40 éves a mikroproci: tévedés szülte, megváltoztatta a világot

Egy elkalibrált rendelési tétel korrigálására, amolyan mentő ötletként fejlesztették ki 40 évvel ezelőtt. Mára viszont a pc-k és okostelefonok mellett egyre inkább az autók, de olykor már a hűtőgépek központi agyát is a mikroprocesszorok jelentik. Nélkülük nem lehetne globális a világ sem.

Az idén a magyar internet 20, a személyi számítógép 30, a mindkettejük agyának tekinthető mikroprocesszor pedig éppen 40 éves.

Amikor az Intel 1969-ben a Busicom japán számológépgyártó szerződött partnere lett, még csak egy volt a világ jó néhány memóriagyártó cége közül. Aztán az iparági legenda szerint egy rendelési malőr történt; túl sokféle megrendelést vettek fel egyszerre, amit az akkor hagyományos módon (úgy, hogy a memórialapkákat előre meghatározott, konkrét feladatok megoldására, nem pedig programozhatóra tervezték és építették) nem tudták volna teljesíteni. A helyzet megmentésére támadt az az ötlete Ted Hoff mérnöknek, hogy általános, de utólag "tanítható" logikai áramkört építsen. Ebből lett a világ első mikroprocesszora.

Az Intelnek eleinte fogalma sem volt, hogy övé az aranytojást tojó tyúk, és a szabadalmi jogot azon melegében el is adta a Busicomnak, amely szintén nem ismerte fel a fejlesztésben rejlő lehetőségeket, és az Intel kérésére ugyanannyiért, amennyiért vette (60 ezer dollár), visszaadta a szabadalmi jogokat.

Hófehér kifutón az első processzor Fotó: Fülöp Máté

Az Intel végül ennek az intermezzónak a közbeiktatásával jelentette be 1971. november 15-én a 4004-es kódszámot viselő, első processzormodelljét. A "bigyó" 2300 tranzisztorfunkcióból állt, 740 kHz-es volt az órajele, és éppen akkora volt a teljesítménye, mint a világ első elektronikus komputerének - ám nem szobányi méretű volt, mint az ENIAC, hanem épp csak körömhegynyi. A 4004-est a 200 dolláros egységára meglehetősen népszerűvé tette, igaz, elsősorban egyszerű matematikai műveletek elvégzésére volt csak hivatott. De helyet kapott a közlekedési lámpák vezérlő áramkörében éppúgy, mint az akkortájt galaktikus útjára indított Pioneer 10 űrszondában.

Személyi számítógépbe viszont csak a három évvel később érkező utódját tették, igaz, a 8080-as az első személyi számítógép szíve lett. Mivel az Altair 395 dollárba került csupán, néhány hónapon belül több tízezer darabot is eladtak a készülékből, ami elindította a gyártót a multivá válás útján. Az Intel ma is elsősorban mikroprocesszorairól ismert, de gyártott már ezen kívül hálózati kártyákat, alaplapi chipkészleteket, videokártyákat, memóriát és egyéb számítógépes eszközöket. A második generáció már 2 MHz-es sebességre volt képes, és 6000 tranzisztor dolgozott rajta. (A mikroprocesszor evolúciójába enged némileg sematikus, de még így is elgondolkodtató bepillantást az Intel oldalán található ábrafüzér.)

Ha a bolt egyszer már beindult

Az Intel az évtized végén bekerült a Fortune 500-ba (a hasonnevű magazin listája a világ 500 leggazdagabb cégéről), és a "'70-es évek üzleti sikertörténetei" között emlegették. Aztán jött a 286, 386, 486 DX, majd a Pentium I-IV, a Celeron és a Core i generáció. És az Intelnek és más mikroprocesszorgyártóknak (mint például az AMD, az IBM és a Cyrix) köszönhetően ezek az egyre kisebb és mégis egyre bonyolultabb, erősebb és gyorsabb feladatmegoldásra készülő "alkatrészek" az uralmuk alá hajtották a Földet.

