40 Лет 4004. с днём рождения, микропроцессор!

Сейчас исполняется сорок лет со дня первого публичного упоминания о продукте, что оказал влияние на судьбу практически каждого из нас. И это тот самый редкий случай, в то время, когда отличные степени возможно применять без риска перехвалить: если бы не произошло Его, эволюция техники – и не только вычислительной! – отправилась бы вторым путём. 15 ноября 1971 года мир определил о процессоре Intel 4004. Первом процессоре.

Сейчас растолковывать, для чего необходимы процессоры и из чего они состоят, думается необычным. Но в конце 60-х необычным это никому не казалось. Микроэлектроника тогда уже цвела буйным цветом, интегральные схемы и полупроводники были изобретены и массово производились, вычислительная техника вела счёт третьему поколению устройств и имела возможность похвастаться таким титаном как IBM System/360 (на разработку которого было израсходовано в два раза больше средств, чем на создание ядерной бомбы). Но не обращая внимания на все удачи, в электронике всё ещё господствовал хороший подход: как будто бы в ветхом советском смешном рассказе про сверхбольшую микросхему с двадцатью ножками и двумя ручками (для переноски, ясно), солидные электронные схемы 60-х планировали из вспомогательных элементов и множества микросхем на платах площадью в десятки квадратных сантиметров.

Такая компоновка (её именовали гибридной) была не только дорогой и трудоёмкой, но ещё и громоздкой. Так что в то время, когда обращение шла не о вопросах национальной обороны, а о какой-нибудь небольшой задаче, наподобие создания микрокалькулятора, инженеры с нуля проектировали собственный специальный чипсет — комплект из нескольких микросхем, заточенный под конкрентное использование.

на данный момент тяжело дотянуться кроме того фотографии компьютерных процессоров сорокалетней давности. Но неспециализированное представление возможно составить по этому снимку, запечатлевшему одну из плат System/360. Обычный процессор содержал десятки аналогичных плат, подключенных встык к неспециализированной шине.

Как раз так и поступили эксперты японской компании Busicom во второй половине 60-ых годов двадцатого века, задумав выстроить замечательный калькулятор с встроенным принтером. Их конструкция складывалась из дюжины микросхем, воплощение которых в кремнии и металле было решено поручить всего лишь годом ранее грамотному американскому стартапу Intel.

Intel, где в то время трудились полторы много человек, специализировалась на производстве чипов памяти. Память была главным бизнесом юный компании и, как гласит легенда, шли бы дела чуть лучше, Гордон Мур и основатели и (Роберт) по большому счету не стали бы копаться с калькуляторной ерундой. Но дела у Intel шли не имеет значение и приходилось брать случайные договора, дабы свести финиши с финишами.

Трезво оценив схему, предложенную Busicom, несколько инженеров Intel во главе с Тэдом Хоффом решила её упростить. Все главные узлы (математику, логику и пр.) следовало разместить на одной подложке, в одной микросхеме, покинув снаружи лишь вспомогательные элементы (модуль связи с клавиатурой и т.п.). Так были сформулированы неспециализированные положения новой архитектуры. Но кто-то должен был создать на их базе фактически электронную схему, а свободных рук не хватало, руководство особенного значения проекту не придало, и в следствии он полгода пролежал «в столе». Лишь в то время, когда сроки стали поджимать, Intel наняла Федерико Фаггина (бывшего сотрудника Fairchild Semicondictor, уже прославившегося изобретением главной разработке для построения микросхем), дабы довести работу до конца.

Люди Фаггина с задачей совладали и в январе 1971 у Intel на руках уже были действующие образцы чипа MCS-4. По нынешним меркам это была очень примитивная конструкция из двух с лишним тысяч транзисторов, талантливая выполнять неполных пять десятков команд со скоростью меньше ста тысяч операций в секунду. Но собственное дело она делала и, переименовав чип в «4004», компания с лёгким сердцем уступила эксклюзивные права на него японцам.

Так смотрелся кристалл первого процессора. Обратите внимание на буквы F.F. в правом нижнем углу: Федерико Фаггин так гордился проектом, что оставил на нём собственные инициалы. Позднее, покинув Intel, Фаггин основал Zilog, отчизну известного Z80.

Произошедшее затем в различных интерпретациях звучит по-различному, но, наверное, дело было так. Фаггин первым осознал, что вдобавок к известным преимуществам микросхем — скорости, надёжности, низкой себестоимости, меньшему энергопотреблению если сравнивать с гибридными схемами — размещение на одном кристалле всех главных процессорных узлов открывает перед вычислительной техникой невиданные возможности.

Процессор, в отличие от легко процессора, мал и дёшев, дабы его возможно было вывести на широкий рынок и вынудить руководить станками, устройствами, бытовой электроникой. Потому, что управление Intel так же, как и прежде не осознавало сокровище проекта, Фаггин проиллюстрировал её, выстроив на базе 4004 совокупность тестирования самого себя. Сопротивление было сломлено и с Busicom договорились о возвращении прав на процессор в обмен на уступки по цене. Что было дальше, вы понимаете.

Справедливости для необходимо подчеркнуть, что создание 4004 послужило только стартовым знаком для микропроцессорной революции. Год спустя, в 8-разрядном чипе 8008, созданном по спецификациям и заказу Computer Terminals Corp., Intel реализовала значительно отличавшуюся архитектурные принципы и систему команд — и вот они уже проложили дорогу для 8080 (клоны которого руководили бесчисленным множеством 8-битных компьютеров в 80-90 гг.) и, в конечном счёте, архитектуре x86. Но одной из первых оценив потенциал процессора, Intel так ни при каких обстоятельствах уже и не ослабила хватку: культовые Mark-8, Altair 8800 и само собой разумеется IBM PC 5150, первенец сейчас здравствующего семейства, были выстроены на чипах Intel.

Сейчас в мире каждый год производится больше десяти миллиардов процессоров. Последние модели самой Intel, из линейки Core i7 Extreme Edition, трудятся на тактовых частотах превышающих 5 ГГц и содержат около миллиарда транзисторов.

Будущее микропроцессорной индустрии производители связывают с многоядерной архитектурой, сохраняя надежду в течение следующих десяти лет в разы расширить количество ядер (уже достигшее 16 штук в AMD Opteron 6200), параллельно на порядки снизив энергопотребление. Но — присмотритесь! В структурной схеме любого самого навороченного современного процессора угадывается всё тот же старина 4004.

Красная шапочка поздравляет с днём рождения 40 лет спустя


Похожие статьи: