Intel 4004 — 4-разрядный центральный процессор (ЦП), выпущенный корпорацией Intel в 1971 году . Продаваемый по цене 60 долларов США (что эквивалентно 450 долларам США в 2023 году [2] ), он был первым коммерчески производимым микропроцессором [3] и первым в длинной линейке ЦП Intel .
4004 был первым значительным примером крупномасштабной интеграции , демонстрирующим превосходство технологии кремниевых затворов МОП (SGT). По сравнению с действующей технологией, SGT, интегрированный на той же площади кристалла, воплощал в два раза больше транзисторов с пятикратной рабочей скоростью. Это ступенчатое увеличение производительности сделало возможным однокристальный ЦП, заменив существующие многокристальные ЦП. Инновационная конструкция чипа 4004 послужила моделью того, как использовать SGT для сложных логических схем и схем памяти, тем самым ускорив принятие SGT мировой полупроводниковой промышленностью. Разработчиком оригинального SGT в Fairchild был Федерико Фаггин , который разработал первую коммерческую интегральную схему (ИС), которая использовала новую технологию, доказав ее превосходство для аналоговых/цифровых приложений ( Fairchild 3708 в 1968 году). Позже он использовал SGT в Intel, чтобы получить беспрецедентную интеграцию, необходимую для создания 4004.
Проект ведёт свою историю с 1969 года, когда Busicom Corp. обратилась к Intel с просьбой разработать семейство из семи микросхем для электронного калькулятора , три из которых представляли собой специализированный ЦП для создания различных вычислительных машин. ЦП был основан на данных, хранящихся в сдвиговых регистрах, и инструкциях, хранящихся в ПЗУ (постоянной памяти). Сложность логической конструкции трехчипового ЦП побудила Марциана 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 одну микросхему, что снижало стоимость и повышало скорость. Проектирование началось в апреле 1970 года под руководством Фаггина, которому помогал Масатоши Шима , который внес вклад в архитектуру, а затем и в проектирование логики. Первая поставка полностью работоспособного 4004 состоялась в марте 1971 года в Busicom для его инженерного прототипа печатного калькулятора 141-PF (сейчас он выставлен в Музее компьютерной истории в Маунтин-Вью, Калифорния). [4] 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 , сделанного из поликремния, а не из металла, что позволило компонентам быть гораздо ближе друг к другу и работать на более высокой скорости. Чтобы сделать 4004 возможным, Фаггин также разработал «бутстрепную нагрузку», считавшуюся невыполнимой с кремниевым затвором, и «скрытый контакт», который позволял кремниевым затворам подключаться напрямую к истоку и стоку транзисторов без использования металла. Вместе эти инновации удвоили плотность схемы и, таким образом, вдвое снизили стоимость, что позволило одному кристаллу содержать 2300 транзисторов и работать в пять раз быстрее, чем конструкции, использующие предыдущую технологию МОП с алюминиевыми затворами.
Позднее, в 1974 году, Фаггин усовершенствовал конструкцию 4004, назвав ее Intel 4040. Такое же наименование сохранилось и в моделях Intel 8008 и 8080 , представляющих собой 8-битные модели.
В апреле 1969 года Busicom обратилась к Intel с просьбой разработать новый дизайн электронного калькулятора . Они взяли за основу архитектуру Olivetti Programma 101 1965 года , одного из первых в мире настольных программируемых калькуляторов . [5] [6] Ключевое отличие заключалось в том, что в дизайне Busicom использовались интегральные схемы вместо печатных плат, заполненных отдельными компонентами, и твердотельные сдвиговые регистры для памяти вместо дорогостоящей магнитострикционной проволоки в 101.
