Intel 4004 исполнилось 50 лет

Сегодня 50-летний юбилей отмечает Intel 4004, который считается первым в мире коммерчески доступным однокристальным микропроцессором (Википедия). У него площадь в 12 мм², 2.25 тыс транзисторов, тактовая частота 740 кГц, 4-разрядная шина данных, 10-µм техпроцесс и производительность от 60 тыс до 93 тыс инструкций в секунду. Для сравнения, 30-тонный ламповый компьютер ENIAC (1946) выполнял 5 тыс операций сложения, или 357 операций умножения, или 38 операций деления в секунду. Цена Intel 4004 в разных источниках указывается от $60 до $200, что сейчас эквивалентно $405 — $1350.

Intel 4004 стал важной вехой в истории вычислительной техники. Изначально компьютеры были механическими — не считая Антикитерского механизма и каких-нибудь безвестных устройств, самым первым среди них стали изобретенные в 1623 году немецким ученым Вильгельмом Шиккардом считающие часы, умеющие выполнять четыре арифметических действия над шестиразрядными числами. Серийный выпуск механических арифмометров начался лишь спустя два столетия, в 1820 году (арифмометр Томаса, основанный на идеях Лейбница). В 1930-е годы появились электромеханические компьютеры, построенные на переключателях и реле, в 1940-е — ламповые (сами электронные лампы появились на полвека раньше), и спустя всего несколько лет — транзисторные. Транзисторы сначала были полевые и биполярные, но уже в начале 1950-х появились полупроводниковые, которые в конце десятилетия инженеры научились объединять в интегральные схемы — то есть кремниевые пластины. В 1960-е годы вычислительные устройства собирались на нескольких интегральных схемах, пока наконец одна японская компания не заказала у Intel (где тогда работало около сотни сотрудников) двенадцать микросхем для своего калькулятора. В Intel ухитрились уложиться в четыре микросхемы, одной из которых и стал наш юбиляр, выполнявший роль центрального процессора. Потомками 4004 стали сначала его 8-битная версия (8008), а потом 8080 с 8086 (1978) — с которого и началась эпоха x86-процессоров.

50-летнюю годовщину своего детища Intel встречает шестью десктопными процессорами новейшего семейства Alder Lake, о старшем представителе которого Gadgets News рассказал вчера. Вот как изменились характеристики процессоров за полвека:

	изменение	Core i9-12900K	4004
Дата релиза		4 ноября 2021	15 ноября 1971
Цена		$590	$405 — $1350
Энергопотребление	x 251	до 241 Вт	1 Вт
Площадь кристалла	x 18	215.25 мм2 (20.5 × 10.5 мм)	12 мм2 (4 × 3 мм)
Техпроцесс	x 1000	0.01 µм (10 нм)	10 µм
Кол-во транзисторов	x 9.6 млн	21.7 млрд	2.25 тыс
Разрядность	x 16	64-бит	4-бит
Кол-во ядер (потоков)	x 16 (24)	16 (24)	1 (1)
Тактовая частота	x 70	до 5.2 ГГц	до 740 кГц
Производительность	x 1.6-2.4 млн	145 тыс MIPS 1	60-93 тыс операций в секунду

¹ Млн целочисленных операций в секунду при разархивации файлов приложением 7-Zip. Напрямую сравнивать с производительностью 4004 не вполне корректно, но это дает общее представление о масштабе прогресса.

Последние пару десятилетий архитектура x86 безраздельно господствовала на рынке серверов, десктопных ПК и ноутбуков, но в последнее время её начинает теснить ARM. Выпущенные Apple ноутбуки с процессорами её собственной разработки продемонстрировали уровень производительности, по меньшей мере сопоставимый с лучшими. в том же сегменте, процессорами Intel — но при гораздо меньшем энергопотреблении. Пока это не представляет для Intel большой угрозы — продукция Apple представляет собой закрытую экосистему с относительно скромной долей на рынке ПК и ноутбуков. При этом нынешние мобильные чипы Qualcomm, Samsung, Huawei, MTK и, с недавних пор, Google, не только заметно уступают A-семейству Apple (от которого собственно и ведет свою родословную M-семейство), но и не имеют такого козыря как собственная десктопная операционная система (не считая нишевой Chrome OS). Поэтому пока нет оснований предполагать, что в ближайшие годы начнется массовый переход Windows-компьютеров на ARM-процессоры. Но к следующему юбилею Intel 4004, лет через десять, ситуация может и измениться.