「マイクロプロセッサ」という用語の最初の使用
「マイクロプロセッサ」という用語が最初に使用されたのは、1968年に発表されたViatron Computer Systemsの小型コンピュータシステム「System 21」で使用されたカスタム集積回路を説明する際のことです。

月曜日 11月 15、1971 へ 現在
U.S. - England
マイクロプロセッサとは、中央処理装置(CPU)の機能を1つ、あるいはせいぜい数個の集積回路(IC)に組み込んだコンピュータプロセッサのことです。マイクロプロセッサは、多目的でクロック駆動型のレジスタベースのデジタル集積回路であり、バイナリデータを受け取り、メモリに格納された命令に従って処理し、結果を出力します。マイクロプロセッサには、組み合わせ論理回路と順序デジタル論理回路の両方が含まれています。マイクロプロセッサは、二進法で表現された数値や記号を処理します。
「マイクロプロセッサ」という用語が最初に使用されたのは、1968年に発表されたViatron Computer Systemsの小型コンピュータシステム「System 21」で使用されたカスタム集積回路を説明する際のことです。
1968年、Garrett AiResearch社(設計者のRay HoltとSteve Gellerが在籍)は、アメリカ海軍の新しいF-14 Tomcat戦闘機のメイン飛行制御コンピュータ向けに開発中だった電気機械式システムに対抗するデジタルコンピュータの製造を依頼されました。
1969年、CTCはIntelとTexas Instrumentsの2社と契約し、CTC 1201として知られるシングルチップの実装を製造させました。
1969年、Lee Boyselは、以前Fairchildで設計した8ビット算術論理ユニット(3800/3804)を基に、32ビットまで拡張可能な8ビットCPUスライスであるFour-Phase Systems Inc. AL-1を作成しました。
4004を生み出したプロジェクトは1969年に始まりました。日本の電卓メーカーであるビジコンが、高性能デスクトップ電卓用のチップセットの製造をIntelに依頼したことがきっかけです。
1970年、Intelが製品を納入できなかったため、CTCはDatapoint 2200に自社実装を採用し、代わりに従来のTTLロジックを使用することにしました(したがって、「8008コード」を実行した最初のマシンは実際にはマイクロプロセッサではなく、1年早く納入されていました)。
1970年、Garrett AiResearch社のSteve GellerとRay Holtは、F-14A中央航空データコンピュータを実装するために、AMIが製造した6つのメタルゲートチップで構成されるMP944チップセットを設計しました。
CADC(中央航空データコンピュータ)の設計は1970年までに完了し、MOSベースのチップセットをコアCPUとして使用しました。この設計は、競合する機械式システムよりも大幅に(約20倍)小型で信頼性が高く、初期のTomcatモデルすべてに採用されました。このシステムには「20ビットのパイプライン化された並列マルチマイクロプロセッサ」が含まれていました。
Intel(8008を開発)と並んで、Texas Instrumentsは1970年から1971年にかけて、Datapoint 2200端末用のワンチップCPU代替品であるTMX 1795(後のTMC 1795)を開発しました。8008と同様に、顧客であるDatapointには採用されませんでした。Gary Booneによると、TMX 1795は量産に至ることはありませんでした。同じ仕様で構築されたため、その命令セットはIntel 8008と非常に似ていました。
1970年後半から1971年初頭にかけて、TI(Texas Instruments)は信頼性の高い部品を製造できず、プロジェクトから撤退しました。
1970年4月、Intelはイタリア人エンジニアのFederico FagginをIntel 4004プロジェクトリーダーとして雇用しました。この動きが最終的にシングルチップCPUの最終設計を実現させることになりました(その間、嶋正利はビジコン電卓のファームウェアを設計し、実装の最初の6ヶ月間Fagginを支援しました)。
1971年、Pico ElectronicsとGeneral Instrument (GI) は、ICにおける初の共同開発として、Monroe/Litton Royal Digital III電卓用の完全なシングルチップ電卓ICを発表しました。このチップは、ROM、RAM、RISC命令セットをチップ上に備えていたため、最初のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラの1つであると主張することもできます。PMOSプロセスの4層のレイアウトは、マイラーフィルム上に500倍のスケールで手描きされており、チップの複雑さを考えると当時としては重要な作業でした。
Intel版の1201マイクロプロセッサは1971年後半に到着しましたが、時期が遅すぎた上に低速で、多数の追加サポートチップが必要でした。CTCはそれを使用することに関心を示しませんでした。
4004の量産ユニットは1971年3月に初めてビジコンに納入され、1971年後半には他の顧客にも出荷されました。
TMS1802NCは1971年9月17日に発表され、4機能電卓を実装しました。TMS1802NCは、その名称にもかかわらずTMS 1000シリーズの一部ではなく、後にTI Datamath電卓で使用されたTMS 0100シリーズの一部として再指定されました。チップ上の電卓として販売されましたが、TMS1802NCは完全にプログラム可能であり、11ビット命令ワードのCPU、3520ビット(320命令)のROM、182ビットのRAMをチップ上に含んでいました。
