Lịch sử ra đời của bộ xử lý 4004 huyền thoại

Phần lớn chip xử lý ở những năm phát hành đầu tiên chỉ được thiết kế theo yêu cầu cụ thể của khách hàng mà không thể được sử dụng rộng rãi.

Đơn hàng của Busicom

Vào những năm 70, Busicom đề nghị tối thiểu 12 chip đặt riêng từ Intel. Kỹ sư Intel Ted Hoff hủy đề nghị khó sử dụng này và thay vào đó đề nghị một chip đơn, thiết bị logic đa năng gọi ra được những tập lệnh ứng dụng của nó từ bộ nhớ bán dẫn. Như nhân của bộ bốn chip, bao gồm ROM, RAM, I/O và bộ xử lý 4004. một chương trình có thể điều khiển bộ xử lý và thực chất chức năng của nó đáp ứng công việc rất tiện lợi. Con chip mang tính chất chung, nghĩa là nó có nhiều thiết kế chức năng hơn là tính toán. Những thiết kế chip trước được kiểm soát bằng mạch điện điện tử cho một mục đích, với những chỉ lệnh dựng sẵn; chip này đọc được bộ các chỉ lệnh khác nhau từ bộ nhớ kiểm soát chức năng con chip. Ý tưởng được thiết kế, trên con chip đơn, hầu như một thiết bị vi tính hoàn toàn có thể thực hiện các chức năng khác nhau, tùy thuộc vào bộ các chỉ lệnh cho sẵn.

Tháng 4 năm 1970 Intel thuê Frederico Faggin thiết kế và tạo ra sơ đồ logic 4004 dựa trên đề nghị của Hoff. Giống như những nhà sáng lập Intel, Faggin cùng đến từ Fairchild Semiconductor, nơi ông đã phát triển công nghệ cổng silic chứng thực mấu chốt cần thiết cho thiết kế bộ vi xử lý tốt. Suốt thiết kế logic ban đầu và quy trình quy hoạch, Faggin có sự giúp đỡ của Masatoshi Shima, kỹ sư tại Busicom có trách nhiệm về thiết kế cho máy dùng để tính toán. Shima hợp tác với Faggin cho đến tháng 10 năm 1970, sau đó ông trở về Busicom. Faggin nhận khối chương trình xử lý được hoàn tất ban đầu của các chip 4004 vào tháng 1 năm 1971, làm việc đơn độc cho đến buổi sáng kiểm tra con chip trước khi công bố “Nó hoạt động!” Họ chip 4000 được hoàn tất vào tháng 3 năm 1971, giới thiệu vào tháng 6 năm 1971. Thật thú vị khi biết rằng Faggin đã ký lên khuôn bộ xử lý chữ đầu tên gọi của ông (F.F.), một truyền thống thường được thực hiện bởi những người khác trong những thiết kế chip sau đó.

Có một vấn đề với con chip mới: Busicom sở hữu các quyền với đối với nó. Faggin biết rằng sản phẩm có ứng dụng hầu như vô hạn, mang sự thông minh đến máy móc. Ông giục Intel mua lại các quyền đối với sản phẩm. Trong khi các nhà sáng lập Intel Gordon Moore và Robert Noyce đấu tranh cho con chip mới này, những người khác trong công ty lo lắng là sản phẩm làm Intel sao nhãng trọng tâm chính của họ là chế tạo bộ nhớ. Họ cuối cùng bị thuyết phục bằng thực tế là mỗi bộ máy tính bao gồm hai con chip nhớ. Giám đốc tiếp thị tại lúc đó hồi tưởng lại “Ban đầu, chúng tôi coi nó như một cách để bán nhiều bộ nhớ và chúng tôi sẵn sàng đầu tư trên nền tảng đó”.

Intel đề nghị hoàn trả tiền đầu tư $60,000 của Busicom trong sự trao đổi cho các quyền đối với sản phẩm. Để giải quyết các sự cố tài chính, công ty Nhật đã đồng ý. Không ai trong nền công nghiệp tại thời điểm đó, thậm chí Intel, nhận ra tầm quan trọng của thỏa thuận này, mở đường cho tương lai bộ xử lý của Intel.

Thành công ra mắt Intel 4004

Kết quả là 15 tháng 10 năm 1971 có buổi giới thiệu CPU Intel 4004 4-bit như thành phần của bộ máy tính MCS-4. Chip 4004 chạy ở xung tối đa 740KHz (740,000 chu kỳ mỗi giây hay gần 3/4ths của một megahertz), chứa 2,300 bóng bán dẫn trong diện tích chi 12 sq. mm (3.5mm X 3.5mm), được xây dựng trong quy trình 10-micron, nơi mỗi bóng bán dẫn chiếm không gian cách khoảng 10 micron (hàng triệu của một mét). Dữ liệu được truyền 4 bit đồng thời và bộ nhớ có thể định địa chỉ tối đa chi 640 byte. Giá chip khoảng $200. Bằng sự so sánh, năm 1946 khi được xây dựng ENIAC dựa trên 18,000 đèn chân không gói gọn vào 3,000 cubic feet (85 mét khối). 4004 được thiết kế cho sử dụng trong máy dùng để tính toán nhưng lại chứng tỏ hữu dụng cho nhiều chức năng khác do khả năng lập trình có sẵn. Cho thí dụ, 4004 được dùng trong bộ điều khiển đèn giao thông, các máy phân tích máu, thậm chí trong tàu thăm dò vũ trụ ngoài lực hút của trái đất NASA Pioneer. Bạn có thể xem nhiều thông tin về bộ xử lý 4004 huyền thoại tại www.intel4004.com và www.4004.com.