Intel 4004 — это 4-битный центральный процессор (ЦП), выпущенный корпорацией Intel в 1971 году. Продаваемый за 60 долларов США (что эквивалентно 430 долларам США в 2022 году, [2] 449,43 доллара США в 2023 году [3] ), это был первый микропроцессор, производимый на коммерческой основе. , [4] и первый в длинной линейке процессоров Intel .
4004 стал первым значительным примером крупномасштабной интеграции , демонстрирующим превосходство технологии кремниевых МОП-затворов (SGT). По сравнению с существующей технологией, SGT интегрировал на той же площади кристалла вдвое больше транзисторов и в пять раз превышал рабочую скорость. Такое ступенчатое повышение производительности позволило создать однокристальный процессор, заменивший существующие многочиповые процессоры. Инновационная конструкция микросхемы 4004 послужила моделью использования SGT для сложных логических схем и схем памяти, тем самым ускорив внедрение SGT в мировой полупроводниковой промышленности. Разработчиком оригинального SGT в Fairchild был Федерико Фаггин , который разработал первую коммерческую интегральную схему (ИС), в которой использовалась новая технология, доказав ее превосходство для аналоговых/цифровых приложений ( Fairchild 3708 в 1968 году). Позже он использовал SGT в Intel, чтобы добиться беспрецедентной интеграции, необходимой для создания 4004.
История проекта началась в 1969 году, когда корпорация Busicom обратилась к Intel с просьбой разработать семейство из семи микросхем для электронного калькулятора , три из которых представляли собой центральный процессор, специализированный для создания различных вычислительных машин. ЦП был основан на данных, хранящихся в сдвиговых регистрах, и инструкциях, хранящихся в ПЗУ (постоянная память). Сложность конструкции логики трехкристального ЦП побудила Марсиана Хоффа предложить более традиционную архитектуру ЦП, основанную на данных, хранящихся в ОЗУ (оперативной памяти). Эта архитектура была намного проще и более универсальной и потенциально могла быть интегрирована в один чип, что позволило снизить стоимость и повысить скорость. Проектирование началось в апреле 1970 года под руководством Фаггина при содействии Масатоши Симы , который внес свой вклад в архитектуру, а затем и в логический дизайн. Первая поставка полностью работоспособного 4004 состоялась в марте 1971 года компании Busicom для ее инженерного прототипа печатающего калькулятора 141-PF (сейчас выставленного в Музее истории компьютеров в Маунтин-Вью, Калифорния). [5] Общие продажи начались в июле 1971 года.
Ряд инноваций, разработанных Фаггином во время работы в Fairchild Semiconductor, позволили производить 4004 на одном кристалле. Основной концепцией было использование самовыравнивающегося затвора , изготовленного из поликремния, а не из металла, что позволяло компонентам располагаться гораздо ближе друг к другу и работать на более высокой скорости. Чтобы сделать 4004 возможным, Фаггин также разработал «начальную нагрузку», которую считали невозможной для кремниевых затворов, и «скрытый контакт», который позволял подключать кремниевые затворы непосредственно к истоку и стоку транзисторов без использования металла. В совокупности эти инновации удвоили плотность схемы и, таким образом, вдвое снизили стоимость, позволив одному чипу содержать 2300 транзисторов и работать в пять раз быстрее, чем конструкции, использующие предыдущую технологию МОП с алюминиевыми затворами.
Конструкция 4004 была позже улучшена Фаггином как Intel 4040 в 1974 году. Intel 8008 и 8080 были несвязанными конструкциями, несмотря на схожие названия.
В апреле 1969 года компания Busicom обратилась к Intel с просьбой разработать новую конструкцию электронного калькулятора . В основе своей конструкции они взяли архитектуру Olivetti Programma 101 1965 года , одного из первых в мире настольных программируемых калькуляторов . [6] [7] Ключевое отличие заключалось в том, что в конструкции Busicom использовались интегральные схемы для замены печатных плат, заполненных отдельными компонентами, и твердотельные сдвиговые регистры для памяти вместо дорогостоящего магнитострикционного провода в 101.
