要說眼下話題性最強的CPU新品，Intel的12代酷睿Alder Lake處理器可以說是當仁不讓，憑借近年來最大的架構和制程變革，12代酷睿成為了最近突破最大的Intel商業消費級處理器。
但是你知道嗎，其實就在昨天，Intel度過了可以說是“再造之日“的第五十個”新生日“——Intel 4004微處理器誕生日。這個日子和4004，是Intel走向Alder Lake的開端。
緣起141PF
1969年，日本計算器公司（Nippon Calculating Machine Corp.）與英特爾接觸，要求為其新的Busicom 141-PF打印計算機（主要用于收銀及金融行業）設計12個定制芯片。
在20世紀60年代，這么一個收銀機級別的計算器居然要用12個芯片
英特爾的工程師給他們推薦了四種芯片組成的產品方案：一套被稱為MCS-4的四芯片解決方案。它包括一個中央處理單元（CPU）芯片4004處理器，以及一個支持定制應用程序的只讀存儲器（ROM）芯片，一個用于處理數據的隨機存取存儲器（RAM）芯片，以及一個用于輸入/輸出（I/O）端口的移位寄存器芯片。由于節省了8個芯片的成本，這個方案最終被日本客戶采納，從而正式啟動4004處理器的研發。
當時沒人知道，它將極大地改變電腦技術的進程。
4004橫空出世
隨后3名項目負責人帶領團隊開始了設計和試產工作。
三名4004的主創工程師開創了消費電腦時代：: Federico Faggin, Stan Mazor and Ted Hof
1971年11月15日，Intel4004正式推出。
它的成功證明了建立復雜的集成電路系統，并將其裝入指甲大小的芯片是可能的。它的發明還確立了一種新的隨機邏輯設計方法，隨后的幾代處理器都是在此基礎上發展起來的，然后才有了今天現代設備中的芯片。
在那之前，人們需要房間大小的計算機來實現類似的處理能力水平，而4004終于把電腦尺寸降了下來，不再需要“機房“放置僅僅一臺電腦。
英特爾4004微處理器的設計原理圖
英特爾4004是一個建立在10微米制程節點上的4bit芯片。它包含2300個晶體管，以740KHz的時鐘頻率運行——50年以后，現代CPU可以包含數十億個晶體管和每秒數萬億次的操作。
今天博物館里的Intel4004首個裝機產品Busicom 141-PF計算機和Intel試制藍圖
英特爾4004的共同發明人斯坦-馬佐爾說（照片中間），“4004的設計是如此具有革命性，以至于英特爾花了大約五年的時間，來教育工程師究竟如何在微處理器的基礎上制造新產品。“，這也促使了Intel正式轉向商業化和消費級處理器的生產和銷售。
4004處理器陶瓷封裝原型成品
4004的陶瓷和塑料封裝量產成品
今非昔比，從4004到Alder Lake
三名工程師沒有想到的是，隨著時間的推移，微處理器的發展和被業界采用的速度。今天，很難想象一個沒有微處理器的世界，而且隨著持續的芯片短缺，我們比以往任何時候都更加珍惜它們的存在。
可以說，4004為現代微處理器計算鋪平了道路——從云計算到邊緣計算，幾乎所有的現代技術都是由這些 "大腦 "實現的。微處理器實現了技術超級大國的融合——無處不在的計算、無處不在的連接、云到邊緣的基礎設施和人工智能——并創造了今天比以往更快的創新步伐。
最后讓我們從這張4004與Alder Lake的比較，來看看50年來，我們技術的驚人增長吧！
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輯：David
今年是英特爾首款商用芯片4004誕生50周年。
1971 年 11 月 15 日，英特爾在《電子新聞》上發布了第一個商用單芯片微處理器英特爾 4004 的廣告。
五十年后，我們來回顧一下，4004芯片和它的遺產是如何發展為今天的芯片帝國的。
1969 年，一家名為Busicom的日本計算器制造商聘請英特爾為其設計的計算器制造芯片。
英特爾設計出了一種由四個集成電路 (IC) 組成的芯片組（稱為 MCS-4，即「微型計算機系統」的縮寫），極大地簡化了計算器的內部設計。
在為這家計算器制造商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。
除了4004外，英特爾還設計了三種支持芯片：4001、4002和4003。其中，4002是僅40字節的RAM芯片內存。
1971年年中，Intel 4004 作為 Busicom 141-PF 計算器的一部分首次推出。在與 Busicom 重新談判后，英特爾可以自由地將MCS-4芯片組出售。
1971 年 11 月 15 日，英特爾在當日的《電子新聞》雜志上（當時最著名的行業雜志）上刊出廣告，將英特爾 4004 推向了通用市場。
4004最初的廣告語是，「集成電子的新時代」。回過頭來看，這個廣告語毫不夸張。
廣告上的插圖顯示，四片 MCS-4 芯片在計算機前的人身上若隱若現，廣告中大膽宣稱：「芯片上的微可編程計算機」
在Intel 推出 4004 之前，計算機中央處理器 (CPU) 通常是一塊或幾塊裝有 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在一塊比指甲還小的硅片上。
