Crees que todo comenzó con el Intel 4004, pero no es tan simple

Los

transistores Intel 4-bit 4004 , los amplificadores y conmutadores electrónicos, que ahora están en el centro de todo, desde una radio portátil hasta una supercomputadora, se inventaron en 1947. Los primeros prototipos se llamaron transistores bipolares, y todavía están en movimiento. En la década de 1960, los ingenieros habían descubierto cómo combinar múltiples transistores bipolares en un solo circuito integrado. Pero debido a su estructura compleja, solo un pequeño número de ellos podría estar en el diagrama. Por lo tanto, aunque la mini computadora creada sobre la base de circuitos integrados bipolares era mucho más pequeña que las primeras computadoras, requería varias placas con cientos de chips para ellas.

En 1960, se mostró un nuevo tipo de transistor: un transistor de semiconductor de óxido de metal, un transistor MOS. Al principio, la tecnología no parecía prometedora. Eran más lentos, menos confiables y más caros que los bipolares. Pero para 1964, los circuitos integrados basados en transistores MOS ya podían presumir de una mayor densidad y un menor costo de producción que los bipolares. La complejidad de los circuitos integrados creció de acuerdo con la ley de Moore, pero la tecnología MOS avanzó.

A fines de la década de 1960, un solo chip MOS ya podía tener alrededor de 100 elementos lógicos, cada uno de los cuales tenía varios transistores, y todo esto parecía prometedor para la creación de computadoras. Estos chips multicomponentes se llamaron IVI, integración a gran escala (LSI).

Los ingenieros se dieron cuenta de que la creciente densidad de los transistores MOS permitirá que el procesador de la computadora se coloque en un solo chip. Pero debido al hecho de que los transistores MOS eran más lentos que los bipolares, una computadora basada en chips MOS solo tenía sentido donde se requería una velocidad pequeña o un dispositivo liviano y compacto: terminales de datos, calculadoras, equipos electrónicos aeroespaciales. Entonces fue a partir de tales aplicaciones que comenzó la revolución del microprocesador.

La mayoría de los ingenieros de hoy creen que la revolución comenzó en 1971, con un chip de 4 bits de Intel, 4004, seguido inmediatamente por un chip de 8 bits 8008. Pero la historia del nacimiento del microprocesador es mucho más rica y sorprendente. En particular, algunos documentos recientemente descubiertos muestran cómo el Texas Instruments TMX 1795, que fue olvidado hoy, superó al Intel 8008 y se convirtió en el primer microprocesador de 8 bits, pero luego se hundió en el olvido.

Los primeros microprocesadores allanaron el camino para el uso de chips MOS en el campo de la computadora. La primera computadora basada en MOS-IVU fue la D200, creada en 1967 por Autonetics, una división de la aviación norteamericana en Anaheim, California.

Tres padres orgullosos: Federico Fuggin, Marcian Hoff Jr. y Stanley Maysor posan en el salón de la fama para los inventores, demostrando el microprocesador Intel 4004. La

computadora universal compacta de 24 bits fue diseñada para la aviación y la navegación. Su procesador fue construido a partir de 24 chips MOS y usó lógica de cuatro fases usando cuatro señales de reloj diferentes. Cada señal con su propio circuito de encendido / apagado, o fase, controlaba los cambios en el estado de los transistores, lo que conducía a una simplificación del circuito. Con un peso de solo unos pocos kilogramos, la computadora se utilizó para navegar un misil balístico clase Poseidón lanzado desde submarinos y para controlar el combustible en un bombardero B-1. Incluso pensaron en ponerlo en un transbordador espacial.

Pronto el D200 fue seguido por otra computadora de aviación con tres procesadores y un total de 28 chips: Central Air Data Computer, creada por Garrett AiResearch (ahora parte de Honeywell). La computadora se usó para controlar el vuelo del caza F-14, utilizó el chipset MP944 MOS-LSI, desarrollado por la compañía de 1968 a 1970. Una computadora de 20 bits procesó información de los sensores y proporcionó datos para un conjunto de equipos y control de aeronaves.

