Transistoren und Geschwindigkeit
Der 4004 bestand aus etwa 2.300 Transistoren. Ein Jahr später folgte der erste 8-Bit-Mikroprozessor überhaupt, der 8008 mit 3.500 Transistoren (und der 4040, ein überarbeiteter und verbesserter 4004).
Der 4004 verwendet eine Silizium-Gate-Enhancement-Load-pMOS-Technologie im 10-μm-Prozess auf einem 12 mm2 großen Chip und kann etwa 92 000 Befehle pro Sekunde ausführen. Ein einzelner Befehlszyklus dauert 10,8 Mikrosekunden. Das ursprüngliche Ziel für die Taktrate war 1 MHz.
Für die Entwicklung wurden Rubylith-Platten in dünne Streifen geschnitten, um die zu druckenden Schaltkreise zu entwerfen. Ein Verfahren, das durch die heutigen Möglichkeiten des Computergrafikdesigns überholt ist.
Die Standardanordnung für ein 4004-System besteht aus bis zu 16 × 4001 ROM-Chips (in einer einzigen Bank) und 16 × 4002 RAM-Chips (in vier Bänken zu je vier Stück). Diese stellen zusammen den 4KB-Programmspeicher, 1024 + 256 Nibbles Daten-/Statusspeicher sowie 64 Ausgangs- und 64 Eingangs-/Ausgangsleitungen für externe Daten/Steuerleitungen bereit.
Die Prozessoren der MCS-4-Reihe wurden in zahlreichen Versionen hergestellt. Die ersten Fassungen mit der Bezeichnung C (wie C4004) waren aus Keramik und hatten ein Zebramuster aus Weiß und Grau auf der Rückseite der Chips, das oft als „graue Spuren“ bezeichnet wird. Die nächste Generation der Chips war aus weißer Keramik (ebenfalls mit C gekennzeichnet) und dann aus dunkelgrauer Keramik (D). Viele der neueren Versionen der MCS-4-Familie wurden auch mit Kunststoff (P) hergestellt.
Der 4004 wurde im ersten mikroprozessorgesteuerten Flipper-Spiel angewandt.
Intel im Weltraum?
Ein populärer Mythos besagt, dass Pioneer 10, das erste Raumschiff, das das Sonnensystem verließ, einen Intel 4004 Mikroprozessor verwendete. Laut Dr. Larry Lasher vom Ames Research Center evaluierte das Pioneer-Team den 4004, entschied aber, dass er zu dieser Zeit zu neu war, um ihn in eines der Pioneer-Projekte einzubauen.
Feiern und Ehrungen
Federico Faggin signierte den 4004 mit seinen Initialen, weil er wusste, dass sein Silizium-Gate-Design „die Essenz des Mikroprozessors“ verkörperte. In einer Ecke des Würfels steht „F.F.“.
Am 15. November 2006, dem 35. Jahrestag des 4004, feierte Intel mit der Veröffentlichung der Schaltpläne, Masken und des Benutzerhandbuchs des Chips. Eine voll funktionsfähige Nachbildung des Intel 4004 im Maßstab 41 × 58 cm wurde aus diskreten Transistoren gebaut und 2006 im Intel-Museum in Santa Clara, Kalifornien, ausgestellt.
Am 15. Oktober 2010 wurden Faggin, Hoff und Mazor von Präsident Barack Obama für ihre Pionierarbeit am 4004 mit der National Medal of Technology and Innovation ausgezeichnet.
Pionierleistung
Texas Instruments und Intel leisteten mit ihren Chips etwas Großes. Aus heutiger Sicht mag die Leistung nicht sonderlich beeindrucken, damals war es förmlich eine Revolution. So leiteten sich u. a. Intels 8008 und 8080 davon ab, die wir im nächsten Teil betrachten werden.
Links
1: Von Adam bis Zuse
2: Die drei großen Buchstaben
3: Kalifornien und Texas erobern die Welt
4: Gleiche Geschwindigkeit bei doppelter Bit-Zahl
5: Die Billig-CPU
6: Computer für die Massen
7: Der Zukunftsprozessor
8: Die Legende des Außerirdischen
9: Eine Freundin für den Geek
10: Siegeszug der 8086er
11: Der elektronische Apfel
12: Der reduzierte Befehlssatz
13: Made in Germany
