Pred päťdesiatimi rokmi vznikol náhodný procesor Intel 4004, ktorý zmenil svet
Pred päťdesiatimi rokmi sa na svet dostal prvý skutočný mikroprocesor, ktorý začal novú éru týchto univerzálnych čipov. Jeho úspech však nebol vôbec plánovaný, ani očakávaný. Ba naopak, všetko sa uskutočnilo vďaka mnohým náhodám, ktoré sa stali v Intele v roku 1969 a nasledujúcich mesiacoch a rokoch. Pozrieme sa, čo sa vlastne stalo a prečo mal slávny procesor Intel 4004 taký úspech.
Kalkulačka a málo inžinierov
Intel bol založený v roku 1968, jedným zo zakladateľov bol aj známy Gordon Moore. Od založenia sa vtedy ešte malá firma (150 zamestnancov, 20 v R&D) zaoberala vývojom polovodičových súčiastok a pamäťových čipov SRAM.
Na začiatku roku 1969 ale získal Intel zákazku od japonskej firmy Busicom, ktorá sa zaoberala výrobou kalkulačiek najrôznejších druhov. Intel dostal dopyt na niekoľko špecializovaných čipov, ktoré sa mali nachádzať v budúcich modeloch pripravovaných kalkulačiek. V zadávacej špecifikácii bolo okrem iného aj to, že by sa celý systém mal skladať z približne šestnástich čipov.
Kalkulačka Busicom 141-PF s procesorom Intel 4004
To bola pre Intel a predovšetkým pre jeho inžinierov šokujúca správa. Rýchlo navrhnúť toľko rôznych čipov vrátane ich vzájomného prepojenia a komunikácie nebolo v tej dobe totiž reálne. Intel bol totiž stále pomerne malou spoločnosťou a na také množstvo čipov za krátku dobu nemal jednoducho dostatok ľudí.
Bolo teda jasné, že teraz musí nastúpiť extrémna efektivita a čo možno najväčšie zjednodušenie. Návrhu samotnej architektúry čipu sa ujali inžinieri Marcian Hoff a Stanley Mazor. K samotnej konštrukcii sa im nakoniec podarilo zlákať Federico Faggina, ktorý sa v roku 1968 dostal do Palo Alto a v spoločnosti Fairchild Semiconductor vyvinul technológiu MOS Silicon Gate (základ všetkých moderných čipov CMOS).
Nadaný Federico Faggina sa dostal na pozíciu projektového riaditeľa a jeho úlohou bolo spomínanú architektúru dostať do reálnej podoby, ktorá umožní výrobu čipu. Jeho práca zahŕňala design čipu (logika, obvody vrátane nákresu), testovanie a vytvorenie testovacieho programu. Celú dobu mu pomáhal Masatoshi Shima zo spoločnosti Busicom, ktorá si riešenie objednala.
Ako sám Faggina prezradil, jeho začiatky v spoločnosti Intel boli ťažké, ale nie po technickej stránke. Už po prvých dňoch vo svojej novej práci totiž musel upokojovať spomínaného Shima, ktorý keď zistil, že sa na projekte od jeho zadania takmer skoro nepracovalo, chcel skočiť zo strechy. Uzávierka sa totiž blížila. Nakoniec ale Intel získal povolenie na predĺženie termínu, čo znamenalo dostatok času na štrnásťhodinové pracovné smeny.
Štyri čipy a nefunkčný Intel 4004
Nakoniec sa celé riešenie skladalo zo štyroch čipov (MCS-4) – Intel 4001 (2048 bit ROM – pamäť iba na čítanie s uloženým programom), Intel 4002 (RAM na ukladanie dát) a Intel 4003 (I/O). Keď sa Faggin pokúsil o prvé testy, zistil, že procesor Intel 4004 nefunguje. Po dlhšom skúmaní aj s pomocou mikroskopu však dokázal nájsť chybu, za ktorú mohla výroba a nie jeho dizajn.
Odkladané termíny aj napriek nervóznej Busicom priniesli ale asi to najdôležitejšie, čo Intelu pomohlo stať sa najväčším výrobcom procesorov na svete. Prvý integrovaný obvod začal zaujímať jedného zo zakladateľov Intelu - Bob Noyce. Taký čip bol jednoducho natoľko revolučný, že sa dal použiť aj na ďalšie veci, nie iba pre jednu kalkulačku jedného výrobcu.
Dlho čakajúci Busicom chcel kvôli oneskoreniam znížiť cenu a Intel sa rozhodol tento krok využiť. Dohodol sa s Busicomom, že čip bude mať lacnejšie, ale Intel si môže ponechať práva na svoje potreby. Vďaka tejto zmluve mohol Intel začať pomalú, ale jasnú cestu výrobcu mikroprocesorov.
Najrevolučnejší produkt v dejinách
Práve tak vtedy CEO Intelu Gordon Moore nazval nový čip Intel 4004. Bol schopný pracovať s matematickými operáciami, skladal sa z 2 300 tranzistorov, dokázal spracovať štyri bity naraz a pracoval na frekvencii 108 kHz (maximálne až 740 kHz). Prvá reklama na tento procesor sa objavila 15. novembra 1971 v časopise Electronic News.
Reklama Intelu z roku 1971
V roku 1972 Intel prestaval 8-bitového nástupcu v podobe procesora Intel 8008. Jeho vývoj začal už v čase designovania Intelu 4004, ale bol pozdržaný. Intel 8008 bol pôvodne navrhovaný pre spoločnosť Datapoint, ktorá Intelu dodala aj vlastné inštrukčné sady.
- Intel 4004 mal v roku 1971 taký výkon, ako celý sálový počítač z roku 1946
- Prvé procesory Intel 4004 boli vyrábané pomocou 50mm waferov
- Technológia výroby bola 10 000 nm
Datapoint ale nakoniec nemohol zaplatiť, odstúpil od zmluvy a Intelu nechal všetky práva nielen na samotný čip, ale aj na inštrukčné sady. A práve základy inštrukčnej sady x86, ktorá je teraz pod taktovkou Intelu, sa zrodili pri tomto procesore.
Zdroje :
Intel celebrates the 50th anniversary of the world’s first commercially available microprocessor.
Máte aj vy zaujímavú konštrukciu a chceli by ste sa o ňu podeliť s viac ako 360.000 čitateľmi? Tak neváhajte a dajte nám vedieť, radi ju uverejníme a to vrátane obrazových a video príloh. Rovnako uvítame aj autorov teoretických článkov, či autorov zaujímavých videí z oblasti elektroniky / elektrotechniky.
Kontaktujte nás!
