Kalenderblatt #1: 18. Juli 1968, “Intel wird gegründet”

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Kalenderblatt #1: 18. Juli 1968, “Intel wird gegründet”

Willkommen zur ersten Episode des unregelmäßig erscheinenden “KontextCast Kalenderblatts”. Heute ist der 18. Juli 2016, und genau heute vor 48 Jahren wurde ein mittlerweile weltweit sehr bekanntes Unternehmen gegründet: Intel. Ich habe mir das zum Anlass genommen, um einen Blick auf die Wirren der damaligen Zeit, die Unternehmensgeschichte und eines der wichtigsten Produkte, den Intel 4004, zu werfen.

Als Gordon Moore und Robert Noyce das Unternehmen am 18. Juli 1968 offiziell gründen, sind die beiden sozusagen schon wieder Flüchtlinge. Der Chemiker Moore und der Physiker Noyce waren eigentlich ursprünglich 1956 nach dem Studium zusammen beim Shockley Semiconductor Laboratory in Mountain View, Kalifornien gelandet, was damals schon ein ziemlich Glücksgriff gewesen sein muss, denn: das Labor wurde von William Shockley geleitet. William Shockley war einer der drei Erfinder des Transistors und erhielt dafür dann 1956 den Nobelpreis, sein Labor arbeitete gerade an der Entwicklung neuer Halbleiterbauelemente, also beste Voraussetzungen für die frisch gebackenen Universitätsabsolventen. Leider war sein Führungsstil wohl unerträglich genug, damit eine Gruppe von acht Mitarbeitern – genannt “The Traitorous eight“, also “die verräterischen Acht”, schon ein Jahr nach ihrer Einstellung wieder kündigen und ein eigenes Halbleiterunternehmen gründen. Zu den “Verrätern” gehören auch Moore und Noyce, das notwendige Geld für das neue Unternehmen erhält man von Sherman Fairchild, einem umtriebigen und bekannten Geschäftsmann und Erfinder – weswegen das neue Unternehmen einfach “Fairchild Semiconductors” genannt wird.

Fairchild wird in den folgenden Jahren eines der größten und einflussreichsten Unternehmen der ganzen Branche. Robert Noyce erfindet quasi zeitgleich mit Jack Kilby von Texas Instruments den integrierten Schaltkreis, verwendet aber Silizium statt Germanium und verhilft damit dem “Silicon Valley” zu seinem Namen. Bei Fairchild wird die CMOS-Technologie, die Grundlage der meisten heutigen Computerchips, entwickelt, man erfindet Operationsverstärker, und die Herstellungskosten werden langsam so gesenkt, dass integrierte Schaltungen immer mehr zum Massenprodukt werden. Die Halbleitersparte trägt Anfang der Sechziger den größten Teil zum Umsatz des Fairchild-Gesamtkonzerns bei, und Robert Noyce wird zum Vizepräsidenten der Konzermutter, damit also faktisch zum Chef der Halbleitersparte. Gordon Moore leitet die Forschungs- und Entwicklungsabteilung und formuliert 1965 das mittlerweile berühmte “Moorsche Gesetz”: Demnach verdoppelt sich die Anzahl der Schaltkreiskomponenten in einem integrierten Schaltkreis durch den technischen Fortschritt regelmäßig, je nach Quelle alle 12 bis 24 Monate.

1967 gerät Fairchild durch ein schwierigeres geschäftliches Umfeld und interne Streitigkeiten in eine Schieflage, die Dividende pro Aktie bricht von 3 Dollar im Vorjahr auf 50 Cent ein, und die Konkurrenz in Form von Texas Instruments überholt mit der neuen TTL-Technologie. Noyce soll als Leiter der Halbleitersparte abgesetzt werden und zieht die Konsequenzen: Er verlässt das Unternehmen und gründet zusammen mit Gordon Moore die Zwei-Mann-Firma “NM Electronics”, N für Noyce und M für Moore. Auf den Firmennamen “Moore Noyce” hatte man lieber verzichtet, da dieser wie “More Noise” – also “Mehr Rauschen” – ausgesprochen wird, und Rauschen bei integrierten Schaltungen meist unerwünscht ist. Später erfolgt die Umbenennung in “Intel”, eine Abkürzung von “Integrated Electronics”, wobei der Markenname erst noch der Hotelkette “Intelco” abgekauft werden muss.