Már rég nincs olyan tudományág vagy gazdasági szegmens, melyet a mikroprocesszor megjelenése ne újított volna meg. Legyen szó a szinkronizáltan hat-nyolc kombájnt egyedül vezető amerikai farmerről, a mesterséges intelligenciáról, a digitális otthont építőkről vagy akár az egészégügyi távbeteggondozás magyarországi úttörőiről. Akárcsak a mikrohullám vagy a telefon, a mikroprocesszoros eszközök beépültek mindennapjainkba.

Mi mennyi?

A Bell Labs által 1947-ben épített legelső tranzisztor akkora volt, hogy kézzel rakták össze. Ma az új generációs processzorba kerülő tranzisztorból az e mondat végén lévő ponton mintegy hatmillió darab (22 nm-es háromkapus tranzisztor) férne el. A világ leggyorsabb processzora körülbelül 4GHz-es frekvencián működik; ez olyan gyors a 4004-es processzorhoz képest, mint Usain Bolt, a rövidtávfutás világcsúcstartója egy csigához képest.

Az Intel első mikroprocesszorához képest ötezerszer gyorsabb az Intel jelenlegi 32 nm-es gyártástechnológiával készült CPU-ja, és minden egyes tranzisztor ötezrednyi energiát fogyaszt, miközben az ára az ötvenezredére csökkent. Egy modern laptop átlagos évi fogyasztása így ma nagyjából 25 euróba kerül. Ha az egységnyi teljesítményre jutó energiafogyasztás 1971 óta nem változott volna, akkor a mai laptopok négyezerszer többet fogyasztanának, ami 100 ezer eurós villanyszámlát jelentene évenként.

Az első mikroprocesszor (és Gacsal József, az Intel Hungary üzletfejlesztési igazgatója) Fotó: Fülöp Máté

A pc-piacon 2010-ben minden nap egymillió számítógépet értékesítettek a világban. Minthogy a személyi számítógépek (egyre inkább notebookok, tabletek és laptopok formájában) ára egyre kevésbé elérhetetlen a tömegek számára is, e szám a prognózisok szerint nem fog csökkenni. Nyugat-európai átlagbérrel számolva egy átlagos pc megvásárlásához 2000-ben még 5 és fél hét munkavégzésre volt szükség, ami mára alig egy hétre csökkent. A Forrester előrejelzése szerint 2015-re a Földön 2,25 milliárd pc lesz használatban, noha ez a szám csak 2008 végén lépte át az egymilliárdos határt. A drasztikus növekedést elsősorban az olyan fejlődő piacoknak köszönhetjük majd, mint Brazília, Oroszország, India és Kína.

Ma már nem az óra - és ezáltal a műveleti sebesség - emelése a cél, mint ahogy még tíz évvel ezelőtt is bőszen hirdették és gondolták. 2000-ben ugyanis még az volt a jelszó, hogy 10 év alatt az órajelekkel áttörik a 10 GHz-es határt, ami már elegendő lesz a beszédfelismerés digitális tökéletesítéséhez. Jelenleg azonban a processzorokban a "párhuzamos munkavégzés" az alap; a kettő, négy vagy még több mag egy héj alá rendezése az ökölszabály (többmagos processzorok). Ezzel a kisebb fogyasztás mellett érhető el a legnagyobb összteljesítmény. A gyártó most már a gyors rendszerindítást, az egész napos akkumulátor-üzemidőt, a biztonságot, az érintésre reagáló felhasználói felületet és a különböző eszközök közti gördülékeny együttműködést, valamint a mindenki által elérhetővé tehető, mind jobb minőségű grafikát preferálják.

Az Intel ehhez az idén új mainstream termékkategóriát is kreált, reményei szerint az ultrabook lesz az a közönségkedvenc, amely az eddig is dinamikusan rövidülő fogyasztási ciklusokban a következő mérföldkövet jelenti. A vékony, könnyű, hordozható számítógép az Intel víziója szerint 2013-ra átformálja majd a teljes piacot - bár, mint a CNN is utal erre - a koncepciónak ehhez jelentős nehézségeket kellene legyőznie, és igen erős versenytársakat.