SG.hu·2011. november 15.

Negyven éves a világ első mikroprocesszora, az Intel 4004

Negyven éves az Intel 4004 mikroprocesszor. A világ első mikroprocesszorát 1971. november 15-én állították elő. A rendkívüli fejlődést jól mutatja, hogy ma a világ leggyorsabb processzora körülbelül 4 gigahertzes (GHz) frekvencián működik, ez pedig olyan gyors az elsőhöz képest, mint a rövidtávfutó Usain Bolt egy csigához viszonyítva.

Egy modern laptop átlagos évi fogyasztása 25 euróba kerül. Ha az energiafogyasztás 1971 óta nem változott volna, akkor a mai laptopok éppen négyezerszer többet fogyasztanának, ez pedig 100 ezer eurós költséget jelentene évenként. Kevesen tudnának ekkora összeget szánni otthoni számítógépük fenntartására. A 4004-es processzor szilíciumlapkáján 2300 tranzisztor fért el, a jelenlegi második generációs Intel processzorokon majdnem egymilliárdot képesek elhelyezni. Ez olyan, mintha egy nagyobb falut és Kína teljes lakosságát hasonlítanánk össze.

Ha az aktuális, második generációs, 216 négyzetmilliméteres Intel Core processzor a már történelminek számító gyártástechnológiával készülne, akkor 21 négyzetméter lenne, amihez képtelenség lenne laptopot gyártani. Az Intel 4004 mikroprocesszor 740 kilohertzen (KHz) futott, a jelenlegi, második generációs Intel Core processzor majdnem eléri a 4GHz-et. Ha az autók is ilyen nagyságrendben gyorsultak volna 1971 óta, akkor ma egy másodpercbe telne San Franciscóból New Yorkba, vagy Lisszabonból Moszkvába autózni, feltéve, hogy 1971-ben 60 mérföldes óránkénti sebességet és a San Fransisco - New York útvonalra 3000 mérföldes távot számolunk.

Intel 4004
A jelenlegi Intel Core processzor 995 millió tranzisztorral rendelkezik. Ha minden tranzisztor akkora lenne, mint egy szem rizs, akkor az ennek megfelelő mennyiségű rizst megfőzve lengyelországi Poznan városának vagy bármely más 567 ezres lakosú város - Stuttgart, Düsseldorf, Glasgow - teljes lakosságát meghívhatná az Intel belőle egy ebédre. Az első mikroprocesszorhoz képest ötezerszer gyorsabb jelenlegi Intel-tranzisztor ötezerszer kevesebb energiát fogyaszt, miközben a tranzisztor ára az ötvenezredére csökkent.

A legelső tranzisztor, amit a Bell Labs épített 1947-ben, olyan nagy volt, hogy egyszerűen, kézzel rakták össze. Ma egy gombostű hegyén több mint 100 millió darab 22 nanométeres (nm=10 a mínusz 9-en) háromkapus tranzisztor fér el. A fejlődést mutatja az is, hogy a mondat végén lévő ponton 6 millió darab 22 nm-es háromkapus tranzisztor férne el. Egy pont írásjel körülbelül egy tized négyzetmilliméter. A mikroprocesszor, más néven központi feldolgozóegység (Central Processing Unit - CPU) a számítógép, illetve sok háztartási és elektronikus eszköz agya. Az első mikroprocesszor nem rendelkezett túl nagy teljesítménnyel, elsősorban egy egyszerű matematikai műveletek elvégzésére szolgáló "Busicom" nevű számológépben teljesített szolgálatot.

Most már nehéz elképzelni, de 60 évvel ezelőtt a számítógépek ritka berendezésnek számítottak. A nyolcvanas évekig kellett várni az otthonokban való megjelenéséig, hogy aztán a mikroprocesszornak köszönhetően jelentős hatással legyenek az átlagember életére. A CPU gyártása egy felettébb összetett és nagyfokú körültekintést igénylő folyamat, amelynek több lépése az úgynevezett "tiszta helyiségben" zajlik. A gyártási folyamatnak helyet adó helyiség levegője ezerszer tisztább, mint ami a kórházi műtőkben található. Egy gyár megépítése megközelítőleg eléri az 5 milliárd dollárt.

