Intel 4004 ilk mikroişlemci olarak kabul edilir - başka bir deyişle, bir çip üzerindeki ilk genel amaçlı bilgisayar - ancak Intel tarafından yaratılması zor iş, doğru zamanlama ve sadece şansın bir araya gelmesiyle sonuçlandı.
Çipin hikayesi, 1969'da, bir Japon şirketi Nippon Calculating Machine Corporation (hesap makinesi isminin ardından Busicom olarak da bilinir) olarak adlandırıldığında, yeni bir hesap makinesi için gereken fişleri yapmak için Intel ile sözleşme yaptığı zaman başlar. Busicom, hızla pekiştirici bir pazarda payını kaybettiği ve yeni bir çözüme ihtiyacı olan nispeten küçük bir hesap makinesi firmasıydı. Intel, 1968 yılında kurulan ve çoğunlukla bellek yongaları oluşturmaya odaklanan yaklaşık 200 çalışanıyla kurulan bir girişimdi.
Her ikisinin de yeni bir şeye ihtiyacı vardı.
Intel kurucu ortağı ve ardından CEO Robert Noyce 1968 yılının sonlarında Japonya'yı ziyaret ederek müşteri arıyordu. Noyce, hesap makinelerinde liderlerden biri olan Sharp ile bir toplantı yaptı, ancak Sharp zaten mevcut sözleşmeleri vardı. Sharp'ın Tadashi Sasaki'si, Noyce'i Busicom başkanı Yoshio Kojima'ya tanıttığını söyledi ve Intel, Busicom'un hesap makinesi için fişleri inşa etme sözleşmesini bu şekilde yaptı.
1968'de 12 Nolu çalışanı olarak Intel'e katılan Marcian Edward "Ted" Hoff, insanların eski çekirdek bellekten Intel'in yeni bellek yongasına geçmesini sağlayacak ürünler üretmesi için görevlendirildi. Intel'in ilk özel projesi, Electro Technical Industries olarak bilinen ancak en çok Busicom olan bir şirket için yapılmasıydı.
O zaman Busicom'da genç bir mühendis olan fakat tasarım ekibinin önemli bir parçası olma hedefinde bulunan Masatoshi Shima'ya göre, şirketin yalnızca bir masaüstü hesap makinesi için değil, aynı zamanda fatura makinesi, yazarkasa ve vezne makinesi gibi iş makinesi. " Ancak Busicom, Intel’e bunu söylemedi, “çünkü Busicom ve NCR Japonya arasındaki gizli konu buydu”, bu yüzden Intel, amacın sadece daha güçlü bir hesap makinesi oluşturmak olduğunu düşünüyordu.
İlk sözleşme Nisan 1969'da imzalandı ve haziranın sonunda Shima ve diğer iki Busicom mühendisi Intel'e geldi. Orijinal plan Busicom mühendislerine bir seri LSI yongası tasarladı ve Intel, MOS (metal-oksit-yarı iletken) teknolojisini kullanarak yongaları hazırladı. Intel, yonga setlerini oluşturmak için 100.000 dolar ve ardından her bir set için 50 dolar alacak, Busicom ise en az 60.000 ünite taahhüt etti.
Shima, ekibinin dokuz çeşit LSI yongası yapmayı önerdiğini söyledi, ancak çoğu hesaba göre bu kısa bir süre sonra 12 çip teklifi haline geldi, bazılarında her biri 3.000 ila 5.000 transistör gerektiren cipsler - standart hesap makinesinin altı fişi olduğunda 1969 için çok büyük bir miktar, her biri 600-1000 transistöre sahipti. Hoff planlara baktı ve cipslerin yapamayacağı kadar karmaşık olduğunu ve "bu şeyleri fiyat hedeflerine göre üretemeyeceğimizi" söyledi.
Hoff tasarıma baktı ve basit bir komut seti ile daha genel amaçlı bir yonga kullanarak ondalık aritmetiğinden ikili aritmetik işlemine geçiş de dahil olmak üzere çeşitli konseptlere sahipti.
