早期的微处理器跨越了两个主要的计算时代。在第一个时期，从20世纪60年代末到20世纪70年代，计算机系统工程师使用TTL部件、双极prom、石刀和熊皮设计并实现了小型计算机处理器架构和处理器板。每个小型机制造商——包括DEC、Data General、Prime、Computer Automation、IBM、Burroughs、HP、Four-Phase、NCR和Univac——都有他们自己的、专有的小型机架构、isa和专用外设。那是蛮荒的西部。在第二个时代，部分与第一个时代重叠，一些计算机制造商和一些半导体供应商开始设计LSI芯片，将越来越大的处理器块集成到集成电路上，最终发展出单片微处理器。

第一个商业上成功的单芯片微处理器——第二个时代的早期产物——是4位的英特尔4004，刚刚庆祝了它的50岁生日th2021年11月15日生日。(参见“AG亚博地址 "和"祝微处理器50岁生日快乐，第二部分4004微处理器在一片欢呼声中问世，但与此同时，英特尔正在开发第二款微处理器。那个微处理器是8位的英特尔8008。这两个处理器的故事在许多方面交织在一起，在其他方面它们是独立的。

像英特尔4004微处理器一样，外部客户推动了英特尔8008微处理器的发展。英特尔4004微处理器的外部客户是日本计算器公司Busicom，该公司希望用英特尔4004制造高端台式计算器。英特尔为Busicom设计并制造了4004和三个配套芯片，后来又通过谈判获得了将4004微处理器销售给其他公司的权利，以换取Busicom在这些部件上的价格让步。英特尔于1971年11月15日向世界推出了4004微处理器。

4位Intel 4004微处理器是4芯片组的一部分，包括微处理器、ROM、RAM和用于I/O扩展的移位寄存器。这款名为英特尔MCS-4的四芯片组代表了一个有围墙的花园。微处理器独特的多路复用4位总线构成了花园墙。如果另一个芯片想要与英特尔4004微处理器通信，它必须实现与多路总线接口所需的控制和定时逻辑。

当时，英特尔的主要业务是销售内存，特别是ram和rom。这些存储器都有并行的地址和数据总线。没有一个直接与英特尔4004的独特总线兼容。这不是英特尔8008微处理器的愿景，它在开发时考虑的是更简单的系统总线。8008被设计成使用标准的ram和rom，英特尔也在生产。

英特尔8008的外部客户是位于德克萨斯州圣安东尼奥的计算机终端公司(CTC)。CTC对Intel 8008微处理器的架构和ISA做出了巨大的贡献。该微处理器的定义基于CTC现有的8位板级处理器计划，该处理器由大约100个SSI和MSI TTL芯片构建。利用4004的开发经验，英特尔的泰德·霍夫(Ted Hoff)和斯坦·马佐(Stan Mazor)对CTC计划中的处理器架构进行了审查和微调，以改进它，简化其作为单个芯片的制造，并允许英特尔将微处理器塞进一个小小的18针DIP中。架构调整涉及对ISA的更改。

CTC制造哑终端，英特尔为该应用程序提供了定制的512位循环移位寄存器。CTC希望扩展到不断增长的小型计算机终端业务，它正在开发一个8位嵌入式处理器板，作为它计划制造的智能终端的基础。作为开发的一部分，CTC的技术总监Victor Poor研究了Intel的64位(不是Kbit或Mbit)双极SRAM作为实现CTC处理器寄存器的可能方法。他问英特尔是否可以通过在RAM设计中添加一个计数器来定制SRAM，使其能够用作下推堆栈寄存器。

英特尔的斯坦·马佐(Stan Mazor)曾参与过英特尔4004的早期定义，他与普尔讨论了需求，对CTC处理器架构有了更深入的了解，然后写了三个定制芯片的建议。根据Poor的最初要求，Mazor的第一个提议是一个带有堆栈计数器的8位寄存器集。第二个提议的芯片是一个增加了算术单元的寄存器堆栈(概念上类似于四相AL1)。第三个方案是在一个芯片上安装一个完整的8位CTC CPU。这引起了普尔的注意。