В отличие от более ранних разработок калькуляторов, Busicom разработала концепцию процессора общего назначения с целью внедрения ее в бюджетный настольный печатающий калькулятор, а затем использования той же конструкции для других целей, таких как кассовые аппараты и банкоматы . Компания уже выпустила калькулятор с использованием маломасштабных интегральных схем TTL и была заинтересована в том, чтобы Intel уменьшила количество чипов, используя методы среднемасштабной интеграции (MSI) Intel. [7]
Intel назначила недавно нанятого Марсиана Хоффа , сотрудника номер 12, в качестве посредника между двумя компаниями. В конце июня три инженера из Busicom, Масатоши Шима 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. Их первоначальное предложение включало семь ИС: программное управление, арифметическое устройство (АЛУ), синхронизацию, программное ПЗУ, сдвиговые регистры для временной памяти, контроллер принтера и управление вводом/выводом . [8]
Хофф был обеспокоен тем, что количество чипов и требуемые взаимосвязи между ними сделают невозможным достижение ценовых целей Busicom. Объединение чипов снизит сложность и стоимость. Он также был обеспокоен тем, что у все еще небольшой Intel не будет достаточного количества конструкторов, чтобы производить семь отдельных чипов одновременно. Он поднял эти вопросы перед высшим руководством, и Боб Нойс , генеральный директор, сказал Хоффу, что он поддержит другой подход, если он покажется осуществимым. [8]
Ключевой концепцией в дизайне Busicom было то, что программное управление и АЛУ не были нацелены специально на рынок калькуляторов, это была программа в ПЗУ, которая превращала его в калькулятор. Первоначальная идея заключалась в том, что компания могла бы использовать те же чипы с разным количеством ОЗУ сдвигового регистра и ПЗУ программы для производства ряда вычислительных машин. Хофф был поражен тем, насколько близко архитектура набора инструкций Busicom соответствовала архитектуре компьютеров общего назначения. Он начал размышлять, можно ли сделать действительно универсальный процессор достаточно дешевым, чтобы использовать его в калькуляторе. [9] Когда позже его спросили, откуда он взял идеи для архитектуры первого микропроцессора, Хофф рассказал, что Plessey , «британская тракторная компания», [10] подарила мини-компьютер Стэнфорду , и он «немного поигрался с ним», пока был там. Тадаши 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. [11]
Еще одной разработкой, которая позволила реализовать эту конструкцию на практике, стала работа Intel над самыми ранними чипами динамической оперативной памяти (DRAM). В то время сдвиговые регистры были одними из немногих недорогих устройств чтения и записи памяти. Они не допускают случайного доступа, вместо этого с каждым тактовым импульсом они перемещают сохраненные данные на одну ячейку по цепочке ячеек. Время извлечения 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 быть практичной. DRAM, с другой стороны, допускает случайный доступ к любым сохраненным данным, имея при этом примерно вдвое большую емкость и, таким образом, будучи менее дорогостоящей. [9]
Наконец, Хофф заметил, что большая часть сложности микросхемы управления программой была обусловлена тем, что каждая инструкция реализовывалась отдельно. Он предложил, чтобы микросхема вместо этого поддерживала вызовы подпрограмм , а инструкции реализовывались как подпрограммы, где это возможно. Приложение, естественно, предполагало 4-битную конструкцию, поскольку это позволяло напрямую манипулировать двоично-десятичными (BCD) значениями, используемыми калькуляторами. Хофф работал над общей концепцией дизайна в июле и августе 1969 года, но обнаружил, что руководители Busicom, похоже, не заинтересовались его предложением. [9]
Хофф не знал, что команда Busicom была чрезвычайно заинтересована в его предложении. Однако, было несколько конкретных проблем, которые их беспокоили. Одной из ключевых проблем было то, что определенные процедуры, такие как настройка десятичной дроби и обработка клавиатуры, использовали бы большие объемы пространства ROM, если бы были реализованы как подпрограммы. Другой проблемой было то, что конструкция не включала никаких прерываний , поэтому работа с событиями в реальном времени была бы сложной. Наконец, хранение чисел в виде 4-битного BCD потребовало бы дополнительной памяти для хранения знака и десятичной точки. [12]
В сентябре 1969 года Стэнли Мазор перешел из Fairchild в Intel. Хофф и Мазор быстро нашли решения проблем Busicom. Чтобы решить проблему сложности подпрограмм, изначально решенную в проекте 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 контактом, тем самым позволяя клавиатуре управляться прерываниями. Он также изменил инструкцию Branch Back (возврат из подпрограммы), чтобы очистить аккумулятор . [ 13]
Чтобы достичь ценовых целей, было важно, чтобы чип был как можно меньше и использовал как можно меньше выводов. Поскольку данные были 4 бита, а адресное пространство было 12 бит (4096 байт), не было возможности организовать прямой доступ с помощью чего-либо меньшего, чем около 24 выводов. Этого было недостаточно, поэтому конструкция использовала бы 16-контактную двухрядную компоновку корпуса (DIP) и использовала бы мультиплексирование одного набора из 4 линий. Это означало, что указание того, к какому адресу в ПЗУ обращаться, требовало бы три тактовых цикла, и еще два для чтения его из памяти. Работа на частоте 1 МГц позволила бы ему выполнять математические операции со значениями BCD примерно за 80 микросекунд на цифру. [14]
Результатом обсуждений между Intel и Busicom стала архитектура, которая сократила 7-чиповый дизайн Busicom до 4-чипового предложения Intel, состоящего из ЦП, ПЗУ, ОЗУ и устройств ввода-вывода. Предложение было представлено приглашенной группе руководителей Busicom в октябре 1969 года. Они согласились, что новая концепция превосходна, и дали Intel добро на начало разработки. Хофф был расстроен, узнав, что контракт передал все права на дизайн Busicom, несмотря на то, что он был полностью разработан в Intel. Затем команда уехала в Японию, но Шима оставался в Калифорнии до декабря, разрабатывая многие из подпрограмм. [14]
Ни Хофф, ни Мазор, работавшие в группе прикладных исследований, не имели опыта проектирования реального кремния, а группа проектирования уже была перегружена разработкой устройств памяти. В апреле 1970 года Лесли Вадаш , руководивший группой проектирования МОП, нанял Федерико Фаггина из Fairchild Semiconductor, чтобы тот взял на себя руководство проектом. [15] Фаггин уже сделал себе имя, возглавив всю разработку технологии кремниевых затворов МОП и проектирование первой коммерческой интегральной схемы (ИС), изготовленной с ее помощью. Новая технология собиралась изменить весь рынок полупроводников.