Hoff, Busicom planının aşırı karmaşık olduğunu düşündü ve bunun yerine, bellek yongalarında depolanan yazılımlardaki talimatların çoğuyla birlikte genel amaçlı bir mantık yongası oluşturmayı önerdi. Leslie Berlin’deki Mikroçipin Arkasındaki Adam’da (2006, Oxford University Press) alıntı yapılan Hoff, Intel CEO’nun Noyce’ine gitti ve bir mikroişlemci, iki bellek yongası ve bir vardiya kaydından oluşan konseptini açıkladı. Hoff, "Bunu basitleştirmek için bir şeyler yapabileceğimizi düşünüyorum." Dedi. "Bunun yapılabileceğini biliyorum. Bir bilgisayarı taklit etmek için yapılabilir." Makine için cips tasarlama işi ile resmen görevlendirilmemiş olmasına rağmen, Noyce ona konsept üzerinde çalışmaya devam etmesine izin verdi.
Hoff yaz boyunca konseptler üzerinde çalıştı ve mühendis Stanley Mazor ile Hoff mimarinin blok çizimini yaptı. Bu, 4 bitlik bir ikili mantık yongası olacak (Busicom'un ondalık tasarımının aksine) ve hesap makinesi işlevlerini çalıştırmak için programları Intel'in uzmanlık alanı olan bir bellek yongasında saklayacaktı.
Shima ve Busicom ekibinin bu konsepte nasıl tepki verdiğine dair çok farklı hatırlamalar var. Hoff'e göre, Michael S. Malone’in The Intel Trinity’inde (2014, HarperBusiness) alıntı yapan “Bu yüzden Japon mühendislere bu satırlar boyunca [genel amaçlı mimari] bir şeyler yapmaları için bazı önerilerde bulundum. Tasarımın çok karmaşık olduğunu fark ettiklerini söylediler ancak sadeleştirme üzerinde çalışıyorlardı ve hesap makineleri ve başka hiçbir şey tasarlamadıklarını söylediler.
Projeyi Busicom'un ölümünden yürüten Busicom'un Masatoshi Shima'sı biraz farklı hatırlıyor. Sözlü bir tarihte “Hoff'in önerisinin iyi olduğunu hissettim, ancak Hoff'in teklifini kabul edersek, projeyi baştan tekrar yapmak zorunda kaldık” dedi. Shima, Hoff’un henüz sahip olmadığı tüm detayları belirtti.
Ağustos ayında, Noyce, Busicom başkanı Yoshia Kojima'ya, Busicom'un tasarımının karmaşıklığından dolayı, "bu birimleri en basit kit için bile 50 $ / kit için üretme ihtimalinin bulunmadığı ve gerçek maliyeti önereceğini" belirten bir not gönderdi. 300 dolar civarında ol.
Bunu Busicom'a resmi bir mektup ve Ekim ayında Busicom'un Intel'in tasarımına gitmeye karar verdiği iki şirket arasında yapılan bir toplantı ile takip etti. Ancak resmi sözleşmenin kararlaştırılması Şubat 1970’e kadar sürer.
Faggin'in rolü
Busicom, Intel’in yeni plan üzerinde çalışmasını beklediğini ve şirketin Japonya’ya geri dönen Shima’nın 7 Nisan 1970’te ziyarete geldiği zamana kadar önemli ölçüde tamamlanmış bir devre şemasına sahip olmasını önermişti. diğer yongalar ve sektördeki bir gerilemeden geçiyor ve ilerleme kaydetmemişti. Başka bir deyişle, talaşların nasıl çalışması gerektiğine ilişkin blok diyagramları da dahil olmak üzere talaş kavramı da vardı, ancak talaşların gerçek tasarımları değil: transistörlerin nasıl bir araya geleceği ve üretilebileceğinin teknik detayları.
Intel bu sürece liderlik etmek için Fairchild Semiconductor'dan Federico Faggin'i tuttu. O tarif ettiği gibi, o hafta şirkete katıldı ve ilk görevlerinden biri Shima ile tanışmak ve Intel'in cipsleri hazır olmadığını açıklamaktı. “Şimdi başladım ve ertesi gün altı ay geç kaldığım bu görevi yaptım” dedi.
