Intel 4004
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.jpg) Intel C4004 微處理器 | |
| 產品化 | 1971年至1981年 |
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| 生產商 |
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| 指令集架構 | 4-bit BCD oriented |
| 製作工藝/製程 | 10微米製程 |
| CPU主頻範圍 | 108 kHz 至 740 kHz |
| 封裝 |
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4004是美國英特爾公司 (Intel) 推出的第1款商用微處理器，也是全球第一款商用微處理器；1971年11月15日發布。
4004處理器的尺寸為3mm×4mm，外層有16隻針腳，內有2,300個電晶體，採用五層設計、10微米製程。
4004最初的主頻是108KHz，最高時脈有740KHz，能執行4位元運算，支援8位元指令集及12位元位址集，使用10.8微秒和21.6微秒執行周期。當使用10.8微秒執行周期時，可以每秒運算9萬次，成本低於100美元。4004處理器的效能與早期電腦ENIAC相若。ENIAC是在1946年推出，機器體積龐大，需占用一個房間。ENIAC擁有18000個真空管。
該款處理器原先是為一家名為Busicom的日本公司而設計，用來生產電子計算機。
發展
[編輯]最初的概念
[編輯]1969年4月，Busicom與英特爾合作，要求其生產一套十二晶片組，用於處理電子計算機的運算。[1]他們的設計基於1965年Olivetti Programma 101的架構，後者是世界上首批桌面可程式化計算機之一。兩者的關鍵區別在於，Busicom的設計使用積體電路取代布滿獨立元件的印刷電路板，並使用固態移位暫存器作為記憶體，取代101中昂貴的磁致伸縮延遲線。
與早期的計算機設計不同，Busicom開發了一種通用處理器概念，旨在將其引入低階桌面列印計算機，然後將相同的設計用於收銀機和自動櫃員機等其他用途。該公司此前已使用TTL小規模整合邏輯IC生產了一款計算機，並希望英特爾能夠利用其中中等規模整合（MSI）技術來減少晶片數量。[2]
英特爾指派新近入職的馬西安·霍夫（員工編號12）擔任兩家公司之間的聯絡人。6月下旬，Busicom的三位工程師——島正敏（Masatoshi Shima）及其同事增田（Masuda）和高山（Takayama）——前往英特爾介紹該設計。儘管霍夫只是被指派與工程師聯絡，但他還是開始研究這個概念。他們最初的方案包含七個IC：程式控制、算術邏輯單元（ALU）、定時單元、程式ROM、用於臨時記憶體的移位暫存器、印表機控制器和輸入/輸出控制器。[3]
霍夫擔心晶片數量及其之間所需的互連會使Busicom的價格目標無法實現。將晶片組合在一起可以降低複雜性和成本。他還擔心規模仍然較小的英特爾沒有足夠的設計人員同時生產七個獨立的晶片。他向高層管理人員提出了這些擔憂，執行長鮑勃·諾伊斯（Bob Noyce）告訴霍夫，如果可行的話，他會支援其他方案。[3]
命名
[編輯]第一位4表示它是一個4位元CPU（4bit），後面的4是序號，因為用4004組裝的電腦是由4001（ROM）+4002（RAM）+4003（移位暫存器）+4004（CPU）+4008（位址鎖存器）+4009（IO介面）組成。
外部連結
[編輯]- Intel 4004官方頁面 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- 相關的圖片和資料 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- 簡史（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- Intel 4004非官方網站 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- Intel 4004內部結構圖（PDF） （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- Intel 4004的Java模擬器 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
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- ^ Announcing a New Era of Integrated Electronics: The Intel 4004. Intel. [March 6, 2025].
- ^ Faggin et al. 1996，第10頁.
- ^ 3.0 3.1 Faggin et al. 1996，第11頁.