英特尔4004，50岁生日快乐！

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  新智元报道  

编辑：David

【新智元导读】今年是英特尔首款商用微处理器4004诞生50周年。4004为10微米工艺，仅有2250个晶体管，但却开启了计算和芯片产业的伟大时代，彻底改变了人类的生活。这个故事，要从1969年的一款计算器讲起。

今年是英特尔首款商用芯片4004诞生50周年。

1971 年 11 月 15 日，英特尔在《电子新闻》上发布了第一个商用单芯片微处理器英特尔 4004 的广告。

五十年后，我们来回顾一下，4004芯片和它的遗产是如何发展为今天的芯片帝国的。

 

首款商用单片微处理器

1969 年，一家名为Busicom的日本计算器制造商聘请英特尔为其设计的计算器制造芯片。

英特尔设计出了一种由四个集成电路 (IC) 组成的芯片组（称为 MCS-4，即「微型计算机系统」的缩写），极大地简化了计算器的内部设计。

 

在为这家计算器制造商提供解决方案的过程中，英特尔开发并商业化了世界上第一个单芯片微处理器：英特尔4004。

 

除了4004外，英特尔还设计了三种支持芯片：4001、4002和4003。其中，4002是仅40字节的RAM芯片内存。

 

1971年年中，Intel 4004 作为 Busicom 141-PF 计算器的一部分首次推出。在与 Busicom 重新谈判后，英特尔可以自由地将MCS-4芯片组出售。

 

1971 年 11 月 15 日，英特尔在当日的《电子新闻》杂志上（当时最著名的行业杂志）上刊出广告，将英特尔 4004 推向了通用市场。

4004最初的广告语是，「集成电子的新时代」。回过头来看，这个广告语毫不夸张。

 

广告上的插图显示，四片 MCS-4 芯片在计算机前的人身上若隐若现，广告中大胆宣称：「芯片上的微可编程计算机」

 

在Intel 推出 4004 之前，计算机中央处理器 (CPU) 通常是一块或几块装有 IC 和分立电子元件的电路板。

由于英特尔的创新，所有这些电路都可以压缩在一块比指甲还小的硅片上。

 

以4004为代表的完全小型化芯片，使计算机的小型化成为可能，并让家用计算机在未来十年变得逐步实用。

 

4004真的是第一个微处理器吗？

这个问题确实存在一些争议，历史学家通常会在「第一个」后面添加诸如「单芯片」、「商用」之类的限定性词语，以关注不同芯片企业的开创性成就。

 

1971年年中，英特尔4004商用芯片首次亮相时，多芯片微处理器已经在美国海军的 F-14 雄猫战斗机上搭载使用，德州仪器等竞争对手也在开发自己的单芯片微处理器。

尤其值得一提的是，英特尔4004处理器标志着此后长期微处理器业务的成功开端，它极大地影响了个人计算机的发展，至今仍为数十亿台计算机提供动力。

 

如果英特尔上世纪 70 年代初失败了，今天我们很可能会庆祝另一家公司的早期芯片的成功。但是，事后看来，我们真的可以回顾过去，回顾4004为英特尔和芯片产业开启的大时代。

 

过去和现在：4004 与酷睿i9-12900K

自 1971 年以来，微处理器技术发生了巨大变化，英特尔的4004 CPU 运行频率仅为 740 KHz，使用 10 微米工艺，仅包含 2250 个晶体管。

 

前几日，英特尔刚刚发布了最新的12代酷睿CPU，我们将 4004 和英特尔酷睿i9-12900K 进行了比较。50年过去，看看芯片产业的飞速进步到底达到了多么惊人的程度。

 

 

在这些对比数据中，真正引人注目的是每个芯片上晶体管数量的惊人变化：2250与217 亿（估计值）。

 

由于制造工艺的显著进步，制程尺寸大幅减小（从10微米到7纳米），晶体管数量的大幅增加是可能的，每平方毫米上的晶体管密度迅速增大。

 

另外，现代英特尔芯片在其芯片上封装的不仅仅是一个CPU，还包括一个高速内存控制器、一个功能齐全的GPU，以及更多集成到一个包中的功能。我们肯定已经走了很长一段路。

 

英特尔 4004 的应用

由于 4004 性能有限，且很快被更强大的芯片（比如 8008）取代，与随后的 8 位英特尔芯片相比，4004并没有得到太广泛的使用。不过，这里还是列出一些采用 4004 CPU 的产品。

 

Busicom 141-PF 桌面计算器

Bally Alley 街机保龄球模拟器

 Bally Flicker 弹球机

英特尔 4004 的遗产

英特尔在《电子新闻》上宣布 4004 仅五个月后，就推出了8008，这是第一款 8 位微处理器。8008 开启了像 Mark-8 这样的家用电脑时代，它于1974 年登上 Radio-Electronics 的封面，刺激了个人电脑行业。

 

1974 年 7 月发行的 Radio-Electronics 封面是一台使用Intel 8008 CPU的计算机

 

在 8008 之后，英特尔紧随其后推出了 8 位 8080、16 位 8086 及更高版本，各种个人电脑沿途采用了每种型号。微处理器性能快速提升，很快就让4位的4004 处理器退出了舞台，但4004对后来世界文化的影响已经开始实现。

 

作为有史以来第一个商用微处理器，4004 的遗产是不朽的。在过去的 50 年中，微处理器从根本上影响了几乎所有行业，重塑了世界经济，并改变了文明。

微处理器的重要性再怎么强调也不为过，它有朝一日可能会被认为与学会用火一样重要。

学会用火，让我们可以操纵现实世界的工具，微处理器让我们可以操纵信息。

 

技术的小型化并没有随着微处理器的出现而停止。如今，更多公司继续将以前作为独立芯片提供的特性和功能集成到称为片上系统 (SOC) 的单芯片封装中，比如Apple 的 M1 系列。

芯片的故事还没有结束，但我们都知道故事的起点，1971 年。

 

英特尔 4004，50岁生日快乐！

参考资料：

https://www.howtogeek.com/766783/the-microprocessor-is-50-celebrating-the-intel-4004/

https://www.intel.com/content/www/us/en/newsroom/news/intel-marks-50th-anniversary-4004.html#gs.gmpx26