Faggin'in mikroişlemcinin doğumuyla ilgili hikayesinde anlattığı gibi, "Günde 12 ila 16 saat öfkeyle çalıştım. İlk önce kalan mimari sorunları çözdüm ve sonra kullanacağım tasarım stilinin temelini belirledim. çip seti. Son olarak, mantık ve devre tasarımına ve ardından dört çipin yerleşimine başladım. Silikon geçit teknolojisi ile rastgele mantık tasarımı için yeni bir metodoloji geliştirmek zorunda kaldım; daha önce hiç yapılmamıştı. "
MOS tasarımında yeni olan, ancak LSI yongaları üzerinde çalışan Shima ile yakın çalıştı ve birlikte MCS-4 ailesi olacak yongaları yarattılar. 4001 modeli, programlamayı sürdürmek için tasarlanmış 2, 048 bit ROM bellek yongasıydı. 4002, veriler için önbellek olarak tasarlanmış 320 bit bir RAM bellek yongasıydı. 4003, verileri ana işlemciye beslemek ve sonucu kaldırmak için 10 bitlik bir giriş-çıkış yazmacıydı. Ve son olarak, 4004 modeli, 4 bitlik bir merkezi işlem mantık birimi idi.
Tüm hesaplara göre, bu Faggin ve Shima'nın normalden çok daha hızlı cips geliştirmesi ile herculean bir çaba oldu. Çeşitli cipsler farklı zamanlarda sürecin farklı kısımlarındaydı ve Aralık sonunda ilk versiyonlar hazırdı. Her zamanki gibi, bunlar biraz titremeye ihtiyaç duyuyordu, ancak Mart ayına kadar Faggin ilk operasyonel 4004'ü Shima'ya gönderdi ve o zaman Japonya'ya geri döndü. Sonunda, 4004, 2.250 ayrı devre elemanına sahip bir inçin altıda biri ile sekizde birini ölçen tek bir silikon çipti.
Faggin'in hesabında, "Fikirden tamamen çalışan bir ürüne geçiş bir yıldan biraz daha az sürdü." Shima'ya göre, "Busicom'un genel fikrinden [geliştirme] yaklaşık iki yıl üç ay sürdü. Nisan 1971'de nihayet masaüstü hesap makinesi halka açık bir şekilde çalıştı. Çok heyecanlandım!"
Intel Haklar Alır
Yonga için yapılan ilk sözleşmede Busicom, 4004'e ait münhasır haklara sahipti. Ancak, 1971 baharında, hesap makinesi piyasası düşüyordu ve Busicom, sözleşmeyi yeniden müzakere etmek istedi. Intel’de pazarın büyüklüğü ve Intel’in bir bellek şirketi olduğu gerçeği konusunda bazı endişeler varken, bir süreç şirketi değil, Faggin, Hoff ve Mazor şirket içindeki diğer insanlara çipi satma haklarını geri alma konusunda baskı yaptı. diğer müşterilere.
Hoff'un hatırladığı gibi, "Pazarlama insanlarından aldığım argümanlardan biri" Satma hakkına sahip olmalısın "deme zamanıydı, 'Bakın, ' Bakın, sadece her yıl yaklaşık 20.000 mini bilgisayar satıyorlardı. Ve piyasaya geç kaldık ve yüzde 10'u alabildiğiniz için şanslısınız. Bu yılda 2.000 fiş. ' Ve “Sadece 2, 000 cipslik bir pazar için desteğin baş ağrısına ve her şeye değmez” dediler. ”
Sonunda Noyce anlaşmayı imzaladı ve Intel yasal olarak Busicom'un rakipleri hariç çipi diğer şirketlere satabildi.
Ancak 4004, kısmen, sınırlılıkları nedeniyle, diğer müşterilerle hiçbir zaman büyük bir kitle bulamadı; yalnızca hafızası sınırlı olan dört bit bir işlemciydi. Intel, 15 Kasım 1971 tarihli Elektronik Haberinde “Entegre Elektronikte Yeni Bir Dönem” başlığı altında yongayı resmen ilan ederken “çip üzerinde mikro programlanabilir bir bilgisayar” ilan etti. Ancak endüstri ve Intel'in kendisi daha yeni ve daha iyi işlemcilere geçmek üzereydi.
