К 54-летию процессора Intel 4004 создали гигантский компьютер на дискретных транзисторах

В честь недавнего 54-летия процессора Intel 4004 публике показали прототип полноценного компьютера MCS-4, собранного на дискретных транзисторах. На изображении ниже можно увидеть интерфейс калькулятора, окруженный семью «микросхемами», собранными вручную на печатных платах, которые аппаратно воспроизводят всю оригинальную логику калькулятора Busicom 141-PF. Это означает, что представленные платы являются увеличенными репликами процессора Intel 4004 (самая большая, в центре), а также микросхем ПЗУ 4001, ОЗУ 4002 и регистров сдвига 4003.

В центре снизу: процессор 4004. В центре сверху: ПЗУ 4001. Слева вверху: три регистра сдвига 4003. Справа: два модуля ОЗУ 4002. Слева внизу: интерактивная реплика интерфейса калькулятора Busicom 141-PF. / Изображение: Klaus Scheffler on www.4004.com

Этот гигантский калькулятор, недавно завершенный Клаусом Шеффлером и Лайошем Кинтли, планируется выставить в швейцарском музее Enter в следующем году. Экспонат будет интерактивным — посетители смогут изучать блок-схемы, значения регистров и, предположительно, нажимать на кнопки физической клавиатуры калькулятора.

Работа над этим увлекательным проектом началась несколько лет назад с разработки центрального процессора — легендарного 4-битного Intel 4004. Напомним, что Intel разработала этот «первый коммерческий микропроцессор» специально для калькулятора Busicom, выпущенного в 1971 году. Поэтому логично, что теперь все семейство Intel 4000 было воссоздано для потомков в виде работающего калькулятора-гиганта.

Тим Макнерни, руководитель проекта по празднованию 50-летия Intel 4004, рассказал, что в июле 2005 года он посетил Intel, чтобы получить доступ к трем большим инженерным чертежам процессора 4004, хранящимся в архивах компании. Федерико Фаджин (оригинальный разработчик чипа 4004) и Рэйчел Стюарт подтвердили, что это полный набор чертежей, «выполненных так же, как и разводка чипа». В конечном итоге эти изыскания привели к созданию первых «микросхем» на дискретных транзисторах с увеличением в 130 раз, которые видны на главном изображении.

Примечательно, что увеличенный процессор 4004 работает примерно в два раза быстрее оригинального кремниевого — до 1,5 МГц против исходных 740 кГц. Блог музея приписывает это улучшение производительности «оригинальному выбору Шеффлера — полевикам с низкой емкостью и четырьмя выводами, разработанным для RF-приложений... и многим часам упорной работы».

Для создания работающих увеличенных версий ПЗУ 4001, модулей ОЗУ 4002 и регистров сдвига 4003 потребовались дополнительные усилия в области цифровой археологии. И теперь эта великолепная экспозиция готова для публики (ее показ начнется в следующем году).

ИИ: В 2025 году подобные проекты — это не только дань уважения истории вычислительной техники, но и наглядный образовательный инструмент, позволяющий новому поколению понять, с чего всё начиналось. Особенно впечатляет, что энтузиастам удалось не просто воссоздать форму, но и добиться повышения производительности по сравнению с оригиналом.