Aujourd’hui, plus personne ne s’étonne que la moindre de nos machines soit équipée de processeurs de plusieurs milliards de transistors. C’est devenu normal, voire banal. Et pourtant, l’histoire de ces processeurs à usage général, adaptables à toutes sortes d’applications, n’a pas été un "long fleuve tranquille" et mérite d’être retracée. C’est ce que nous vous proposons ici.
Nous sommes à la fin des années 60 en Californie, à Mountain View, dans la maison de Bob Noyce, l’un des futurs fondateurs de la compagnie Intel. Sur la pelouse et donc pour une fois, pas dans un garage, Noyce discute avec l’un de ses collègues, Gordon Moore, de l’avenir de Fairchild chez qui ils sont tous les deux employés. Andy Grove, le troisième élément du trio les rejoindra un peu plus tard et ils créeront ensemble une petite start’up, qu’ils appelleront Intel !
Dans un premier temps, l’objectif des 3 complices sera de s’attaquer au marché des mémoires et de remplacer les vieux tores de ferrite des mainframes par des circuits intégrés. Ceux-ci ayant cependant le (gros) défaut d’être 100 fois plus chers que les tores.
Quelques années auparavant, en 1958, c’est un autre ingénieur, Jack Kilby, employé chez Texas Instruments, qui avait inventé le concept de circuit intégré, sans lequel il n’y aurait pas eu par la suite de microprocesseurs, ni même d’électronique, telle que nous la connaissons aujourd’hui.
L’idée du circuit intégré, en simplifiant, étant de remplacer les assemblages discrets de composants sur une carte imprimée, telle que l’avait imaginée Paul Eisler en 1941, par des fonctions obtenues par assemblages de transistors dans la masse, élaborés grâce à des semi-conducteurs. Ce qui veut dire, "en français", que dans ces circuits, les transistors sont associés géographiquement, pour reproduire des fonctions : portes logiques, mémoires, caches, registres, ALU et opérations arithmétiques, etc. Ce que l’on voit distinctement quand on observe la surface des dits circuits, avec des zones clairement séparées.
Le premier circuit intégré, on le rappelle, a été conçu, justement chez Fairchild.
C’est dans ce contexte qu’il faut replacer l’arrivée du microprocesseur.
Intel et Busicom
En 1969, soit moins d’un an après le lancement d'Intel, la compagnie japonaise Busicom, contacte Intel pour lui faire fabriquer 12 circuits intégrés, que ses propres architectes avaient imaginé pour équiper une nouvelle calculatrice, évidemment beaucoup plus puissante que les précédentes. Et ce sont bien ces techniciens qui ont imaginé l’architecture des composants, chacun d’eux nécessitant, a priori, entre 3 000 et 5 000 transistors, pour exécuter les fonctions demandées, soit de l’ordre de 50 000 transistors pour l’ensemble.
Les dirigeants d’Intel ont alors désigné un jeune ingénieur "maison", Marcial "Ted" Hoff, un ancien de Digital Equipment où il avait participé au projet PDP-8, pour assister les japonais et s’assurer que le projet serait mené à bien.
Sauf que celui-ci a vite constaté que les architectures des circuits Busicom, seraient très difficiles à implémenter et qu’il fallait les revoir en profondeur. Et plutôt que de s’entêter à les fabriquer, tels qu'ils avaient été imaginés par les japonais, Ted Hoff aidé de Stan Mazor, a suggéré d’en simplifier le design, de manière à les faire tenir sur un seul circuit, dont il prévoyait qu’il ne nécessiterait pas plus de 1 900 transistors. Ce qui n’avait cependant encore jamais été fait.
La chance de Ted Hoff portera alors un nom, celui de Federico Faggin, qui prendra en charge le projet de fabrication jusqu’en juin 1971, qu’il fera aboutir grâce à des idées originales, celles-là même qu’il mettra en œuvre dans le cadre de Zilog, la compagnie qu’il créera ultérieurement.
Le premier microprocesseur de l’histoire était né, baptisé Intel 4004 avec des caractéristiques stupéfiantes pour l’époque : architecture 4 bits, adressage sur 12 bits pour accéder à 4 K instructions, horloge à 740 KHz, format de 3,81 x 2,79 mm (10,6 mm²). Le premier ordinateur programmable à tenir sur une seule puce, capable d’exécuter 92 000 instructions par seconde.
Coup de chance
Pas vraiment convaincus que le 4004 serait le premier élément d’une longue série, les dirigeants d’Intel ont vendu leur produit et les droits exclusifs d’usage, à son client d’origine, Busicom pour 60 000 $ !!! Ils s’en sont quasiment débarrassé…
Heureusement la chance était du côté d’Intel, car Busicom en proie à des difficultés financières a voulu renégocier le contrat et se faire rembourser les fameux 60 000 $. Ce qu’Intel s’est empressé de faire, récupérant ainsi les droits industriels et commerciaux du 4004, en dehors du périmètre spécifique de la fabrication des calculatrices électroniques.
Ce qui sera le départ d’une extraordinaire saga de conception et fabrication de nombreux microprocesseurs, qui aboutira à l’architecture x86, toujours aussi dominatrice aujourd’hui.
Bien que l’on sache que les destins technologiques les plus brillants, doivent souvent au hasard et à des erreurs de management, la "bourde" d’Intel aurait quand même pu être catastrophique.
Si Busicom n’avait pas eu des soucis de trésorerie, la compagnie de Santa Clara ne serait jamais devenue ce qu’elle est aujourd’hui. Comme quoi on peut être visionnaire, comme l’a été Gordon Moore avec sa fameuse loi du doublement du nombre de transistors par microprocesseur, tous les 18 mois et se faire "piéger" sur un aspect aussi stratégique que celui de la vente du 4004…