Intel fête les 40 ans de son premier processeur, le 4004

Quand les transistors étaient 50 000 fois plus gros 107
Vincent Hermann
La course à la puissance dans les composants informations est devenue rituelle et l’évolution attendue par les consommateurs. Chez Intel, cette course dure désormais depuis 40 ans. Loin, très loin des actuels Core i5 et i7, à la source des processeurs, on trouve le premier d’entre eux : le 4004.

4004
 
Le 4004 n’avait pas le moindre point commun avec les processeurs commercialisés aujourd’hui. Pas question ici de milliards de transistors puisqu'il en contenait en tout et pour tout 2300. Le 4004 était principalement un calculateur de données 4 bits disposant de 16 registres de 4 bits également. Quelle était la fréquence de ce premier processeur ? 740 kHz. Malgré des chiffres qui peuvent faire sourire aujourd’hui, les 10 mm² du 4004 concentraient la puissance des 66 m³ de l’ENIAC.

Mais, comme le rappelle Ars Technica, le 4004 était un mélange parfois étrange de modernité et de choix tournés vers le passé. Par exemple, à une époque où les 40 broches se généralisaient pour les puces, Intel était volontairement resté sur une base de 16 broches. De fait, le bus de 4 bits était fortement limitant pour les performances car les adresses mémoires contenaient 12 bits, les entiers 4 bits et les instructions 8 ou 16 bits. Pour ces dernières, une seule instruction pouvait donc nécessiter 4 cycles de lecture. Il faudra attendre trois ans plus tard, soit 1974, pour voir arriver le célèbre 8080 et ses 40 broches.

4004

Ars soulève également un autre point qui peut faire encore polémique aujourd’hui : le 4004 est bien le premier microprocesseur à avoir été commercialisé, mais pas nécessairement le premier microprocesseur tout court. Le TMS 1000 de Texas Instrument a été commercialisé en 1974 mais le fondeur indique qu’il a été inventé en 1971, un brevet ayant été accordé en 1973 et pour lequel Intel a demandé une licence dans la foulée. Mais une autre société, Four-Phase Systems, avait déjà effectué la démonstration de sa puce AL1 en 1970, même si elle ne pouvait être utilisée seule.

Bien que l’on parle aujourd’hui d’autres éléments déterminants dans une configuration matérielle, et le GPU pas des moindres, le processeur reste au centre des préoccupations quand on cherche à acheter une nouvelle machine. De ses capacités dépendent une bonne partie des performances et l’évolution actuelle va vers une multiplication des cœurs d’exécution et un parallélisme plus important des instructions et calculs.

Aujourd'hui, la seconde génération Sandy Bridge de processeurs Intel Core est considérée comme 350 000 fois plus performante que le 4004. En 40 ans, le prix d'un seul transistor a été divisé par 50 000 tout en consommant 5000 fois moins d'énergie. De quoi permettre de courir après la loi de Moore, qui n'est d'ailleurs pas une loi mais un mélange de prédiction et de constat : la quantité de transistors au sein d'une puce double tous les 24 mois environ. Une loi qui finira peut-être par se heurter à la barrière de l'atome. Ou peut-être pas.