以4004為代表的完全小型化芯片，使計算機的小型化成為可能，并讓家用計算機在未來十年變得逐步實用。
4004真的是第一個微處理器嗎？
這個問題確實存在一些爭議，歷史學家通常會在「第一個」后面添加諸如「單芯片」、「商用」之類的限定性詞語，以關注不同芯片企業的開創性成就。
1971年年中，英特爾4004商用芯片首次亮相時，多芯片微處理器已經在美國海軍的 F-14 雄貓戰斗機上搭載使用，德州儀器等競爭對手也在開發自己的單芯片微處理器。
尤其值得一提的是，英特爾4004處理器標志著此后長期微處理器業務的成功開端，它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。
如果英特爾上世紀 70 年代初失敗了，今天我們很可能會慶祝另一家公司的早期芯片的成功。但是，事后看來，我們真的可以回顧過去，回顧4004為英特爾和芯片產業開啟的大時代。
自 1971 年以來，微處理器技術發生了巨大變化，英特爾的4004 CPU 運行頻率僅為 740 KHz，使用 10 微米工藝，僅包含 2250 個晶體管。
前幾日，英特爾剛剛發布了最新的12代酷睿CPU，我們將 4004 和英特爾酷睿i9-12900K 進行了比較。50年過去，看看芯片產業的飛速進步到底達到了多么驚人的程度。
在這些對比數據中，真正引人注目的是每個芯片上晶體管數量的驚人變化：2250與217 億（估計值）。
由于制造工藝的顯著進步，制程尺寸大幅減小（從10微米到7納米），晶體管數量的大幅增加是可能的，每平方毫米上的晶體管密度迅速增大。
另外，現代英特爾芯片在其芯片上封裝的不僅僅是一個CPU，還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包中的功能。我們肯定已經走了很長一段路。
由于 4004 性能有限，且很快被更強大的芯片（比如 8008）取代，與隨后的 8 位英特爾芯片相比，4004并沒有得到太廣泛的使用。不過，這里還是列出一些采用 4004 CPU 的產品。
Busicom 141-PF 桌面計算器
Bally Alley 街機保齡球模擬器
Bally Flicker 彈球機
英特爾在《電子新聞》上宣布 4004 僅五個月后，就推出了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。
1974 年 7 月發行的 Radio-Electronics 封面是一臺使用Intel 8008 CPU的計算機
在 8008 之后，英特爾緊隨其后推出了 8 位 8080、16 位 8086 及更高版本，各種個人電腦沿途采用了每種型號。微處理器性能快速提升，很快就讓4位的4004 處理器退出了舞臺，但4004對后來世界文化的影響已經開始實現。
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學會用火一樣重要。
學會用火，讓我們可以操縱現實世界的工具，微處理器讓我們可以操縱信息。
技術的小型化并沒有隨著微處理器的出現而停止。如今，更多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，比如Apple 的 M1 系列。
芯片的故事還沒有結束，但我們都知道故事的起點，1971 年。
英特爾 4004，50歲生日快樂！
參考資料：
https://www.howtogeek.com/766783/the-microprocessor-is-50-celebrating-the-intel-4004/
https://www.intel.com/content/www/us/en/newsroom/news/intel-marks-50th-anniversary-4004.html#gs.gmpx26
971年11月15日 英特爾公司發布了微處理器4004，這是計算機歷史上的一次重大事件。微處理器是計算機的核心部件，它的出現使得計算機的發展進入了一個新的階段。
英特爾公司成立于1968年，總部位于美國加利福尼亞州圣克拉拉縣。該公司最初的產品是內存芯片，隨著技術的發展，英特爾逐漸轉向微處理器的生產。1971年，英特爾發布了第一款微處理器4004，這是一款基于4位二進制數的處理器，時鐘頻率為108 kHz。
微處理器4004的發布標志著計算機技術的重大進步。它使得計算機變得更加小巧、便攜、經濟實惠，同時性能也得到了顯著提升。微處理器4004的出現為個人電腦的發展奠定了基礎，同時也推動了整個計算機行業的發展。
在隨后的幾十年中，英特爾不斷推出新的微處理器產品，如8086、80386、Pentium等。這些處理器不僅被廣泛應用于個人電腦中，也在服務器、嵌入式系統等領域得到了廣泛應用。
英特爾公司發布微處理器4004是計算機歷史上的一次重大事件。它推動了計算機技術的發展，使得計算機變得更加小巧、便攜、經濟實惠，同時也為個人電腦的發展奠定了基礎。