50年前(1971年),英特爾推出了第一款商用的通用型微處理器 4004,,4004擁有2300多個(gè)晶體管,,與當(dāng)今芯片中的幾十上百億個(gè)晶體管相比,這個(gè)數(shù)字相形見絀,,但 4004 相比之前處理器實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展,,它將房間大,基于真空管的第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力,,在一個(gè)指甲蓋大小的芯片中實(shí)現(xiàn)了,。在過去的 50 年里,微處理器以難以想象的方式改變了我們的文化和經(jīng)濟(jì),。
1969:項(xiàng)目任務(wù)
1969年,,日本的Nippon Calculating Machine公司讓Intel給他們?cè)O(shè)計(jì)12款芯片用于它們自己的141-PF打印計(jì)算器,Intel卻建議只用4款芯片來完成來完成這個(gè)項(xiàng)目,,其中用一個(gè)可編程芯片來完成不同的項(xiàng)目功能,,這一方案確定了電子行業(yè)發(fā)展的新航向。(Intel方案設(shè)計(jì)者肯定想,,給你一個(gè)產(chǎn)品定做一款芯片,,還不如我做個(gè)芯片可以用于很多產(chǎn)品,多省事,。當(dāng)時(shí)Intel是開發(fā)存儲(chǔ)器的廠家,,所以這四個(gè)芯片中ROM和RAM可以很快開發(fā)出來)。
Intel的解決方案
4個(gè)芯片組成的這一方案命名MCS-4,,它包含一個(gè)中央處理器(CPU)芯片-4004,,一個(gè)只讀存儲(chǔ)器(ROM)芯片用于存儲(chǔ)應(yīng)用程序-4002,一個(gè)隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)用于存儲(chǔ)臨時(shí)數(shù)據(jù)-4001,,一個(gè)移位寄存器芯片用于輸入輸出IO口-4003,。
1971:集成電路的時(shí)代
Intel從Nippon Calculating Machine購(gòu)買了MCS-4的版權(quán),并且在1971年11月15日上市了4004和它的周圍芯片組,,這意味著4004變成了全世界第一款上市的商用處理器,,人們可以用它開發(fā)各種各樣功能的電子設(shè)備。
在1971年,,它已經(jīng)非常小了,,小到跟一個(gè)小指甲那么大,運(yùn)算能力卻跟1946年的第一臺(tái)計(jì)算機(jī)相當(dāng)(體積跟一個(gè)房子那么大),。相比于現(xiàn)在常用的12英寸晶圓,,4004采用的是2英寸晶圓,,它擁有2300多個(gè)晶體管,采用10微米工藝,,它是一個(gè)獨(dú)立的微處理器,,體積小,它很快進(jìn)入了商用產(chǎn)品之中,。
Intel 4004是Intel制造的一款微處理器,,片內(nèi)集成了2000多個(gè)晶體管,晶體管之間的距離是10um(現(xiàn)在工藝已經(jīng)是5nm及以下了),,能夠處理4bit的數(shù)據(jù),,雖然只有45條指令,每秒也只能執(zhí)行5萬條指令,,頻率為108KHZ,,前端總線為0.74MHz (4bit)。但它的集成度卻要高很多,,這一突破性的發(fā)明最先應(yīng)用于Busicom計(jì)算器,,為生命體和個(gè)人計(jì)算機(jī)的智能嵌入鋪平了道路。
4004計(jì)劃和編號(hào)
Busicom最初計(jì)劃是需要12個(gè)定制芯片,,而英特爾工程師霍夫提出了通用邏輯設(shè)備的概念,,它可能是一個(gè)更出色、更高效的解決方案,。正是由于他的提議才使得微處理器得以開發(fā),。起初,Busicom向英特爾支付了60000美元,,獲得了微處理器所有權(quán),。在認(rèn)識(shí)到“大腦”芯片的無限潛力之后,英特爾提出用60000美元換回微處理器設(shè)計(jì)的所有權(quán),。Busicom同意了英特爾的請(qǐng)求,。1971年11月15日,英特爾面向全球市場(chǎng)推出了4004微處理器,,每個(gè)售價(jià)為200美元,。
編號(hào)為4004,第一個(gè)“4”代表此芯片是客戶訂購(gòu)的產(chǎn)品編號(hào),,后一個(gè)“4”代表此芯片是英特爾公司制作的第四個(gè)訂制芯片,。這種數(shù)字代號(hào)卻延用至今?;舴蚪K于如愿以償,,他在世界第一個(gè)微處理器上,集成了2000多個(gè)晶體管,,發(fā)明了世界第一塊大規(guī)模集成電路4004,,在電子計(jì)算機(jī)歷史上,,寫下了光輝的一頁(yè)。4004芯片基本具備了微處理器的特點(diǎn),,用它來做計(jì)算器,,改變了傳統(tǒng)計(jì)算器的形象。采用4004芯片后,,再配用一塊程序存儲(chǔ)器,,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,移位寄存器,,再加上鍵盤和數(shù)碼管,就構(gòu)成了一臺(tái)完整的微型計(jì)算機(jī),。
后續(xù)發(fā)展:
我們今天個(gè)人PC能有如此高的性能,,都是一步一步發(fā)展才實(shí)現(xiàn)的。像后面的8008,、8080,、8086、80286,、80386……等