Intel viert 40e verjaardag 4004-microprocessor

De eerste commercieel verkrijgbare microprocessor viert zijn veertigste verjaardag. Chipfabrikant Intel bracht op 15 november 1971 de Intel 4004 uit, een 4bit-cpu met 2300 transistors, een kloksnelheid van 740kHz en een 16-pins connector.

Het ontwerp van de Intel 4004-processor is voor een groot deel gebaseerd op werk van Marcian Hoff - werknemer nummer 12 - en Federico Faggin. De chipontwerpers paste de zogenaamde Silicon Gate-technologie toe op de 4004. Deze techniek, die het mogelijk maakt om meerdere transistors met een hogere kloksnelheid te gebruiken, zou door Intel later ook toegepast worden in de 8008- en 8080-processors.

De 4004 was de eerste halfgeleider die alle onderdelen van een central processor unit, zoals de rom-module en een ram-eenheid, in één chip wist te verpakken. In totaal waren 2300 transistors in de 4004 opgenomen, destijds een record. De kloksnelheid van Intels eerste cpu bedroeg 740kHz, waarbij een spanning nodig was van 15V.

De 4004-processor kon uitsluitend 4bit-berekeningen uitvoeren, waardoor voor 8bit-berekeningen in totaal acht klokcycli nodig waren. Het aantal instructies dat de cpu per seconde kon verwerken bedroeg maximaal 92600, terwijl Intel de 4004 voorzien had van een instructieset van 46 instructies.

De 4004, die met 10 micron techniek werd gemaakt, was uiteindelijk in 1971 pas echt af. In de jaren ervoor werd er door Hoff en Faggin al wel aan het ontwerp gewerkt. Eind december 1970 ontving Hoff de eerste wafers voor de 4004, maar deze werkten niet. Enkele maanden later zou Faggin 's nachts om vier uur zijn vrouw wakker bellen om te vertellen dat het gelukt was. In de eerste lichting 4004's die wel werkten, stonden de initialen FF rechtsonderin gekrast.

Overigens is het nog maar de vraag of de 4004 ooit zou zijn ontwikkeld als Hoff niet was benaderd door Busicom, een Japanse fabrikant van rekenmachines die in de markt was voor een nieuwe chip. Intel dacht voor die order in eerste instantie aan een ontwerp dat uit twaalf bouwstenen bestond, maar Hoff wist het geheel terug te brengen tot vier onderdelen, die op één enkele chip geplaatst werden.

Hoewel het 4004-processorontwerp voor het eerst toegepast werd in de Busicom 141-PF-calculator, zou nog drie jaar en vier chipgeneraties duren voordat een van Intels processors in een commercieel verkrijgbare pc zou worden gebruikt. In de loop der jaren werden minder complexe varianten van de 4004-processor uitgebracht die onder andere de typenummers 4001, 4002 en 4003 kregen opgeplakt. De Intel 4004-processorfamilie werd door de chipfabrikant nog tot 1981 commercieel aangeboden.