40 lat temu powstał pierwszy mikroprocesor

Właśnie minęło 40 lat od zaprezentowania układu Intel 4004, czyli pierwszego mikroprocesora w historii, który zapoczątkował prawdziwą rewolucję cyfrową.

Nawet jeśli nie wszyscy zdają sobie z tego sprawę, z mikroprocesorami stykają się codziennie, używając telewizora, komputera, komórki czy lodówki. Codzienne czynności wyglądałyby bez nich zupełnie inaczej. A zawdzięczamy tę rewolucję Intelowi.

Początek rewolucji

Wszystko rozpoczęło się 16 listopada 1971 roku, kiedy Intel zaprezentował w formie reklamy w piśmie "Electronic News" pierwszy na świecie jednoukładowy procesor - 4004.

4-bitowy mikroprocesor Intela kosztował 60 dolarów (jego wyprodukowanie pochłaniało 5 dolarów). Miał 16 wyprowadzeń i pracował z prędkością 740 kHz, a jeden cykl instrukcji wykonywał w ciągu ośmiu cykli zegarowych.

Intel 4004 nie był pierwszym tego typu wynalazkiem, ale był pierwszym dostępnym w sprzedaży. Układy wojskowe F14 CADC pojawiły się już rok wcześniej i były znacznie bardziej złożone. Do 1998 roku jednak w ogóle nie wiedziano o ich istnieniu z powodu tajemnicy wojskowej.

Nie zmienia to faktu, że to nie wojsko, a Intel zapisał się w historii. Mikroprocesor 4004 najpierw służył wyłącznie kalkulatorom biurowym, dopiero potem zaczęto go programować i wykorzystywać w kolejnych urządzeniach.

Pierwsze mikroprocesory produkowano w technologii SGT (Silicon Gate Technology) na dwucalowych waflach krzemowych. W ich środku znajdowało się 2300 tranzystorów o długości bramki 10 mikrometrów. Nic Wam to nie mówi? To wyobraźcie sobie dla porównania, że w najnowszym Sandy Bridge'u E jest ponad 2,2 mld tranzystorów.

Nowy kierunek dla Intela

Wypuszczenie na rynek 4004 miało duże konsekwencje dla Intela. Od czasu powstania w 1968 roku firma zajmowała się przede wszystkim produkowaniem różnego rodzaju pamięci, przede wszystkim RAM-u.

Zmiany nadeszły w 1969 roku, kiedy to Busicom, japońska firma tworząca kalkulatory elektroniczne, zwrócił się do Intela z prośbą o zbudowanie nowego zestawu układów logiki dla kalkulatorów. Intel nie znał się na tworzeniu układów logicznych, ale wyzwanie przyjął.

Twórcami mikroprocesora 4004 zostali Ted Hoff i Federico Faggin. Ten drugi był człowiekiem z zewnątrz, którego zatrudniono specjalnie do tego zadania. Technologia krzemowa, której użyto, była w tamtych czasach prawdziwie nowatorska (dotychczas używano aluminium).

Busicom nie poznał się na wynalazku, Intel zapłacił więc za prawa do projektu i zaczął wykorzystywać pierwszy mikroprocesor komercyjnie.

Narodziny potęgi

Pierwszy mikroprocesor stanowił przełom, ale nie zmienia to faktu, że był dzieckiem nowoczesnej technologii i cięcia kosztów. Dlatego był, jak pisze Ars Technica, niezdarny.

Intel 4004 pracował, jak już wspomniałem, z prędkością 740 kHz, a jeden cykl instrukcji wykonywał w ciągu ośmiu cykli zegarowych. Teoretycznie był w stanie wykonać 92 600 instrukcji na sekundę, w praktyce jednak było to nieosiągalne.

Po raz pierwszy 4004 został zastosowany w japońskim kalkulatorze Busicom 141-PF. Intel czekała jednak jeszcze długa droga od firmy zajmującej się pamięcią do największego na świecie producenta układów scalonych i mikroprocesorów.

W kwietniu 1974 roku firma wypuściła 8080, kolejny, już nie 4-, a 8-bitowy procesor. W tym samym roku z Intela odszedł Faggin, który szybko stworzył własną firmę produkującą procesory o nazwie Zilog. Mimo iż to była bolesna strata, historia pokazała, że jego osoba nie była w Intelu niezbędna.

Dopiero rok 1978 przyniósł prawdziwy przełom. 16-bitowy, zawierający 20 tys. tranzystorów procesor 8086 Intela został wykorzystany przez IBM przy budowie IBM PC. Tak narodziła się potęga.

Kto naprawdę był pierwszy?

Ale być może to wcale nie 4004, a Texas Instruments TMS 1000 był pierwszym procesorem w historii. On również powstał w 1971 roku i został zastosowany w kalkulatorze. W 1973 roku firma Texas Instruments uzyskała nawet patent. Między Intelem a TI powstał spór.

Co więcej, jest bardzo możliwe, że w tym sporze ani TI, ani Intel nie miały racji – pierwszy był procesor AL1, zbudowany przez firmę o nazwie Four-Phase Systems w 1970 roku. Wojny patentowe z tym związane trwały długo, a Intel wygrywał tymczasem w tak zwanym prawdziwym życiu.

Bo niezależnie od tego, kto był naprawdę pierwszy, to właśnie Intel zarobił na procesorach miliardy i stał się ich największym producentem na świecie. A historię, jak pewnie wiecie, piszą zwycięzcy.

Źródło: Ars Technica