La arquitectura de la computadora para el F-14 era inusual. Tenía tres módulos funcionales trabajando en paralelo: uno para multiplicación, uno para división y otro para funciones lógicas especiales (por ejemplo, mantener el valor entre las restricciones superior e inferior). Cada módulo constaba de varios chips MOS diferentes, como la memoria de solo lectura que contiene datos que determinaron el funcionamiento del módulo; chip de gestión de datos; varios chips aritméticos; y memoria de acceso aleatorio para almacenamiento temporal.

La computadora F-14 fue clasificada, por lo que pocas personas sabían sobre el chipset MP944. Pero Autonetics cubrió ampliamente su D200, que inspiró la creación de una computadora MOS aún más compacta: el Sistema IV. Fue una creación de Lee Boycele, quien dejó Fairchild Semiconductor en 1968 para fundar Four-Phase Systems, una compañía que nombró por lógica de cuatro fases.

El procesador del Sistema IV de 24 bits estaba hecho de solo nueve chips MOS: tres módulos lógicos aritméticos (ALU), cuyo diseño se llamaba AL1 (que realiza operaciones aritméticas como la suma y la multiplicación, así como operaciones lógicas, AND, OR AND NOT), tres Chip ROM y tres chips con generación lógica aleatoria.

TMX 1795, 3 078 transistores

4004, 2 300 transistores

8008, 3 098 transistores

Casi al mismo tiempo, una startup de Massachusetts Viatron Computer Systems ingresó al juego. Solo un año después de su lanzamiento en noviembre de 1967, la compañía anunció System 21, una mini computadora de 16 bits con varios accesorios, construida sobre la base de chips MOS caseros.

Fueron ellos quienes acuñaron la palabra "microprocesador". Por primera vez, la compañía lo usó en un anuncio en octubre de 1968 cuando anunció un proyecto llamado 2101. Pero no era un chip: en la terminología de Viatron, esta palabra denotaba la parte de un pequeño terminal, con un teclado y una unidad de cinta, conectado a una mini computadora separada. Este "microprocesador" controlaba el terminal y consistía en 18 chips MOS especiales en tres placas.

Y durante este desfile, a fines de la década de 1960, el fabricante japonés de calculadoras Business Computer Corp. (más conocido como Busicom), ordenó a Intel que fabricara chips para una calculadora de múltiples chips. El producto final consistió en un procesador de un solo chip, ahora conocido como Intel 4004, con memoria y chips de E / S. El 4004 de 4 bits (manipulación de datos de 4 bits) a menudo se considera el primer microprocesador.

La calculadora con la 4004a salió por primera vez a principios de 1971. Tenía muchos competidores. La compañía de semiconductores Mostek emitió la primera "calculadora en un chip", MK6010. Pico Electronics e General Instrument tenían su propia calculadora G250. Seis meses después, se lanzó el TMS 1802 de Texas Instruments, y este fue el primer chip de la exitosa serie 0100. Estos circuitos funcionaron bien como una calculadora, pero no sabían mucho más, pero 4004 siguieron las instrucciones almacenadas en la ROM. Podría ser una computadora de uso general.

Fue una época de cambios rápidos para las calculadoras electrónicas, y después de dificultades financieras, Busicom vendió sus derechos exclusivos a 4004. En noviembre de 1971, Intel comenzó a producirlo y chips auxiliares como producto final para la computación general. Unos meses más tarde, 4004 fue eclipsado por microprocesadores más potentes, por lo que su éxito comercial fue pequeño. Trabajó en varias máquinas de pinball, un procesador de textos y una máquina para contar votos.

Terminal Datapoint 2200

Entonces, el primer microprocesador de 4 bits fue generado por una calculadora. Y los microprocesadores de 8 bits que lo sucedieron rápidamente tuvieron un origen completamente diferente. Su historia comenzó en 1969 con el desarrollo del "terminal programable" Datapoint 2200 en Computer Terminal Corp. (CTC) de San Antonio, Texas.

El Datapoint 2200 era una computadora de uso general, no solo una terminal. Inicialmente, se construyó un microprocesador de 8 bits en 100 chips bipolares. Los desarrolladores han estado buscando formas de reducir el consumo de energía y la producción de calor. A principios de 1970, CTC acordó con Intel construir un chip MOS para reemplazar la placa del procesador, aunque no está claro cuál de ellos decidió usar el procesador en un solo chip.

