Intel 4004

Intel 4004 on Intelin ensimmäinen mikroprosessori. Suoritin julkaistiin 15. marraskuuta 1971. Se on 4-bittinen ja koostuu 2 300 transistorista.

Intel 4004
Intel 4004:n rakenne

Se on yksi kolmesta maailman ensimmäisestä kaupalliseen käyttöön tehdystä yhdelle piisirulle integroidusta mikroprosessorista. Kolme suoritinta julkaistiin lähes samaan aikaan: Texas Instrumentsin TMS 1000, Garrett AiResearchin MP944 (F-14 Tomcat hävittäjän CADC) ja Intelin 4004.[1] Nykyisin siruilla voi joidenkin mielestä olla keräilyarvoa tuhatkin dollaria.[2]

15. marraskuuta 2006 Intel julkaisi suorittimen 35. juhlavuoden kunniaksi prosessoria koskevaa teknistä materiaalia, kuten valmistuskaaviot.[3]

HistoriaMuokkaa

Busicomin Masatoshi Shima halusi tietokoneistetun laskimen toimistokäyttöön ja ehdotti Intelille kahdeksan mikropiirin järjestelmää.[4] Kolme piiriä olisi rajapinta oheislaitteisiin, kuten näppäimistöön ja tulostimeen, yksi piiri tietojen tallentamiseen, yksi piiri ohjelmakoodin tallettamiseen ja kaksi piiriä, jotka yhdessä muodostaisivat suorittimen.[4]

Intelin Ted Hoff oli huolissaan, että Intelillä olisi vaikeuksia tuottaa niin monta piiriä, ja ehdotti piirimäärän puolittamista.[4] Hoffin ehdotuksessa oli 256-tavun muistipiiri ohjelmakoodille (malli 4001), 40 tavun muistipiiri datalle (4002), oheislaitepiiri (4003) ja yksi suoritinpiiri (4004).[4] Piirit yhdessä muodostivat neljäbittisen MCS-4-järjestelmän.[4] Hoff otti mukaan Intelin Stanley Mazorin piirin määrittelyyn ja tuotantoaikataulun suunnitteluun.[4] Busicom oli kiinnostunut, ja sopimus syntyi helmikuussa 1970.[4] Tavoite oli, että Shima palaisi tarkistamaan edistymisen huhtikuussa 1970 ja että piirit laitettaisiin tuotantoon porrastetusti heinäkuusta lokakuuhun 1970.[4]

Projekti jäi jumiin Intelillä koska Hoff ja Mazor eivät olleet piirien suunnittelijoita.[4] Intelillä ei myöskään ollut ketään sopivaa, sillä yhtiö oli keskittynyt muistipiireihin.[4] Yhtiöön palkattiin Frederico Faggin. Faggin oli aiemmin rakentanut tietokoneen tyhjästä Olivetille ja oli sitten siirtynyt Fairchild Semiconductorille.[4] Kun Faggin aloitti Intelillä huhtikuussa 1970, aikaa oli puoli vuotta suunnitella sovitut neljä piiriä.[4] Alkuperäinen aikataulu oli laadittu muistipiirien suunnittelun mukaisesti. Niissä on paljon toistuvia elementtejä, kun taas suorittimet vaativat monimutkaista ja vaihtelevaa logiikkaa.[4] Shima saapui tarkistamaan projektin tilannetta muutama päivä Fagginin aloittamisen jälkeen ja oli vihainen, koska projektia ei ollut aloitettu.[4] Shima jäi auttamaan suunnittelussa, ja Faggin aloitti piirien kehittämisen järjestyksessä: 4001 ROM-piiri, 4003 oheislaitepiiri, 4002 RAM-piiri ja viimeiseksi 4004 suoritin.[4] Busicomilla oli toimiva MCS-4 piirisarja maaliskuussa 1971.[4]

Piirisarjan suunnitelma oli Busicomin yksinoikeus, mutta Intelin pyynnöstä ja kustannuksien pienenemisen ansiosta Busicom antoi Intelille luvan piirin myymiseen. Intel aloitti mainostamisen marraskuussa 1971.[4] Busicom myi yli satatuhatta laskinta, joissa oli 4004, ja hyväksyi 60 000 dollarin kertamaksun Inteliltä yksinoikeudesta 4004:n suunnitelmaan.[5]

Intel palkkasi Shiman suunnittelemaan 8-bittisen Intel 8080:n.[6] Faggin ja Ralph Ungerman lähtivät Inteliltä ja perustivat Zilogin vuonna 1974.[7] Shima siirtyi Zilogille ja Faggin, Ungerman ja Shima kehittivät yhdessä Zilog Z80 -mikroprosessorin.[6]

Tekniset tiedotMuokkaa

  • Kellotaajuus enimmillään 740 kHz
  • 2 300 transistoria
  • Harvard-arkkitehtuuri, muisti ja ohjelmakoodi fyysisesti erillisiä. Toisin kuin useimmissa Harvard-arkkitehtuurin prosessoreissa 4004:ssä on kuitenkin vain yksi 4-bittinen multipleksoitu väylä.
  • 12-bittiset muistiosoitteet, jotka mahdollistavat 4 kilotavun muistin käytön
  • 16 4-bittistä rekisteriä
  • Käskykanta koostuu 46 käskystä (41 8-bittistä käskyä ja 5 16-bittistä käskyä)

LähteetMuokkaa

  1. The Most Widely Used Computer on a Chip The TMS 1000 smithsonianchips.si.edu. Viitattu 25.1.2017.
  2. It.news
  3. 4004.com
  4. a b c d e f g h i j k l m n o p q Stephen Cass: Chip Hall of Fame: Intel 4004 Microprocessor The first CPU-on-a-chip was a shoestring crash project spectrum.ieee.org. 2.7.2018. Viitattu 25.10.2021. (englanniksi)
  5. The personal computer revolution britannica.com. Viitattu 21.1.2020. (englanniksi)
  6. a b Masatoshi Shima computerhistory.org. Viitattu 18.1.2020. (englanniksi)
  7. Zilog, Inc computerhistory.org. Viitattu 18.1.2020. (englanniksi)

Aiheesta muuallaMuokkaa