Stanley Mazor简介编辑本段回目录
春天的故事：4004处理器编辑本段回目录
4004打开微处理器之门编辑本段回目录
4004微处理器的诞生过程真正体现了英特尔公司“技术为王”的特点——一帮天才设计师完成了看似不可能完成的任务。
霍夫与刚从仙童公司跳槽过来的芯片工程师斯坦·麦卓尔(Stan Mazor)合作，设计了一个全新的微处理器架构——所有晶体管都装在一块芯片上。整个结构包括记录调度，引导组及芯片间的互联，最关键的芯片包含了计算器的算术和逻辑电路系统，能够运行常规计算机程序的单片CPU，以取代用不同的单个片，来分别承担键盘控制、显示控制、打印控制、算术运算、记录等等功能。最后定型的4004微处理器只有1/8英寸长，1/6英寸宽，包括有2300个晶体管，功能与EMAC一样，运行起来同60年代价值30万美元的IBM机一样，而后者需要桌子大小的微处理器。
微处理器本身的设计则是由另一位英特尔的天才工程师费德里科·费金(Federico Faggin)完成的。他在硅片上确定了各种晶体管的实际排放位置，并发展了芯片规格和晶体管计数的细节。1971年1月，第一个真正可以运转的微处理器在英特尔公司出现，定名为“4004型”。第一个“4”是指以4位为单位的设计思想，后一个“4”是指由英特尔制造的第4种专用芯片，售价为200美元。
1971年11月15日，集成2300个晶体管的4004微处理器被英特尔公司推出之后，距离诺伊斯与罗克的对话已经过去整整3年。同一天，4004微处理器的图片广告出现在《电子新闻》杂志上面，第一个客户来自遥远的亚洲，日本Busicom公司订购了第一批4004微处理器，用在自己的计算机系统上面。
4004是英特尔公司推出的第一款微处理器，也是世界上第一款微处理器。跟历史上任何首开先河的事物一样，4004除了拥有一个“全球第一”的头衔之外，商业上并没有取得更大的反响。这一点跟英特尔公司自己在创业初期的处境倒是颇为相似。
业界前辈口述处理器“战火”背后的故事 编辑本段回目录
微处理器来自科幻片的灵感编辑本段回目录
2001年，英特尔公司承认：制造微处理器(CPU)的灵感来源于1968年的一部电影，英特尔 4004型CPU就是当年科幻片《2001：奥德赛邀游太空》的主角——得了妄想症的杀人电脑HAL。
英特尔是在“庆祝CPU诞生30周年纪念日”的典礼揭露这个历史秘密的，它说：“1968年的电影迷为HAL如痴如醉，它在科幻片中的表现令世人着迷。即使是这部超前的杰出影片，也没有预测到PC及网络技术发展如此之快，今天的一切对那个时代的人来说都是不可想象的。”
“在那部影片上映后不久，我们公司的工程师特德·霍夫就发明了4044型CPU，它是为日本计算器厂商设计的——它奠定了PC发展之路的基础。”英特尔公司客户培训部经理拉尔夫·邦德说，“现在我们已经在语音识别领域取得了重要成就，人类最终将用语音控制家庭电脑；而电脑也会变得非常机灵，能够对我们的命令迅速做出反应。”
微处理器的由来可追溯到50年代末，当时德州仪器的杰克·基尔皮和仙童半导体公司的罗伯特·诺依斯分别同时找到方法，将大量的晶体管及它们间的连线放置在一块硅片上。这个集成电路包括了计算机的完整部分，例如，一个逻辑电路或存贮记录。设计者可以把越来越多的晶体管塞进一块硅片上，结果一小块硅片已经可以装下成百上千的晶体管。这就是我们所知道的大规模集成电路，或LSI。
LSI有一个缺点：电路被牢牢固化在硅片上，所以芯片只能完成设计了的工作——用工程语言来说，他们是“硬线化了”。没有人知道微处理器的研究应该怎么走，也没有人认为这玩艺儿非发明不可。相反，微处理器的发明成了无心栽插的柳。
会掉进小洞里的计算机
当时，霍夫负责英特尔研发工作，在一间很小的实验室工作，还和另一位同事合用。房间还堆着联碳公司的一盒盒元件，又占去了一半空间。当时公司研究重点是半导体存储芯片。1969年6月20日，日本商事公司的一组工程人员从东京到硅谷，来见霍夫。他们想让英特尔设计一些特殊的芯片，用于计划中的合成计算器。不巧，霍夫去太平洋的塔布堤岛度假去了。