В отличие от более ранних конструкций калькуляторов, компания Busicom разработала концепцию процессора общего назначения с целью внедрить ее в бюджетный настольный калькулятор для печати, а затем использовать ту же конструкцию для других целей, таких как кассовые аппараты и банкоматы . Компания уже выпустила калькулятор с использованием логических микросхем малой интеграции TTL и была заинтересована в том, чтобы Intel сократила количество микросхем, используя методы Intel средней интеграции (MSI). [8]
Intel назначила недавно нанятого Марсиана Хоффа , сотрудника номер 12, связующим звеном между двумя компаниями. В конце июня три инженера из Busicom, Масатоши Сима и его коллеги Масуда и Такаяма, отправились в Intel, чтобы представить проект. Хотя ему было поручено только поддерживать связь с инженерами, Хофф начал изучать концепцию. В их первоначальном предложении было семь микросхем: программное управление, арифметический блок (АЛУ), синхронизация, ПЗУ программы, сдвиговые регистры для временной памяти, контроллер принтера и управление вводом/выводом . [9]
Хофф был обеспокоен тем, что количество чипов и необходимые соединения между ними сделают невозможным достижение ценовых целей Busicom. Объединение чипов уменьшит сложность и стоимость. Он также был обеспокоен тем, что у еще маленькой компании Intel не будет достаточного количества разработчиков для одновременного производства семи отдельных чипов. Он выразил эти опасения высшему руководству, и Боб Нойс , генеральный директор, сказал Хоффу, что поддержит другой подход, если он покажется возможным. [9]
Ключевой концепцией конструкции Busicom было то, что программное управление и АЛУ не были нацелены конкретно на рынок калькуляторов, а именно программа в ПЗУ превратила его в калькулятор. Первоначальная идея заключалась в том, что компания могла бы использовать одни и те же микросхемы с разным объемом ОЗУ со сдвиговым регистром и ПЗУ программ для производства различных вычислительных машин. Хофф был поражен тем, насколько близко архитектура набора команд Busicom соответствовала архитектуре компьютеров общего назначения. Он начал размышлять над тем, можно ли сделать действительно универсальный процессор достаточно дешевым, чтобы его можно было использовать в калькуляторе. [10] Когда позже его спросили, откуда у него появились идеи для архитектуры первого микропроцессора, Хофф рассказал, что Plessey , «британская тракторная компания», [11] подарила Стэнфорду миникомпьютер , и он «немного поигрался с ним». пока он был там. Тадаси Сасаки приписывает идею разбить калькулятор на четыре части неназванной женщине из женского колледжа Нара, присутствовавшей на мозговом штурме, который проводился в Японии перед его первой встречей с Intel. [12]
Еще одной разработкой, которая позволила реализовать эту конструкцию на практике, стала работа Intel над первыми чипами динамической оперативной памяти (DRAM). Сдвиговые регистры в то время были одними из немногих недорогих устройств чтения и записи памяти. Они не допускают произвольного доступа, вместо этого с каждым тактовым импульсом перемещают хранимые данные на одну ячейку по цепочке ячеек. Время получения любых данных, например одного байта, является функцией тактовой частоты и количества ячеек в цепочке. Если бы процессору приходилось ждать, пока каждый бит пройдет через регистр, результирующая эффективная скорость была бы слишком низкой, чтобы ее можно было использовать на практике. С другой стороны, DRAM позволяла произвольный доступ к любым хранящимся в них данным, а также имела примерно вдвое большую емкость и, следовательно, была менее дорогой. [10]
Наконец, Хофф заметил, что большая часть сложности микросхемы программного управления объясняется тем, что каждая инструкция реализуется отдельно. Он предложил вместо этого чип поддерживать вызовы подпрограмм и инструкции, где это возможно, реализовываться как подпрограммы. Приложение, естественно, предполагало 4-битную конструкцию, поскольку это позволяло напрямую манипулировать двоично-десятичными значениями (BCD), используемыми калькуляторами. Хофф работал над общей концепцией дизайна в течение июля и августа 1969 года, но обнаружил, что руководители Busicom, похоже, не заинтересовались его предложением. [10]