Mazor在创建这个方案时甚至没有对CTC处理器架构或其ISA的详细描述，但Poor对第三个方案产生了足够的兴趣，于是向Mazor发送了处理器的编程手册，其中描述了在汇编语言级别上的架构。马泽尔和泰德·霍夫刚刚从英特尔4004项目中解脱出来(让费德里科·费金开发硅门过程和逻辑实现细节)，他们深入研究了CTC处理器的编程手册，并为CTC的8位CPU处理器的单芯片版本提出了更详细的建议。随后，CTC的英特尔销售人员介入，CTC于1970年3月18日签署了一份价值300万美元的单芯片处理器采购订单，购买10万个零件，每个零件价格为30美元。(要查看此采购订单的图片，请查看Lamont Woods的文章“数字世界的出生证明写在圣安东尼奥”)。

新聘用的哈尔·菲尼成为8位处理器项目的芯片设计师。马佐和菲尼从英特尔提供给CTC的提案开始了他们的开发。然而，该项目很快就中断了，因为有人质疑CTC是否真的致力于开发这种定制芯片。(在英特尔4004的开发过程中也出现过类似的停顿，但这完全是英特尔的问题。)随着8位微处理器项目的停滞，菲尼离开去帮助费德里科·费金完成4004微处理器和MCS-4芯片组的开发。

关于英特尔发给CTC的详细微处理器提案，有一些非常有趣的东西。该方案意外地包含了一个设计缺陷，会阻止微处理器正确地处理中断。正如最初定义的那样，中断机制会导致微处理器调用中断服务例程，而不首先将返回地址放在处理器的堆栈上，因此中断服务例程没有办法从中断返回。这个缺陷使得所提出的中断机制毫无用处。

大约在这个时候，德州仪器(TI)也开始根据CTC的规格和要求为CTC开发单芯片处理器。德州仪器的处理器将被称为TMX 1795。尽管TI最初为CTC的处理器提出了3芯片集，但在英特尔向CTC提出自己的方案后，它转向了单芯片设计。TI在一个非常大的模具上建造了TMX 1795，这将是不经济的批量生产。此外，根据Feeney的说法，如果TMX 1795没有一个相同的中断设计缺陷，就像英特尔错误地定义的那样工作。

TI制造了TMX 1795，但没有成功地卖给CTC，也没有成功地销售该设备。然而，德州仪器却成功地卖出了数吨的TTL、计算器和其他芯片。TMX 1795微处理器在故事和一些文物中幸存下来，包括1996年该设备运行的视频，保存在加州山景城的计算机历史博物馆。(有关这款鲜为人知的TI微处理器的更多细节，请参阅Ken Shirriff的博客“德州仪器TMX 1795:(几乎)第一个被遗忘的微处理器”)。

与此同时，8008微处理器6个月的项目间歇实际上有助于英特尔调试和改进设计。首先，它为反思和改进8位处理器的架构提供了时间。原始的CTC指令集包括一个位上分支指令。英特尔设计团队决定不需要这个指令，并删除了它，以简化处理器的硬件设计。与此同时，英特尔设计团队认为处理器将极大地受益于递增和递减指令，因此他们将这两个指令添加到8008的ISA中。这次中断也让英特尔8008设计团队发现并修复了有缺陷的中断机制。

此外，这一中断为英特尔突破性的1103 1Kbit DRAM投入生产提供了时间。这是一个重要的事件，原因有很多，但8008项目的直接好处是容纳第一个大容量DRAM的18针DIP。因为这个包现在已经得到了英特尔生产团队的正式批准，所以英特尔8008设计团队可以使用它来为英特尔8008增加两个更珍贵的引脚。在此之前，8008设计团队被限制为16个引脚，因为这是英特尔生产团队手头上的封装。

根据Feeney的说法，这两个额外的引脚是改进8位处理器所迫切需要的。其中一个好处是:一个额外的引脚被用来从微处理器中带出额外的状态信息，这有助于实现微处理器的堆栈，并允许中断机制正常工作。

英特尔8080微处理器采用18针DIP封装，英特尔也将其用于1103 1Kbit DRAM。图片来源:CPU Collection Konstantin Lanzet

经过精心的设计和费金的半导体工艺和设计方法的改进(其中一些是他为英特尔MCS-4项目开发的)，费尼的8008微处理器芯片只比英特尔4004微处理器芯片略大，尽管8008需要比4004多50%的晶体管数量(3500个晶体管，而4004是2200个)。因此，菲尼的设计是很容易制造的。不幸的是，采用硅门MOS实现的英特尔8008微处理器的运行速度比CTC设计和实现的位串行TTL版本的处理器慢得多。它还需要大量的支持芯片来创建一个完整的系统，尽管没有CTC处理器板上的100个芯片那么多，所以使用8008微处理器时在芯片数量上的节省并不像它们可能的那样显著。