Интегральные схемы состоят из ряда отдельных компонентов, таких как транзисторы и резисторы, которые производятся путем смешивания базового кремния с «легирующими примесями». Обычно это достигается путем нагревания чипа в присутствии химического газа, который диффундирует в поверхность. Раньше отдельные компоненты соединялись вместе, чтобы создать схему, используя алюминиевые провода, нанесенные на поверхность. Поскольку алюминий плавится при 600 градусах, а кремний при 1000, дорожки обычно приходилось наносить на последнем этапе, что часто усложняло производственный цикл.
В 1967 году Bell Labs опубликовала статью о создании МОП-транзисторов с самосовмещенными затворами из кремния, а не металла. Однако эти устройства были лишь проверкой концепции и не могли использоваться для изготовления ИС. Фаггин и Том Кляйн взяли то, что было диковинкой, и разработали всю технологию процесса, необходимую для изготовления надежных ИС. Фаггин также спроектировал и произвел Fairchild 3708 , [16] первую ИС, изготовленную с использованием SGT, впервые проданную в конце 1968 года и представленную на обложке журнала Electronics в сентябре 1969 года. [17] [15] Технология кремниевых затворов также уменьшила ток утечки более чем в 100 раз, что сделало возможным создание сложных динамических схем, таких как DRAM (динамическая память с произвольным доступом). Она также позволила высоколегированному кремнию, используемому для затворов, образовывать межсоединения, значительно улучшая плотность схем случайных логических ИС, таких как микропроцессоры.
Эта техника означала, что соединения могли быть выполнены в любой момент процесса. Что еще более важно, проводка была нанесена с использованием того же оборудования, которое изготавливало остальные компоненты. Это означало, что небольшие различия в компоновке между различными типами машин были устранены. Ранее соединения должны были быть намного больше, чем требовалось, чтобы гарантировать, что алюминий касается кремниевых компонентов, что было бы компенсировано из-за неточностей в оборудовании. После устранения этой проблемы схемы можно было разместить гораздо ближе друг к другу, что немедленно удваивало плотность компонентов и, таким образом, снижало их стоимость на ту же величину. Кроме того, алюминиевая проводка действовала как конденсаторы , которые ограничивали скорость сигнала; их удаление позволяло чипам работать на более высоких скоростях. [18] [19]
В Intel Фаггин начал проектировать новый процессор, используя этот самовыравнивающийся процесс затвора. Всего через несколько дней после того, как Фаггин присоединился к компании Intel, из Японии приехал Шима. Он был разочарован, узнав, что работа над проектом не велась с тех пор, как он ушел в декабре, и выразил свою обеспокоенность тем, что первоначальный график теперь невозможен. Фаггин отреагировал тем, что работал до глубокой ночи каждый день, и Шима остался еще на шесть месяцев, чтобы помочь. Сам Фаггин погрузился в рабочие недели, которые охватывали от 70 до 80 часов. [20] Для достижения требуемой плотности схемы требовались дополнительные усовершенствования. Одним из таких усовершенствований было использование «скрытых контактов» [21] [22] , которые позволяли напрямую подключать кремниевые соединительные провода к компонентам. Другим было выяснение того, как сделать добавление «бутстрепных нагрузок» с кремниевым затвором частью одного из этапов маскирования, [23] исключив один этап из обработки. [15] Без этих двух инноваций Фаггина архитектура Хоффа не могла бы быть реализована в одном чипе.
