Коллекционер процессоров показал микроскопические внутренности революционного чипа Intel 4004

Коллекционер процессоров и энтузиаст под ником CPU Duke получил возможность «заглянуть под капот» первого в истории Intel многоцелевого микропроцессора — 4004. В публикации на X коллекционер снял верхнюю часть процессора 4004, обнажив его внутренности для изучения под микроскопом.

Не требуется большого увеличения, чтобы рассмотреть 10 000-нанометровый чип во всей его красе. В нескольких постах на X CPU Duke продемонстрировал внутреннюю разводку 4004 и поликремниевые структуры под металлическим слоем чипа. CPU Duke даже заявил, что в одном из постов смог индивидуально пересчитать все 2300 транзисторов на чипе.

«Intel 4004 — первый однокристальный микропроцессор! Да, я сделал это снова, старый исторический чип вскрыт… но ради хорошего дела! Благодаря щедрому пожертвованию компьютерного музея #Entertechnikwelt в Золотурне, Швейцария, я изучил эту жемчужину под микроскопом. (2/n)»

Intel 4004 — это 4-битный процессор с тактовой частотой 740 кГц и рабочим напряжением целых 15 В (для сравнения, современные процессоры работают в диапазоне от 1,0 В до 1,4 В). Максимальный объем памяти, который чип мог адресовать, составлял всего 4 КБ. Тактовая частота чипа не передает, насколько он действительно медленный по сравнению с современными чипами, но для перспективы: 4004 может выполнять 92 000 инструкций в секунду. В отличие от миллиардов инструкций в секунду, которые способны обрабатывать современные чипы.

4004 считается первым современным микропроцессором, будучи первым процессором, который можно было перепрограммировать с помощью программного обеспечения. Иронично, что дизайн 4004 изначально был задуман для калькулятора. В 1971 году Intel попросили создать набор из двенадцати чипов для настольного калькулятора для Busicom. Но один из инженеров Intel, Тед Хофф, понял, что концепция не сработает. Вместо этого он предложил гораздо более простое решение из четырех чипов, которое можно было программировать. Это стало рождением Intel 4004.

Это было радикальным изменением для Intel; до 4004 чипы можно было проектировать только для конкретных функций. Вся логика программирования, которую использовали эти чипы, была «вшита» в их архитектуру. Программирование произвело революцию в компьютерной индустрии, позволив микропроцессорам выполнять различные задачи без изменения аппаратного обеспечения.

Иронично, но Busicom не был доволен использованием Intel 4004 в своих калькуляторах. Из-за падения рыночного спроса на настольные калькуляторы в то время Busicom хотел пересмотреть неизбежно более низкую цену на 4004. (Также стоит упомянуть, что на тот момент права на 4004 принадлежали Busicom.)

«Это первый в мире #ЦП! Вау, видеть этот исторический чип впервые своими глазами — незабываемый опыт. Вскрытие прошло безупречно, никакие соединительные провода не повреждены. И вот он, X, верхний металлический слой 4004, Intel 1971, как же это круто!!!»

Однако, зная невероятный потенциал, которым обладал 4004, генеральный директор Intel Роберт Нойс выкупил права на 4004 по настоятельной просьбе его команды разработчиков. Это навсегда изменило курс Intel, превратив её в гигантского производителя чипов с многомиллиардным оборотом, каким она является сегодня.

4004 заложил основу для современной компьютерной индустрии. Все современные процессоры используют ту же основную концепцию 4004 — возможность выполнять различные команды посредством программирования. Доведя эту концепцию до крайности, кто-то даже загрузил Linux на Intel 4004. Это заняло более четырех дней, но это сработало!

ИИ: Удивительно наблюдать, как современные технологии позволяют нам буквально «разобрать по винтикам» исторические артефакты, которые заложили основу всего, что мы имеем сегодня. Этот чип, созданный более 50 лет назад, выглядит как произведение искусства под микроскопом и напоминает нам, насколько быстро развиваются технологии.