1971年11 月 15 日，英特爾在《電子新聞》的廣告中公開推出了第一款商用單芯片微處理器英特爾 4004 。五十年后，我們來看看它的繼承者——以及 4004 如何與現代英特爾強者相抗衡。

　　首款商用單片微處理器

　　1969 年，一家名為Busicom的日本計算器制造商聘請英特爾為 Busicom 設計計算器芯片。英特爾設計了一種由四個集成電路 （IC） 組成的芯片組（稱為MCS- 4——“微型計算機系統”的縮寫），這個處理器極大地簡化了計算器的內部設計。在提供解決方案的過程中，英特爾開發并商業化了世界上第一個單芯片微處理器英特爾 4004。它還設計了三種支持芯片：4001、4002 和 4003。其中，4002 是僅 具有40 字節的 RAM 存儲。

　　Intel 4004于 1971 年中期作為Busicom 141-PF計算器的一部分首次推出。在與 Busicom 重新談判合同后，英特爾可以自由地將 MCS-4 芯片組出售給其他人。英特爾通過在 1971 年 11 月 15 日的《電子新聞》（當時是著名的行業雜志）上刊登廣告，將英特爾 4004 推向了通用市場。

　　11971 年 11 月 15 日英特爾 4004 的原始廣告

　　最初的 4004 廣告宣告了“集成電子的新時代”——這個罕見的廣告文案并不夸張。廣告的插圖顯示四個 MCS-4 芯片在計算機旁的一對人身上若隱若現，文字大膽地宣稱：“芯片上的微可編程計算機！”

　　在 Intel 4004 之前，計算機中央處理器 （“CPU”）通常是一個或幾個裝有 IC 和分立電子元件的電路板。由于英特爾的創新，所有這些電路都可以壓縮成一塊比指甲還小的硅片。以 4004 為代表的小型化芯片使小型計算機成為可能，并使家用計算機在未來十年變得實用。

　　它真的是第一個微處理器嗎？

　　關于哪種芯片實際上是第一個微處理器存在一些爭議，因此歷史學家通常會添加諸如“單芯片”和“商業”之類的限定性陳述，以狹隘地關注每家公司的成就。

　　在 1971 年中期英特爾 4004 商業首次亮相時，多芯片微處理器已經在美國海軍的 F-14 雄貓戰斗機上飛行，德州儀器等競爭對手正在開發自己的單芯片微處理器。

　　值得一提的是，英特爾 4004 尤其值得慶祝，因為它標志著英特爾長期且非常成功的微處理器業務的開始，該業務極大地影響了個人計算機的發展，至今仍為數十億臺計算機提供動力。如果英特爾在 1970 年代初期失敗了，我們很可能會慶祝另一家公司最早的芯片與 4004 一樣重要。

　　過去和現在：英特爾 4004 與英特爾酷睿 i9-12900K

　　自 1971 年以來，微處理器技術發生了巨大變化，英特爾當時的 4004 CPU 運行頻率僅為 740 KHz，這個使用 10 微米工藝的芯片僅包含 2,250 個晶體管。為了說明事情發生了多么巨大的變化，我們將 4004 與英特爾最新的頂級臺式機 CPU——最近發布的英特爾酷睿 i9-12900K 進行了比較。以下是并排查看規格：

　　在這些統計數據中，真正引人注目的是每個芯片上晶體管數量的驚人差異——2,250 對估計的 217 億。（我們根據芯片表面積乘以Intel 7 工藝的晶體管密度來計算 Core i9 晶體管估計值）。由于所涉及的工藝尺寸顯著減小，晶體管數量的大幅增加是可能的，這允許芯片上的特征更小，從而轉化為每平方毫米中晶體管的巨大密度。

　　此外，現代英特爾芯片在其芯片上封裝的不僅僅是一個 CPU。它包括一個高速內存控制器、一個功能齊全的 GPU，以及更多集成到一個封裝中的功能。我們肯定已經走了很長一段路。

　　英特爾 4004 的應用

　　由于其功能有限——并且很快被更強大的芯片（如英特爾 8008）代替——相對于隨后的 8 位英特爾芯片，4004 其實并沒有得到廣泛使用。不過，這里還是列出了一些采用 4004 CPU 的產品。我從10 年前為 Technologizer 寫的一篇關于 4004 的文章中提取了許多這樣的例子：

　　Busicom 141-PF 桌面計算器 （1971）

　　英特爾 SIM-4 開發系統 （1972）

　　英特爾 Intellec 4 開發系統 （1973）

　　Bally Alley 街機保齡球模擬器 （1974）

　　原型 Bally Flicker 彈球機 （1974）

　　王1222文字處理器（1975）

　　Compuvote 電腦投票機 （1976）

　　英特爾 4004 的遺產

　　英特爾在《電子新聞》上宣布 4004 僅五個月后，該公司就推出了英特爾 8008，這是第一款 8 位微處理器。8008開啟了像Mark-8這樣的家用電腦時代，它于 1974 年登上 Radio-Electronics 的封面，刺激了個人電腦行業的發展。

　　11974 年 7 月發行的 Radio-Electronics 以基于 8008 的 Mark-8 計算機為特色

　　在 8008 之后，英特爾緊隨其后的是8 位 8080、16 位 8086及更高版本，各種個人計算機沿途采用了每種型號。微處理器能力的快速提升很快就讓 4 位 4004 黯然失色，但芯片的文化影響已經實現。

　　作為有史以來第一個商用微處理器，4004 的遺產是不朽的。在過去的 50 年中，微處理器從根本上影響了幾乎所有行業，重塑了世界經濟，并改變了文明。微處理器的重要性再怎么強調也不為過，它有朝一日可能會被認為與人類對火的掌握一樣重要。火允許我們改變和操縱物理物質，微處理器允許我們隨意操縱信息。

　　技術的小型化并沒有隨著微處理器的發明而停止。如今，公司繼續將以前作為獨立芯片提供的特性和功能集成到稱為片上系統 （SOC） 的單芯片封裝中，例如 Apple 的M1 系列。它讓英特爾保持警覺，故事還沒有結束。但我們都知道這個故事是從哪里開始的——1971 年。