8008 - 8 Bit Bilgisayarlara Geçme
Busicom'un Intel'e hesap makinesi için cips yapması için yaklaşmasından kısa süre sonra, daha sonra Datapoint olarak adlandırılan Computer Terminals Corporation (CTC), Intel'den yeni bir bilgisayar terminali için cips teklifinde bulunmasını istedi - uzak bir bilgisayara bağlanmak için tasarlanmış bir ekran ve klavye . Yine, Hoff ve Mazor, mantığı idare etmek için bir mikroişlemci önerdi.
4004 ve 8008 arasında, birbirlerinden çok uzak görünmemiş olsalar bile, birkaç büyük fark vardı. Başlangıçta 8008, 8 bitlik bir mikroişlemciydi; bu, bir kerede bir "bayt" veya bir karakter için yeterli olan 8 bit veri üzerinde çalışacak kadar büyüktü. Ayrıca, kendi özel bellek yongalarına ihtiyaç duyan 4004'ün aksine, 1201 standart bellek kullanacak şekilde tasarlandı.
Proje 1969 yılının Aralık ayında, Datapoint'in 8 bitlik bir bilgisayar için cips istediği Andrew Grove ile yaptığı toplantıyla başladı. Mazor'a göre, Datapoint için üç öneride bulundu - 8 bitlik bir "register yığını" ndaki iki varyasyon ve "bir çip üzerindeki 8 bitlik bir işlemcinin tamamı". Bu noktada Mazor ve Hoff, 4004'ü de içerecek olan Busicom projesi üzerinde çalışıyorlardı.
Aynı zamanda, Datapoint görünüşe göre Texas Instruments'dan benzer bir tasarım istedi. Bazı açıklamalarda Datapoint, Hoff ve Mazor’un şematik olarak Dallas’a taşınmasını sağladı ve fikir TI’ın yarı iletken laboratuarında bir geliştirme programına girmeye başladı.
Mazor, TI'nin başlangıçta çok çipli bir set önerdiğini ve ardından Datapoint'in Intel teklifini TI'ye getirdiğini düşünüyor ve TI bu şartnameye bir çip oluşturmaya çalıştığını söylüyor. Ancak Mazor, TI çipinin çalışamayacağını çünkü spesifikasyonunun bir "kusur" olduğunu söyledi.
Intel, Faggin'in 4004'te çalıştığı gibi 1201 olarak bilinen çipin belirli tasarımı üzerinde çalışmak üzere Mart 1970'te Hal Feeney'i tuttu; ve gerçekten, her biri diğer projede yardımcı oldu. 1201'deki çalışmalar 1970'lerin ortasına kadar devam etti, ancak Intel, Datapoint'in çipi gerçekten kullanıp kullanmayacağından endişe duyuyordu, bu nedenle, çalışma hiatus'tayken Mazor ve diğerleri 4004'te daha fazla çalıştı.
Texas Instruments, Mart 1971'de, 4004'ün çalışmasından birkaç ay önce olacak bir çip tasarımına sahipti ve aslında çipini, 4004 duyurusundan birkaç ay önce Temmuz 1971'de duyurdu. Ama bu çip görünüşte asla sevk edilmedi.
Ancak TI duyurusu, Intel'e ve özellikle de Grove'a 1201'deki çabalarını iki katına çıkarmak için teşvik etti. Sonunda Datapoint ya Intel ya da TI yongalarını kullanmadı. Bunun yerine, Intel tasarımı tamamladığında, Datapoint 2200 geleneksel TTL çipleri kullanılarak tanıtıldı.
Datapoint ilgilenmese bile, Intel, 8 bitlik bir bilimsel hesap makinesi oluşturmak isteyen Seiko gibi diğer şirketlerden ilgi görmeye başlamıştı.
Bu noktada, Intel adlandırma hakkında daha ciddi düşünmeye başladı. Intel'in orijinal isimlendirme şeması yarattığı farklı parça türlerine dayanıyordu, bu yüzden ailedeki her çipin farklı sayıları olacaktı. Faggin, 4000 ailesinin adını bulduğunu çünkü daha tutarlı olduğunu söyledi. Bu yüzden, 4004 tanıtımından sonra, pazarlama departmanı 1201'i 8008'e değiştirerek 8 bitlik bir yonga olduğunu yansıtıyordu ve 8008'in Nisan 1972'de tanıtılması sırasında çağrıldığı şey buydu. 8008 Intel'in mikroişlemci pazarlaması için büyük çaba harcadı ve Mikrobilgisayar Sistemleri Grubu'nun oluşturulmasına ve geliştirme panolarının ve sistemlerinin oluşturulmasına öncülük etti. Bu da, başlangıçta mikrobilgisayar kullanan bazı makinelerin de dahil olduğu 8 bitlik cihazların yaratılmasına kesinlikle yardımcı oldu.
