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庆祝世界首个商用微处理器四十周年
2011-11-15 14:21:57  作者:鲲鹏 编辑:鲲鹏   点击可以复制本篇文章的标题和链接
 
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2011年11月15日,北京——40年前的今天,英特尔公司推出了世界上第一款商用微处理器——英特尔® 4004,从此拉开数字革命的序幕。虽然多数人从来没有亲眼看见微处理器,但是内置它的设备已经融入我们日常生活的方方面面,变得真正不可或缺。

微处理器是许多日常设备的“大脑”,包括电脑、服务器、手机、汽车、冰箱、收音机、电视等。微处理器的发展,很大程度上源于英特尔和产业界对摩尔定律的不懈追求。摩尔定律预测了硅技术发展的步伐,半导体上所集成的晶体管数量每两年将翻一番,同时功能和性能继续提升,成本不断下降。这成为了半导体行业40多年来发展的基本商业模式。

与英特尔4004相比,如今下一代英特尔®酷睿™处理器的性能是其35万倍,每个晶体管的能耗却降低了5千倍。同期,晶体管的价格下降了约5万倍。

尽管如此,我们目前仍处于计算演进的早期阶段,计算对历史进程的影响作用才刚刚呈现。英特尔公司首席技术官贾斯汀表示:“随着技术创新步伐的加快,未来40年时间里诞生的创新成果,甚至将超过人类在过去一万年历史长河中所有创新成果的总和。”

如果把最新一代晶体管比作肯尼亚马拉松选手Patrick Makau Musyoki(他在今年9月底举行的柏林马拉松大赛中打破了世界记录,耗时2小时3分38秒跑完了42.195公里,即平均每小时20.6公里),那么世界上第一个微处理器的速度就像蜗牛(每小时5米)。目前,全球最快的处理器频率达到约4GHz。如果把英特尔® 4004处理器比作蜗牛,那么最新的处理器就是博尔特。

现在,一台笔记本电脑的年均耗电成本大约是25 欧元。如果电脑的能耗状况自1971年以来保持不变,那么现在每台笔记本电脑的能耗将是1971年的4,000倍,每年的耗电成本约为十万欧元。假如这样的话,如今几乎没有几个人能用得起家用电脑……

英特尔® 4004处理器芯片上集成了2,300个晶体管,而第二代英特尔® 酷睿® 处理器则集成了近10亿个晶体管。这就像把一个村庄的人口与中国的总人口相比较。

庆祝世界首个商用微处理器四十周年

如果利用当时的10μm制程技术生产制造第二代英特尔® 酷睿® 处理器(实际尺寸是216平方毫米,相当于0.33平方英寸),它的尺寸将是21平方米(相当于227平方英尺),或大约7米 x 3米(相当于23英尺x10英尺)。你能想象笔记本电脑中采用如此的庞然大物吗?

幸运的是,晶体管的尺寸一直在按照摩尔定律缩小。按照摩尔定律,芯片上所集成的晶体管数量大约每两年翻一倍。

英特尔® 4004微处理器的频率为740KHz,而第二代英特尔® 酷睿® 处理器则接近4GHz。如果汽车时速从1971年开始按照这个速度发展,那么今天从旧金山到纽约,或从葡萄牙到莫斯科开车只需1秒钟(假设汽车在1971年的时速为60英里,旧金山与纽约间的距离为3000英里)。

英特尔® 酷睿处理器上集成了9.95亿个晶体管。如果每个晶体管是一粒大米,那么这些大米可以使拥有56.7万人口城市中的所有人吃一顿饱饭,例如波兰波兹南市、德国斯图加特市、德国杜塞尔多夫市、英国格拉斯哥市。

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