A személyi számítógép az idén 30 éves lett. Tavaly átlagosan egymillió számítógépet értékesítettek naponta: nyugat-európai átlagbérrel számolva egy átlagos PC megvásárlásához 5 és fél heti munkavégzésre volt szükség 2000-ben, ami mára 1 hétre csökkent. A Forrester előrejelzése szerint 2015-re a Földön 2,25 milliárd PC lesz használatban, 2008. végén ez a szám 1 milliárd volt. A PC eladásokat tekintve a Gartner 2011-re 10,5 százalékos növekedést, összesen 387,8 millió darab eladását várja, míg 2012-re 13,6 százalékos növekedés mellett 440,6 millió PC értékesítését vetíti előre.

A PC-k számának növekedéséhez nagymértékben hozzájárultak a felhasználók által előállított tartalmaknak is. A videómegosztó oldalak forgalma 2006 és 2010 között megduplázódott, jelenleg minden egyes hónapban 12 millió videót néznek meg a YouTube-on. A felhasználók túlnyomó többségben ezeket a tartalmakat a PC-én nézik, vagy oda töltik fel. A közelmúltban megjelent második generációs Intel Core processzorok már képesek egy négyperces HD videó fájlt egy laptopon 16 másodperc alatt iPodon lejátszható formátumba konvertálni. Az Intel tervei között az is szerepel, hogy a notebookot egy ultra egyszerű, ultra vékony, ultra sokoldalú internetes eszközzé alakítsa át. A cég szerint ugyanis 2013-ra a teljes piac nagy átalakuláson megy majd keresztül: a kivételesen vékony, gyors, biztonságos és erőteljes rendszer lesz a normális követelmény.

Kapcsolódó cikkek és linkek

Az Intel gyorsabb Core Ultra processzorokkal frissítette asztali kínálatát Az MI-boom most a processzorpiacot pörgeti fel Az Intel szerverchipek előállítására állítja át a gyártósorait Az Intel bejelentette a Core Ultra Series 3 CPU-kat Az Egyesült Államok 10%-os részesedést szerzett az Intelben Az Intel új vezérigazgatója nagy változást tervez a chipgyártási üzletágban Sok év után az Intel végre kihívást állít az Nvidia számára Az Intel új vezérigazgatója MI-chipek gyártására összpontosít majd Intel ↗

Hozzászólások

Jelentkezz be a hozzászóláshoz.

Amit írtál az megérdemelne egy külön cikket, persze gondolom SG-seknek megkötik a kezét (hol van már az idõ, amikor az SG supergamez-t jelentett 😉 )
Ebbõl is látszik, hogy aki azt hitte, csak a kommunisták írják át a történelmet az Aurora cirkáló/Nov 7, stb. körül, és hogy 'demokráciában' ez nem fordulhat elõ, mert a szabadsajtó az majd lerántja a leplet az enyhén naiv. (Mondjuk, ma legalább nem visznek el a komment miatt... még 😄 ).

(Baxus, má' megint politikába csúsztam).

Szóval én inkább neked adom +1 internetet. Érdekes volt a "helyreigazításod". <#eljen>

ennyi hasonlatot én még nem láttam cikkben.

