chipet, översätta till en stor täthet av transistorer i varje kvadratmillimeter.

Dessutom packar den moderna Intel chip mycket mer än bara en CPU på dess dö. Den innehåller en höghastighetsminneskontroller, en fullutrustad GPU och mycket mer integrerade i ett paket. Vi har definitivt kommit långt.

RELATERAD: Intels 12 Gen Core i9 är snabbare och billigare än AMD Ryzen

Tillämpningar av Intel 4004

På grund av dess begränsade kapacitet, och snabbt få skuggan av mer kraftfulla chips såsom Intel 8008-the 4004 såg en utbredd användning i förhållande till de åtta-bitars Intel-kretsarna som följde. Ändå här är en lista över vissa produkter som bildat en 4004 CPU. Jag har dragit många av dessa exempel från en bit om 4004 Jag skrev för Technologizer 10 år sedan:

• Den Busicom 141-PF Desktop Calculator (1971)
• Intel SIM-4 Development System (1972)
• Intel Intellec 4 Development System (1973)
• Bally Alley hall bowling simulatorn (1974)
• En prototyp Bally Flimmerflipper (1974)
• Wang 1222 ordbehandlare (1975)
• En Compuvote datoriserad omröstningsapparat (1976)

Intelens 4004 arv

Endast fem månader efter Intel tillkännagav 4004 i elektroniska nyheter, skickade företaget Intel 8008 , den första 8-bitars mikroprocessorn. 8008 lanserade en era av hemmahobby-datorer som Mark-8 , vars utseende på omslaget av radioelektronik 1974 sprang persondatorindustrin.

Efter 8008 följde Intel upp med 8-bitars 8080 , den 16-bitars 8086 , och bortom, med olika persondatorer som antar varje modell längs vägen. Denna snabba ökning av mikroprocessorns kraft lämnade snart 4-bitars 4004 i dammet, men chipets kulturella inverkan hade redan uppnåtts.

Som den första kommersiella mikroprocessorn är 4004s arv monumentala. Under de senaste 50 åren har mikroprocessorer radikalt påverkat nästan alla branscher, omformade världsekonomier och omvandlad civilisation. Det är svårt att överdriva vikten av mikroprocessorn, som en dag kan betraktas som viktig som människans mästerskap. När eld fick oss att ändra och manipulera fysisk materia, tillåter mikroprocessorer att vi manipulerar information på Will.

Miniatyriseringen av teknik slutade inte med uppfinningen av mikroprocessorn. Idag fortsätter företagen att integrera funktioner och funktioner som tidigare är tillgängliga som separata marker på enskilda chip-paket som är kända som System-on-A-chip (SOCS) , som Apples M1-serien . Det håller intel på tårna, och historien är inte över än. Men vi vet alla var historien startade tillbaka 1971.

Grattis på födelsedagen, Intel 4004!

RELATERAD: Mobile CPU: erna är nu så fort som de flesta stationära datorer