当休假归来，日本的工程师们还在等着他，日本人提出了一套六种极其复杂的芯片设计方案。这种设计对当时的英特尔来说太复杂了。
霍夫书桌旁是一台DEC的PDP-8型小型机。过去他曾设想把一台计算机放在一个芯片上，如今这个想法又浮现出来：“我凝视着PDP-8型计算机，凝视着商事的设计方案。我纳闷，他们这种计算器为什么要搞得这么复杂？”
关于霍夫的灵感，有这样一个版本：霍夫去塔西提岛的海滩游泳，阳光照在金黄色的沙滩，想着芯片的事，这时一缕浓重的防晒油气味扑鼻而来，霍夫突然想起一个方案：能不能把“仓库”、“工场”和其他东西都作在一块芯片上，使处理器(Processor)变小成为微处理器(Microprocessor)呢？由此他设计出世界上第一个微处理器，把CPU的所有功能集中在一个芯片上，把两个存储芯片附加上去，一个存储数据，另一个装有驱动CPU的程序。这样不但使计算器变得简单，而且成本也大为降低，但商事公司对这一设想不以为然：“离远点，别打扰我们。我们知道自己在做什么。”
在这件事上，诺伊斯坚决支持霍夫。几年前，诺伊斯就曾预见微处理器的可能性。在60年代未的一次会议上，他曾预言将会诞生一种装在一个芯片上的计算机。当时一位持不同观点的人说：“天哪！我肯定不希望我的那台计算机会丢失在地板的一个小洞里。”诺伊斯笑道：“你完全搞错了。因为你的书桌上有一百多个计算机呢，丢掉一个算什么。”
当时，业内普遍认为设计大型机才是大有可为的领域。然而，霍夫另辟蹊径。他说服了刚从仙童公司跳槽的斯坦·麦卓尔(Stan Mazor)与他合作，共同研制。霍夫的突破就是对芯片组结构的设计。霍夫把一个简单的计算机的整个中央处理单元——CPU——都装在了一块芯片上。他附加上二块存贮芯片，一个是只读存贮器，另一个是读写存贮器。后来又增加了一块芯片，它主要是一个输入输出芯片。微处理器实际上是一个非常复杂的印刷电路，人们称之为“单片机”，因为它拥有所有计算机的算术逻辑功能，其体积却只有针尖大小。减少组件的数量并不重要，关键还在于设计。霍夫说：“真正的关键不一定是组件的数目，而在于组织，结构概念。你拿来一台通用计算机，并把它造在一个芯片系统上。”
微处理器终于出世
霍夫的创新在于设计了芯片组的结构(而不是芯片本身，芯片是由另一位英特尔工程师费德里科·费金(Federico Faggin)设计出来的)。整个结构包括记录调度，引导组及芯片间的互联，最关键的芯片包含了计算器的算术和逻辑电路系统，只有输出输入和程序单元可以放在不同的芯片上。霍夫想设计出能够运行常规计算机程序的单片CPU，以取代用不同的单个片，来分别承担键盘控制、显示控制、打印控制、算术运算、记录等等功能。霍夫所作的CPU只有1/8英寸长，1/6英寸宽，包括有2300个晶体管，而它的功能与EMAC一样，它运行起来同60年代价值30万美元的IBM机一样，而后者需要桌子大小的中央处理单元。
1969年10月，霍夫的微处理器与商事的方案一同送到公司总部。霍夫不得不为他的作品进行辩护。商事的经理被说服了，双方签署合同，规定由商事独家享用霍夫设计的这种微处理器。
霍夫的设计由费德里科·费金在硅片上实现了。芯片本身——芯片上各种晶体管的实际排放位置——是费金的成果；1970年春，他发展了芯片规格和晶体管计数的细节。1971年1月，第一个真正可以运转的微处理器出世了。定名为“4004型”。第一个“4”是指以4位为单位的设计思想，后一个“4”是指由英特尔制造的第4种专用芯片。这一有4比特总线配置、108千赫的芯片，作在一个3毫米X4毫米的印模上，有2250个晶体管，每个晶体管之间的距离是10微米，也就是说每个晶体管间隔只有一根头发的千分之一，每秒运算量为6万次，售价为200美元。
