マイクロプロセッサの誕生

Intel 4004は最初のマイクロプロセッサー、つまりチップ上の最初の汎用コンピューターと見なされますが、Intelによる作成はハードワーク、適切なタイミング、そして単なる運の組み合わせに帰着しました。

チップの話は、1969年に日本計算機株式会社（電卓名からビシコムと呼ばれる）と呼ばれる日本企業がインテルと契約して新しい計算機に必要なチップを製造したときに始まります。 Busicomは比較的小規模な電卓会社であり、急速に統合されている市場でシェアを失い、新しいソリューションを必要としていました。 Intelは1968年に約200人の従業員で設立されたスタートアップであり、主にメモリチップの構築に注力しています。

両方とも新しいものが必要でした。

Intelの共同設立者であり、その後CEOであるRobert Noyceは、1968年後半に日本を訪れ、顧客を探していました。 ノイスは、電卓のリーダーの1人であるシャープと面談しましたが、シャープはすでに既存の契約を結んでいました。 シャープの佐々木正氏は、ノイスをブシコムの社長小島芳雄に紹介したと言います。それがインテルがブシコムの電卓用チップを製造する契約を結んだ理由です。

1968年に従業員12番としてIntelに入社したMarcian Edward "Ted" Hoffは、古いコアメモリからIntelの新しいメモリチップに切り替えられる製品を作成するために割り当てられました。 彼の話では、Intelの最初のカスタムプロジェクトは、Electro Technical Industriesとして知られていましたが、ほとんどがBusicomと呼ばれていた会社のために行われました。

Busicomの若きエンジニアだったが、設計チームの重要な一部になる運命にあった島正敏氏によると、同社は「デスクトップ計算機だけでなく、課金機、レジ、窓口機などのビジネス用機械。」 しかし、ビジコムは、「ビジコムとNCRジャパンの間の機密事項であったため」当時、Intelにこれを伝えなかったので、Intelは、より強力な計算機を構築することだけが目的だと考えました。

最初の契約は1969年4月に締結され、6月末に志摩と他の2人のBusicomエンジニアがインテルに到着しました。 最初の計画では、Busicomのエンジニアが一連のLSIチップを設計し、IntelがMOS（metal-oxide-semiconductor）テクノロジーを使用してチップを製造していました。 Intelはチップセットを作成するために100, 000ドルを受け取り、作成されたセットごとに50ドルを受け取り、Busicomは少なくとも60, 000ユニットを割り当てました。

氏によると、チームは9種類のLSIチップの作成を提案しましたが、ほとんどのアカウントですぐに12チップの提案になり、一部のチップにはそれぞれ3, 000から5, 000のトランジスタが必要でした。それぞれに600〜1, 000個のトランジスタがありました。 ホフは計画を見て、チップが複雑すぎて作成できないと考え、「これらの製品を価格目標に合わせて製造することはできない」と考えました。

Hoffは設計を見て、10進算術から2進算術への移行を含むさまざまな概念を持ち、単純な命令セットを備えたより汎用的なチップを使用しました。

Hoffは、Busicomの計画は過度に複雑であると考え、代わりに、ソフトウェアの多くの命令をメモリチップに保存して、汎用ロジックチップを作成することを提案しました。 Leslie Berlinの The Man Behind the Microchip （2006年、Oxford University Press）で引用されているように、HoffはIntel CEOのNoyceに行き、1つのマイクロプロセッサ、2つのメモリチップ、およびシフトレジスタで構成されるコンセプトを説明しました。 「これを簡単にするために何かできると思う」とホフは言った。 「これができることはわかっています。コンピューターをエミュレートするために作ることができます。」 ノイスは、マシンのチップを設計する仕事を正式に任されていませんでしたが、コンセプトの作業を続ける許可を彼に与えました。

ホフは夏の間、コンセプトに取り組み、エンジニアのスタンリー・マゾールと一緒に、アーキテクチャのブロック図を作成しました。 これは4ビットのバイナリロジックチップ（Busicomの10進設計とは対照的に）であり、当時のIntelの専門であったメモリチップで計算機機能を実行するためのプログラムを格納します。

志摩とBusicomチームがこのコンセプトにどのように反応したかについて、多少異なる思い出があります。 Michael S. Maloneの The Intel Trinity （2014、HarperBusiness）で引用されたHoffによれば、「だから私は日本のエンジニアにこれらの線[汎用アーキテクチャ]に沿って何かをするよう提案しました。 。彼らは、設計が複雑すぎると認識したが、単純化に取り組んでおり、電卓を設計すること以外には何もしなかったと言った。彼らは単に興味がなかった。」

Busicomのダイからプロジェクトを実行していたBusicomの嶋正俊氏は、少し違うことを覚えています。 口頭の歴史の中で、彼は「ホフの提案は良いと感じたが、ホフの提案をそのまま受け入れたら、最初からプロジェクトをやり直さなければならなかった」と語った。 シマは、ホフがまだ持っていなかった詳細をすべて書き留めました。

