Mikroelektroniğin doğuşu: İlk işlemcinin hikayesi

Dünyadaki ilk ticari olarak başarılı mikroişlemci, Intel 4004 oldu ve 1971 yılında Intel şirketi tarafından piyasaya sürüldü. Yaratıcıları mühendisler Federico Faggin, Stanley Mazor ve Marcian Hoff idi ve ana müşteri Japon şirketi Busicom'du. Tırnak boyutundaki bu çip, merkezi işlem birimini, kayıt defterlerini ve kontrol mantığını tek bir kristal üzerinde birleştirerek hesaplama tekniklerinde bir devrim yarattı ve kişisel bilgisayarlar çağını başlattı.

İlk çipi kim ve neden yarattı

Intel 4004'ün ortaya çıkış hikayesi Intel laboratuvarlarında değil, hesap makinesi üreticisi Japon şirketi Busicom'un ofisinde başladı. 1969 yılında Busicom, yeni programlanabilir hesap makineleri serisi için özel entegre devre seti geliştirmesi talebiyle Intel'e başvurdu.

Intel mühendisi Marcian Hoff radikal bir çözüm önerdi: Hesap makinesinin her işlevi için 12 farklı çip oluşturmak yerine, harici bellek üzerinden programlanabilen tek bir evrensel çip yapmak. Bu, farklı cihazlar için aynı "donanım" tabanını kullanmaya olanak tanıyacak ve yalnızca yazılım kodunu değiştirecekti.

Başlangıçta Intel, haklar Busicom'a ait olduğu için bu çipi ayrı olarak satmayı planlamıyordu. Ancak daha sonra, 1971 yılında Intel, işlemcinin diğer uygulamalar (hesap makineleri dışında) için satış haklarını 60.000 $ karşılığında satın aldı. Bu karar, endüstri tarihinde bir dönüm noktası oldu.

Intel 4004 nasıl görünüyordu

İlk işlemcinin dış görünümü, modern çok çekirdekli devlerden kökten farklıydı, ancak on yıllar boyunca ambalaj standardını belirleyen именно oydu.

• Gövde: İki sıra bacaklı seramik DIP gövde (Dual In-line Package).
• Pin sayısı: 16 temas noktası (her iki tarafta 8'er adet).
• Kristal boyutu: Sadece 3 mm × 4 mm.
• Üretim teknolojisi: 10 mikron (karşılaştırma için, modern çipler 5 nanometreden daha küçük üretim teknolojisini kullanır).
• Transistörler: Kristal üzerinde 2.300 transistör bulunuyordu.

Çip, metalik bacaklara sahip küçük siyah bir dikdörtgen gibi görünüyordu. Üst kapakta genellikle Intel logosu, model adı (C4004) ve üretim tarihi gibi işaretlemeler bulunurdu. Modern standartlara göre küçücük boyutlarına rağmen, o dönem için bu, ayrık bileşenlere sahip tüm kartların yerini alan miniaturizasyonun bir şaheseriydi.

Çalışma prensibi ve teknik özellikler

Intel 4004 4-bitlik bir işlemciydi. Bu, tek bir saat döngüsünde verileri 4 bitlik parçalar halinde işleyebileceği anlamına gelir. Modern görevler için bu felaket derecede yetersizdir, ancak ondalık basamaklarla çalışan bir hesap makinesi için (bir basamağı kodlamak için tam olarak 4 bit gerekir) bu yeterliydi.

Temel parametreler:

Görevleri nasıl yerine getiriyordu?

İşlemci, önemli kısıtlamalarla birlikte klasik von Neumann mimarisine göre çalışıyordu:

1. Komut getirme: İşlemci, harici salt okunur bellekten (ROM) talimatı okuyordu.
2. Çözümleme: Dahili kod çözücü, hangi eylemin gerçekleştirilmesi gerektiğini belirliyordu (toplama, kaydırma, yazma).
3. Yürütme: Aritmetik mantık birimi (ALU), çip içindeki kayıt defterlerinde saklanan veriler üzerinde işlemi gerçekleştiriyordu.
4. Sonucu yazma: Sonuç tekrar belleğe veya kayıt defterine kaydediliyordu.

4-bitlik veri yolu nedeniyle, veriler genellikle parçalar halinde aktarılması gerekiyordu. Örneğin, iki 8-bitlik sayıyı toplamak için işlemcinin iki işlem gerçekleştirmesi gerekiyordu: önce baytların düşük yarısını toplamak, ardından taşıma ile birlikte yüksek yarısını toplamak.

İlk işlemci hakkında yaygın yanlış inanışlar

"İlk işlemci" konusu etrafında, tarihin doğru anlaşılması için dağıtılması gereken birkaç kalıcı mit bulunmaktadır.

• Mit 1: Intel 4004 genel olarak en ilk işlemciydi.
  • Gerçek: Texas Instruments TMS 1000 (patent 1971'de başvuruldu, yayınlanması biraz daha sonra) veya hatta deneysel Garrett AiResearch CADC çipleri (1970) gibi daha erken geliştirmeler mevcuttur. Ancak Intel 4004, satın alınabilen ve kendi cihazlarında kullanılabilen ilk ticari olarak mevcut evrensel mikroişlemci oldu.
• Mit 2: İlk işlemci bir işletim sistemi çalıştırabiliyordu.
  • Gerçek: 4004'ün bellek koruması, çoklu görev desteği veya karmaşık işletim sistemleri için herhangi bir aracısı yoktu. ROM'a gömülü tek bir programı yürütüyordu.
• Mit 3: Yaratıcısı sadece Robert Noyce veya Gordon Moore'ydu.
  • Gerçek: Intel'in kurucuları şirketin gelişiminde kilit rol oynasa da, 4004'ün doğrudan "babaları" mühendisler Hoff, Faggin ve Mazor'du.

Modern dünya üzerindeki etkisi

Intel 4004'ün önemi abartılamaz. Onun ortaya çıkışından önce bilgisayarlar koca odaları kaplıyordu. Mikroişlemcinin ortaya çıkışıyla birlikte, hesaplama gücü bir arabaya, ev aletine veya oyuncağa entegre edilebiliyordu.

Evrim hızla ilerledi:

1. 1972: 8-bitlik Intel 8008 ortaya çıktı.
2. 1974: İlk kişisel bilgisayarların (örneğin Altair 8800) temeli haline gelen Intel 8080 piyasaya sürüldü.
3. 1978: Günümüzde PC'lerde ve sunucularda hakim olan x86 mimarisinin temelini atan Intel 8086'nın ortaya çıkışı.

4004'te yatılan ilkeler (programların bellekte saklanması, merkezi yönetim, bileşenlerin entegrasyonu), akıllı saatlerden süper bilgisayarlara kadar tüm modern cihazların temelini oluşturmaya devam ediyor.

SSS

İlk işlemcinin mucidi kimdir? Busicom şirketinden Masatoshi Shima'nın katılımıyla Intel mühendislerinden oluşan grup: Marcian Hoff, Federico Faggin ve Stanley Mazor.

İlk işlemci hangi yılda çıktı? Intel 4004, Kasım 1971'de duyuruldu.

Intel 4004 başlangıçta ne için tasarlandı? Busicom şirketinin programlanabilir elektronik hesap makinelerinde kullanılmak üzere.

İlk işlemcide kaç transistör vardı? 2.300 transistör.

Intel 4004 bugün satın alınabilir mi? Evet, koleksiyonluk nadir eşyalardır ve bazen yüzlerce dolar fiyatla retro hesaplama teknolojisi meraklıları için açık artırmalarda satılırlar.