Tag Archives: Intel

Czterdzieści lat mikroprocesora

Był mały, niepozorny i zamknięty w ceramicznej obudowie ze złoconymi stykami. Zadebiutował na rynku podzespołów elektronicznych 40 lat temu, 15 Listopada 1971 roku, i mimo swej niepozorności odegrał przełomową rolę w historii naszej cywilizacji naukowo-technicznej, porównywalną z programem Apollo. Nosił oznaczenie 4004 i był produkowany przez firmę Intel, jako "serce" prototypowego japońskiego kalkulatora. Mowa oczywiście o pierwszym komercyjnie dostępnym mikroprocesorze, opracowanym przez naturalizowanego w USA włoskiego inżyniera-elektronika Federico Faggina, od którego to zaczęło się mikroprocesorowy szał, któremu zawdzięczamy narodziny współczesnej cywilizacji informatycznej. 

Pierwsze zastosowania były raczej skromne, i ograniczały się do wspomnianych na początku kalkulatorów firmy Busicom oraz terminali dla dużych komputerów, ale już w latach siedemdziesiątych pojawiły się pierwsze prymitywne mikrokomputery, takie jak Altair 8800 i Scelbi, czy bardziej wyrafinowane maszyny Commodore PET i Apple I, a w następnej dekadzie ruszyła niepowstrzymana lawina komputerowej rewolucji, której krokami następnymi milowymi były komputery ZX Spectrum (procesor Zilog Z80, również "dziecko" Faggina), Commodore 64 (MOS Technology 6502), Apple Macintosh i Commodore Amiga (procesory Motorola 68000) i IBM PC (Intel 8086). I tak, krok po kroku, doszliśmy do współczesności, w której telefony komórkowe mogą poszczycić się wielordzeniowymi procesorami o możliwościach niewyobrażalnych 20 lat temu nawet dla ówczesnych superkomputerów. 

Schemat architektury procesora 4004. (Źródło: Wikipedia)
Należy pamiętać o tym, że procesor – obok niezbędnych rejestrów, układów kontrolnych, liczników, wewnętrznej szyny itp. składa zasadniczo się z dwóch elementów: jednostki arytmetycznej (ALU), dokonującej operacji logicznych i podstawowych działań matematycznych na liczbach (na schemacie oznaczona jest symbolem przypominającym literę "V") i jednostki interpretującej rozkazy języka maszynowego. Rewolucyjność idei mikroprocesora 4004 polegała na tym że w jednym układzie znalazły się te oba układy; wcześniej musiały być zainstalowane w komputerze osobno (np. ALU w latach 60-tych XX występowało w postaci układu scalonego 74181), co skutecznie uniemożliwiało miniaturyzacje sprzętu.

4004 był, jak przystało na pionierską konstrukcje, skromny. Miał zaledwie 4 bitową szynę danych (i na takich liczbach operował) i działał na zegarze 740 kHz, przyjmując ośmio i szesnastobitowe polecania języka maszynowego, operując na dwunastobitowej przestrzeni adresowej. Do kompletu Intel produkował min. układy 4001 (pamięć ROM), 4002 (RAM) i 4003 (rejestr przesuwny, do obsługi sygnałów wejścia/wyjścia), które razem z 4004 stanowiły kompletny system komputerowy na jednej płytce drukowanej, zwany MCS-4

Mikroprocesory 4004 nie są już produkowane od 1981 roku, tak więc ciekawscy maniacy asemblera mogą najwyżej pobawić się emulatorami 4004 dostępnymi min. na tej stronie. Pozostali mogą podziwiać podziwiać zrekonstruowane maski dla struktur krzemowych i schematy na stronie 4004.com, pamiętając przy tym o tym, że pierwsze wielkie kroki dla ludzkości są zawsze niepozorne…

P.S. Przypominam na koniec, że mówimy tu o pierwszym komercyjnym mikroprocesorze; rok wcześniej od 4004 wprowadzono bardzo zaawansowany układ scalony dla amerykańskiego myśliwca F-14, co ujawniono dopiero w 1998 roku…

Fot. na górze: Konstantin Lanzet, na licencji GNU