Intel 4004

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L'Intel 4004 conçu par l'ingénieur inventeur d'Intel Marcian Hoff en 1971 est considéré comme le premier microprocesseur du monde.

Sommaire 1 Historique 2 Caractéristiques techniques 3 Famille de composants complémentaires 4 Objet de collection

[modifier] Historique

En 1969, la société japonaise Busicom, premier gros client d'Intel (fondé la même année), désire développer une gamme de calculateurs programmables de calculatrices de grande puissance, et demande à Intel de fabriquer un jeu de douze circuits intégrés qui leur sont nécessaires. Intel charge son ingénieur Marcian Hoff (surnomé Ted Hoff) assisté par Federico Faggin et Stan Mazor d'Intel et Masatoshi Shima de Busicom de ce projet. Ce dernier propose à ses collaborateurs et clients l'idée révolutionnaire de développer un circuit intégré universel sur une seule puce au lieu des circuits personnalisés spécialisés demandés pour chaque projets développés à l'époque. Intel vend le microprocesseur et les droits exclusif du Intel 4004 à son client Japonais Busicom pour 60 000 dollars.

Par chance pour Intel, la firme Busicom connaît rapidement des problèmes de trésorerie et demande à Intel de renégocier son contrat de partenariat. Intel, accepte de rembourser les 60 000 dollars de frais de recherche en contrepartie de la totalité des droits industriels et commerciaux sur le Intel 4004 de Ted Hoff, à l'exception de ceux pour les sociétés fabriquant des calculatrices de bureau ou de poche.

Deuxième coup de chance pour Intel avec l'arrivé du tout nouveau directeur commercial, Ed Gelbach issu de la société Texas Instruments qui perçois rapidement le potentiel de développement fantastique des microprocesseurs de type Intel 4004

Bien que le 4004 soit largement considéré comme le premier microprocesseur, une autre modèle à été developpé un an avant en 1970 par Ray Holt de la societé américaine Central Air Data Computer pour équiper l'avion de chasse militaire F-14 Tomcat de l'avionneur Grumman.

[modifier] Caractéristiques techniques

Les 4004 sont sortis dans un pack DIP de 16-pin en céramique le 15 novembre 1971.

Le 4004 a été également fourni avec une des familles de composants d'appui. Par exemple, chaque « Program ROM » verrouillait intérieurement pour sa propre utilisation les 12 bits d'adresses de programme du 4004, ce qui laissait 4 Ko d'accès mémoire au bus d'adresse de 4 bits si les 16 ROM étaient installées. Le circuit du 4004 contenait 2 300 transistors, et fut suivi l'année suivante du premier microprocesseur 8 bits de 3 300 transistors, le Intel 8008 (et le Intel 4040, un 4004 révisé).

Le quatrième produit sur le marché des microprocesseurs d'Intel fut le processeur qui commença la révolution des micro-ordinateurs, les Intel 8080.

Architecture du microprocesseur Intel 4004

Brochage du microprocesseur Intel 4004

• Premier microprocesseur de l'histoire et de l'industrie
• Premier processeur de la gamme Intel x86 aîné des Pentiums utilisés pour les compatible PC
• Performances équivalentes aux 30 mètres cube d'un ENIAC concentré sur 10 mm carrés
• Calculateur 4 bits, 16 registre de donnée 4 bits, jeu de 46 instructions
• 1280 demi-octets de données, 4 ko d'instructions programme en mémoire ROM de 256 octets
• Largeur du bus de donnée 4 bits, largeur du bus d'adresse 10 bits, mémoire adressable 640 octets
• Fréquence d'horloge : 108 KHz (jusqu'à 740Khz), 16 broches DIP (soudé), 5 volt
• 2300 transistors MOS (Metal-Oxide Semiconductor) en technologie 10 microns, 60 000 instructions par seconde
• Architecture Harvard : Stockage séparé des programmes et des données, contrairement à la plupart des architectures Harvard fabriquées, le 4004 avec son besoin de réduire le nombre de broches, utilise un simple bus multiplexé de 4 bits pour les transferts :
  • 12 bits d'adresses (mémoire adressable 640 octets)
  • 8 bits d'instructions, qui ne doivent pas être placées dans la même mémoire que les 4 bit de données.
• 46 instructions au total (41 d'entre elles sont 8 bits, et 5 d'entre elles sont 16 bits).
• 16 registres de 4 bits chacun.
• Pile interne de sous-programme profonde de 3 niveaux.
• Format de la puce : 3,81 mm de long sur 2,79 mm de large : 10,62 mm2 à peine.
• Tarif industriel 200 dollars

[modifier] Famille de composants complémentaires

• 4001 : ROM de 256 octets (programme de 256 instructions de 8 bits), et port intégré d'entrée/sortie sur 4 bits.
• 4002 : RAM de 40 octets (donnée de 80 mots de 4 bits), et port intégré d'entrée/sortie sur 4 bits. La partie mémoire de la puce est organisée en quatre registres de vingt mots de 4-bit :
  • 16 mots de données (utilisés pour les chiffres de la mantisse dans la calculatrice d'origine)
  • 4 mots de statut (utilisés pour les exposants et les signes dans la calculatrice d'origine)
• 4003 : sortie registre à décalage de 10 bits pour scanner les claviers, affichages, imprimantes, etc.
• 4008 : adresse verrouillée de 8 bits pour l'accès aux puces de mémoires standards, et port intégré d'entrée/sortie sur 4 bits
• 4009 : convertisseur d'entrée/sortie et de programmes pour les mémoires standards et les puces d'entrées/sorties.

Note : une puce 4001 ne peut pas être utilisée dans un système sans une paire de puces 4008/4009.

[modifier] Objet de collection

L'Intel 4004, est naturellement, une des puces collectionnées collector les plus recherchées au monde. Les 4004 de très grande valeur sont ceux qui sont en or et blanc, avec ce qu'on appelle « des traces grises » sur la partie blanche. En 2004, de telles puces ont atteint environ 400$ sur eBay. Celles en blanc et or sans traces grises sont de valeurs légèrement inférieures et atteignent typiquement 200 à 300 $. Les puces sans « code de date » en dessous, sont des versions plus anciennes, et donc valent légèrement plus. On note d'autres puces de valeurs telles que les Intel 4040.

Microprocesseurs Intel
4 bits :  4004 · 4040 · 8044 / 8 bits :  8008 · 8080 · 8085
Série x86 (16, 32, 64 bits) : 8086 · 8088 · 80186 · 80188 · 80286 · 80386 · 80486 (486SL, 486SX, 486DX) / Pentium · Pentium Pro · Pentium II · Celeron · Xeon · Pentium III · Pentium 4 · Pentium 4-M · Pentium M · Pentium D · Pentium Extreme Edition · Core · Core 2
XScale :  PXA250 · PXA255 · PXA260 · PXA270 · PXA290
Autres séries : iAPX 432 · i860 · i960 · Itanium · Itanium 2

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