Intel 4004は一般的に最初の商用マイクロプロセッサと見なされており、価格は60米ドル(2018年換算で371.19ドル)でした。4004の最初の既知の広告は1971年11月15日付で、『Electronic News』誌に掲載されました。このマイクロプロセッサは、イタリア人エンジニアのFederico Faggin、アメリカ人エンジニアのMarcian HoffとStanley Mazor、そして日本人エンジニアの嶋正利からなるチームによって設計されました。
Intel 4004に続き、1972年には世界初の8ビットマイクロプロセッサであるIntel 8008が登場しました。しかし、8008は4004設計の拡張ではなく、テキサス州サンアントニオのComputer Terminals Corporationとの契約から生じたIntelの別の設計プロジェクトの集大成であり、彼らが設計していた端末Datapoint 2200用のチップでした。設計の基本的な側面はIntelではなくCTCから来ていました。
最初のマルチチップ16ビットマイクロプロセッサは、1973年初頭に発表されたNational SemiconductorのIMP-16でした。このチップセットの8ビット版は、1974年にIMP-8として発表されました。
8008は、成功を収めたIntel 8080(1974年)の先駆けとなるプロセッサです。8080は8008よりも性能が向上し、必要なサポートチップも少なくなりました。フェデリコ・ファジンが、高電圧NチャネルMOSを使用して構想・設計しました。
モトローラは1974年8月に競合製品である6800を発表し、1975年には類似したMOS Technology 6502を発表しました(両者とも大部分が同じ設計者によるものです)。6502ファミリーは、1980年代を通じてZ80と人気を二分しました。
1975年、National Semiconductorは初の16ビットシングルチップマイクロプロセッサであるNational Semiconductor PACEを発表し、その後NMOS版であるINS8900が続きました。
Intersil 6100ファミリーは、12ビットマイクロプロセッサ(6100)と、一連の周辺サポートICおよびメモリICで構成されていました。このマイクロプロセッサは、DECのミニコンピュータPDP-8の命令セットを認識しました。そのため、CMOS-PDP8と呼ばれることもありました。また、ハリス・コーポレーションによっても製造されたため、Harris HM-6100としても知られていました。CMOS技術とその利点により、6100は1980年代初頭まで一部の軍事設計に組み込まれていました。
宇宙飛行の世界において重要なマイクロプロセッサが、RCAのRCA 1802(別名CDP1802、RCA COSMAC)(1976年発表)です。これは木星探査機ガリレオ(1989年打ち上げ、1995年到着)に搭載されました。
Zilog Z80(1976年)もまたファジンの設計によるもので、低電圧Nチャネルとデプレッション負荷を使用し、Intelの8ビットプロセッサから派生したものです。これらはすべて、ファジンが4004のために作り出した手法で設計されました。
モトローラは1978年にMC6809を発表しました。これは野心的でよく考え抜かれた8ビット設計であり、6800とソースコード互換性がありました。また、純粋なハードワイヤードロジックを使用して実装されました(その後の16ビットマイクロプロセッサは、CISCの設計要件が純粋なハードワイヤードロジックには複雑になりすぎたため、ある程度マイクロコードを使用するのが一般的でした)。
Intelは8080の設計を「サイズアップ」して16ビットのIntel 8086を開発しました。これはx86ファミリーの最初のメンバーであり、現代のほとんどのPC型コンピュータを動かしています。Intelは8080ラインからのソフトウェア移植を費用対効果の高い方法で行う手段として8086を発表し、その前提で多くのビジネスを獲得することに成功しました。
32ビット設計の中で最も重要なのは、1979年に発表されたMotorola MC68000です。広く知られた「68k」は、プログラミングモデルでは32ビットレジスタを備えていましたが、内部データパスには16ビット、3つの16ビット算術論理演算ユニット、および16ビットの外部データバス(ピン数を減らすため)を使用し、外部的には24ビットアドレスのみをサポートしていました(内部的にはフル32ビットアドレスで動作)。モトローラは一般的にこれを16ビットプロセッサと説明していました。高いパフォーマンス、大容量(16メガバイトまたは2^24バイト)のメモリ空間、そして比較的低コストという組み合わせにより、同クラスで最も人気のあるCPU設計となりました。
32ビットデータパス、32ビットバス、32ビットアドレスを備えた世界初のシングルチップ完全32ビットマイクロプロセッサは、AT&Tベル研究所のBELLMAC-32Aであり、1980年に最初のサンプルが、1982年に一般生産が開始されました。1984年のAT&Tの分割後、WE 32000(WEはWestern Electricの略)と改称され、WE 32100およびWE 32200という2つの後継世代が続きました。