Gary Boone en TI dirigió el desarrollo del TMX1795

En junio de 1970, Intel había desarrollado una especificación de chip de trabajo para la arquitectura Datapoint 2200, y luego congeló el proyecto durante 6 meses. Este diseño pronto se traducirá en Intel 8008. Entonces, ya sea 4004, inspirado en una calculadora, u 8008, inspirado en un terminal, la creación de un microprocesador de uso general debe atribuirse a Intel, ¿verdad? En realidad no

El hecho es que en 1970, cuando Intel comenzó el desarrollo de 8008, era una startup de 100 personas. Tras conocer el desarrollo, la compañía gigante Texas Instruments, que consta de 45,000 personas, ofreció sus servicios a STS para desarrollar un procesador para el terminal Datapoint 2200. STS emitió especificaciones de TI y dio el visto bueno. Cuando regresaron con un diseño para tres chips, el STS cortésmente preguntó si podían diseñar en un solo chip, como lo hizo Intel. TI asumió el diseño de un solo chip del procesador en abril de 1970. El trabajo se completó al año siguiente, el chip se llamó TMX 1795 (X de "experimental"), y el nombre se convirtió más tarde en TMC 1795 cuando dejó de ser un prototipo.

En junio de 1971, TI lanzó un anuncio para TMC 1795 que explicaba cómo se usaría este "procesador central de un solo chip" en el Datapoint 2200, "una computadora poderosa con características que la versión anterior no tenía". Pero esto no sucedió: después de verificar el TMC 1795, CTC lo rechazó y decidió hacer el procesador en el tablero y con chips bipolares. Un chip de Intel no estará listo hasta el final de ese año.

Muchos historiadores de la tecnología creen que el TMC 1795 murió al mismo tiempo. Pero los nuevos documentos encontrados, propiedad del desarrollador líder de chips Gary Boon, muestran que después del rechazo de STS, TI trató de vender el chip (ligeramente modificado, y por lo tanto llamado TMC 1795A) a varias compañías. Ford Motor Co. en 1971, se interesaron en la posibilidad de usar el chip como controlador de motor, por lo que Boone escribió "Creo que encontramos un mercado masivo para nuestro procesador basado en chip". Por desgracia, estos intentos no tuvieron éxito, y TI dejó de anunciar TMC 1795, concentrándose en calculadoras más rentables. Sin embargo, si desea honrar correctamente la creación del primer microprocesador de 8 bits, debe dárselo a TI, aunque perdió sus capacidades.

La carta de Boone sobre Ford

Cuando Intel obtuvo 8008, a fines de 1971, STS ya había perdido interés con los procesadores de un solo chip y se había deshecho de los derechos exclusivos de diseño. Pero Intel fue más allá y lanzó el 8008 sobre una base comercial, hizo un anuncio en abril de 1972 y, como resultado, produjo cientos de miles de estos chips. Dos años después, de 8008, nació el microprocesador 8080, que influyó en gran medida en la creación del 8086, que, a su vez, hizo posible la línea de chips x86 de hoy en día. Y si su PC está equipada con un procesador x86, entonces está utilizando una computadora basada en un diseño basado en el terminal programable Datapoint 2200 de 1969.

No se puede decir que la evolución de los microprocesadores fue en línea recta. Muchas cosas dependían de las contingencias y los resultados de varias decisiones comerciales que fácilmente podían volverse diferentes. Recuerde cómo la arquitectura del procesador de 8 bits desarrollada por STS para el Datapoint 2200 se implementó de cuatro maneras diferentes. Dos veces, STS lo implementó a través de placas llenas de chips bipolares, primero a través de la transferencia de datos en serie y luego a través de un paralelo más rápido. Luego, TI e Intel satisficieron las solicitudes de STS de chips individuales con casi el mismo conjunto de instrucciones, pero su empaquetado, señales de control, sincronización de instrucciones y circuitos internos eran completamente diferentes.

La tecnología Intel era más avanzada que TI, en particular, se utilizaron puertas de silicio policristalino autoalineadas, que aceleraron los transistores y aumentaron la producción. Este enfoque permitió organizar los transistores más densos. Como resultado, 4004 y 8008 eran incluso más pequeños que el TMC 1795 juntos. Los ingenieros de Intel pensaron que el chip TI era demasiado grande y, por lo tanto, poco práctico, pero en realidad no lo era: un chip muy exitoso para las calculadoras TMS 0100, que parecía un poco más tarde, hubo incluso más que el TMC 1795.