Krediyi Kim Hak Ediyor?
Yıllar geçtikçe, 4004, ilk mikroişlemci olarak onun yeri ve katılımcıların her birinin hak ettiği krediyle ilgili birçok tartışma oldu.
Entegre devrelerin tarihi daha ileri ve daha fazla entegrasyonlardan biridir, bu yüzden sonunda istediğiniz tüm özellikleri "bir yonga üzerindeki bir CPU'ya" koyabileceğiniz fikri kesinlikle 1960'ların sonuna kadar havadaydı.
Intel, genel amaçlı bir işlemciye olan ihtiyacı tanımakta yalnız değildi, çünkü işlemcilerden her biri için özel bir yonga tasarlamak isteyen çok fazla müşteri vardı. Daha sonra Hoff ve Noyce şöyle yazarlardı: “Bu devam ederse… ihtiyaç duyulan devre sayısı, devre tasarımcılarının sayısının ötesinde artacaktır. Aynı zamanda, her bir devrenin göreceli kullanımı düşecektir… .Tasarımdaki tasarım maliyeti ve azalan kullanım üreticilerin üretimini önleyecektir. Büyük bir kullanıcı popülasyonu üzerindeki maliyetleri itfa etmek ve öğrenme eğrisinin avantajlarını kesmek olacaktır. "
Intel kurucu ortağı Gordon Moore, "İnsanlar yıllardır bir çip üzerinde bir bilgisayardan bahsettiler" dedi, ancak gelecekte her zaman oradaydı. Ted'in gördüğü şey, zaten çalıştığımız karmaşıklıkla birlikte Aslında şimdi böyle bir entegre devre yapabilirdi. Gerçek kavramsal atılım buydu. ”
Ve Ted Hoff bile bazen konseptin önemini küçümsemiştir. “Mikroişlemcinin asıl buluşu, böyle bir şey için bir pazar olduğunu takdir etmek kadar önemli değildi.”
Ancak ilk mikroişlemci unvanı için başka yarışmacılar vardı. Texas Instruments, Nisan 1971'de, ilk olarak Computer Terminal Corporation (daha sonra Datapoint) için bir sözleşme çipi olarak tasarlanan bir "yonga üzerinde CPU" u açıkladı. Bu görünüşte hiç işe yaramadı ve aslında, Intel, aynı şartname ile CTC için bir çip üzerinde çalışıyordu; bu 1201 olarak biliniyordu ve sonunda 8008 olarak yeniden adlandırılacaktı. Belki daha da önemlisi, 1971 sonunda Texas Instruments Engineer Gary Boone ve Michael Cochrane bir giriş-çıkış devresi, bellek ve bir merkezi içeren entegre bir devrenin ilk prototipini üretti. Dört çipli MCS-4 setinin tersine işlemciyi tek bir çipte işlemci olarak kullanın. TMS1000 olarak bilinen bu, başlangıçta bir TI hesaplayıcısında kullanıldı ve 1974'te ticari olarak piyasaya sunuldu. Boone, 1973'te CPU'su için bir patent aldı ve daha sonra Boone ve Cochran, bir çip üzerindeki bir bilgisayar için bir patent aldı.
Intel'in patent avukatı, büyük taleplerde bulunmaktan şüpheliydi ve Hoff'un çalışmayı bir "bilgisayar" olarak patentleme isteğine karşı koydu, çünkü bu çok karmaşık olurdu ve başkalarının bir bilgisayarı bir çip üzerine koyma kavramı vardı. Hoff'a göre, "Buna değmeyeceklerini söyledi ve esasen bir patent yazmayı reddetti." Bunun yerine, daha spesifik ve daha sınırlı patentler verdiler. Intel iki patent aldı: Hoff, Mazor ve Faggin, harici veri yolu organizasyonunu ve Intel MCS-4 yonga setinin bellek adresleme şemasını kapsayan "Çoklu Çipli Dijital Bilgisayar için Bellek Sistemi" nden bir tane aldı. güç açıldığında CPU’yu sıfırlayabilen bir devre için.
