Intel 4004: Das Prinzip Hoff
Die Revolution kam unbemerkt. Klein und kantig stand die blaue
Box neben blitzblanken elektronischen Gerätetürmen und niemand
nahm von ihr Notiz. Man wusste nicht einmal, wer sie da abgestellt
hatte, und dass sie nicht gleich im Lager verschwunden war, auf
einem Gestell mit verstaubtem Elektronikschrott, war vielleicht
nur dem Umstand zu verdanken, dass das unscheinbare Ding nicht
einmal eine Inventarnummer hatte. Eines Morgens hob ich den blauen
Bastelkastens aus lauter Langeweile auf meinen Schreibtisch. Die
Schalterchen und Lämpchen an der Frontplatte erinnerten mich entfernt
an den Minicomputer PDP-8, den ich wenige Jahre zuvor programmiert
hatte. Doch weder Bildschirm noch Konsolschreibmaschine noch Drucker
waren in Sicht, bloss ein Wisch Papier mit einer Funktionsbeschreibung.
Das sollte ein Computer sein? Das Datenblatt versprach immerhin
45 Instruktionen, 16 Register à 4 Bit (ha, ha), einen Akkumulator
zum Rechnen, einen Push-Down-Stack. Ich switchte ein paar Instruktionen
in einen offenbar vorhandenen internen Speicher Maximalausbau
4096 Byte warf mit dem Druck meines Daumennagels auf eine winzige
Taste den kleinen Programmloop an. Meine Software las die Stellung
eines Kippschalters per Digital-Eingang und schaltete via Digital-Ausgang
eine Leuchtdiode. Eine wirklich bahnbrechende Anwendung, ich hätte
den Computer auch durch einen Draht ersetzen können. Doch ein
Vierteljahrhundert später darf ich mir für das simple Experiment
auf die Brust trommeln: Ich hatte den ersten Microprozessor der
Welt programmiert.
«A micro-programmable computer on a chip!» warb eine vollkommen
unbekannte Firma namens Intel im ersten Inserat für das Produkt,
das sie am 15. November 1971 in der Zeitschrift Electronic News
ankündigte. Die Schlagzeile versprach den Anbruch ?einer neuen
Aera integrierter Elektronik», doch solch grosse Worte nimmt im
Electronic Business niemand für bare Münze. Diesmal trafen sie
jedoch die Wahrheit fast ganz. Der Werbespot übertrieb nur wenig,
denn der komplete Microcomputer, System MCS-4 genannt, setzte
sich aus 4 Chips mit je 16 Beinen zusammen: 4004 war der Prozessorbaustein,
4001 das ROM, 4004 das RAM und 4003 das Ein/Ausgaberegister. Anstelle
des ROMs konnten auch die äusserst praktischen, lösch- und wiederbeschreibbaren
EPROMs 1701 von Intel eingesteckt werden, maximal 5120 Bit.
Dem Fortschritt stand nichts mehr im Wege, und in dem Prüflabor,
in dem ich damals arbeitete, wurde schon bald ein guter Teil der
fest verdrahteten Steuerungen in den Abfalleimer geworfen und
durch soft programmierbare Microchips ersetzt die Ultraviolettlampe,
mit der wir die EPROMs löschten, strahlte von früh bis spät.
Wie so oft in der Geschichte der Informatik hatte der Fortschritt
mit Rechnen begonnen, das heisst, mit dem japanischen Tischrechnerhersteller
Busicom, der Intel Mitte 1969 mit der Entwicklung einer Familie
von integrierten Schaltungen für eine neuen Rechnerlinie beauftragte.
Robert Noyce, Gordon Moore und Andrew Grove waren ein Jahr zuvor
bei Fairchild Semiconductors ausgestiegen und hatten in einer
ehemaligen Birnbaumplantage im Santa Clara Valley in Kalifornien
das Unternehmen mit dem schlichten Namen Intel gegründet was
Integrated Electronics oder auch Intelligence bedeuten konnte.
Intel entwickelte und produzierte Speicherchips. Mit dem neuen
Projekt wurde Marcian E. Hoff jr. betraut, ein Stanford-Ingenieur
und Intels Angestellter Nr. 12. Ted, wie man ihn nannte, analysierte
die Vorschläge des japanischen Kunden und sagte dann: ?Es muss
einen besseren Weg geben.» Er brauchte nicht weit zu suchen. Neben
seinem Schreibtisch stand eine PDP-8 von DEC. ?Eine nette Maschine.
Sie war einfach, konnte aber viel», erinnert sich Ted Hoff. ?Ich
schaute die PDP-8 an, ich schaute die Vorschläge von Busicom an
und wunderte mich, warum der Tischrechner so viel komplizierter
sein sollte.» Die komplexen Funktionen sollten nicht verdrahtet,
sondern mit einem Set einfacher Instruktionen programmiert werden.
Ein Dutzend Leute unter der Leitung von Federico Faggin entwickelten
schliesslich in weniger als anderthalb Jahren den ersten Microprozessor,
von der Idee bis zur Auslieferung. Auf dem 4004er-Chip brachten
sie auf 12 Quadratmillimetern Silizium 2250 Transistoren unter
noch tausend mal weniger als ein heutiger Pentium-Prozessor
umfasst. Die Rechte am Design gehörten dem Auftraggeber Busicom,
doch für 60 000 Dollar verkauften es die Japaner wieder den eigentlichen
Urhebern. Man schätzte den Markt auf wenige tausend Stück pro
Jahr ein.
Das Geschäft lief vorerst auch harzig, bis Intel zum Microprozessor
ein Entwicklungssystem dazulieferte, mit dem Anwendungen simuliert
und getestet werden konnten: Die Blue Box Intellec 4. Der eigentliche
Durchbruch geschah aber erst 1974 mit dem 8-bit Microprozessor
Intel 8080.
Bald steckten die Chips überall, selbst in der Waschmaschine und
in der Stereoanlage, ihre Universalität krempelte viele Produkte
und ganze Industriezweige radikal um. Der Microprozessor wurde
von vielen als ?Jobkiller» gefürchtet, Gewerkschaften liefen Sturm.
Heute haben wir uns an die unscheinbaren Nützlinge gewöhnt und
niemand möchte mehr auf den Bordcomputer im Auto verzichten oder
auf die Nähmaschine, die so wunderschöne Blumenmuster stickt.
Und selbst das grasgrüne Nullenergie-Biohaus mit Solarzellen,
Holzspeicherheizung und Wärmepumpe funktioniert nur dank Microprozessoren.
Kürzlich bin ich durch unser Haus gewandert und habe gezählt:
22 Geräte fand ich, die ein Microprozessor steuert. Und in einem
Schrank fand ich unter Gerümpel versteckt eine blaue Platine,
auf der in einem Stecksockel ein sechzehnbeiniger Keramik-Computerchip
thronte, mit vergoldeter Oberfläche sehr edel anzusehen und sich
seiner historischen Bedeutung offenbar bewusst: Ein Intel 4004
Prozessor. Als ich meine Stelle im Prüflabor verliess, hatte ich
die Platine aus dem Abfalleimer gezogen. So unbemerkt, wie die
Revolution gekommen ist, ist sie auch wieder gegangen.