1980年代半ばまでに、SequentはNS 32032を使用した初のSMPサーバークラスコンピュータを発表しました。これはこの設計の数少ない成功例の一つでしたが、1980年代後半には姿を消しました。
Intel初の32ビットマイクロプロセッサは1981年に発表されたiAPX 432でしたが、商業的には成功しませんでした。高度な機能ベースのオブジェクト指向アーキテクチャを備えていましたが、当時のIntel自身の80286(1982年発表)などのアーキテクチャと比較してパフォーマンスが低く、80286は一般的なベンチマークテストで約4倍の速度でした。ただし、iAPX432の結果は、急いで作成された最適化不足のAdaコンパイラにも一部起因していました。
Western Design Center, Inc (WDC) は1982年にCMOSのWDC 65C02を発表し、複数の企業に設計をライセンス供与しました。これはApple IIeやIIcパーソナルコンピュータのCPUとして使用されたほか、医療用の植込み型ペースメーカーや除細動器、自動車、産業機器、家電製品にも使用されました。
市場で入手可能となった初の商用シングルチップ完全32ビットマイクロプロセッサは、HP FOCUSでした。
モトローラの68000での成功は、仮想メモリサポートを追加したMC68010につながりました。1984年に発表されたMC68020は、完全な32ビットデータバスとアドレスバスを追加しました。68020はUnixスーパーマイクロコンピュータ市場で非常に人気を博し、多くの小規模企業(Altos、Charles River Data Systems、Cromemcoなど)がデスクトップサイズのシステムを製造しました。
Western Design Center (WDC) は1984年に、WDC CMOS 65C02の16ビットアップグレード版であるCMOS 65816を発表しました。65816 16ビットマイクロプロセッサは、Apple IIgsや後のスーパーファミコンの核となり、史上最も人気のある16ビット設計の一つとなりました。
初の商用RISCマイクロプロセッサ設計は、1984年にMIPS Computer Systemsによってリリースされた32ビットのR2000でした(R1000はリリースされませんでした)。
ARMは1985年に初めて登場しました。これはRISCプロセッサ設計であり、その電力効率、ライセンスモデル、およびシステム開発ツールの幅広い選択肢により、その後32ビット組み込みシステムプロセッサの分野を支配するようになりました。
1986年、HPはPA-RISC CPUを搭載した最初のシステムをリリースしました。
1987年、非UnixのAcornコンピュータにおいて、32ビットで当時はキャッシュレスだったARM2ベースのAcorn Archimedesが、ARMアーキテクチャ(当時はAcorn RISC Machineの略)を使用した最初の商業的成功を収めました。最初のシリコンであるARM1は1985年に登場しました。
1993年から2003年にかけて、32ビットx86アーキテクチャはデスクトップ、ラップトップ、サーバー市場でますます支配的になり、これらのマイクロプロセッサはより高速で高性能になりました。Intelは初期のアーキテクチャを他社にライセンス供与していましたが、Pentiumのライセンス供与は拒否したため、AMDとCyrixは独自の設計に基づいて後のバージョンのアーキテクチャを構築しました。
1997年には、世界で販売された全CPUの約55%が8ビットマイクロコントローラであり、その数は20億個を超えていました。
2001年、IBMは最初の商用マルチコアプロセッサであるモノリシックな2コアのPOWER4を発表しました。
2002年には、世界で販売された全CPUのうち32ビット以上のものは10%未満でした。販売されたすべての32ビットCPUのうち、デスクトップまたはラップトップのパーソナルコンピュータに使用されたのは約2%でした。
2003年には、約440億米ドル(2018年時点の599.3億ドルに相当)相当のマイクロプロセッサが製造・販売されました。
2003年9月、AMDがx86と後方互換性のある64ビットアーキテクチャであるx86-64(AMD64とも呼ばれる)を導入し、続いてIntelがほぼ完全に互換性のある64ビット拡張(当初はIA-32eまたはEM64Tと呼ばれ、後にIntel 64に改称)を発表したことで、64ビットデスクトップ時代が始まりました。どちらのバージョンも、パフォーマンスを低下させることなく、新しい64ビットソフトウェアだけでなく、32ビットのレガシーアプリケーションも実行できます。
パーソナルコンピュータ市場における最初のモノリシックマルチコアプロセッサはAMD Athlon X2であり、Pentium Dの数週間後に発表されました。
パーソナルコンピュータにマルチコアプロセッサが搭載されたのは、2005年に2コアのIntel Pentium Dが登場してからです。しかし、Pentium Dはモノリシックなマルチコアプロセッサではありませんでした。これは、それぞれがコアを含む2つのダイをマルチチップモジュール上にパッケージ化したものでした。
2008年には約100億個のCPUが製造されました。
1990年代後半、非組み込みアプリケーション向けに大量生産されていた64ビットRISCアーキテクチャはSPARCとPower ISAの2つだけでしたが、ARMの性能が向上するにつれ、2010年代初頭には汎用コンピューティングセグメントにおける第3のRISCアーキテクチャとなりました。
2011年、ARMは新しい64ビットARMアーキテクチャを発表しました。