8月、NoyceはBusicom社長の小島佳jimaに、Busicomの設計が複雑であるため、「最も単純なキットでも50ドル/キットでこれらのユニットを製造できる可能性はない」と警告し、実際のコストは300ドル前後。

その後、10月にBusicomへの正式な書簡と2社間の会議が行われ、そこでBusicomはIntelの設計を採用することを決定しました。 しかし、正式な契約が合意されるには1970年2月までかかります。

ファギンの役割

Busicomは、Intelが新しい計画に取り組んでいると予想し、日本に帰国したShimaが1970年4月7日に訪問するまでに、ほぼ完成した回路図を作成することを提案しました。他のチップと業界の低迷を経て、進歩を遂げていませんでした。 言い換えると、チップの実際の設計ではなく、チップの動作方法のブロック図を含むチップのコンセプトがありました。トランジスタがどのように適合し、製造できるかの技術的な詳細です。

そのプロセスをリードするために、IntelはFairchild SemiconductorからFederico Fagginを雇いました。 彼がそれについて説明しているように、彼はその週に会社に参加しました、そして、彼の最初の仕事の1つはシマに会って、Intelがチップを準備していないと説明することでした。 「今では、仕事を始めた日から本質的に6か月遅れているこの仕事がありました」と彼は言いました。

ファギンは、マイクロプロセッサの誕生に関する彼の話で次のように述べています。「私は1日12〜16時間猛烈に働いていました。まず、残りのアーキテクチャの問題を解決し、次に使用するデザインスタイルの基礎を定めました。最後に、ロジックと回路の設計を開始し、4つのチップのレイアウトを開始しました。シリコンゲートテクノロジを使用したランダムロジック設計の新しい方法論を開発する必要がありました。

彼は、MOS設計は初めてでしたが、LSIチップを扱っていたShimaと密接に協力し、MCS-4ファミリーになるチップを共同で作成しました。 モデル4001は、プログラミングを保持するように設計された2, 048ビットROMメモリチップでした。 4002は、データのキャッシュとして設計された320ビットのRAMメモリチップでした。 4003は10ビットの入出力レジスタで、データをメインプロセッサに送り、結果を削除します。 最後に、モデル4004は4ビットの中央処理論理ユニットでした。

すべてのアカウントで、これは非常に手間がかかり、FagginとShimaは通常よりはるかに高速にチップを開発しました。 さまざまなチップはすべて、プロセスのさまざまな時点でさまざまな時期に存在し、12月末には最初のバージョンの準備が整いました。 いつものように、これらには多少の調整が必要でしたが、3月までに、Fagginは最初に完全に動作する4004をShimaに出荷しました。 最終的に、4004は、1つのシリコンチップであり、1インチの8分の1、6分の1インチで、2, 250個の個別の回路要素があります。

Fagginのアカウントでは、「アイデアから完全に機能する製品に移行するのに1年弱かかりました。」 シマによると、「Busicomの一般的な考えから、それは約2年3か月続きました。そして、1971年4月に、ついにデスクトップ計算機が公的に機能しました。私はとても興奮しました！」

インテルが権利を取得

チップの最初の契約で、ビシコムは4004の独占権を保有していました。しかし、1971年の春までに、電卓市場は衰退し、ビジコムは契約の再交渉を望んでいました。 Intelには市場の規模と、Intelがプロセス会社ではなくメモリ会社であったという事実が懸念されていましたが、Faggin、Hoff、およびMazorは、チップを販売する権利を取り戻すよう社内の他の人々に圧力をかけました。他の顧客に。

ホフが回想するように、「マーケティング担当者から得た議論の1つは、「あなたはそれを売る権利を得るべきだ」と言っていた頃でした」と言いました。 。そして、私たちは市場に遅れており、その10％を手に入れることができれば幸運です。これは年間2, 000チップです。 彼らは、「サポートの頭痛の種に値するだけではなく、わずか2, 000チップの市場ではすべてが価値がある」と述べました。

最終的にノイスは契約を締結し、Intelは合法的に他の会社にチップを販売することができたが、Busicomの競合は例外だった。

しかし、4004は他の顧客と大きな聴衆を見つけることは決してありませんでした。その理由の1つは、メモリが限られた4ビットプロセッサのみであったことです。 Intelは、1971年11月15日発行の Electronics News の見出し「A New Era in Integrated Electronics」で、チップを「チップ上のマイクロプログラマブルコンピュータ」と宣言して正式に発表しました。 しかし、業界とIntel自体は、より新しい、より良いプロセッサーに移行しようとしていました。

