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3.3 1971 年 Intel 4004 發表:人類歷史上第一顆商用微處理器的誕生#

1971 年 11 月 15 日,《Electronic News》上的一則小廣告:「Announcing a new era in integrated electronics」——一個「把電腦放進一顆晶片」的新紀元,以四行文字宣告開始。

一、發表的策略:低調到近乎敷衍#

英特爾以極低調的方式發表 4004,因為公司的心思仍在 DRAM 與 EPROM 上。廣告的重點措辭是「micro-programmable computer on a chip」——它甚至不叫「微處理器」(microprocessor 一詞之後才逐漸定著)。

真正的轉折來自市場的反應:嵌入式控制應用(儀器、販賣機、電梯、計程車計價器……)發現「買一顆可程式的晶片,重寫程式就能改功能」遠比設計客製邏輯電路划算。英特爾順勢而行:

二、4004 的技術性格#

  • 哈佛架構色彩:程式與資料分開定址(4 位元資料、12 位元位址),這是嵌入式處理器的常見選擇。
  • 4 位元的妥協:Busicom 的計算器需要的是 BCD 十進位運算,4 位元剛好處理一個十進位數字——需求決定了架構。
  • 多晶片組:實際上是 4001(ROM)、4002(RAM)、4003(移位暫存器)、4004(CPU)的家族,需要外接記憶體。

三、誰是「第一顆微處理器」?#

嚴謹的歷史學者會提醒我們:「第一」的頭銜有幾個競爭者:

候選 說明
Intel 4004 第一顆「商用化並大量販售」的單晶片微處理器
Texas Instruments TMS1000 1974 年上市,單晶片、含 ROM/RAM/CPU,量產量巨大(計算器、玩具)
Garrett AiResearch CADC(MP944) 1970 年為 F-14 戰機設計的多晶片組,軍機用途、長期保密
Four-Phase Systems AL1 1971 年,8 位元,多晶片組

最公允的說法:4004 是第一顆以「通用可程式處理器」身分公開銷售的單晶片微處理器。軍方版本更早但保密;TMS1000 是單晶片「微控制器」(MCU)的先聲。歷史的「第一」常取決於定義的邊界。

四、商業衝擊:從零件到平台#

4004 及其後繼者的真正革命不在技術(它的性能不及當年的大型機的一角),而在商業模式的置換:

  1. 從「設計邏輯」到「寫程式」:工程師不再畫電路圖,而是寫組合語言。開發成本從「硬體工程」轉為「軟體工程」,降低了創新門檻——任何小型團隊都能造出「有腦」的機器。
  2. 量產經濟:同一顆晶片賣給一千種應用,攤提了光罩成本,價格沿學習曲線下降。
  3. 軟體資產開始累積:一旦程式可以在一顆處理器上執行,這些程式碼就是「資產」,下一顆處理器最好能執行舊程式——這個動機將在第四章直接催生 x86 的「向後相容」帝國基因。

五、文化側寫:英特爾的「只有偏執狂能生存」#

1970 年代的英特爾內部,記憶體(DRAM)才是正室,微處理器是庶出。直到 1985 年,日本 DRAM 的價格戰把英特爾逼到牆角,葛洛夫與摩爾著名的對話——「如果我們被董事會換掉,新來的 CEO 會做什麼?」「會退出記憶體事業。」「那我們為什麼不自己走出這扇門,再走回來?」——英特爾才正式轉型為微處理器公司。

4004 時代的英特爾人並不知道自己在點燃什麼。法金後來說:「我們以為我們在做一顆更好的計算器晶片。」歷史的荒謬在於:改變世界的產品,通常在誕生時被視為邊角料。

歷史因果鏈:4004(4位元,計算器)→ 8008/8080(8位元,開啟嵌入式與個人電腦先聲)→ MITS Altair 用 8080 → 微軟 Altair BASIC → 個人電腦產業萌芽。第四章:IBM PC 與 x86 的歷史偶然。