Intel 4004

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

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]

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]

• 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)

• Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Intel 4004 Wikimedia Commonsissa

• Busicom Calculator Engineering Prototype