Микропроцессоры следуют машинным инструкциям и могут выполнять одну из трех основных функций. Первая функция вычисляет различные математические операции, которые выполняет Арифметико-логический блок. Следующая функция перемещает данные в разные регистры памяти. Последняя функция микропроцессора - читать инструкции и при необходимости переходить к новым инструкциям.
История изобретения микропроцессора тенденциозна и противоречива; изобретение транзистора было первым шагом. Они были запущены в производство в 1947 году, задолго до появления микропроцессоров. Эти оригинальные транзисторы были биполярными транзисторами. Интегральные схемы, содержащие несколько биполярных транзисторов, были разработаны в 1960-х годах. В 1960-х годах был изобретен транзистор металл-оксид-полупроводник (МОП). Изначально эти транзисторы были медленными, ненадежными и дорогими, но быстрые инновации сделали их к середине десятилетия лучшим вариантом транзисторов.
В 1967 году компьютер D200 от Autonetics стал первым компьютером, построенным на МОП-транзисторах. Компьютер использовался в авиации и навигации. В какой-то момент он даже был кандидатом на использование на космическом шаттле. Эта реализация компьютера с 24 МОП-микросхемой породила гонку вооружений. Последующие разработки компьютеров соревновались в снижении требований к конструкции 24 MOS-чипов для D200 до максимально возможного значения, близкого к 1.
Инженер Intel, Тед Хофф, - один из лучших кандидатов на роль изобретателя микропроцессоров, и историки технологий его обычно признают. Хофф был 12-м сотрудником Intel. Его лично возглавлял соучредитель Intel Роберт Нойс. После регистрации он убедил японскую компанию BUSICOM профинансировать проект по созданию единого чипа. Он разработал микропроцессор, который стал Intel 4004, и возглавил команду, которая будет отвечать за его создание. В его команду входили сотрудники Intel: Федерико Фаггин, Стэнли Мазор и Масатоши Шима. Г-н Фаггин, в частности, признан важным сотрудником на раннем этапе разработки. После финансирования ранних стадий проекта для команды Теда Хоффа, BUSICOM стал все более скептически относиться к необходимости финансирования такого радикального проекта. Intel осознала ценность интеллектуальной собственности дизайна и выкупила права у BUSICOM.
Процессор Intel 4004, первый в мире микропроцессор
В 1971 году Intel выпустила 4004 с одним процессором. Это был отмечен как первый микропроцессор. Компьютер представлял собой 4-битный микропроцессор, допускающий только символы шириной 4 бита. Сам 4004 использовался в очень небольшом количестве коммерческих приложений, потому что в течение нескольких месяцев после выпуска он уступил место более совершенным микропроцессорам. Известные варианты использования 4004 включают автомат для игры в пинбол и текстовый процессор. В 2010 году президент США Барак Обама наградил Хофф Национальной медалью за технологии и инновации за свои усилия.
Тед Хофф, Стэнли Мазор и Федерико Фаггин награждены Национальной медалью за технологии и инновации за работу над Intel 4004
Следуя 4-битной конструкции, 8-битные микропроцессоры вскоре стали стандартом для всех вычислений. В 1970 году корпорация Computer Terminal наняла Intel для создания одного MOS-чипа для замены процессора их компьютера Datapoint 2200. Конструкцией стал 8-битный микропроцессор Intel 8008. В то же время компания Texas Instruments получила контракт на разработку микропроцессора. Год спустя, до разработки чипа Intel, компания Texas Instruments разработала TMC 1795. Computer Terminal Corporation отказалась от этой конструкции в пользу более старой модели. Микросхема Texas Instruments так и не нашла покупателя, хотя очевидно, что компания Texas Instruments заслуживает похвалы за первый 8-битный микропроцессор.
Intel поспешила коммерциализировать микропроцессор 8008 после выкупа прав у Computer Terminal Corporation. Intel 8008 был первым коммерчески успешным микропроцессором. К апрелю 1972 года у Intel были сотни тысяч чипов 8008, готовых к отправке. Успех 8008 привел к появлению 8080, а затем 8086, который в конечном итоге стал x86.
Тем не менее, еще один претендент вступил в дебаты об изобретении и сделал битву за патентные права на микропроцессор затяжной и весьма спорной. Компания Texas Instruments изначально получила несколько патентов на свой TMC 1795. В 1990 году малоизвестный изобретатель из Ла-Пальмы, штат Калифорния, по имени Гилберт Хаятт, получил патент на однокристальный процессор. Спорный патент № 4 942 516 был выдан на компьютер, который он построил в 1969 году с использованием биполярных ДСП. Хаятт начал работу над созданием микропроцессора в 1967 году и оставил свою работу в 1968 году, чтобы основать компанию, посвященную созданию первого микропроцессора. Компания Microcomputer Inc., принадлежащая Hyatt, получила финансовую поддержку от основателей Intel Гордона Мура и Роберта Нойса. Патент мог привести к расчетам в пользу г-на Хаята с производителями компьютеров на миллиарды долларов. В конце концов, Texas Instruments удалось аннулировать патент Hyatt в 1996 году после затяжного судебного разбирательства и выплатить Hyatt значительные гонорары. Хаятт до сих пор утверждает, что его конструкция была первым микропроцессором, и что он не смог добиться коммерческого успеха только из-за споров с другими спонсорами его компании.
Гилберт Хаятт из Microcomputer Inc.
Intel по-прежнему остается одним из крупнейших разработчиков микропроцессоров. Они успешно опередили масштабные технологические изменения. В 1965 году Гордон Мур, один из основателей Intel, опубликовал статью, в которой предсказывал, что количество транзисторов в интегральной схеме будет удваиваться каждый год. Десять лет спустя, в 1975 году, он предсказал, что удвоение будет происходить каждые два года. Его прогноз до сих пор почти полностью верен. Спор об изобретателе микропроцессора, возможно, никогда не будет полностью урегулирован, но ясно, что разработка микропроцессоров с меньшими и более дешевыми транзисторами изменила мир, возвестив компьютерную революцию и появление персональных компьютеров.
Первый микропроцессор действительно работал в самолете в 1970 году. За два года до Intel. Полностью задокументирован и проверен . Точно такая же технология, как у 4004.