Yıllar sonra, mucit Gilbert Hyatt'a, 1968'de Microcomputer Inc. şirketinde Microputer Inc.'de yaptığı bir icada dayanarak 1970'te açtığı mikroişlemcinin patenti verilecekti. Bu arada, Fairchild, IBM, Signetics, Four-Phase ve RCA da mikroişlemci benzeri cihazlar üzerinde çalışıyorlardı. Yine de, 4004 neredeyse evrensel olarak ilk mikroişlemci olarak kabul edilir.
Intel ekibi arasında, kredinin bölünmesi konusunda da tartışmalar vardı. Çoğu gözlemci, yonga setinin oluşturulmasında doğrudan yer alan dört erkeğin hepsine kredi verir, ancak bu her zaman böyle değildir.
Faggin, 8074’ün girişinden sadece birkaç ay sonra, 1974’ün sonlarında, Shima ve diğer Intel mühendislerini yanına alarak Zilog’u başlatmak ve Faggin’in söylediğine göre bu Intel'in Andy Grove’sini Intel’e bırakacaktı. Malone, Faggin'den “Bana ne yapacağını düşünmeden hiçbir zaman başaramayacaksın. Çocuklarına ve torunlarına söyleyecek hiçbir şeyin olmayacağını” söylediğini hatırlıyorum. Bu kelimelerde ima edilen şey yarı iletkenlerde miras kalmamamdı. Intel’de yaptıklarım için hiçbir zaman kredi kullanmamaya başlamıştı. Bana bir lanet atıyor gibiydi. ”
Bu kadar dramatik olsa da olmasa da, sanki Intel, kredinin çoğunu Hoff'a vermiş gibi görünüyor ve bu, birçok tarihte devam etti. Örneğin, The Chip’deki TR Reid (2001, Random House Trade Ciltsiz Kitaplar) ve Dirk Hansen’in The New Alchemists’i (1983, The Book Service Ltd), Grove Biyografisi Richard Tedlow’un yaptığı gibi Hoff’a neredeyse tamamen kredi verdi. Nitekim Malone, o zamandan beri Intel’in, Mikroişlemcinin Hoff’a verdiği hiçbir ödülü vermedi ve 2009’a kadar hiçbiri Faggin’e Silikon Vadisi’nin kuruluşu hakkında bir The Real Revolutionaries prömiyeri (2012, Diamond Docs, iLine Entertainment) .
Ancak Faggin’in rolünü (ve daha da sıklıkla göz ardı edilen Shima ve Mazor’un rolleri) 1980’lerde Hoff’in verdiği röportajlara geri dönecek başka tarihler var. 1993'te, şirketin 25. yılını kutlayan bir Intel yayını, Hoff'e çözüm için itibar kazandırdı ve neredeyse tam sayfa resmi verdi, ancak Faggin "Hoff'in vizyonunu silikon gerçeğine dönüştürdüğü için tanındı. 1996 yılında, Comdex'teki bir etkinlikte mikroişlemcinin 25. yıldönümünü kutlarken, Intel, PC Magazine Lifetime Achievement ödülüne layık görülen dört yaratıcının hepsiyle temasa geçmeme yardımcı oldu.
Aslında, dört erkeğin de kredilendirilmesi önemli görünüyor: vizyonu ve temel kavramları için Hoff, blok şemaları üzerinde programlama ve çalışma için Mazor, mantık tasarımını oluşturmak için Shima ve çipler için etkileyici silikon tasarımını oluşturmak için Faggin. Birlikte, ilk genel amaçlı mikroişlemciyi yarattılar ve bunu yaparken sadece kişisel bilgisayar endüstrisi için değil, aynı zamanda sayılamayan diğer elektronik cihazlar için de temel oluşturdular. Kelimenin tam anlamıyla milyarlarca mikroişlemci her yıl satılmaktadır - hepsi orijinal 4004'ten çok daha karmaşıktır - ve onlar olmadan modern elektronik dünyamız imkansız olurdu.