另一项英特尔的发明促进了霍夫芯片的发展，提高了它的市场竞争力。这就是EPROM(可擦除的编程式只读存贮器)。它是英特尔的研究人员多夫·福拉曼发明的。在此之前，计算机的存贮器几乎是永久性的，改变起来十分困难。现在，因为有了EPROM，才使删除某种功能的记忆和重新编程成为可能。在EPROM之前，只有不稳定的读写存贮器、从工厂定做的只读存贮器和一次性可编程只读存贮器。现在任何人都可以使用EPROM来重新编程而不需要编程去除错误部分。
这时，计算机终端公司也找上门来，也要为他们生产一种专用芯片。于是霍夫和麦卓尔设计了一种比“4004型”更强大的微处理器，称为“8008型”。1972年4月，英特尔推出200千赫的8008微处理器芯片，还是10微米技术，但晶体管总数已增至3500个，内存位160KB，在13.5平方毫米的地方能执行45种指令。这是第一台真正的微处理器。
喝彩寥寥，只因太具革命性
1971年10月15日，英特尔终于在《电子新闻》上刊登了“4004型”芯片的广告：“一个集成电子新纪元的到来——能把一个微型程序控制计算机放进一个半导体芯片”。但电子行业对4004型反应谨慎。秋季Comdex上，一位顾客说英特尔胆大妄为，竟敢声称把一台计算机放进一个芯片上，麦卓尔给他看了芯片，他才很勉强地同意这玩意可以叫计算机。
的确，一切都是那么惊险。1971年初，4004芯片送到商事公司，立即遭到拒绝。当时计算器市场大面积削价。这个一年前签订有合同现在看来太破费了，商事要求重新协定价格。霍夫听到这一消息，就对公司销售部的人说：“谢天谢地！你们要从商事那儿要回将‘4004型’卖给其他客户的权力。”为降低价格，商事同意放弃它对‘4004型’芯片的独享权。
但英特尔销售部并不认为微处理器是一种有销路的产品，他们认为不值得花代价生产和推销。他们向霍夫解释说，他不过是电脑业的一个后生，而每年只能卖掉2000台微电脑，如果英特尔出售他的芯片，那么可能得到的只有10%的市场占有率，而每年只售出2000台很不划算的。另一个问题是，这样一台采用了只需要50美元~100美元成本的新型芯片的计算机怎么能够弥补软件开发费用呢？这时候，微型计算机还根本不流行，人们对微电脑毫无兴趣，微电脑的概念对人们来说是那样陌生，以至于没有人，甚至霍夫和他的同事们，预测到它将会引发计算机和电子工业的一场革命。人们习惯于把计算机想成价值上百万美元的商品，只有专家才能操作和维修。只需花买一只荧光灯泡的钱(70年代末，微处理器只卖5美元一只)就能买到的新芯片来换掉一个有缺陷的芯片，这种想法对许多人来说太不可思议了。
因为此前4004没有公布于众，还没有什么市场需求，霍夫等人不断催促。“我们每个月都向他们提出这个要求，但他们每次商议的结果都是——暂不公布”。最后曾在德州仪器任职的格尔·贝克出任销售部主任，态度才积极起来。
1972年年中，霍夫和麦卓尔出差三周，巡回到一些公司举办讨论会。人们最常向他俩提的问题是：“如果坏了，你们怎么修理它”。人们无法想象计算机竟然也可以象电灯泡似的，用坏后一扔了之。还有的顾客冷言嘲弄：“你们怎样确保它是在工作呢”？
的确，要让人们接受微处理器概念绝非易事。1972年，技术报刊才首先注意到它。1978年初，电子学杂志开始登满这一奇迹的文章。越来越多公司追随英特尔推出“纸老虎”产品，市场十分混乱。“人们习惯认为计算机是一种巨型而昂贵的装置，因此一定要保护它，看守它，小心对待它，高效率地使用它，才合算，才值得”。
1972年3月，也即英特尔公布“4004型”后4个月，德州仪器公司也推出8位的微处理器，两家公司产生了争执。最后，是英特尔获得了专利。但霍夫说：“我并不认为一旦为微处理器申请了专利后，就可以声称拥有了微处理器的一切”。
相关链接编辑本段回目录
参考文献编辑本段回目录
http://tech.sina.com.cn/other/2004-09-27/1654432622.shtml
http://en.wikipedia.org/wiki/Stanley_Mazor