В то время схема наименования чипов Intel использовала четырехзначный номер для каждого компонента. Первая цифра указывала на используемый технологический процесс, вторая цифра указывала на общую функцию, а последние две цифры указывали порядковый номер в разработке этого типа компонента. Используя это соглашение, чипы были бы известны как 1302, 1105, 1507 и 1202. Фаггин посчитал, что это скроет тот факт, что они образуют связный набор, и решил назвать их «семейством 4000». [24] Четыре чипа были следующими:
Полностью развернутая система могла поддерживать 16 Intel 4001 для общего объема ПЗУ 4 кБ, 16 Intel 4002 для общего объема ОЗУ 1280 полубайтов (640 байт) и неограниченное количество 4003. 4003 были подключены к программируемым входным и выходным контактам на 4001 и к выходным контактам на 4002, а не напрямую к ЦП. [8]
Завершив проект, Шима вернулся в Японию, чтобы начать создание прототипа калькулятора. Первые пластины 4001 были обработаны в октябре 1970 года, [15] за ними последовали 4003 и 4002 в ноябре. У 4002 оказалась небольшая проблема, которую легко было исправить. Первые 4004 прибыли в конце декабря и были совершенно нефункциональными. Исследуя чип, Фаггин обнаружил, что этап изготовления скрытых контактов был пропущен. Второй запуск был изготовлен в январе 1971 года, и 4004 работал отлично, за исключением двух небольших проблем.
Фаггин отправлял образцы этих чипов Шиме по мере их прибытия. В апреле они узнали, что прототип калькулятора был готов. Позже в том же месяце Шима отправил Intel окончательные маски для ПЗУ 4001, теперь проект был завершен. Он состоял из одного чипа 4004, двух 4002, трех 4003 и четырех 4001. Дополнительный 4001 обеспечивал дополнительную функцию квадратного корня. Одно последнее изменение было добавлено после того, как Фаггин обнаружил раздражающую проблему в 4001, которая возникала только тогда, когда чипы были горячими. Добавление новой схемы декодера регистров было решением Фаггина. Та же проблема также наблюдалась в 4002, и было использовано то же решение. Производство началось в больших количествах в августе 1971 года. [25]
Во время разговора с Шимой Фаггин узнал, что Busicom испытывает финансовые трудности и, скорее всего, потерпит крах, если цена на чип не будет снижена. Затем Фаггин убедил Нойса снизить цену в обмен на освобождение Intel от соглашения об эксклюзивности. В мае 1971 года Busicom согласилась на это при условии, что он не будет использоваться ни для какого другого проекта калькулятора и что Intel возместит им расходы на разработку в размере 60 000 долларов. [25] С этим изменением маркетингового фокуса название семейства чипов было изменено на MCS-4 , сокращение от Micro Computer System, 4-bit. [24]
Руководство Intel скептически относилось к тому, что их отдел продаж мог объяснить продукт своим клиентам. Поскольку Intel теперь преуспевала на рынке памяти, они были обеспокоены тем, что 4004 может запутать рынок, и не решались рекламировать его. [25] Они боялись, что нынешние клиенты Intel могут рассматривать новый продукт как конкуренцию, покупая вместо этого память у конкурентов. [26] Хофф и Мазор также были обеспокоены тем, что ограничения дизайна сделают его менее интересным для пользователей, которые привыкли к новым 16-битным мини-компьютерам, выходившим на рынок в то время. [27]
Все изменилось летом 1971 года, когда Эд Гельбах, ранее работавший в Texas Instruments , возглавил отдел маркетинга и немедленно начал разрабатывать планы по публичному анонсу продукта. [27] Это произошло в ноябре 1971 года, когда Intel разместила рекламу «Объявляя о новой эре интегрированной электроники», [28] впервые появившуюся в выпуске Electronic News от 15 ноября . [29]
4004 стал первым коммерческим микропроцессором, доступным для общего использования. [a] Это было почти не так. [27]
В декабре 1969 года к Intel обратилась Computer Terminal Corporation (CTC) с просьбой разработать заказную биполярную микросхему памяти для проектируемого ими компьютерного терминала Datapoint 2200. Мазор и Хофф рассмотрели конструкцию своего ЦП и пришли к выводу, что она не намного сложнее 4004 и что ее можно реализовать как однокристальный 8-битный ЦП. [14] За несколько недель до того, как они наняли Фаггина, в марте 1970 года Intel наняла Хэла Фини для разработки Intel 8008 , в то время называвшегося 1201, в соответствии с соглашением об именовании Intel. Однако CTC решила изначально приступить к реализации обычного TTL-процессора, и приоритет проекта был понижен. Фини был назначен на другие проекты и в конечном итоге помог Фаггину с тестированием микросхем семейства 4000. [30]
