Intel zítra oslaví čtyřicet let od prvního mikroprocesoru

Zítra to bude přesně 40. Let od vyrobení prvního mikroprocesoru Intel 4004, ten se stal přelomový zejména tím, že šlo o první komerčně dostupný procesor na světě. Na trhu se Intel 4004 poprvé objevil 15. listopadu 1971.

Intel mikroprocesor 4004

Rozšíření mikroprocesorů je na straně společnosti Intel do značné míry výsledkem nekompromisního následování Mooreova zákona, jenž předpovídá tempo vývoje křemíkových technologií. Podle Mooreova zákona, který po dobu více než čtyřiceti let platí za základní model v odvětví výroby polovodičů, se přibližně každé dva roky zdvojnásobí hustota tranzistorů, přičemž se současně zvýší funkcionalita a výkon a sníží náklady.

Pro srovnání: dnešní druhá generace procesorů Intel® Core™ je více než 350 000krát výkonnější a každý tranzistor spotřebuje přibližně 5000krát méně energie než první mikroprocesor Intel 4004. Za tuto dobu klesla cena tranzistoru přibližně 50 000krát.

Následující generace mikroprocesorů Intel, jež bude stát již na 22nm výrobním procesu, bude uvedena příští rok. Přinese především nové revoluční 3-D Tri Gate tranzistory. Ty by měly uvést Mooreův zákon do další éry. „Jen čistý počet vynálezů se v následujících čtyřiceti letech vyrovná, nebo dokonce překoná veškerou inovativní činnost, k níž došlo za předchozích deset tisíc let historie lidstva,“ myslí si o dalším pokroku na poli mikroelektroniky Justin Rattner, technologický ředitel společnosti Intel.

Za vznikem prvního mikroprocesoru stáli Federico Faggin, Ted Hoff a Stanley Mazor, inženýři společnosti Intel. Jejich mikroprocesor byl původně vyvinut jako účinnější součástka do kalkulaček a sotva mohl někdo z nich tušit, jaký dopad bude mít už v poměrně krátké době na celou společnost.

Již deset let po Intel 4004 si jeho následovník Intel 8088 našel cestu do prvního osobního počítače a dnešní moderní mikroprocesory stojí za sofistikovanými výzkumy v oblasti vědy a výzkumu. Vedle zařízení každodenní potřeby se mikroprocesory používají ve vyspělých zařízeních, v nichž vykonávají složité výpočetní úkoly například z oblasti kvantové fyziky, předpovědi počasí, klimatického výzkumu, biologického modelování a fyzické simulace včetně simulace letounů v aerodynamických tunelech nebo výzkumu jaderné fúze. Vizualizace a výpočty velice komplexních rovnic ve velmi krátkém čase mohou výrazně rozšířit možnosti lidské inteligence.

V samotném oboru osobních počítačů lze nadále očekávat pokračující růst. Také díky tomu jsou dnes osobní počítače podstatně dostupnější: v roce 2000 si bylo možné v západní Evropě koupit průměrný osobní počítač za 5,5 týdenní mzdy, nyní to je již jedna týdenní mzda. V roce 2010 se každý den prodal téměř jeden milion osobních počítačů. Analytická společnost Gartner odhaduje, že v roce 2011 se počet prodaných počítačů zvýší o 10,5 procenta (celkem dosáhne počtu 387,8 milionu kusů) a v roce 2012 dokonce růstu 13,6 procenta (440,6 milionu kusů). Podle společnosti Gartner bude trh s počítači globálně vykazovat i nadále zdravý růst.

Zajímavosti:

1. Dnes provoz laptopu vyjde na zhruba 25 eur ročně. Pokud by ovšem spotřeba elektrické energie byla stejná jako v roce 1971, činily by náklady na provoz 100 000 eur ročně. A při takovýchto nákladech by si osobní počítač mohl dovolit jen málokdo.

2. Procesor 4004 obsahoval 2300 tranzistorů. Současné procesory Intel Core™ druhé generace mají téměř miliardu tranzistorů. Srovnání je stejné, asi jako kdybychom obyvatelstvo větší vesnice (například Čeladné) porovnávali s Čínou.

3. Pokud by dnešní procesory Intel Core 2. generace (skutečné rozměry: 216 mm2) byly vyráběny starší technologií, měly by rozměr 21 m2 neboli 7 x 3 m. Dokážete si něco takového představit ve svém notebooku?

4. Mikroprocesor 4004 fungoval na frekvenci 749 kHz (nové procesory 2. generace Intel Core dosahují téměř 4 Ghz. Pokud by se stejným tempem zvyšovala rychlost automobilů, pak by cesta ze San Franciska do New Yorku anebo z Lisabonu do Moskvy trvala jednu sekundu (za předpokladu, že rychlost osobního automobilu v roce 1971 činila 90 km/h a vzdálenost mezi uvedenými městy činí 4800 km).

5. Aktuálně vyráběný procesor Intel Core má 995 milionů tranzistorů. Pokud by každý tranzistor byl zrnkem rýže, pak by takový obsah takového procesoru nasytil obyvatelstvo Poznaně, Stuttgartu či Düsseldorfu anebo jiného města, jehož populace nepřesahuje 560 tisíc.

6. Ve srovnání s prvním mikroprocesorem – 4004 – běhá současný procesor až 5000krát rychleji a každý z tranzistorů spotřebuje 5000krát méně energie. Za stejné období cena tranzistoru poklesla zhruba 50 000krát.

7. Původní tranzistor, který postavila Bell Labs v roce 1947, byl tak velký, že ho bylo možné sestavit ručně. Oproti tomu dnes by se na hlavičku špendlíku vešlo více než 100 milionů tranzistorů 22nm tri-gate.

8. Do tečky na konci téhle věty by se vešlo přes 6 milionů 22nm tri-gate tranzistorů.