CPU Duke, egy elismert CPU gyűjtő és rajongó, különleges lehetőséget kapott arra, hogy „felnyissa a motorháztetőt” az Intel első, többcélú mikroprocesszorán, az Intel 4004-en. Egy friss bejegyzésében az X közösségi platformon CPU Duke eltávolította a 4004-es processzor felső részét, így feltárva annak belső szerkezetét, amelyet mikroszkóppal vizsgált meg.
A chip lenyűgöző belső világa
Nincs szükség nagy nagyításra ahhoz, hogy a 10 000 nanométeres (nm) chip minden részletében megcsodáljuk a technológiai csodát. Több X-bejegyzésben CPU Duke bemutatta a 4004-es processzor belső vezetékezését és a poliszilícium szerkezeteket, amelyek a chip fémrétege alatt találhatók. Egy alkalommal még azt is állította, hogy képes egyenként megszámolni az összes 2300 tranzisztort, amely ezen a mikroprocesszoron található.
Az Intel 4004 műszaki jellemzői
- Architektúra: 4 bites processzor
- Órajel: 740 kHz
- Működési feszültség: 15 V (összehasonlításképpen: a modern processzorok 1,0–1,4 V között működnek)
- Címzett memória: maximum 4 kB
- Feldolgozási sebesség: körülbelül 92 000 utasítás másodpercenként
Bár az órajel értéke önmagában nem mutatja meg teljesen, mennyire lassú ez a chip a mai modern processzorokhoz képest, érdemes tudni, hogy míg a 4004 csupán néhány tízezer utasítást képes végrehajtani másodpercenként, addig a mai processzorok milliárdnyi utasítást dolgoznak fel ugyanennyi idő alatt.
A programozhatóság forradalma – az első lépések
Az Intel 4004-et tartják az első modern mikrochip processzornak, mivel ez volt az első olyan processzor, amelyet szoftveresen lehetett újraprogramozni. Érdekesség, hogy az eredeti koncepció egy asztali számológéphez készült. 1971-ben az Intel megbízást kapott a Busicomtól egy tizenkét chipből álló készlet létrehozására egy asztali számológép megépítéséhez.
Ekkor lépett közbe Ted Hoff, az Intel egyik mérnöke, aki felismerte, hogy ez a bonyolult megoldás nem lesz hatékony. Ehelyett egy sokkal egyszerűbb, négy chipből álló megoldást javasolt, amely programozható volt. Ez vezetett az Intel 4004 megszületéséhez.
A hardverprogramozás paradigmaváltása
A korábbi chipek kizárólag meghatározott funkciókra készültek: minden logikai művelet be volt ágyazva az adott chip architektúrájába. Az Intel 4004 megjelenése radikális változást hozott: a programozhatóság lehetősége révén ugyanazt a hardvert különböző feladatokra lehetett használni anélkül, hogy magát a hardvert módosítani kellett volna.
Busicom és az Intel viszonya – jogi és üzleti fordulatok
Bár az Intel 4004 elkészítése forradalmi volt, Busicom nem volt elégedett vele saját számológépeiben. A piac visszaesése miatt Busicom olcsóbb árat akart kialkudni az Intellel szemben – érdemes megjegyezni, hogy ebben az időszakban Busicom birtokolta a 4004 jogait.
Ekkor lépett közbe Robert Noyce, az Intel vezérigazgatója: felismerve a chip hatalmas potenciálját és jövőbeni jelentőségét, sürgős kérésre visszavásárolta a jogokat az Intel tervezőcsapatának kezdeményezésére. Ez döntő fordulatot jelentett az Intel történetében és hozzájárult ahhoz, hogy ma is vezető szereplő legyen a többmilliárd dolláros chipgyártó iparban.
A modern számítástechnika alapköve
Az Intel 4004 lefektette a modern számítástechnika alapjait. Minden mai processzor ugyanazon az alapon működik: képes különböző parancsokat futtatni programozás útján. Ennek bizonyítására egy lelkes fejlesztő még azt is elérte, hogy Linux operációs rendszer fusson ezen az archaikus chipen – bár ennek bootolása több mint négy napot vett igénybe!
Következtetés
Az Intel 4004 nem csupán egy technikai érdekesség vagy nosztalgikus relikvia; ez volt az első lépés egy olyan úton, amely elvezetett minket napjaink fejlett mikroprocesszoraihoz és számítógépeihez. A programozhatóság bevezetése forradalmasította a számítástechnikát és lehetővé tette a hardverek sokoldalú felhasználását.
Kövess minket további érdekességekért és mélyreható technológiai elemzésekért!