Nuovo appuntamento con l’evento del giorno per i lettori di YLU.

Ogni giorno un nuovo appuntamento con i nostri lettori. Si chiama Evento del giorno e servirà a ricordare qualcosa accaduto nel giorno in cui ci troviamo negli anni passati. Buona lettura 🙂

Evento del giorno: nel 1971 accadde…La Intel rilascia il primo microprocessore del mondo, il 4004

L’Intel 4004 è stato il primo microprocessore monolitico (cioè interamente contenuto in un solo circuito integrato) della storia ad essere commercializzato (1971). L’Intel 4004 è stato anche il primo microprocessore prodotto da Intel, dato che inizialmente l’azienda produceva solo chip di memoria.

Nello specifico, l’Intel 4004 era la CPU della famiglia denominata MCS-4, un insieme di 4 chip: gli altri componenti erano memorie e circuiti di input/output che potevano essere utilizzati per realizzare un computer completo.[3] Più in dettaglio, il 4001 era una ROM(read-only memory) con 4 linee di output; il 4002 era una RAM (random access memory) con 4 linee di I/O (ingresso/uscita) e il 4003 era un registro a scorrimento statico da usare per espandere le linee di I/O (per esempio, per fare la scansione di una tastiera o per controllare una stampante).

Inizialmente utilizzato solo dal produttore di calcolatrici Busicom, il 4004 fu poi commercializzato da Intel grazie ad un accordo con l’azienda giapponese per poter impiegare il chip in sistemi che non fossero calcolatrici in cambio di una riduzione del prezzo della fornitura dei componenti MCS-4.

Gli elementi funzionali integrati nel 4004 erano i seguenti:

  • 16 registri di uso generale, utilizzati per i dati su cui eseguire le istruzioni di uso generale;
  • un program counter, usato per indicare alla CPU l’indirizzo della cella di memoria che contiene l’istruzione da eseguire;
  • uno stack a tre livelli;
  • una ALU, l’unità per i calcoli, binaria e decimale;
  • un decodificatore di istruzioni, per trasformare l’istruzione letta nel programma in operazioni eseguibili dalla CPU, e tutto il controllo per gli elementi funzionali interni della CPU;
  • un generatore del segnale di temporizzazione sia per la CPU che per gli altri componenti del sistema MCS-4;
  • un controllore per gestire il bus esterno per le memorie e per la funzioni di I/O.

A differenza dei microprocessori contemporanei, il 4004 includeva anche il controllo dei bus di memoria e di I/O che non sono normalmente gestiti dal microprocessore. Pertanto il 4004 non solo era una CPU completa, ma aveva anche funzionalità addizionali che normalmente non sono considerate compito della CPU.

Federico Faggin ha detto: “l’essenza del primo microprocessore è il suo design in silicio” perché ai tempi dell’implementazione del microprocessore molti ingegneri sapevano come definire architetture di CPU e fare progetti logici, ma nessuno prima dell’Intel 4004 era ancora riuscito a realizzare un microprocessore monolitico in silicio.. Fu proprio la nuova tecnologia MOS Silicon Gate, con porta auto-allineante (“self-aligned gate”) creata da Faggin alla Fairchild nel 1968, adottata poi dalla Intel per fare memorie, che rese possibile realizzare il 4004, il primo CPU su un singolo chip. Tale tecnologia con l’aggiunta di nuove tecniche circuitali ed una nuova metodologia di progetto, tutte invenzioni di Faggin, rese possibile realizzare chip con una frequenza di clock circa 5 volte superiore alla tecnologia precedente, usando metà dell’area di silicio richiesta dalla vecchia tecnologia. Senza queste innovazioni non sarebbe stato possibile realizzare il primo microprocessore nel 1971 (che altrimenti sarebbe stato troppo lento e costoso per essere utile).