Intel 4004 – jak vypadal první mikroprocesor?

I když procesor Intel 4004 se oficiálně objevil v časopise Electronic News 15. listopadu 1971, kde jej Intel poprvé inzeroval, některé zdroje tvrdí, že byl poprvé dodáván již v březnu tohoto roku. Procesor byl zapouzdřen v keramickém pouzdře s 16 piny (8 po každé straně) a za jeho návrhem stáli inženýři Federico Faggin (který později založil konkurenční Zilog), Ted Hoff a Masatoshi Shima.

Vývoj probíhal od konce 60. let a projekt s názvem MCS-4 měl za cíl integrovat na jediný kus křemíku kompletní procesorovou logiku, která dříve byla rozdělena obvykle do více čipů. K tomu byly navrženy nové typy bran, jež pak našly využití v dalších generacích typech prvků postavených v rámci rodiny MSC-4 (ROM 4001, RAM 4002 a řadič 4003) i v dalších generacích čipů.

Původním cílem Intelu bylo nabídnout u svého čtyřbitového procesoru 4004 frekvenci 1 MHz, podařilo se mu dosáhnout jen na 740 kHz. Procesor se skládal z 2 300 tranzistorů a byl schopný zpracovávat přibližně 92 000 instrukcí za sekundu. Samotná instrukční sada pak obsahovala celkem 46 instrukcí. Dále bylo k dispozici 16 registrů se šířkou 4 bity pro každý. TDP procesoru bylo 0,63 wattu. Původní cena procesoru 4004 při uvedení byla 60 dolarů, ale dnes jsou za něj někteří sběratelé na eBay ochotni zaplatit i částky přes 500 dolarů.

I když se Intel 4004 nestal základem klasických počítačů, ale našel využití zejména v kalkulačkách a dalších průmyslových přístrojích (uvažovalo se i o jeho nasazení v kosmických sondách), stal se prvním modelem z řady vedoucí k dnešním moderním x86 procesorům. Již v roce 1972 uvedl Intel 8bitovou verzi Intel 8008, který nejprve pracoval na 0,5 MHz, ale tato frekvence byla postupně zvýšena až na 0,8 MHz. Tento čip s 3 500 tranzistory paradoxně zpracovával instrukce pomaleji než jeho 4bitový předchůdce 4004 a maximem bylo 80 000 instrukcí při nejvyšší frekvenci. Prvním skutečným x86 procesorem se pak stal 16bitový Intel 8086 uvolněný na trh v polovině roku 1978, který byl vyráběn až do 90. let a o rok později byl uvolněn i v osmibitové verzi Intel 8088.

Říká se, že polovodičový průmysl za posledních 40 let zažil takový nárůst, který je nesrovnatelný s jakoukoliv jinou oblastí. Existuje například pěkný příměr srovnávající nárůst rychlosti mikroprocesorů k rychlosti létání. Pokud bychom si představili, že v roce 1971 letělo letadlo z New Yorku do Paříže zhruba 7 hodin, což by rychlostně mělo odpovídat prvnímu mikroprocesoru firmy Intel 4004, pak by nyní tento let neměl trvat déle než 1 sekundu, kdyby se létání letadly zrychlovalo stejně, jako výkon procesorů.