Хофф не знал, что команда Busicom была чрезвычайно заинтересована в его предложении. Однако их беспокоил ряд конкретных вопросов. Одна из ключевых проблем заключалась в том, что некоторые процедуры, такие как настройка десятичных чисел и обработка клавиатуры, занимали бы большие объемы пространства ПЗУ, если бы были реализованы в виде подпрограмм. Во-вторых, в проекте не было никаких прерываний , поэтому обрабатывать события в реальном времени было бы сложно. Наконец, сохранение чисел в виде 4-битного формата BCD потребует дополнительной памяти для хранения знака и десятичного знака. [13]
В сентябре 1969 года Стэнли Мэйзор перешел в Intel из Fairchild. Хофф и Мазор быстро нашли решение проблем Busicom. Чтобы решить проблему сложности подпрограмм, которая изначально была решена в конструкции Busicom с использованием однобайтовых макроинструкций и сложной схемы декодера, Мазор разработал 20-байтовый интерпретатор , который выполнял те же макроинструкции. Шима предложил добавить новое прерывание, которое будет запускаться по контакту, что позволит клавиатуре управляться по прерываниям. Он также модифицировал команду перехода назад (возврата из подпрограммы), чтобы очистить аккумулятор . [14]
Для достижения ценовых целей было важно, чтобы чип был как можно меньше и использовал наименьшее количество выводов. Поскольку данные составляли 4 бита, а адресное пространство — 12 бит (4096 байт), прямой доступ не мог быть организован с использованием чего-либо меньшего, чем примерно 24 контакта. Это было недостаточно мало, поэтому в конструкции будет использоваться 16-контактный двухрядный корпус (DIP) и мультиплексирование одного набора из 4 линий. Это означало, что для указания адреса в ПЗУ для доступа требовалось три такта и еще два для чтения его из памяти. Работа на частоте 1 МГц позволит ему выполнять математические операции со значениями BCD со скоростью около 80 микросекунд на цифру. [15]
Результатом обсуждений между Intel и Busicom стала архитектура, которая свела 7-чиповую конструкцию Busicom к предложению Intel с 4-х чипами, состоящим из ЦП, ПЗУ, ОЗУ и устройств ввода-вывода (ввода-вывода). Предложение было представлено группе руководителей Busicom в октябре 1969 года. Они согласились, что новая концепция превосходит другие, и дали Intel добро на начало разработки. Хофф был расстроен, узнав, что по контракту все права на дизайн передавались Busicom, несмотря на то, что он был полностью разработан внутри Intel. Затем команда уехала в Японию, но Шима оставался в Калифорнии до декабря, разрабатывая многие подпрограммы. [15]
Ни Хофф, ни Мазор, работавшие в группе исследования приложений, не имели опыта проектирования реальных микросхем, а группа проектирования уже была перегружена разработкой устройств памяти. В апреле 1970 года Лесли Вадас , руководивший группой разработчиков MOS, нанял Федерико Фаггина из Fairchild Semiconductor , чтобы тот возглавил проект. [16] Фаггин уже сделал себе имя, возглавив разработку технологии МОП-кремниевых затворов и проектирование первой коммерческой интегральной схемы (ИС), изготовленной с ее помощью. Новая технология должна была изменить весь рынок полупроводников.
Интегральные схемы состоят из ряда отдельных компонентов, таких как транзисторы и резисторы, которые производятся путем смешивания основного кремния с «легирующими примесями». Обычно это достигается путем нагревания чипа в присутствии химического газа, который диффундирует в поверхность. Раньше отдельные компоненты соединялись вместе в цепь с помощью алюминиевых проводов, нанесенных на поверхность. Поскольку алюминий плавится при 600 градусах, а кремний — при 1000, следы обычно приходилось наносить на последнем этапе, что часто усложняло производственный цикл.
