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Il microprocessore Intel 4004 ha 49 anni

In questo stesso giorno di 49 anni fa, Intel Corporation lanciava il primo microprocessore al mondo disponibile sul mercato – l’Intel 4004 – dando così il via alla rivoluzione digitale. Anche se molte persone non hanno mai visto un microprocessore, i dispositivi sui cui sono basati sono diventati talmente integrati nella nostra vita quotidiana da essere ormai praticamente indispensabili.

I microprocessori sono i “cervelli” all’interno dei computer, server, telefonini, automobili, fotocamere, frigoriferi, radio, TV e moltissimi altri oggetti elettronici di uso quotidiano. La diffusione dei microprocessori è dovuta in gran parte al costante perseguimento da parte di Intel della Legge di Moore, una previsione relativa alla velocità di sviluppo della tecnologia del silicio, in base alla quale la densità dei transistor dei semiconduttori raddoppia approssimativamente ogni 2 anni, incrementando funzionalità e prestazioni e riducendone contemporaneamente i costi. Costituisce il modello fondamentale di business per il settore dei semiconduttori da oltre 40 anni.

Ad esempio, rispetto all’Intel 4004, processori come gli Intel Core di seconda generazione hanno prestazioni 350.000 volte superiori, e ogni transistor consuma una quantità di energia inferiore di circa 5.000 volte. In questo stesso periodo, il prezzo per transistor è diminuito di circa 50.000 volte.

Il microprocessore Intel 4004 ha 49 anni

La storia di questo microprocessore è nota e si trova anche su Wikipedia: a metà del 1969 un gruppo di ingegneri dell’azienda giapponese Busicom, fra cui Masatoshi Shima, visità in California Intel che allora era una “startup”, cioè un’azienda da poco avviata. Il loro obiettivo era negoziare lo sviluppo di sette circuiti integrati necessari per realizzare il loro progetto di una serie di calcolatrici da tavolo.

Il capo del dipartimento di “Application Research”, Ted Hoff, dopo aver esaminato l’architettura Busicom, inizialmente ripartita su sette chip, di cui 3 erano dedicati a fare la funzione di una CPU specializzata, ebbe l’idea di semplificarla in soli quattro chip, implementando la CPU in un unico chip. La proposta di Hoff consisteva in un’architettura a blocchi ed un set di istruzioni formulate con l’aiuto del suo assistente Stanley Mazor; l’idea fu proposta a Busicom, che accettò e il gruppo rientrò in Giappone nel mese di ottobre del 1969. Ted Hoff a questo punto considerava finito il suo lavoro ed il progetto fu trasferito ad un altro dipartimento, il dipartimento MOS di cui era a capo Les Vadasz. Né Hoff né Mazor dettero ulteriori contributi nelle critiche fasi di design e sviluppo del progetto in quanto non erano progettisti di chip e non avrebbero potuto progettare un chip della complessità del 4004.

Il progetto languì per molti mesi accumulando un grande ritardo rispetto ai tempi pattuiti con la Busicom, finché Federico Faggin fu assunto da Vadasz alla Intel come capo-progetto e designer dei chip agli inizi di aprile del 1970. Faggin preparò una nuova tabella di marcia che richiedeva l’aiuto di un secondo ingegnere per ridurre il ritardo. La Busicom accettò la nuova tempistica e Shima rimase in California per sei mesi ad aiutare Faggin. Shima era un software e logic designer, e non aveva alcuna esperienza di chip design, però aveva molta voglia di imparare ed affiancò Faggin, per sei mesi, collaborando con lui soprattutto nella delicata fase di controllo dei circuiti e della logica. Tornato in Giappone Shima si occupò poi di sviluppare il software per la calcolatrice, il primo prodotto commerciale che usò il 4004. Lavorando con grande accanimento Faggin riuscì a completare il progetto con successo nel tempo record di nove mesi. Il 4004 fu completamente funzionale verso la metà di marzo 1971. L’Intel 4004 fu messo in commercio il 15 novembre 1971. Fu seguito l’anno successivo dall’8008, formato da 3.300 transistor, e dall’Intel 4040.

Il microprocessore Intel 4004 ha 49 anni

A differenza dei microprocessori contemporanei, il 4004 includeva anche il controllo dei bus di memoria e di I/O che non sono normalmente gestiti dal microprocessore. Pertanto il 4004 non solo era una CPU completa, ma presentava funzionalità addizionali che normalmente non sono considerate compito della CPU.

Dettagli, storia e altre curiosità sul 4004 si trovano qui e a a quest’altro indirizzo. Ripercorrendo il passato per evidenziare quanto le cose siano cambiate dall’introduzione del microprocessore, è affascinante pensare al futuro e al modo in cui la rivoluzione digitale continuerà a svilupparsi evolverà, man mano che la tecnologia del microprocessore evolverà.

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