Azért nevezem betegségnek a világelsõzést ezzel kapcsolatban, mert sajnos megint nagy szeretettel van kifelejtve hogy az 1971-es 4bites (és akkor bizonyára tényleg elég jónak számító) 4004-es világrengetõ megjelenése elõtt egy évvel, '70-ben lett kész a CADC, ami az F14-ek fedélzeti számítógépe volt, és ha szóba kerül, akkor divat felhívni a figyelmet arra hogy az nem is mikroprocesszor ám, mert 4-5 chip-bõl állt... mi is? Az egész számgépes architektúra állt annyi IC-bõl, nem pedig arról van szó hogy ennyi alkatrész tesz ki egy CPU-t. A rendszer, ami egyébkent 20 bites volt már akkor, nos az egy dual-pipeline felépítésû (ez a dolog Intel vonalon a 486-al jelent meg '89ben, Motorolanal pedig a 020as volt 3-pipelineos '83ban) talán olyan kb 350Khz-en órajelhuszárkodott, ami kb. fele akkora mint a 750kHz, de mintha olyat is olvastam volna hogy 101Khz-en kezdték járatni a 4004eseket, de ez lényegtelen.

"The F14 CADC was NOT multichip. This is a cannard put out by the pro-Intel forces to attempt to discredit the CADC as being a microprocessor developed before the 4004. The only thing the CADC did NOT have that the Intel 4004 does is a program counter. The program counter in the CADC architecture was placed on the RAS (Random Access Storage, otherwise known as RAM) and ROM chips to facilitate multi-tasking/processing. A PC could have easily been implemented on the primary processor but this was a pratical design decision only."

(http://en.wikipedia.org/wiki/Talk%3AF14_CADC)
(http://www.microcomputerhistory.com/f14patterson.htm/)

Persze itt jön be az hogy nehéz elhatárolni hogy mi teljesíti azt hogy CPU legyen meg mi nem a digitális technikában. Mert ha a fent említett esetben nem volt egy IC-be integrálva a PC és annak manipuláló utasításai, akkor szorosan véve inkább a 4004-es nevezhetõ CPU-nak (egylapkás mikroszámítógép), viszont ha az összes általános célú digitális mûvelet megvalósításának képességét írjuk elõ, akkor még a CADC egy ic-je is teljesíti a követelést, bár mint minden CPU-hoz, ehhez is kellett egy chipset hogy mûködjön, csak a jobb rendszerszíntû mûködés és a hatékonyabb adatkezelés miatt vélhetõleg szándékosan egy másik egységbe helyezték át az ugró/elágazáskezelõ/programszámláló képességet. Ebbõl az jön le hogy a 4004-es valóban nagyon jelentõs szereplõje a történelemnek, de elég gusztustalan hogy egyes jóval fejlettebb és jóval kifinomultabb és épphogy korábbi mikroprocesszoros technikákat ilyenkor soha nem említenek meg véletlenül, fõleg hogy az említett rendszer az A/D átalakítást is 20 biten végezte, ami a kilencvenes években sem volt még egy elterjedt dolog a tömeg-IT-ben.

"...az Atom addig kisfogyasztású, míg nem 64bites(ez mondjuk nem túl érdekes) és míg nem megy 600-800Mhz fölé... ehhez meg még igen sok kell hogy a mai erõforrászabáló környezetet ellássa és akkor már ennyit a "kis"fogyasztásról..."

...persze lehet hogy a 8W-os TDP 1.6Ghz-en ma még nem számít olyan soknak de van még mit fejlõdni egyesekhez képest.

A kellemetlenebb része a dolognak az a "világelsõmikroprocesszora" betegség... Ugyebár közismert fárasztó jelenség a "fikázás", mint indokolatlan lehúzó kritika valamivel szemben, azonban itt hadd hívjam fel a figyelmet a jelenség inverz párjára, arra amikor már indokolatlanul erõltetnek valamit évtizedek óta. <#hamm>