1971年末，CTC评估了英特尔8008微处理器，说:“不，谢谢。”这太少，也太迟了。该公司已经开发了第一个具有位串行TTL处理器的Datapoint 2200终端，并正在为下一代终端开发更快的并行实现。直到1979年，CTC一直在销售Datapoint 2200机器，并在此过程中多次升级TTL处理器板的设计。TTL处理器在每一次更新中都变得更快。

数据点2200智能终端，可移动的2.5 m字节硬盘盒位于顶部。图片来源:www.engcyclopedia.de

数据点2200终端不仅仅是一个终端。它是一台小型计算机，你可以用BASIC或PL/B编程，并提供一个或两个数字盒式磁带驱动器，一个2.5 m字节的硬盘驱动器，后来还提供了一个可选的软盘驱动器。一些历史学家称它为第一台个人电脑，它显然是被设计成一台电脑，但它并不是基于微处理器的。它只是产生了一个。CTC的Datapoint 2200智能计算机/终端销售非常好，公司后来更名为Datapoint。

与此同时，由于失去了主要客户，英特尔现在拥有了8008微处理器的权利，并决定将其商业化销售。尽管许多在线文章和参考资料都将1972年4月作为英特尔8008的发布日期，但该公司是在1972年3月13日宣布这款微处理器的，仅仅是在英特尔4004发布的四个月之后。一些网上引用说那是1974年，显然混淆了英特尔8008和8080微处理器。然而，由于Ken Shirriff的广泛研究，Intel 8008的正式亮相似乎只有一页的文章，由Stephen William Fields撰写，标题为“单片提供8位并行处理器，这篇文章刊登在1972年3月13日的《电子产品杂志(见下文注2。)

英特尔现在销售的不是一款而是两款单芯片微处理器:4004和8008。他们在这个新市场上有明显的领先优势。

英特尔8008微处理器有16Kbyte的地址空间(使用14位寻址，在当时被认为是巨大的，是4004微处理器的四倍大)和两相800KHz时钟(对于最快的速度等级)。根据数据表，8008指令获取/执行周期至少需要5个处理器状态，或10个时钟。峰值指令执行速度为每秒80000条指令。

如果以今天的微处理器标准来衡量，甚至以30年前的标准来衡量，英特尔8008确实是又弱又慢。但它是第一个商用的8位单芯片微处理器，你可以用它来构建有用的系统。系统设计师开始将英特尔8008集成到许多新产品中，包括嵌入式系统，例如惠普传奇的、寿命很长的2640系列智能CRT终端的前两个版本(拿着它，CTC!)，以及一些早期的微型计算机。此外，8008微处理器的推出帮助英特尔销售了更多的主要产品，即dram和eprom，通过启用甚至鼓励需要半导体存储器的系统设计。

英特尔8080和8085,8位Zilog Z80，以及过去半个世纪由英特尔和其他处理器供应商开发的所有x86微处理器，都带有一些来自最初的英特尔8008的爬行动物DNA。如果你不相信，只要仔细看看这些微处理器中的寄存器集。

这是一笔了不起的遗产，你说呢?

注:

1. Federico Faggin于1974年离开英特尔并创立Zilog。他在Zilog于1975年发布的极其成功的8位Z80微处理器中加入了一些8008微处理器DNA。但那是另一个故事，另一个时代。
2. 有关英特尔8008微处理器设计的优秀而详细的分析，请参阅Ken Shirriff的博客“模具照片和分析的革命性的8008微处理器，45年”。
3. 要在1972年3月13日的《电子》杂志上看到关于8008微处理器的文章，请参阅Ken Sirriff的题为“从模具照片分析老式8008处理器:其不寻常的计数器，然后向下滚动到“注释和参考资料”部分。这里有一页文章的图片。当然，要阅读这篇博客，因为它充满了有趣的事实。例如，Shirriff的逆向工程展示了英特尔如何以及为什么使用DRAM单元而不是锁存器(以节省晶体管)实现8008寄存器集。

引用:

关于Intel 8008微处理器的发展和推广的口述历史小组，计算机历史博物馆，2006年9月21日。

拉蒙特木头,数据点:发明个人电脑革命的德克萨斯人的失落故事，雨果出版社，2012年。

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