2021 年 11 月 15 日是英特尔 4004 微处理器问世 50 周年的日子。1971 年 11 月 15 日，世界首款微处理器英特尔 4004 微处理器问世，随之改变了世界。可以说，自 1971 年以来人类创造的大部分财富都是英特尔 4004 微处理器发明后，所带来的一系列改变成果。因为，从英特尔 4004 微处理器以来，微处理器将电脑从装有笨重冷却设备的房间中被释放出来，将计算能力释放到每个最需要的地方。从那以后，人们的生活水准开始翻倍提高。
在 1971 年当时，IBM 的大型电脑都放置在密闭房间里，而且价格非常昂贵。另外，IBM 在放置大型电脑主机的房间内还采用氩气，而不是水来防止电脑机房火灾。当时，工程师们被告知在接到火灾警报的情况下立即撤离，以免吸入灭火毒气而使他们窒息。还有，电脑运算时需要向读卡器输入一叠打孔卡片，并透过笨重的电传打字机输入简单的命令，这就是当时工程师与 IBM 大型电脑主机交流的唯一方式。
1969 年，日本电脑公司 Nippon Calculating Machine 要求英特尔为旗下一种新的打印计算机设计 12 片客制化芯片。英特尔工程师 Federico Faggin、Stanley Mazor 和 Ted Hoff 在厌倦为不同公司设计不同芯片的情况下，建议将芯片种类改成四种，其中包括一种可用于多种产品的可程式化芯片。之后，这些工程师只用 2,300 个晶体管就开发出英特尔 4004 微处理器，当时的这款微处理器有 4 位元，运算时脉为 750 千赫兹，每秒可以做大约 92,000 次运算。
英特尔在 1972 年又推出了 8 位元的 8008 微处理器，内置 3,500 个晶体管。1978 年再发表 16 位元的 8086 微处理器，包含 29,000 个晶体管，每秒可进行 71 万次运算。这时，IBM 在第一台个人电脑就是选用的英特尔之后发表，并改良自 8086 微处理器的新款 8088 微处理器。相比之下，现在苹果新款 M1 Max 处理器拥有 570 亿个晶体管，每秒可执行 10.4 兆次浮点运算，这代表着电脑运算能力在 50 年内至少成长了 10 亿倍。
现在，微处理器可以说是人类智慧的微型引擎，其搭载这些微处理器的产品多达数十亿台，而且每年都会让体积变得更小、运算速度更快、能耗也变得更低。如今的汽车通常需要多达 50 个以上微处理器才能上路。这也导致目前的全球芯片短缺问题，让许多车辆都在等待芯片道或安装才能出厂上路。
另外，由微处理器所带动的行动运算技术更是为智能手机、机器人、自驾车、IOT 感测器、甚至是 GPS 提供了发展道路，借此创造出一个能无限更新的世界，借由无需调整硬件的情况下来修复问题，甚至推出新功能。由此而来的硬件和软件分离，设计和控制分离建立起全球供应链。在这些微处理器的发展之下，可说是 1971 年以来人类所创造的大部分财富，都是英特尔 4004 微处理器开发出来后一系列造成的结果。例如，当前所有零售商透过大型商超的智慧库存系统了解销售情况，甚至是所有资源开采也都离不开搭载微处理器的智慧机器进行辅助。
只是，在微处理器问世 50 周年后的今天，大家都想问微处理器的发展是否达到了极限。因为在过去的 20 年时间里，微处理器透过在每个芯片上增加更多计算核心来提高性能。例如苹果 M1 处理器有 16 个核心。另外，通常用于人工智能或虚拟货币挖矿的 GPU 更具备有有数千个处理器核心。对此，科学家们预期，总有一天，Gordon Moore 于 1965 年提出的摩尔定律将不再适用。也总有一天，John von Neumann 于 1945 年首次提出的处理器和内存架构将不再满足计算需求。但所幸，人类目前还有时间从当前的芯片技术和电脑架构中取得更多的发展可能性。
总归来说，运算领域并非一成不变的。无论是亚马逊 Alexa 用来辨识声音的神经网络，还是 Google 用来辨识照片中人脸的神经网络，未来都无法取代微处理器的功能，而它们可能进一步成为互补技术，使电脑运算在接下来的 50 年中将不断发展壮大。当前，Google 即将推出下一代人工智能芯片 Tensor，这可能成为能放进口袋里的人工智能加速器核心，并成为个人专属的神经网络。至于，人们能用它来做什么，这个问题就像当年第一次英特尔 4004 微处理器开发出来之际，被问到除了计算机之外，微处理器还会被用来做什么一般。未来的发展，可能在不同人的身上，能获得的答案也将差别千万里。
(首图来源：英特尔)