8008 – 8ビットコンピューティングへの移行

BusicomがIntelに計算機用のチップを依頼した後、間もなくDatapointと呼ばれるComputer Terminals Corporation（CTC）は、新しいコンピューター端末（リモートコンピューターに接続するための画面とキーボード）のチップの提案をIntelに求めました。 繰り返しになりますが、HoffとMazorは、ロジックを処理するマイクロプロセッサーを提案しました。

4004と8008の間に大きな違いがいくつかありましたが、それらはそれほど遠くないように見えました。 そもそも、8008は8ビットのマイクロプロセッサであり、一度に1つの「バイト」または1つの文字で十分な8ビットのデータを処理するのに十分な大きさでした。 また、独自の特別なメモリチップを必要とする4004とは異なり、1201は標準メモリを使用するように設計されています。

このプロジェクトは、Datapointが8ビットコンピューター用のチップを要求したAndrew Groveとの会議で1969年12月に始まりました。 Mazorによると、彼はDatapointに対して3つの提案を行いました。8ビットの「レジスタスタック」と「1チップ上の8ビットCPU全体」の2つのバリエーションです。 この時点で、MazorとHoffは4004を含むBusicomプロジェクトにすでに取り組んでいた。

ほぼ同時に、Datapointはテキサスインスツルメンツに同様の設計を依頼したようです。 いくつかの話では、DatapointはHoffとMazorの回路図をダラスに持ち込み、そこでダラスのアイデアがTIの半導体ラボでの開発プログラムに成長し始めました。

Mazorは、TIが最初にマルチチップセットを提案し、その後DatapointがTIにIntelの提案をもたらした可能性が非常に高いと考えているため、TIはその仕様に合わせてチップを構築しようとしました。 しかし、Mazor氏によると、TIのチップは仕様に「欠陥」があったため機能しなかったという。

Intelは1970年3月にHal Feeneyを雇って、Fagginが4004に取り組んでいたように、当時1201として知られていたチップの特定の設計に取り組んでいます。 そして確かに、それぞれが他のプロジェクトを助けました。 1201での作業は1970年半ばまで続きましたが、IntelはDatapointが実際にチップを使用するかどうかを懸念していたため、Mazorとその他が4004でさらに作業を行う間、作業は中断されました。

テキサス・インスツルメンツは、1971年3月にチップ設計を行いましたが、これは4004が機能する数か月前のことでしたが、実際にチップを発表したのは1941年7月です。 しかし、このチップは出荷されなかったようです。

しかし、TIの発表はIntel、特にGroveに1201での取り組みを倍増させました。結局、DatapointはIntelチップもTIチップも使用しませんでした。 代わりに、Intelが設計を完了するまでに、Datapoint 2200は従来のTTLチップを使用して導入されました。

Datapointが興味を示さなかったとしても、Intelは、8ビットの科学計算機の構築を望んでいたセイコーなどの他の企業からの関心に気付き始めていました。

この時点で、Intelはネーミングについてより真剣に考え始めました。 Intelの元の命名スキームは、作成するさまざまな種類の部品に基づいていたため、ファミリ内の各チップには異なる番号が付けられていました。 ファギン氏は、4000ファミリーの命名がより一貫していたため、彼が命名したと言います。 4004の導入後、マーケティング部門は1201を8008に変更し、8ビットチップであることを反映しました。これは、8008が1972年4月に導入されたときに呼ばれたものです。そして、マイクロコンピューターシステムグループの作成と開発ボードとシステムの作成につながりました。 これは、確かに、初期のマイクロコンピューターであったマシンの一部を含む、多くの8ビットデバイスの作成を促進するのに確実に役立ちました。

誰がクレジットに値しますか？

長年にわたって、4004、最初のマイクロプロセッサとしての位置、および各参加者が受けるに値するクレジットについて多くの議論がありました。

集積回路の歴史はさらに統合されたものの1つであるため、1960年代の終わりまでに、必要なすべての機能を「チップ上のCPU」に組み込むことができるという考えは確かに浮上しました。

プロセッサのそれぞれにカスタムチップを設計することを望んでいる顧客が多すぎたため、インテルは汎用プロセッサの必要性を認識するだけではありませんでした。 後にホフとノイスは、「これが続けば、必要な回路の数が回路設計者の数を超えて増加するだろう。同時に、各回路の相対的使用量が減るだろう。」と書くだろう。多数のユーザーを対象に費用を償却し、学習曲線の利点を打ち切るでしょう。」

Intelの共同設立者であるGordon Moore氏は、「人々は何年もの間、チップ上のコンピューターについて話していました」と語った。「しかし、それは将来も常に存在していました。実際にそのような集積回路を実際に作ることができました。それは本当の概念的なブレークスルーでした。」

そして、テッド・ホフでさえ、この概念の重要性を軽視していることがあります。 「マイクロプロセッサの実際の発明は、そのようなものの市場があることを単に評価するほど重要ではありませんでした。」