В январе 1971 года Фини был переведен обратно на 1201 под руководством Фаггина, а производственные чипы были доступны в марте 1972 года. В мае Хофф и Мазор отправились в турне с лекциями, чтобы представить два проекта ЦП по США. Компромиссы между двумя проектами заключались 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 в 16 КБ и предлагал больше инструкций. Существенное различие заключается в том, что в то время как минимальная система 4004 могла быть построена с использованием всего двух чипов, одного 4004 и одного 4001 (256-байтовое ПЗУ), 8008 потребовал бы по крайней мере 20 дополнительных компонентов TTL для взаимодействия с функциями памяти и ввода-вывода. [30]
Эти два проекта нашли применение в разных ролях. 4004 использовался там, где стоимость внедрения была главной проблемой, и стал широко использоваться во встроенных контроллерах для таких приложений, как микроволновые печи или светофоры и подобных ролей. 8008 вместо этого оказался в основном использован в программируемых пользователем приложениях, таких как компьютерные терминалы , микрокомпьютеры и подобные роли. Это разделение функциональности сохраняется и по сей день, причем первый известен как микроконтроллер . [30]
Три других дизайна микросхем ЦП были созданы примерно в то же время: Four-Phase Systems AL1, созданная в 1969 году; MP944 , завершенная в 1970 году и использовавшаяся в истребителе F-14 Tomcat; и микросхема Texas Instruments TMS-0100, анонсированная 17 сентября 1971 года. MP944 представляла собой набор из шести микросхем, образующих единый процессорный блок. Микросхема TMS0100 была представлена как «калькулятор на микросхеме» с первоначальным обозначением TMS1802NC. [31] Эта микросхема содержит очень примитивный ЦП и может использоваться только для реализации различных простых калькуляторов с четырьмя функциями. Она является предшественником TMS1000 , представленного в 1974 году, который считается первым микроконтроллером, т. е. компьютером на микросхеме, содержащим не только ЦП, но также ПЗУ, ОЗУ и функции ввода-вывода. [32] 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. [ необходима цитата ]
Zilog , первая компания, полностью посвященная микропроцессорам и микроконтроллерам, была основана Федерико Фаггином и Ральфом Унгерманном в конце 1974 года. [33] [34]
.jpg/1280px-KL_National_INS4004_(cropped).jpg)
В 4004 используется технология 10 мкм кремниевого затвора с улучшенной нагрузкой pMOS на кристалле площадью 12 мм2 [ 36] и может выполнять около92 000 инструкций в секунду ; один цикл инструкций составляет 10,8 микросекунд . [37] Первоначальная целевая тактовая частота была 1 МГц, такая же, как у IBM 1620 Model I. [ требуется ссылка ]
Intel 4004 был изготовлен с использованием масок, полученных путем физического вырезания каждого шаблона при 500-кратном увеличении на большом листе рубилита , фотоуменьшения его и повторения, процесс, который стал устаревшим из-за современных возможностей компьютерного графического дизайна. [38]
Для тестирования производимых чипов Фаггин разработал тестер для кремниевых пластин семейства MCS-4, который сам управлялся чипом 4004. Тестер также служил для руководства доказательством того, что микропроцессор Intel 4004 может использоваться не только в калькулятороподобных продуктах, но и для управляющих приложений. [39]
4004 включает функции для прямого низкоуровневого управления выбором микросхемы памяти и ввода-вывода, которые обычно не обрабатываются микропроцессором; однако его функциональность ограничена тем, что он не может выполнять код из ОЗУ и ограничена любыми инструкциями, предоставленными в ПЗУ (или независимо загруженной ОЗУ, работающей как ПЗУ — в любом случае сам процессор не может записывать или передавать данные в исполняемое пространство памяти). Микросхемы частей ОЗУ и ПЗУ также необычны в своей интеграции функций ввода-вывода вместе с их основной функцией памяти. Такое разделение значительно сократило минимальное количество частей в системе MCS-4, но потребовало включения определенного количества логики, подобной процессору, на самих микросхемах памяти для приема, декодирования и выполнения относительно высокоуровневых инструкций по передаче данных.
