微處理器：50歲了！

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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多個晶體管，與當今芯片中的幾十上百億個晶體管相比，這個數(shù)字相形見絀，但 4004 相比之前處理器實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，它將房間大，基于真空管的第一臺計算機的計算能力，在一個指甲蓋大小的芯片中實現(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。

 

1969：項目任務

1969年，日本的Nippon Calculating Machine公司讓Intel給他們設計12款芯片用于它們自己的141-PF打印計算器，Intel卻建議只用4款芯片來完成來完成這個項目，其中用一個可編程芯片來完成不同的項目功能，這一方案確定了電子行業(yè)發(fā)展的新航向。（Intel方案設計者肯定想，給你一個產(chǎn)品定做一款芯片，還不如我做個芯片可以用于很多產(chǎn)品，多省事。當時Intel是開發(fā)存儲器的廠家，所以這四個芯片中ROM和RAM可以很快開發(fā)出來）。

Intel的解決方案

4個芯片組成的這一方案命名MCS-4，它包含一個中央處理器（CPU）芯片-4004，一個只讀存儲器（ROM）芯片用于存儲應用程序-4002，一個隨機存儲器（RAM）用于存儲臨時數(shù)據(jù)-4001，一個移位寄存器芯片用于輸入輸出IO口-4003。

1971：集成電路的時代

Intel從Nippon Calculating Machine購買了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備。

在1971年，它已經(jīng)非常小了，小到跟一個小指甲那么大，運算能力卻跟1946年的第一臺計算機相當（體積跟一個房子那么大）。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多個晶體管，采用10微米工藝，它是一個獨立的微處理器，體積小，它很快進入了商用產(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)明最先應用于Busicom計算器，為生命體和個人計算機的智能嵌入鋪平了道路。

4004計劃和編號

Busicom最初計劃是需要12個定制芯片，而英特爾工程師霍夫提出了通用邏輯設備的概念，它可能是一個更出色、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)。在認識到“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計的所有權(quán)。Busicom同意了英特爾的請求。1971年11月15日，英特爾面向全球市場推出了4004微處理器，每個售價為200美元。

編號為4004，第一個“4”代表此芯片是客戶訂購的產(chǎn)品編號，后一個“4”代表此芯片是英特爾公司制作的第四個訂制芯片。這種數(shù)字代號卻延用至今。霍夫終于如愿以償，他在世界第一個微處理器上，集成了2000多個晶體管，發(fā)明了世界第一塊大規(guī)模集成電路4004，在電子計算機歷史上，寫下了光輝的一頁。4004芯片基本具備了微處理器的特點，用它來做計算器，改變了傳統(tǒng)計算器的形象。采用4004芯片后，再配用一塊程序存儲器，數(shù)據(jù)存儲器，移位寄存器，再加上鍵盤和數(shù)碼管，就構(gòu)成了一臺完整的微型計算機。

后續(xù)發(fā)展：

我們今天個人PC能有如此高的性能，都是一步一步發(fā)展才實現(xiàn)的。像后面的8008、8080、8086、80286、80386。。。等

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很高興認識每一個對技術(shù)努力，對人用心的朋友。

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