4004芯片和它的遗产是如何发展为今天的芯片帝国的

今年是英特尔首款商用芯片 4004 诞生 50 周年。

1971 年 11 月 15 日，英特尔在《电子新闻》上刊登了第一个商用单片微处理器 Intel 4004 的广告。

五十年后，让我们回顾一下 4004 芯片及其遗产如何发展成为今天的芯片帝国。

第一个商用单片微处理器

1969 年，一家名为 Busicom 的日本计算器制造商聘请英特尔为其设计的计算器制造芯片。

英特尔设计了一个由四个集成电路 (IC) 组成的芯片组（称为 MCS-4，“微型计算机系统”的缩写），极大地简化了计算器的内部设计。

在为计算器制造商提供解决方案的过程中，英特尔开发并商业化了世界上第一个单芯片微处理器：英特尔 4004。

除了4004之外，Intel还设计了三款配套芯片：4001、4002和4003。其中，4002只有40字节的RAM芯片内存。

1971 年中期，Intel 4004 首次作为 Busicom 141-PF 计算器的一部分推出。在与 Busicom 重新谈判后，英特尔可以自由销售 MCS-4 芯片组。

1971 年 11 月 15 日，英特尔将 Intel 4004 投放市场，并在当时最著名的商业杂志《电子新闻》杂志上刊登了广告。

4004最初的口号是“集成电子的新时代”。回想起来单片微型计算机原理与应用课后答案，这个口号一点也不夸张。

广告上的插图显示，四颗MCS-4芯片若隐若现地笼罩着电脑前的人，广告大胆地宣称：“片上微可编程计算机”

在英特尔推出 4004 之前，计算机的中央处理器 (CPU) 通常是一个或多个包含 IC 和分立电子元件的电路板。

由于英特尔的创新，所有这些电路都可以压缩到比指甲还小的硅片上。

以4004为代表的完全微型化芯片，使计算机小型化成为可能，使家用计算机在未来十年逐渐实用化。

4004 真的是第一个微处理器吗？

这个问题确实存在一些争议，历史学家经常在“第一”之后加上“单芯片”、“商用”等限定词，以关注不同芯片公司的开创性成就。

当英特尔的 4004 商用芯片于 1971 年中期首次亮相时，多芯片微处理器已经在美国海军的 F-14 Tomcat 战斗机上使用，而德州仪器等竞争对手也在开发自己的单芯片微处理器。

特别是，英特尔 4004 处理器标志着随后长期微处理器业务的成功开始，极大地影响了个人计算机的发展，至今仍为数十亿台计算机提供动力。

如果英特尔在 1970 年代初期失败了，那么今天我们很可能正在庆祝另一家公司早期芯片的成功。但事后看来，我们真的可以回首往事，回首4004为英特尔和芯片行业带来的伟大时代。

过去和现在：4004 与 Core i9-12900K

自 1971 年以来，微处理器技术发生了巨大变化，英特尔 4004 CPU 的运行频率仅为 740 KHz，采用 10 微米工艺，仅包含 2250 个晶体管。

前几天，英特尔刚刚发布了最新的第12代酷睿CPU，我们将4004与英特尔酷睿i9-12900K进行了比较。50年后，看看芯片行业的飞速进步有多惊人。

这些比较中真正引人注目的是每个芯片的晶体管数量的惊人变化：225 亿对 217 亿（估计）。

由于制造工艺的显着进步，工艺尺寸已大大减小（从 10 微米到 7 纳米），晶体管数量的大幅增加成为可能，每平方毫米晶体管的密度正在迅速增加。

此外，现代英特尔芯片不仅在其芯片上集成了 CPU，而且还集成了高速内存控制器、成熟的 GPU 等等。我们一定已经走了很长一段路。

Intel 4004的应用

由于 4004 性能有限，很快被 8008） 等功能更强大的芯片取代，因此与随后的 8 位 Intel 芯片相比，4004 的应用并不广泛。不过，这里有几个4004 CPU的产品。

Busicom 141-PF 桌面计算器

Bally Alley 街机保龄球模拟器

Bally Flicker 弹珠机

英特尔 4004 的遗产

英特尔在电子新闻中宣布 4004 仅仅五个月后，它就推出了 8008，这是第一个 8 位微处理器。8008 开创了像 Mark-8 这样的家用电脑时代，它于 1974 年登上 Radio-Electronics 的封面，并刺激了 PC 行业。

Radio-Electronics 1974 年 7 月号的封面是一台配备 Intel 8008 CPU 的计算机

在 8008 之后，英特尔紧随其后的是 8 位 8080、16 位 8086 及更高版本，各种 PC 都采用了每种型号。微处理器性能的快速提升很快让4位4004处理器退出了舞台，但4004对后来世界文化的影响已经开始显现。

作为第一款商用微处理器，4004 的遗产经久不衰。在过去的 50 年里，微处理器从根本上影响了几乎所有行业，重塑了世界经济，改变了文明。

微处理器的重要性怎么强调都不为过，有朝一日它可能被认为与学习使用火一样重要。

学习使用火使我们能够操纵现实世界的工具单片微型计算机原理与应用课后答案，而微处理器使我们能够操纵信息。

技术的小型化并没有随着微处理器的出现而停止。如今，越来越多的公司继续将以前作为单独芯片提供的特性和功能集成到称为片上系统 (SOC) 的单芯片封装中，例如 Apple 的 M1 系列。

芯片的故事还没有结束，但我们都知道它始于 1971 年。

英特尔 4004 50 岁生日快乐！

参考：

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