Diána
10 °C
17 °C
Index - In English In English Eng

Boldog születésnapot, mikroprocesszor!

2011.11.15. 22:57
Négy évtized. Ennyi időre volt szükség, hogy a számítástechnika csekély értelmű medvebocsából csúcsragadozó váljon. Az első Intel mikroprocesszort egy profi számológéphez tervezték, de a megrendelő lemondott a hozzá fűződő jogokról. Ők nem látták meg az új technológiában a kínálkozó lehetőséget.

Évtizedek távlatából szemlélve a mikroprocesszor természetes következménynek tűnik. Az Intel innovatív fejlesztése orvosolta azokat a problémákat, amikkel a korábban létrehozott számítógépek tervezőinek és felhasználóinak kellett szembenézniük. Bár számítógépet évtizedekkel a mikroprocesszor feltalálása előtt is használtak, ezeket zömében célfeladatokra hegyezték ki – az Apollo-projekt során használt AGC (Apollo Guidance Computer), az első, integrált áramkörökre épülő komputer például csak navigációs feladatokat volt képes ellátni.

Apollo Guidance Computer
Apollo Guidance Computer

A korabeli számítógépek processzorai integrált áramkörökből, valamint néhány száz tranzisztorból álltak, amiket nyomtatott áramkörökhöz csatlakoztatva forrasztottak egymáshoz. Mivel az alrendszerek egymástól nagyobb távolságra helyezkedtek el, ez a műveletek feldolgozási sebességét is csökkentette, mindez ráadásul tetemes energiaigénnyel és hőtermeléssel járt. A központi csipbe integrált processzor épp ezektől a hátrányoktől szabadult meg. Az egymáshoz forrasztott rendszerek ugyanis gyakran mondtak csődöt, viszont minél alacsonyabb a csatlakozási pontok száma, ennek annál kevesebb az esélye, és az energiagiénye is jóval csekélyebb, mint a központi felhasználásra tervezett hardvereké.

Valós számok

A Nippon Calculating Machine Corporation (NCM, később Busicom) 1969-ben rendelte az Inteltől azokat a csipeket, amiket egy profi felhasználásra alkalmas számológéphez szántak. A gyártótól megrendelt tucatnyi csip helyett az Intel sajátos megoldással rukkolt elő: célfeladatra tervezett eszközök helyett általános felhasználásra alkalmas csipkészletet gyártottak. Ez volt az MCS-4, a rendszer lelkét az Intel 4004-es processzor alkotta. A 2300 tranzisztort tartalmazó központi csip másodpercenként 92 600 utasítást tudott végrehajtani, teljesítménye pedig 740 kilohertz volt.

A 10 mikronos (10 ezer nanométeres) gyártástechnológia akkoriban impresszívnek számított, de ha figyelembe vesszük, hogy a mai, fejlettebb processzorok akár milliárdnyi tranzisztort is tartalmazhatnak, gyártástechnológiájuk pedig 32 nanométeres, könnyen képet alkothatunk a fejlődés mértékéről. Ha a mai alkatrészeket is az 1971-es technológiával terveznék, az új generációs Intel processzorok 21 négyzetméteren terpeszkednének el, és évente harmincmillió forintnyi áramot emésztenének fel.

Magyar is dolgozott rajta

Intel 4004-es processzor
Intel 4004-es processzor
Fotó: cpu-museum.com

Az Intel 4004 processzor létrejöttén impozáns központi csapat munkálkodott. A csapat vezetője, Frederic Faggin nem csupán a 4000-es, hanem a 8008-as és a 8080-as proceszorcsalád tervezéséért is felelős volt, de később ő alapította a Zilogot – az általuk tervezett Z80-as processzort több mikroszámítógépben (például a szép karriert befutott ZX Spectrumban) és több játéktermi automatában is felhasználták. Stan Mazor oroszlánrészt vállalt az architektúra fejlesztésében, felügyelte az egyes részfeladatok megvalósíthatóságát, és ő tartotta a kapcsolatot a partnercéggel is.

A vezérlő csip megtervezése és az áramkörök elrendezésének kialakítása Sima Masatosi feladata volt, Ted Hoff fejéből pedig az isteni szikra pattant ki: tőle származott ugyanis az ötlet, hogy az Intel ne célhardvert, hanem általános feladatokra alkalmas, programozható csipet tervezzen. Nem hagyható ki a felsorolásból a Budapesten született Leslie L. Vadász sem. Az Intel 2003-ban nyugdíjba vonult ügyvezető alelnöke az elsők között csatlakozott a céghez annak megalapítása után, és ő vezette azt a részleget, ahol a 4004-es processzort tervezték.

Elszámológép

Az Intelt kezdetben a költséghatékony megközelítés vezérelte, amikor tizenkettő helyett csupán négy, de a feladatra alkalmas csipet készítettek a Busicomnak. A fejlesztés befejezését követően azonban meglátták a benne rejlő potenciált. Éppen ezért szerették volna, ha a processzortervhez fűződő jogok, és a nem számológép-eladásokból származó bevételek házon belül maradnak. Mivel a japán vállalatnak csak a (körülbelül százezer példányban értékesített) Busicom 141-PF számológéphez volt szüksége a csipekre, rábólintottak Bob Noyce ajánlatára – az Intel elnöke hatvanezer dollárért vásárolhatta meg a mikrocsiphez fűződő jogokat.

Busicom 141-PF számológép
Busicom 141-PF számológép

Az általános felhasználásra is alkalmas eszköz  népszerűsítése érdekében az Intel reklámkampányt indított, az első hirdetés pedig 1971. november 15-én jelent meg az Electronic News hetilapban. Azóta ezt tekintjük a mikroprocesszor születésnapjának.

Az utókor számára már nyilvánvaló, hogy a Busicom ennél rosszabb döntést nem is hozhatott volna. A mikrocsip ugyanis nemcsak az informatika területén hasznosítható, hanem az audio-berendezések, a videojátékok, az autók fedélzeti komputere, a bonyolultabb kapcsolótáblák, a mobiltelefonok, a tűzjelzők és a nagyfelbontású tévéadások is elképzelhetetlenek lennének nélküle.

Kell egy kis áramszünet

A modern kori számítástechnikában a nyers teljesítménynövekedés kezdetben a fejlődés és az újabb lehetőségek szimbóluma volt, és Moore törvénye – amely szerint az integrált áramkörökben lévő tranzisztorok száma másfél évente megduplázódik – még manapság is érvényesnek mondható. Több jövőkutató szerint azonban a fejlődés nem feltétlenül a számítási teljesítmény növelésének irányába mutat.

Raymond Kurzweil például úgy látja, hogy ez a tendencia legfeljebb 2019-ig folytatódhat, onnantól ugyanis a tranzisztorok mérete atomnyivá zsugorodna. Ha jóslata beigazolódik, az a gyakorlatban a teljesítménynövekedés végét, vagy egy, a mikroprocesszor feltalálásához hasonló paradigmaváltást jelentene.

Ugyanakkor a gyártók sem kívánnak csupán a nyers erőre hagyatkozni. Az Intel történelmi áttekintése arról árulkodik, hogy a processzor teljesítményénél fontosabbnak tartják a felhasználói élmény finomítását, a hordozható eszközök fejlesztését, a hosszabb üzemidőt és a felhasználóbarát eszközöket. Ezek pedig nem feltétlenül számításigényes folyamatok.

stockfresh 447193 electronic-gift sizeM