Dado todo esto, ¿a quién deberíamos darle la palma en la creación del microprocesador? Podemos decir que el microprocesador no es una invención, sino algo que todos esperaban. Era solo cuestión de esperar la tecnología adecuada y las demandas del mercado. Me gusta más este enfoque que otros.

Otra opinión puede ser que el microprocesador es un término publicitario necesario para la promoción de sus productos por parte de Intel, TI y otros. Boone, aunque estaba desarrollando el TMC 1795, luego rindió homenaje a Intel por su determinación de convertir el microprocesador en un producto valioso. En una carta sin fecha relacionada con una disputa sobre quién debería considerarse el creador del primer microprocesador, escribió: “Lo principal en el desarrollo del microprocesador fue la política de Intel en 1972–75 ... Sus innovaciones en diseño, software y publicidad generaron esta industria, o, al menos aceleró su aparición ".

AL-1

El honor de crear el primer microprocesador también depende de la comprensión de este término. Algunos consideran que el microprocesador es un procesador central en un solo chip. Otros dicen que la lógica aritmética en el chip es suficiente. Otros piensan que es suficiente colocar estas funciones en chips separados, y juntos ya pueden formar un microprocesador.

Creo que las características clave del microprocesador son un procesador central en un solo chip (incluyendo ALU, funciones de control, registros) y la posibilidad de su programación. Pero el microprocesador no es toda la computadora. Por lo general, más chips de memoria, E / S y otras funciones auxiliares.

Usando esta definición, la mayoría de la gente cree que el primer microprocesador fue Intel 4004, ya que todos los componentes de la CPU estaban en el mismo chip. Boone y Federico Faggin de Intel 4004 coinciden en que 4004 venció al primer TMX 1795 en un par de meses. Y este último introdujo el primer microprocesador de 8 bits, y luego el Intel 8008 se convirtió en el primer microprocesador de 8 bits comercialmente exitoso.

Pero si acepta una definición menos estricta del microprocesador, otros sistemas pueden ser los primeros. Si consideramos el microprocesador ALU en un chip, entonces el primero será Boisel, quien creó el primer chip en Fairchild en 1968, poco antes de su partida y de la fundación de los Sistemas de Cuatro Fases. El AL1 de Four-Phase Systems también podría ser un candidato, ya que combinaba registros y ALU en el mismo chip, con bucles de control externo. Si suponemos que el microprocesador puede consistir en varios chips IVU, entonces Autonetics D200 será el primero.

Desde el punto de vista de las patentes, la historia se ve un poco diferente. TI se dio cuenta rápidamente de la rentabilidad del sistema de patentes. Recibieron muchas patentes para TMX 1795 y TMS 0100 y las usaron a menudo en litigios y para la emisión de licencias.

Sobre esta base, TI puede considerarse el inventor de un microprocesador y un microcontrolador, un diseño de un solo chip de la CPU, la memoria y varias funciones auxiliares. O no Porque Hilbert Hyatt recibió una patente para un procesador de un solo chip en 1990, basado en una computadora en serie de 16 bits, que construyó en 1969 a partir de placas con chips bipolares. Esto llevó a reclamos de la superioridad de Hyatt en la invención del microprocesador, pero TI ganó su patente en 1996 después de una difícil batalla judicial.

Otro contendiente para el lugar del inventor puede ser Boysel. En 1995, durante una demanda que Gordon Bell más tarde llamó "TI contra todos", Boisel luchó contra las patentes de TI con un solo chip AL1 ALU de 1969, demostrando una computadora que funcionaba ante el tribunal. Este movimiento torpedeó el caso de TI, aunque personalmente no encuentro su demostración demasiado convincente, porque usó varios trucos técnicos.

No importa qué invento considere el primer microprocesador, puede aceptar que no faltaron competidores para este título. Es una pena que la mayoría de la gente quiera encontrar un solo ganador, mientras que otros solicitantes ahora están casi olvidados. Pero para aquellos que estén interesados en los primeros días de los microprocesadores, su rica historia seguirá viva.

Historial inesperado de microprocesador

Crees que todo comenzó con el Intel 4004, pero no es tan simple

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