Intels erste Produkte sind keine Mikroprozessoren, denn diese existieren auf dem freien Markt noch gar nicht. Statt dessen produziert man verschiedene Speicherbausteine und übertrifft die Konkurrenz oft durch Geschwindigkeit. Das erste marktfähige Produkt ist der 1969 vorgestellte Intel 3103 SRAM-Speicherbaustein mit 64 Bit Kapazität, so richtig wahrgenommen wird Intel aber erst zwei Jahre später, ab 1971, mit dem Intel 1103. Dieser DRAM-Speicherbaustein fasst ein ganzes Kilobit und verdrängt durch den niedrigeren Preis und die hohe Speicherdichte den Magnetkernspeicher langsam aus dem Markt. Noch bis etwa 1983 wird das Geschäft mit Speicherbausteinen dominieren, danach verliert Intel zunehmend an japanische Hersteller und steigt aus dem Markt aus.

Die Welt verändert hat allerdings kein Speicherbaustein, sondern die Entwicklung und Herstellung eines der ersten kommerziell verfügbaren Mikroprozessoren der Welt, des Intel 4004. Und auf dieses Produkt möchte ich nun einen genaueren Blick werfen.

Der Intel 4004 ist ein kleiner Baustein mit lediglich 16 Beinchen, vorgesehen zur festen Verlötung auf Platinen. Auf dem Chip im Gehäuse befinden sich 2300 Transistoren, welche zu verschiedenen Funktionsgruppen verschaltet sind. Das Kernstück bildet die “Arithmetic Logical Unit”, das Rechenwerk. Dieses kann bis zu zwei jeweils aus vier Bit bestehende Werte verarbeiten, zusammen mit der Steuerlogik und den internen Zwischenspeichern (Akkumulator, Register und Stack) können 46 verschiedene Maschinenbefehle realisiert werden. Darunter befindet sich bereits ein Befehl zur Subtraktion eines Registers vom Akkumulator, ein Befehl, welchen nicht jeder Mikroprozessor kennt. Multiplikation und Division existieren nicht und müssen, falls benötigt, in Software emuliert werden. Auch vorhanden ist ein separater Befehl zur Dekodierung eines von einer angeschlossenen Tastatur gelieferten Wertes, denn der Intel 4004 wurde eigentlich auf Auftrag des japanischen Busicom-Konzerns für einen Taschenrechner entwickelt und erst später auf dem freien Markt verkauft.

Der Maximaltakt des 4004 liegt bei 740 Kilohertz, allerdings benötigt die interne Logik entweder 8 oder 16 Taktzyklen, um einen einzelnen Befehl vollständig auszuführen. Aus den 740.000 Zyklen pro Sekunde werden daher “lediglich” bis zu 92.600 Instruktionen pro Sekunde, da aber viele zu verarbeitende Werte nicht in 4 Bit passen dürften, sind mehrere Instruktionen für die Verarbeitung eines einzelnen Wertes nötig, die tatsächliche Verarbeitungsgeschwindigkeit liegt noch deutlich niedriger.

Da der Chip selbst über die Register und den Stack hinaus keinen Speicher besitzt, stehen dem 4004 üblicherweise weitere Bausteine zur Seite. Die von Intel empfohlene Minimalkonfiguration besteht aus einem Intel 4004 plus einem Intel 4001 ROM-Baustein für bis zu 256 Byte Programmcode, weitere Zusatzbausteine sind z.B. der 40 Byte fassende RAM-Baustein 4002 und das Schieberegister 4003 zur Anbindung von Peripheriegeräten.

Knapp drei Jahre nach dem Intel 4004 erscheint bereits der Intel 8080, ein 8-Bit-Mikroprozessor, dessen Befehlssatz in allen heutigen x86-Prozessoren weiterlebt und der Intel schnell zu einem der größten Halbleiterkonzerne der Welt machen wird.