40 年前的今天,《电子新闻》为一种新型芯片发布广告,即英特尔 4004 芯片,它是将整个 CPU 集成在一个 16 引脚的双列直插式封装(DIP)中,价格 60 美元,包含 2300 个晶体管。
- 此前的 CPU 由多个小的集成电路组成,而 4004 将不同组件集成在一个芯片上。
- 1969 年,日本电子计算器公司 Busicom 向英特尔寻求为其计算器制造新的逻辑芯片,英特尔应用部门经理 Ted Hoff 意识到用通用 CPU 可简化设计,说服双方采用其方法。
- 1970 年 4 月,英特尔聘请 Federico Faggin 开始该项目,其工作因使用硅栅晶体管而更复杂,最终于 1971 年 3 月完成四个不同芯片的开发,包括 2048 位 ROM、40 字节 RAM、I/O 芯片和 CPU 本身,并以 MCS - 4 品牌于 1971 年 6 月开始生产。
4004 是前沿技术与保守成本削减的奇特混合:
- 作为集成 CPU 是一个里程碑,但设计在 1970 年就显笨拙,英特尔管理层坚持使用 16 引脚 DIP,导致外部总线仅 4 位宽,读取 16 位指令需四次读取操作,自身时钟 740kHz,每指令 8 个时钟周期,每秒能处理 92600 条指令,但实际操作困难。
- 1972 年英特尔生产 8 位 8008 芯片,为第三方 Datapoint 制造,1974 年推出 8080 芯片,Federico Faggin 参与设计。
- 尽管有这些开创性产品,英特尔管理层仍将其视为内存公司,Faggin 于 1974 年离开英特尔创立 Zilog 公司,其最著名产品 Z80 为早期家用电脑提供动力。
- 8080 指令集扩展到 16 位,1978 年推出 8086 芯片,标志着英特尔从内存公司向处理器公司的转变,1981 年 IBM 采用 8088 芯片,1983 年英特尔将微处理器作为核心产品。
- 如今的处理器设计仍受 8086 影响,虽更复杂但基本设计元素已 30 多年。
4004 虽被广泛认为是第一个微处理器,但有其他竞争者:
- 德州仪器的 TMS 1000 1974 年在计算器中上市,称 1971 年发明且获 1973 年专利,英特尔随后获得许可。
- 更早的是 AL1 处理器,由 Four - Phase Systems 公司制造,1970 年展示系统,1971 年初售出,但当时未作为独立 CPU 使用,后在专利纠纷中被证明可视为第一个微处理器。
- 4004 仍是第一个商业微处理器,其设计虽简单笨拙,但开启了一场革命,Ted Hoff、Federico Faggin 和英特尔管理层共同改变了世界。
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