В 1967 году Bell Labs опубликовала статью о создании МОП-транзисторов с самовыравнивающимися затворами из кремния, а не из металла. Однако эти устройства представляли собой апробацию концепции и не могли быть использованы для создания микросхем. Фаггин и Том Кляйн взяли то, что было диковинкой, и разработали всю технологию, необходимую для изготовления надежных интегральных схем. Фаггин также разработал и произвел Fairchild 3708 , [17] первую микросхему, изготовленную с использованием SGT, впервые проданную в конце 1968 года и представленную на обложке журнала Electronics в сентябре 1969 года. [18] [16] Технология кремниевых затворов также сократила ток утечки более чем в 100 раз, что делает возможным создание сложных динамических схем, таких как DRAM (динамическая память с произвольным доступом). Это также позволило использовать высоколегированный кремний, используемый для затворов, для формирования межсоединений, что значительно улучшило плотность схемы ИС со случайной логикой, таких как микропроцессоры.
Этот метод означал, что взаимосвязи можно было выполнить в любой момент процесса. Что еще более важно, проводка была наложена с использованием того же оборудования, на котором были изготовлены остальные компоненты. Это означало, что небольшие различия в компоновке между разными типами машин были устранены. Раньше межсоединения должны были быть намного больше, чем требовалось, чтобы гарантировать соприкосновение алюминия с кремниевыми компонентами, которые могли смещаться из-за неточностей в оборудовании. Устранив эту проблему, схемы можно будет размещать намного ближе друг к другу, что сразу же удвоит плотность компонентов и, таким образом, снизит их стоимость на ту же сумму. Кроме того, алюминиевая проводка действовала как конденсаторы , ограничивая скорость сигнала; их удаление позволило чипам работать на более высоких скоростях. [19] [20]
В Intel Фаггин начал разработку нового процессора, используя этот процесс самовыравнивающегося вентиля. Всего через несколько дней после того, как Фаггин присоединился к компании Intel, Сима прибыл из Японии. Он был разочарован, узнав, что с тех пор, как он ушел в декабре, никаких работ по проекту не велось, и выразил обеспокоенность тем, что первоначальный график теперь невозможен. В ответ Феггин работал до поздней ночи каждый день, а Шима оставался там еще на шесть месяцев, чтобы помогать. Сам Феггин погрузился в рабочие недели, которые длились от 70 до 80 часов. [21] Для достижения необходимой плотности цепей потребовались дополнительные достижения. Одним из таких достижений было использование «скрытых контактов» [22] [23] , которые позволяли напрямую подключать кремниевые соединительные провода к компонентам. Другой пытался выяснить, как добавить «начальную загрузку» с кремниевым затвором как часть одного из шагов маскировки, [24] исключив один шаг из обработки. [16] Без этих двух инноваций Фаггина архитектура Хоффа не могла бы быть реализована в одном чипе.
В то время в схеме наименования чипов Intel для каждого компонента использовался четырехзначный номер. Первая цифра обозначала использованную технологию процесса, вторая цифра обозначала общую функцию, а последние две цифры обозначали порядковый номер разработки этого типа компонента. Согласно этому соглашению, чипы были бы известны как 1302, 1105, 1507 и 1202. Феггин посчитал, что это скроет тот факт, что они образуют единый набор, и решил назвать их «семейством 4000». [25] Четыре чипа были следующими: 4001, 256-байтовое 4-битное ПЗУ; 4002, DRAM с четырьмя 20-байтовыми регистрами; 4003, ввод-вывод с 10-битным статическим регистром сдвига с последовательным и параллельным выходами; и процессор 4004. Полностью расширенная система может поддерживать 16 4001 на общую сумму 4 КБ ПЗУ, 16 4002 на общую сумму 1280 полубайтов (640 байт) ОЗУ и неограниченное количество 4003. 4003 были подключены к программируемым входным и выходным контактам 4001 и к выходным контактам 4002, а не напрямую к ЦП. [9]
Завершив проектирование, Сима вернулся в Японию, чтобы приступить к созданию прототипа калькулятора. Первые пластины 4001 были обработаны в октябре 1970 года, [16] за ними последовали 4003 и 4002 в ноябре. У 4002 была небольшая проблема, которую легко исправить. Первые 4004 прибыли в конце декабря и оказались совершенно нефункциональными. Исследуя чип, Фаггин обнаружил, что этап изготовления скрытых контактов был опущен. Вторая партия была изготовлена в январе 1971 года, и модель 4004 работала отлично, за исключением двух незначительных проблем.
