英特尔|英特尔家用处理器诞生50周年,如今在家里就能造出来

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50年前 , 也就是1971年11月 , 英特尔推出了全球首款微处理器Intel 4004 , 开启了计算机走入万千家庭的先河 。

Intel 4004的诞生也有日本人的功劳 。 1969年 , 英特尔委托日本计算器公司(Nippon Calculating Machine Corp.)为其新款Busicom141-PF计算机设计了12个OEM芯片 。 英特尔工程师采用了其中的4个芯片 , 以编写不同的程序 , 迎合不同产品的用途 , 这其中就包含了重要的4004 。


这是英特尔历史上的重要转折 , 计算机技术从此开始影响人类文明的发展道路 。

对于看惯了如今动辄几厘米见方处理器的你 , 会惊奇的发现 , 50年前Intel 4004处理器的尺寸仅为3mm×4mm , 因为它只有2300个晶体管 。 作为对照 , 最新苹果M1 max处理器的晶体管数多达570亿个!

4004采用10微米(1微米=1000纳米)制程工艺 , 基础主频仅有108KHz , 最高主频可以达到740KHz , 执行4位运算 , 支持8位指令集及12位地址集 , 每秒最高可以运算9万次 。


用今天的眼光看 , 4004处理器的性能也许很弱鸡 , 比一块卡西欧计算器强不到哪里去 , 但已经能和1946年的ENIAC旗鼓相当了 。


学过中学《计算机基础》的童鞋们都知道 , 美国在1946年发明的ENIAC是世界上第一台真正意义上的计算机 , 体积庞大到需要占用一个大房间 , 是当年美国陆军为了计算弹道而打造的 。 相隔25年时间 , 几毫米大的Intel 4004就已经可以与之性能相当了 , 让我们不得不感叹科技的发展速度 。

时光荏苒 , 又是50年过去 , 当年高精尖的Intel4004如今居然可以在家里就能制造出来 , 只要你有相关的基础知识以及设备就可以 。 今年国外一位博主就自己在家DIY制作出一款类似Intel4004处理器 , 并把制作过程发布了出来 。

国外这位博主SamZeloof早在高中时就开始学着制作处理器了 , 并成功打造了一款处理器芯片 , 只不过仅有6个晶体管 。

而最近他开始尝试制作拥有更多晶体管的(1200个)的处理器 , 并将其命名为下一代Twelve Z2 。
在动手之前 , 他先用绘图软件把芯片内部绘制出来:

制作出芯片样板后 , 需要放进烤箱烤45分钟:


在过程中也需要用很多仪器来测试:


最后就完成了拥有1200个晶体管的TwelveZ2 。 他制作出了多颗芯片 , 但只有一颗能够拥有100%的性能 , 其余都是80%左右 。


对比拥有2200个晶体管的Intel 4004处理器 , 虽然还有一点差距 , 但在70年代要制作出Intel 4004 , 可是要英特尔公司研究好几年才行 。 而在2021年的今天 , 只需要一个业余爱好者 , 在家就能完成了!


随着科技进步 , 现在的Intel处理器不仅由4004的10微米进步到Intel i7的10nm制程 , 晶体管数量更是增加了40万倍以上 , 主频也由750kHz提升到最高5.2GHz , 甚至有人在家里就自己烤出Intel 4004处理器了 , 只能让我们再次赞叹科技的发展和人类的智慧 。