Valahogy nem tûnik hitelesnek a már sokcsilliomodik Intel körüli szokásos alá nem támasztott magasztaló szépirodalmi értekezés a közcikkekben, mintha valami kötelezõ elõírás lenne ilyenekkel "ünnepelni". Persze megszoktam, még az egyetemen is az ment, hogy a nem is teljesen ebbe a szakmába vágó (pl. nem is digitális elektrós, bár elektronikai) tantárgyak egy része is sok órán keresztül pont úgy nézett ki, mintha az Intel(R)-nek lenne valami hivatalos kampányrendezvénye, mintha nem létezne más CPU-gyáros, max fél mondatban említve esetleg. A hivatalos hírforrások többoldalas dícséretrángással ajándékozzák meg az egész www-t, ha Inteléknél valami évforduló van, pedig ennyi erõvel sok céget méltóbb lenne megemlíteni ha már IT, meg fejlõdés a téma. És ha Inside-éknál böfögnek egyet, abból olyan cikkek nõnek ki hogy pár hónap múlva megint forradalmi fejlesztéssel fog elõállni a cég, ami eddig mindig elmaradt, vagy lehet hogy nem azt nevezem áttörésnek, amit a média. <#nevetes1>

"A rendkívüli fejlõdést jól mutatja, hogy ma a világ leggyorsabb processzora körülbelül 4 gigahertzes (GHz) frekvencián mûködik..."

Az a baj, hogy ez tipikusan félreérthetõ, mert ez leginkább a gyártástech fejlõdését mutatja, de nem feltétlenül kéne minden szemontból erre hivatkozva dobálózni a fejlõdés szóval a procik esetében. Bár órajelre annak az arch-nak van legnagyobb szüksége, mely nem túl teljesítmény-hatékony az utasítások feldolgozásában.

"Egy modern laptop átlagos évi fogyasztása..."

Izé, szóval ... talán üdvösebb lenne ha nem az Intel(R) éltetése közben hoznánk fel azt hogy egy modern laptop fogyasztása milyen is kell hogy legyen <#whatever> Nincs atomos cuccom tehát nehéz lemérnem, de csak példaként, az Atom addig kisfogyasztású, míg nem 64bites(ez mondjuk nem túl érdekes) és míg nem megy 600-800Mhz fölé... ehhez meg még igen sok kell hogy a mai erõforrászabáló környezetet ellássa és akkor már ennyit a "kis"fogyasztásról. Ennél azért jóval hatékonyabb megoldások is vannak/voltak, legalábbis a specifikációk szerint, csak az ugye világunkat hol érdekli... Persze mivel egyik sem volt elõttem igazából, nyilván nem tudom leellenõrizni a dolgokat, de az Intel-marketing szövege ennél semmivel nincs elõnyösebb helyzetben hitelességet illetõen.

"The chip itself had 740 kHz clock, using 8 clock cycles per instruction. It was capable of 92,600 instructions per second—but with the narrow multipurpose bus, achieving this in practice was difficult."

http://arstechnica.com/business/news/2011/11/the-40th-birthday-ofmaybethe-first-microprocessor.ars

A linken talalhato cikk sem sokkal hosszabb, de valamivel relevansabbnak es informativabbnak talaltam.

"Akkor a lényeg:

A 4004-es 4 bites, másodpercenként 29000 mûveletet képes elvégezni és 2300 tranzisztort tartalmaz 10 mikronos (10000 nanométeres) gyártási technológiával.
"

A 4 bitet az sejtettem a számozásból, de a 29000 mûvelet hogy jött ki, amikor az órajele 740 Khz? Kétlem, hogy 30 órajelciklusba telt egy mûvelet. :-) Vagy te írtál el valamit, vagy a cikk. :-)

Õrült jó cikk 😊 nagyon tetszik.

+1 internet a 8-as hsz-nek... Még nem is lenne probléma a sok hülye hasonlat, de akkor legalább európai mértékegységben hülyítsük a népet! Egyébként engem is érdekelt volna a busz szélesség és egyéb "lényegtelen" kocka információk.

Most min csodálkoztok? Az sh.hu egy informatikai bulvár magazin 😊

Mélyenszántó, saját cikkeket ne nagyon várjatok, arra megvannak a szakmai oldalak.

További bejegyzések a fórumban...