Intel skabte den første mikroprocessor den 15. november 1971
Den 15. november, er det præcis 40 år siden, at den første mikroprocessor så dagens lys hos Intel lidt syd for San Francisco i det område, som i dag bedst er kendt som Silicon Valley, opkaldt efter netop mikroprocessoren.
Intels 4004 var reelt blot en kompakt regnemaskine, men teknologien har siden udviklet sig eksponentielt.
Den allerførste 4004 havde eksempelvis blot en clockfrekvens på 108 kilohertz ifølge Intel. I dag kan Intels processorer køre med over 4 gigahertz, altså en 40.000 gange højere frekvens.
4004 var mest en vigtig milepæl, fordi den var den første. De første kommercielle udgaver af 4004-processoren blev hovedsageligt brugt til at styre automatiske systemer som benzinpumper og lyssignaler.4004 var avanceret efter datidens standarder med hele 2.300 transistorer klemt ned på en enkelt chip. Intel-ingeniør og medstifter Gordon Moore havde dog allerede i 1965 forudset, at det ville gå meget stærkt med at gøre mikroprocessorerne kraftigere.
Den berømte Moores Lov forudså, at antallet af transistorer på en chip ville blive fordoblet cirka hvert andet år.
Det gik ikke helt så hurtigt fra 1971 til 1974, hvor Intel introducerede
8080-processoren med 4.500 transistorer, men allerede i 1978 tog det for alvor fart med 8086-processoren med 29.000 transistorer.Siden da er den eksponentielle vækst forsat. En pc-processor har i dag cirka én milliard transistorer.
Udfordringen var ikke blot at tilføje flere transistorer, men at blive ved med at presse fremstillingsteknologien, så transistorerne og ledningsbanerne på processorerne hele tiden blev mindre.
I 1971 arbejdede Intel med en skala på 10 mikrometer. Det var allerede et kæmpe spring, fra den første transistor var blevet skabt i 1947 på Bell Labs, som var så stor, at den blev samlet i hånden. I 2011 fremstiller Intel processorer på en skala på 32 nanometer.
Hvis en moderne pc-processor skulle have været fremstillet med samme teknologi som i 1971, ville den fylde et areal på 21 kvadratmeter.
Tilsammen betyder forbedringerne i mikroprocessorerne, at en moderne processor i forhold til 4004 er som sprinteren Usain Bolt i forhold til en snegl ifølge Intel.
I de 40 år, siden Intel første gang satte strøm til mikroprocessoren, har den haft enorm indflydelse på verden. Den gjorde computerkraft billigere og mere kompakt, og dermed kunne teknologien bruges overalt.
Der sidder i dag op til et halvt hundrede mikroprocessorer i en moderne bil, ligesom man finder dem i alt fra vaskemaskiner til lokomotiver og fra mobiltelefoner til MR-scannere.
Mikroprocessoren betød, at regnekraft ikke var noget, der var forbeholdt en stor, dyr kasse i maskinstuen hos regeringer og store virksomheder, men kunne ligge i skoletasken hos ethvert skolebarn.
Samtidig gjorde mikroprocessoren det også muligt at samle hidtil usete mængder computerkraft i ét samlet system og med tiden gøre det muligt at kortlægge menneskets gener og erstatte de atomprøvesprængninger, som mange protesterede over i 1971, med mere fredelige simuleringer af atombomber i bit-form.
Mikroprocessoren har dog også skabt sine egne problemer. Den hurtige udvikling betød, at mængden af elektronikskrot også er vokset eksponentielt, og der er dem, der hævder, at den moderne smartphone ikke har gjort noget godt for kommunikationen mellem mennesker.
Igennem 40 år har der siddet mikroprocessorer i næsten enhver ny teknisk opfindelse, og mulighederne for at bruge dem til eksempelvis at bygge stadig mere avancerede robotter, som kan hjælpe os, er ved at blive tydelige for enhver. I 1971 var en robot, der kunne støvsuge huset, ren science fiction.
Mikroprocessoren står også over for nye udfordringer. Intel og andre chipproducenter har en køreplan for at komme ned på 22, 18 og 14 nanometer, men derfra begynder ingeniørerne for alvor at løbe ind i kvantefysiske benspænd og finurligheder.
Hidtil er det lykkedes at overvinde udfordringerne med nye materialer og fremstillingsmetoder, men det er usikkert, om Moores Lov holder de næste
40 år.Intel har dog også andre planer for fremtiden end blot at presse flere transistorer ned på en chip. Eksempelvis har de seneste år været præget af, at alle chipproducenterne har forsøgt at reducere den mængde strøm, som mikroprocessorerne skal bruge på en udregning. Selv hvis mikroprocessoren skulle ramme en kvantemekanisk mur, så er energiforbruget et område, som stadig kan forbedres.
Intel forventer eksempelvis over de næste 10 år at kunne forbedre energiforbruget pr. beregning med en faktor 300.
Vi kommer også til at se flere specialiserede processorer arbejde sammen. Allerede i dag indeholder en mikroprocessor flere specialiserede processorer, som egner sig til hver deres formål, hvad enten det er klassiske flydende kommatalsberegninger, flytning af data i hukommelsen eller vektorberegninger.
Hvis vi har lært noget af de sidste 40 år, så er det dog, at det er nærmest umuligt at forudsige, hvad en teknologi som mikroprocessoren vil blive brugt til i fremtiden, så længe regnekraften vokser eksponentielt. Når prisen på en regnekraft, som i dag kun findes i verdens kraftigste supercomputere, en dag koster så lidt, at alle har råd til den, vil det sætte gang i nye idéer til, hvad regnekraften kan bruges til.
Læs også Poul-Henning Kamps blogindlæg om 40-års fødselaren på ing.dk
Jan Rasmussen