Приветствую! Я часто говорю о процессорах, ведь без их упоминания, за редким исключением, о ПК вообще говорить невозможно. Но я считаю, что говорить о характеристиках мало. Лично мне интересно узнавать и о том, как эта технология развивалась и сколько талантливых людей успело поработать над ней, чтобы сегодня мы имели огромный выбор процессоров на любой вкус и даже могли к ним придираться. Этот материал как раз о том, с чего всё начиналось, кто придумал первый процессор в мире и для чего он был нужен.
Каким был самый первый CPU в мире
Не буду сразу говорить об Intel, потому что до них тоже было на что посмотреть. Самые первые CPU появились ещё в 40-х годах XX века. Они ни капли не были сходны с теми, какими мы пользуемся сегодня, работая на электромеханических реле и вакуумных лампах. Но их вполне можно было считать процессорами, потому что они обеспечивали работу первых компьютеров. У этих CPU даже был блок памяти из ферритового сердечника.
Таких «процессоров» требовалось очень много, так что они подходили только для компьютеров размером с комнату или половину квартиры-студии. И при этом скорость их работы была невелика, что было далеко не единственным недостатком, но кто думает о комфорте, когда речь идёт о движении прогресса.
В 50-х погода изменилась, в процессоры попали транзисторы. Благодаря этой доработке удалось снизить энергопотребление устройства, и добиться большей скорости работы.
60-е стали десятилетием развития интегральных схем, и, конечно, процессоры сразу получили новые изменения, ведь теперь можно было помещать транзисторы в микрочипы. В CPU таких схем входило несколько, но со временем транзисторов удавалось разместить всё больше, а потому количество интегральных схем не увеличивалось, а сокращалось.
И даже в тот момент технология была далека от той, что мы видим сегодня. Хотя, вышедший в 1964 году IBM System/360 уже имел процессор, который несколько похож на современный, хотя бы принципом работы с ПО.
Выход этого компьютера в принципе на многое повлиял, потому что до него процессоры работали только с теми программами, которые были написаны специально для них. Но здесь всё стало иначе, и разные CPU, отличающиеся прежде всего производительностью, поддерживали одинаковые инструкции. Благодаря этому ПО работало на любом компьютере с модификацией System/360.
И только здесь мы плавно подбираемся к 70-м, когда и появился тот самый первый микропроцессор — 4-битный однокристальный Intel 4004.
Кем был разработан
Компания под названием Intel появилась только в 1968 году. Ею занялись бывшие инженеры компании Fairchild Semiconductor Роберт Нойс и Гордон Мур, а также инженер Эндрю Гроув. Дела у компании шли неплохо, и уже через год после старта они получили хороший заказ от компании Busicom, Япония.
Они просили сделать 12 микросхем для их новых настольных калькуляторов. И пусть создание 12 микросхем для начинающей компании было заданием на вырост, команда Интел, уверенная в своих силах, решилась на этот заказ.
Nippon тогда предложили свой вариант микросхем, но их архитектура в Intel не была оценена, поэтому было решено придумать что-то другое. Так, один из сотрудников, Тед Хофф, предложил уменьшить количество микросхем в три раза, используя центральный процессор как универсальную деталь. Этот CPU должен был отвечать за все логические и арифметические вычисления.
Весной 1970 в команду Intel вошёл физик Федерико Фаджин, который тоже когда-то работал в Fairchild. Он очень хорошо справлялся с логическим проектированием компьютеров и технологией МОП с кремниевыми затворами.
Он сразу включился в работу над новым процессором, и именно его знания и навыки позволили команде Intel совместить микросхемы в один чип. Потому что без него и поддержки японской стороны в лице представителя заказчика, Масатоси Сима, проект почти разваливался.
Путём проб и ошибок, а также в буквальном смысле круглосуточной работы группы, во главе которой был Федерико Фаджин, Intel всё же выстрадали микропроцессор 4004, и он оказался безупречен для своих целей. Теперь дата выхода, 15 ноября 1971 года, вошла в историю, как день, когда был создан первый процессор в современном понимании этого слова.
Одновременно с ним создавался и 8-битный CPU Intel 8008 для Datapoint. Но они от него отказались, поэтому Intel получили полные права на эту разработку и использовали её впоследствии.
Что он умел вычислять
У CPU Intel 4004 было 45 инструкций, он мог выполнять арифметические (десятичные и бинарные) и логические вычисления, затрачивая 10,8 мкс на выполнение одной инструкции. На сложение двух 8-значных чисел уходило 850 мкс.
Этот процессор нашёл своё место и в различных измерительных приборах, и в компьютерах, и даже в радиостанциях. Для ПК его, конечно, не использовали, для этого было слишком рано.
Но применение следующего за 4004, Intel 8008, было шире, и именно его многие другие компании пытались повторить.
Каким был первый ЦП от Intel
Первый CPU от Интел держался на 2250 транзисторах и создавался по 10-мкм техпроцессу. Он работал с частотой 108 кГц, имел частоту синхронизации 740 кГц. Объём памяти был до 4 Кб.
Площадь кристалла при этом составляла 12 мм2.
Каким был первый процессор от AMD
Меньше, чем через 5 лет после выхода первого процессора Intel, AMD тоже представили свой — AMD 9080. Он был практически полной копией Intel 8080. Но компании пришлось быстро перестраиваться на что-то новое, так как вскоре многие начали использовать x86 процессоры. И тогда АМД выпустил модель K5, которая по производительности превосходила Intel Pentium.
Это краткая история появления первого CPU, и если захотите узнать больше, можете посмотреть документальные фильмы об Intel или прочитать книгу Майкла Мэлоуна о становлении этой компании, там о создании первого процессора рассказывается гораздо подробнее и красочнее.
Но и по этой краткой статье можно понять, что, как и многие исторически ценные изобретения, первый процессор родился из случайно появившейся, но крайне удачной идеи. И даже сложно поверить, что прошло всего 50 лет с момента её появления. Я буду рассказывать об этом больше, а вы пока можете подписаться на мои социальные сети, чтобы не упустить новые публикации. Увидимся!
С уважением, автор блога Андрей Андреев.
