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世界上第一台微处理器诞生50周年!这些年来,计算能力增长了10亿倍

来源:百牛网络浏览:1342021-11-17 09:46:47
  

        11月15日是英特尔4004微处理器50周年纪念日。1971年11月15日,世界上第一台微处理器英特尔4004问世,改变了世界。可以说,1971年以来人类创造的大部分财富都是因特尔4004微处理器的成果。

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        自从英特尔4004微处理器问世以来,微处理器将计算机从装有笨重制冷设备的房间中解放出来,并将计算能力释放到最需要的地方。从那以后,人们的生活水平成倍地提高。


        当时,IBM的大型计算机都安装在密闭的房间里,非常昂贵。这家公司用氩气代替水来扑灭计算机房的火灾。工人们被告知在接到警报后立即撤离,以防止有毒气体使他们窒息。计算机需要把一叠穿孔卡片输入读卡器,然后通过笨重的电传打字机输入简单的命令。这是人们与IBM计算机交互的唯一方式。商用电子产品制造商Digital Equipment出售给实验室和办公室的PDP-8微型计算机重113公斤。

        在1969年,日本计算机公司日本计算机器公司要求英特尔公司在其旗下为一种新的打印计算器设计12个定制芯片。工程师费德里科·费金(Federico Faggin)、斯坦利·马佐尔(Stanley Mazor)和特德·霍夫(Ted Hoff)厌倦了为不同的公司设计不同的芯片。他们建议将芯片类型改为四种。包括可用于多种产品的可编程芯片。他们开发了只有2300个晶体管的英特尔4004微处理器。这个微处理器有4位,时钟速度是750千赫兹,每秒可以做大约92000次操作。


        1972年,英特尔(Intel)推出了带有3500个晶体管的8位8008微处理器;1978年,它发布了16位8086微处理器,它包含29,000个晶体管,每秒可执行71万次操作。IBM选择了英特尔随后在第一台个人电脑上发布的新型8088微处理器。相比之下,苹果的新款M1 Max处理器现在拥有570亿个晶体管,每秒可以执行10.4万亿次浮点运算。这意味着计算机的能力在50年里增长了至少10亿倍。


        如今,微处理器可以说是人类智能的微型引擎,能够运行延伸到数十亿设备的智能代码,并且每年变得更小、更快、更便宜,消耗的能源也更少。今天的汽车通常需要50个微处理器才能上路。鉴于目前全球芯片短缺,很多汽车都在等待芯片下线。


        微处理器驱动的移动计算技术为智能手机、机器人真空吸尘器、自动驾驶汽车、作物湿度传感器,甚至追踪鸟类迁徙模式的GPS铺平了道路。它还创造了一个可以无限更新的世界:在不调整硬件的情况下修复问题并引入新功能。


        硬件和软件的分离,设计和控制的分离建立了一个全球供应链。苹果可以在加州设计iphone,在世界任何地方生产iphone,在生产过程中随时添加软件。


        可以说,1971年以来人类创造的大部分财富都是因特尔4004微处理器的成果。所有零售商查询大型超市智能库存系统;所有的资源开采都离不开配备微处理器的智能机器。


        50年过去了,微处理器的发展是否达到了极限?在过去的20年里,微处理器通过在每个芯片上增加更多的计算核来提高性能。苹果M1有16个处理器核;通常用于人工智能和比特币挖掘的图形处理单元可以有数千个处理器核。


        有一天,戈登·摩尔(Gordon Moore)在1965年的摩尔定律将不再适用;有一天,约翰·冯·诺伊曼(John von Neumann)在1945年首次提出了处理器和内存的架构将不再满足计算的需要。幸运的是,人类至少有10到20年的时间从目前的芯片技术和计算机架构中挤出更多的好处。


        计算领域不是静态的。无论是亚马逊的数字助手Alexa用来识别声音的神经网络,还是谷歌用来识别照片中的人脸的神经网络,都不会取代微处理器,但它们可能会成为一种互补技术,在未来50年将继续存在。发展和成长。谷歌即将推出下一代人工智能芯片张量,可以说是一个可以放在口袋里的人工智能加速器,一个可以使用的个人神经网络。人们可以用它来做什么?这个问题就像看到英特尔4004微处理器一样!


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