しかし、最初のマイクロプロセッサのタイトルには他の候補がありました。 テキサス・インスツルメンツは1971年4月に実際に「CPU-on-a-chip」を発表しました。当初は、コンピュータターミナルコーポレーション（後のデータポイント）の契約チップとして設計されました。 これは明らかに機能しなかったようで、実際、Intelは同じ仕様のCTC用のチップを開発していました。 おそらくもっと重要なことは、1971年後半にテキサスインスツルメンツのエンジニアであるゲイリーブーンとマイケルコクランが、入出力回路、メモリ、中央回路を含む集積回路の最初のプロトタイプを作成したことです。 4チップMCS-4セットとは対照的に、すべて1チップのプロセッサ。 TMS1000として知られ、これはTI計算機で最初に使用され、1974年に市販されました。ブーンは1973年にCPUの特許を取得し、後にブーンとコクランはチップ上のコンピューターの特許を取得しました。

インテルの弁理士は大きな主張をすることに懐疑的であり、非常に複雑であり、他の人がコンピューターをチップに搭載するという概念を持っているため、「コンピューター」として作品の特許を取得するホフの欲求に抵抗しました。 ホフによれば、「彼らはそれだけの価値はないと言い、本質的に彼はその時点で特許を書くことを拒否しました。」 代わりに、彼らはより具体的でより限定的な特許を申請しました。 Intelは2つの特許を取得しました。Hoff、Mazor、Fagginは、「マルチチップデジタルコンピューターのメモリシステム」で1つを取得しました。電源投入時にCPUをリセットする可能性のある回路の場合。

数年後、発明者のギルバート・ハイアットはマイクロプロセッサーの特許を取得し、1968年に彼の会社Microcomputer Incで行った発明に基づいて1970年に提出しました。しかし、これは製造されていないようです。 一方、フェアチャイルド、IBM、Signetics、Four-Phase、およびRCAも、マイクロプロセッサのようなデバイスの開発に取り組んでいました。 それでも、4004はほぼ普遍的に最初のマイクロプロセッサと見なされています。

Intelチームの間では、クレジットの分割についても議論がありました。 ほとんどのオブザーバーは、チップセットの作成に直接関与している4人の男性全員を称賛していますが、常にそうであるとは限りません。

Fagginは、8080の導入から数か月後の1974年後半にIntelを離れ、Zilogを開始し、Shimと他のIntelエンジニアを連れて行きました。Fagginの話では、これはIntelのAndy Groveを怒らせました。 マローンはファギンを引用し、「彼が私に言ったことを覚えている。「あなたが何をしようとしても、あなたは決して成功しないだろう。あなたの子供や孫に話すことは何もない」 それらの言葉の言葉に暗示されているのは、私は半導体に遺産がないということでした。インテルでやったことを称賛されることは決してありません。まるで彼が私に呪いをかけているようでした。」

それが劇的なものであったかどうかにかかわらず、IntelがHoffの大部分を称賛したように思われ、それは多くの歴史で続いています。 たとえば、 チップの TRリード（2001年、ランダムハウストレードペーパーバック）とダークハンセンの 新しい錬金術師 （1983年、ザブックサービスリミテッド）の両方が、グローブの伝記作家リチャードテドローのように、ホフにほとんど唯一の功績を残しています。 確かに、マローンは、それ以来、インテルはマイクロバレーのすべてのクレジットをホフに与え、ファギンには2009年までシリコンバレーの設立に関するドキュメンタリーである The Real Revolutionaries （2012、Diamond Docs、iLine Entertainment）を初演した 。 。

しかし、1980年代にホフが行ったインタビューに戻って、ファギンの役割（さらに見過ごされがちなシマとマゾールの役割）を指摘する他の歴史があります。 1993年、同社の25周年を祝うIntelの出版物は、Hoffのソリューションを称賛し、彼にほぼ全面的な写真を提供しましたが、Fagginは「Hoffのビジョンをシリコンリアリティに変える」ことで認められました。 1996年、Comdexのイベントでマイクロプロセッサの25周年を祝っていたとき、IntelはPC Magazine Lifetime Achievement賞を受賞した4人のクリエイター全員と連絡を取るのを助けました。

確かに、4人すべてに敬意を払うことが重要と思われます。Hoffのビジョンと基本概念、Mazorのプログラミングとブロック図の作業、Shimの論理設計の作成、Fagginのチップの印象的なシリコン設計の作成です。 一緒に、彼らは最初の汎用マイクロプロセッサを作成し、そうすることで、パーソナルコンピュータ業界になるだけでなく、数え切れないほどの数の他の電子機器の基礎を作成しました。 文字通り、毎年数十億個のマイクロプロセッサが販売されています。これらはすべて元の4004よりもはるかに複雑であり、それらがなければ、現代の電子世界は不可能です。