Фаггин отправлял Симе образцы этих чипов по мере их прибытия. В апреле они узнали, что прототип калькулятора работает. Позже в том же месяце Шима отправил Intel окончательные маски для ПЗУ 4001, и теперь проектирование было завершено. Он состоял из одного чипа 4004, двух чипов 4002, трех чипов 4003 и четырех чипов 4001. Дополнительный 4001 предоставил дополнительную функцию квадратного корня. Последнее изменение было добавлено после того, как Фаггин обнаружил неприятную проблему в 4001, которая возникала только тогда, когда чипы были горячими. Решением Фаггина было добавление новой схемы декодера регистров. Та же проблема наблюдалась и в 4002, и было использовано то же решение. Серийное производство началось в августе 1971 года. [26]
Во время звонка Шиме Фаггин узнал, что Busicom испытывает финансовые трудности и, скорее всего, потерпит неудачу, если цена чипа не будет снижена. Затем Феггин убедил Нойса снизить цену в обмен на освобождение Intel от соглашения об эксклюзивности. В мае 1971 года Busicom согласился на это при условии, что он не будет использоваться для какого-либо другого проекта калькулятора и что Intel возместит затраты на разработку в размере 60 000 долларов. [26] С этим изменением маркетингового фокуса название семейства чипов было изменено на MCS-4 , сокращение от Micro Computer System, 4-бит. [25]
Руководство Intel скептически относилось к тому, что их отдел продаж сможет объяснить продукт своим клиентам. Поскольку Intel теперь добилась успеха на рынке памяти, они были обеспокоены тем, что 4004 может запутать рынок, и не решались рекламировать ее. [26] Они опасались, что нынешние клиенты Intel могут рассматривать новый продукт как конкуренцию и вместо этого покупать память у конкурентов. [27] Хофф и Мазор также были обеспокоены тем, что ограничения конструкции сделают ее менее интересной для пользователей, которые привыкли к новым 16-битным мини-компьютерам , выходившим на рынок в то время. [28]
Все изменилось летом 1971 года, когда Эд Гелбах, ранее работавший в Texas Instruments , возглавил отдел маркетинга и немедленно начал планировать публичное объявление о продукте. [28] Это произошло в ноябре 1971 года, когда Intel запустила рекламу «Объявляя о новой эре интегрированной электроники», [29] впервые появившуюся в выпуске Electronic News от 15 ноября . [30]
4004 стал первым коммерческим микропроцессором, доступным для общего использования. [а] Этого почти не было. [28]
В декабре 1969 года компания Computer Terminal Corporation (CTC) обратилась к Intel с просьбой создать специальную микросхему биполярной памяти для проектируемого ими компьютерного терминала Datapoint 2200 . Мазор и Хофф рассмотрели конструкцию своего процессора и пришли к выводу, что он не намного сложнее, чем 4004, и что его можно реализовать как однокристальный 8-битный процессор. [15] За несколько недель до того, как они наняли Фаггина, в марте 1970 года Intel наняла Хэла Фини для разработки 8008, который в то время назывался 1201 в соответствии с соглашением об именах Intel. Однако CTC решила сначала приступить к традиционной реализации TTL своего ЦП, и приоритет проекта был понижен. Фини был назначен на другие проекты, и в конечном итоге он помог Фаггину в тестировании чипов семейства 4000. [31]
В январе 1971 года Фини снова был переведен на 1201 под руководством Фаггина, а серийные чипы были доступны в марте 1972 года. В мае Хофф и Мазор отправились в турне с лекциями, чтобы представить две конструкции процессоров по США. Компромисс между двумя конструкциями заключался в том, что с 4004 и его микросхемами памяти и ввода-вывода было намного проще построить полную компьютерную систему, в то время как 8008 был более гибким, имел большее адресное пространство (16 КБ) и предлагал больше инструкций. Существенная разница состоит в том, что хотя минимальная система 4004 может быть построена с использованием только двух чипов, одного 4004 и одного 4001 (256-байтовое ПЗУ), для 8008 потребуется как минимум 20 дополнительных TTL-компонентов для взаимодействия с памятью и функциями ввода-вывода [ 31]