Стандартная компоновка для системы 4004 — это все, что угодно, вплоть до 16 × 4001 микросхем ПЗУ (в одном банке) и 16 × 4002 микросхем ОЗУ (в четырех банках по четыре), которые вместе обеспечивают 4 КБ памяти программ, 1024 + 256 полубайт памяти данных/состояния, а также 64 выходных и 64 входных/выходных внешних линий данных/управления (которые сами по себе 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» могут быть подключены к 4004 «с помощью простого оборудования стробирования», но отказывается предоставить какие-либо дополнительные подробности или примеры того, как это будет фактически достигнуто.
Минимальная системная спецификация, описанная Intel, состоит из 4004 с одним 256-байтным программным ПЗУ 4001; нет явной необходимости в отдельной ОЗУ в приложениях минимальной сложности благодаря большому количеству встроенных индексных регистров 4004, которые представляют эквивалент 16 × 4-битных или 8 × 8-битных символов (или смеси) рабочей ОЗУ, а также в простых интерфейсных микросхемах благодаря встроенным линиям ввода-вывода ПЗУ. Однако по мере увеличения сложности проекта различные другие вспомогательные микросхемы начинают становиться полезными.
Было выпущено множество версий линейки процессоров Intel MCS-4. Самые ранние версии, обозначенные C (например, C4004), были керамическими и использовали узор зебры из белого и серого на задней стороне чипов, часто называемый «серыми следами». Следующее поколение чипов было просто белым керамическим (также обозначенным C), а затем темно-серым керамическим (D). Многие из более поздних версий семейства MCS-4 также производились из пластика (P).
Первым коммерческим продуктом, использовавшим микропроцессор, был калькулятор Busicom 141-PF. 4004 также использовался 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, Texas Instruments, изобретателями однокристального микроконтроллера, отменив патент, выданный Гилберту П. Хайятту в 1990 году. Несмотря на то, что срок действия патента истек, считалось, что он может иметь потенциальные финансовые последствия в зависимости от деталей предыдущих контрактов с Гилбертом Хайяттом. [41] По словам Ника Треденника , разработчика микропроцессоров и эксперта-свидетеля по этому патентному делу Буна/Хайятта:
Вот мои мнения из [этого] исследования [я провел для патентного дела]. Первым микропроцессором в коммерческом продукте был Four Phase Systems AL1 . Первым коммерчески доступным (продаваемым как компонент) микропроцессором был 4004 от Intel. [42]
Популярный миф гласит, что Pioneer 10 , первый космический корабль, покинувший Солнечную систему, использовал микропроцессор Intel 4004. По словам доктора Ларри Лэшера из Исследовательского центра Эймса , команда Pioneer оценила 4004, но решила, что на тот момент он был слишком новым, чтобы включать его в какой-либо из проектов Pioneer. [ необходима цитата ] Этот миф повторил сам Федерико Фаггин в лекции для Музея компьютерной истории в 2006 году. [43]
Федерико Фаггин подписал 4004 своими инициалами, потому что он знал, что его конструкция кремниевого затвора воплощает «сущность микропроцессора». На углу кристалла написано «FF» [24]
В ноябре 1996 года — в 25-ю годовщину микропроцессора — компания Intel подарила своим американским сотрудникам латунные часы , содержащие микропроцессорную микросхему 4004. [44] [45]
15 ноября 2006 года, в 35-ю годовщину 4004, Intel отпраздновала это событие, выпустив схемы чипа , рабочие шаблоны и руководство пользователя . [46] Полностью функциональная 41 × 58 см, [47] 130-кратная копия Intel 4004 была построена с использованием дискретных транзисторов и выставлена в 2006 году в музее Intel в Санта-Кларе , Калифорния. [48]
15 октября 2010 года Фаггин, Хофф и Мазор были награждены президентом Бараком Обамой Национальной медалью за технологии и инновации за их новаторскую работу над 4004. [49]
Технически, машина была программируемым калькулятором, а не компьютером.
Первая реклама Intel 4004 появилась в выпуске
Electronic Newsот 15 ноября 1971 года .
В феврале Intel выпускает на рынок микропроцессор 4004. Он имеет размер кристалла 12 кв. мм и 16 контактов, которые вставляются в материнскую плату.
включая полностью функциональные копии 4004 в масштабе 130x, созданные с использованием дискретных транзисторов, прочные клавиатуры и ползунковые переключатели, а также электронику для видеодисплеев.
