マイクロプロセッサ 4004 (インテル)

 世界で最初のマイクロプロセッサ。日本の電卓メーカー、ビジコン社の依頼を受けインテル社により開発、生産されたものである。
当時いくつもの企業へ電卓のOEM製造を行っていたビジコン社は、OEMの相手先ごとに様々な電卓とそれに用いるICチップを作り変える必要があった。しかしこれにはたいへんな人手と時間を要し、ICチップメーカーも製造を引き受けたがらなかった。このためビジコン社は電卓の機能の変更について、ICチップの設計変更などハード面の対応ではなく、プログラムの変更というソフト面の変更で対応する方式をとることを考えた(これがいわゆる「ストアード・プログラミング方式」である)。
 こうした方式の電卓向けチップを開発するため同社は、1969年4月に当時新興企業であったINTEL社とマイクロコンピュータ開発に関する 仮契約を結び、翌年2月に本契約を結ぶ。この契約では、INTEL社がビジコン社の要請を受けて設計製造する4個のLSIについて、両社が共同して開発にあたること、開発費用としてビジコン社が10万ドルをINTEL社に支払うこと、開発された製品はビジコン社が販売権を独占するということが取り決められた。
 ビジコン社はこの契約に基づき自社で設計した論理回路をINTEL社に示した。この論理回路を持って3人のビジコン社員が渡米するが、その中の一人が嶋正利である。嶋はテッド・ホフやフェデリコ・ファジンなどINTELの技術者と共同で1971年3月に4004を完成した。契約から3年後の1973年4月には両社の間で契約の修正が行われ、ビジコン社は独占販売権を放棄する一方、INTEL社はチップ販売権の5%をビジコン社に支払うことが合意された。
小島社長は当時マイクロプロセッサーのパテントをとることを真剣に考えていたが、結果的には申請をしなかった。もし申請していれば莫大な特許料収入がビジコン社に入ったことになる。特許をとらなかったことはビジコン社にとって残念なことであるが、特許料をとらなかったことが結果として現在のマイコンの普及につながったと考えることもできる。
 4004が誕生した頃、レジスターの分野でも機械式から電子式への開発が模索されていた。東京電気株式会社(現 東芝テック)は、1970年11月に電子レジスターの開発に成功し、翌年の5月(昭和46年5月)に東京青梅で開かれたビジネスショーに、10キー方式、25分類、ICメモリー付の"マコニック"BRC-30を発表した。昭和46年秋には西ドイツのエレクトロニクス社からガソリンスタンド向け電子会計機の開発を依頼され、従来のROMを組んだ回路では部品点数が多すぎたことことからMCS-4の採用による開発に踏み切り、1972年10月に量産試作を完了し、翌年5月より世界初のマイコンによる電子レジスターの出荷を開始した。このように世界初のマイクロプロセッサ4004を誕生させ、需要を拡大させる上で日本の企業は大きな役割を果たした。

Electronics誌1971年11月に掲載されたMCS-4の広告




4004 (Transparent type)

1971年11月発売された世界で最初のMPU。一口に4004といっても発売時期、用途などにより様々なバリエーションがあった。中でも、Transparent chip及びGold chip (両者ともCタイプ)、Plastic chip (Pタイプ)、 Ceramic chip (Dタイプ)の4種類が代表的なタイプである。発売時期はCタイプ、Pタイプ、 Dタイプの順となっている。

左は、中の金属が透けて見えるTransparent タイプ(またはGray type ともいう)である。マイクロコンピュータの歴史の中でしばしば現れるのがこのタイプである。一般にIntel製のチップには製造国と製造年がチップに書き込まれるが、米国内で製造された最も初期のものについてはこれらは書き込まれず、ロット番号が示されるだけである。その意味で当博物館のこのTransparent タイプとGold タイプの4004は共に非常に早い段階で製造されたものであることがわかる。当博物館の最も貴重なコレクションの一つである。




4004 (Gold type)

Gold type も Transparent type とほぼ同じ時期に発売されたチップである。






Phote Courtecy Mr.Stephan Gabaly
左はGold typeを譲ってくれた人が持っていた Transparent タイプのチップであるが、驚いたことに両者のロット番号は全く同じである。おそらく両者は全く同じ時期に生産されたと考えられる。



4004 (Plastic type)

プラスチックタイプPhilippine製。
裏には Philippine の文字が見える。





MCS-4 microcomputer set
4004の設計、製造に当たっては、4004以外に3つのLSIが同時に設計され、製造された。
4001はROM、4002はRAM、4003は入出力装置に使われるLSIである。
ビジコン社から販売権を買い戻したインテル社は、CPUの4004とこれらのLSIをキットにして"MCS-4 microcomputer set"と銘打って売り出した。

4001
ビジコン社の小島社長からいただいたチップ。


4004
Malaysia製のもの。


4004 (Ceramic type)

セラミックタイプPhilippine製。
裏には Philippine の文字が見える。




Busicom 141-PF

4004開発のきっかけとなった電卓(⇒ Busicom 141-PF)。



Busicom 141-PFに使われているMSC-4 : Microcomputer Set


 



Busicom 141-PF




Circuit board on MCS-4


intel


P4001




256x8 Mask Programmable ROM and 4-bit I/O Port


読出専用メモリ(プログラム用)


intel
P4002




320 bit RAM and 4-bit Output Port


ランダム・アクセス・メモリ(データ用)


intel


P4003




10-bit Serial-in/Parallel-Out Serial-Out Shift Register


シリアル/パラレル入出力レジスタ


intel


C4004




4 Bit Central Processor Unit (CPU)


基本的に、4004は4つを組み合わせて使うように設計されているが、40044001または電気的に書き込めるROMで最小システムを構成できる。専用の制御をROMに書き込みしたマクロプログラム方式のアイデアは、当時大型のコンピューターではIBM System/360、小型機ではHewlett Packard社のHP2100などで使用されていた。


  (日刊工業新聞社発行/電子技術 1972年8月号より抜粋)



インテル社 4004誕生25周年記念時計

1971年に4004が開発され25年たったのを記念してインテル社が1996年11月に社員に配った記念時計。金メッキでできており、ずっしりした重さがある。時計とともにAndy Grove, Gordon Moore, Craig Barret 3者連名のメモがあり、そこでは社員に対しIntel社とIntelの製品に対して誇りを持とうとよびかけている。
チップを拡大したもの

Phote courtecy : Mr.T.Yoshida



Electronics誌1972年11月に掲載されたMCS-4、MCS-8の広告。