Эти две конструкции использовались в разных ролях. 4004 использовался там, где стоимость внедрения была основной проблемой, и стал широко использоваться во встроенных контроллерах для таких приложений, как микроволновые печи , светофоры и тому подобные функции. Вместо этого 8008 в основном использовался в программируемых пользователем приложениях, таких как компьютерные терминалы , микрокомпьютеры и тому подобные устройства. Такое разделение функциональности сохраняется и по сей день: первый из них известен как микроконтроллер . [31]
Примерно в то же время были произведены еще три конструкции микросхем ЦП: Four-Phase Systems AL1, созданная в 1969 году; MP944 , построенный в 1970 году и использовавшийся в истребителе F-14 Tomcat; и чип Texas Instruments TMS-0100, анонсированный 17 сентября 1971 года. MP944 представлял собой набор из шести чипов, образующих один процессорный блок. Микросхема TMS0100 была представлена как «калькулятор на кристалле» с оригинальным обозначением TMS1802NC. [32] Этот чип содержит очень примитивный процессор и может использоваться только для реализации различных простых четырехфункциональных калькуляторов. Это предшественник TMS1000 , представленного в 1974 году и считающегося первым микроконтроллером, то есть компьютером на кристалле, содержащим не только ЦП, но также ПЗУ, ОЗУ и функции ввода-вывода. [33] Семейство MCS-4 из четырех чипов, разработанных Intel, из которых 4004 является центральным процессором или микропроцессором, было гораздо более универсальным и мощным, чем однокристальный TMS1000, что позволяло создавать множество небольших компьютеров для различных приложений. . [ нужна цитата ]
Zilog , первая компания, полностью посвященная микропроцессорам и микроконтроллерам, была основана Федерико Фаггином и Ральфом Унгерманном в конце 1974 года. [34] [35]
В процессоре 4004 используется 10-мкм технология pMOS с кремниевым затвором и улучшенной нагрузкой на кристалле площадью 12 мм 2 [37] и он может выполнять примерно92 000 инструкций в секунду ; один цикл инструкции составляет 10,8 микросекунды . [38] Первоначальная тактовая частота составляла 1 МГц, как и у IBM 1620 Model I. [ нужна цитата ]
Intel 4004 был изготовлен с использованием масок, полученных путем физического вырезания каждого рисунка с 500-кратным увеличением на большом листе рубилита , фотоуменьшения и повторения процесса, который устарел из-за современных возможностей компьютерного графического дизайна. [39]
Для тестирования выпускаемых чипов компания Faggin разработала тестер кремниевых пластин семейства MCS-4, который сам управлялся чипом 4004. Тестер также послужил для руководства доказательством того, что микропроцессор Intel 4004 можно использовать не только в продуктах, подобных калькуляторам, но и в управляющих приложениях. [40]
4004 включает функции для прямого низкоуровневого управления выбором микросхем памяти и вводом-выводом, которые обычно не обрабатываются микропроцессором; однако его функциональность ограничена тем, что он не может выполнять код из ОЗУ и ограничивается любыми инструкциями, предоставляемыми в ПЗУ (или независимо загружаемым ОЗУ, работающим как ПЗУ - в любом случае процессор сам не может записывать или передавать данные в ПЗУ). исполняемая область памяти). Чипы частей ОЗУ и ПЗУ также необычны своей интеграцией функций ввода-вывода вместе с основной функцией памяти. Такое разделение значительно уменьшило минимальное количество частей в системе MCS-4, но потребовало включения определенного количества процессороподобной логики в сами микросхемы памяти для приема, декодирования и выполнения инструкций по передаче данных относительно высокого уровня.
Стандартная компоновка системы 4004 — это до 16 микросхем ПЗУ 4001 (в одном банке) и 16 микросхем ОЗУ 4002 (в четырех банках по четыре), которые вместе обеспечивают хранилище программ объемом 4 КБ, 1024 + 256 полубайтов данных. хранилище данных/состояния, а также 64 выходных и 64 входных/выходных внешних линии данных/управления (которые сами могут использоваться для работы, например, 4003). Однако в документации Intel MCS-4 утверждается, что до 48 микросхем ПЗУ и ОЗУ (обеспечивающих до 192 внешних линий управления) «в любой комбинации» можно подключить к 4004 «с помощью простого вентильного оборудования», но отказывается предоставить какие-либо дополнительные сведения. детали или примеры того, как это на самом деле будет достигнуто.
Минимальная спецификация системы, описанная Intel, состоит из 4004 с одним 256-байтовым программным ПЗУ 4001; нет явной необходимости в отдельной оперативной памяти в приложениях минимальной сложности благодаря большому количеству встроенных индексных регистров 4004, которые представляют собой эквивалент 16 × 4-битных или 8 × 8-битных символов (или смеси) рабочей оперативной памяти, ни для простых интерфейсных микросхем благодаря встроенным в ПЗУ линиям ввода-вывода. Однако по мере увеличения сложности проекта различные другие вспомогательные микросхемы начинают становиться полезными.
Было выпущено множество версий процессоров Intel MCS-4. Самые ранние версии, отмеченные маркировкой C (например, C4004), были керамическими и использовали белый и серый узор зебры на обратной стороне чипов, который часто называют «серыми следами». Следующее поколение чипов представляло собой простую белую керамику (также с маркировкой C), а затем темно-серую керамику (D). Многие из последних версий семейства MCS-4 также производились из пластика (P).
Первым коммерческим продуктом, в котором использовался микропроцессор, был калькулятор Busicom 141-PF. Модель 4004 также использовалась в первой игре в пинбол с микропроцессорным управлением — прототипе, созданном Dave Nutting Associates для Bally в 1974 году.
В 1996 году Патентное ведомство США официально признало г-на Гэри У. Буна и его работодателя, компанию Texas Instruments, изобретателями однокристального микроконтроллера, отменив выдачу патента Гилберту П. Хаятту в 1990 году. Несмотря на то, что срок действия патента истек. Считалось, что это может иметь потенциальные финансовые последствия в зависимости от деталей предыдущих контрактов с Гилбертом Хаяттом. [42] По словам Ника Треденника , разработчика микропроцессора и свидетеля-эксперта по делу о патенте Boone/Hyatt:
Вот мое мнение по результатам исследования, которое я провел по патентному делу. Первым микропроцессором в коммерческом продукте был Four Phase Systems AL1 . Первым коммерчески доступным (продаваемым как компонент) микропроцессором был 4004 от Intel. [43]
Популярный миф гласит, что «Пионер-10» , первый космический корабль, покинувший Солнечную систему, использовал микропроцессор Intel 4004. По словам доктора Ларри Лэшера из Исследовательского центра Эймса , команда Pioneer действительно оценивала 4004, но решила, что на тот момент он был слишком новым, чтобы включать его в какой-либо из проектов Pioneer. [ нужна цитация ] Миф был повторен самим Федерико Фаггином в лекции для Музея компьютерной истории в 2006 году. [44]
Федерико Фаггин подписал 4004 своими инициалами, потому что знал, что его конструкция кремниевого затвора воплощает «суть микропроцессора». В углу кубика написано «FF» [25].
15 ноября 2006 года, 35-летие 4004, Intel отпраздновала выпуском схемы чипа , масок и руководства пользователя . [45] Полнофункциональная копия Intel 4004 размером 41 × 58 см, [46] в масштабе 130× была построена с использованием дискретных транзисторов и выставлена в 2006 году в Музее Intel в Санта-Кларе , Калифорния. [47]
15 октября 2010 года Фаггин, Хофф и Мазор были награждены Национальной медалью технологий и инноваций президентом Бараком Обамой за новаторскую работу над 4004. [48]
технически машина представляла собой программируемый калькулятор, а не компьютер.
Первая реклама Intel 4004 появилась в выпуске журнала Electronic News от 15 ноября 1971 года.
В феврале Intel выпускает на рынок микропроцессор 4004. Он имеет размер кристалла 12 квадратных мм и 16 контактов, которые подходят к материнской плате.
включая полнофункциональные копии модели 4004 в 130-кратном масштабе, построенные с использованием дискретных транзисторов, долговечных в музее клавиатур и ползунковых переключателей, а также электроники видеодисплея.
