55 Jahre Mikroprozessor: Wie ein Tischrechner-Chip Rechenkraft für alle brachte

Am 15. November 1971 schaltete eine junge Firma aus Kalifornien eine Anzeige in der Fachzeitschrift Electronic News. Die Anzeige versprach nicht weniger als eine neue Ära der integrierten Elektronik. Beworben wurde ein winziger Baustein namens 4004. Es war die erste Anzeige für einen Mikroprozessor, so hält es das Computer History Museum in Kalifornien fest. Das Fachmagazin IEEE Spectrum nannte den Werbespruch rückblickend einen seltenen Fall von absoluter Wahrheit in der Werbung.

Heute, 55 Jahre später, steckt das Prinzip in fast allem, was rechnet: im Laptop, im Smartphone, im Auto, in der Waschmaschine. Angefangen hat es mit einem Auftrag für eine Rechenmaschine.

Zwölf Chips für einen Tischrechner Im April 1969 kam eine Anfrage aus Japan. Der Rechnerhersteller Busicom wollte für seinen neuen druckenden Tischrechner 141-PF einen Satz aus zwölf eigens entworfenen Chips. Intel war damals ein junges Start-up, gegründet von Gordon Moore und Robert Noyce.

Der Intel-Ingenieur Ted Hoff schlug einen anderen Weg vor: weniger Chips, und einer davon sollte programmierbar sein. Statt für jede Aufgabe eine eigene Schaltung zu bauen, würde ein einziger Baustein Befehle aus einem Speicher abarbeiten. Am Ende bestand die Familie aus vier Chips, einer davon war der 4004.

Entworfen hat ihn ein Team aus vier Männern: Federico Faggin, Ted Hoff und Stan Mazor von Intel sowie Masatoshi Shima von Busicom. Faggin wechselte im April 1970 zu Intel und hatte weniger als sechs Monate Zeit, um vier Chips zu entwerfen. Die CPU sei an der Grenze des Möglichen gewesen, schrieb er später, wie IEEE Spectrum ihn zitiert. Am Rand des Chip-Layouts brachte er mikroskopisch klein seine Initialen „F.F.“ an – so finden sie sich auf jedem 4004. Anfang 1971 war die Chipfamilie fertig.

Symbolbild: Ein Prozessor in einer Pinzette. Vor 55 Jahren erschien die erste Anzeige für einen Mikroprozessor, den Intel 4004. (Foto: Brian Kostiuk / Unsplash) Ein Rückkauf mit Folgen Eigentlich gehörten die Rechte am Chip Busicom. Doch während der Entwicklung brach der Markt für Tischrechner ein, und Busicom wollte den Preis neu verhandeln. Im Mai 1971 kaufte Intel-Chef Robert Noyce die Rechte für alle Anwendungen außer Rechenmaschinen zurück. Im Gegenzug erstattete Intel Busicom die investierten 60.000 US-Dollar. Nach Intels eigener Darstellung war das nur ein Bruchteil dessen, was der Chip später wert war.

Damit durfte Intel den 4004 an alle verkaufen, die einen kleinen, programmierbaren Rechenbaustein brauchten. Die Anzeige vom November 1971 war der öffentliche Startschuss.

Vier Bit, 60.000 Operationen pro Sekunde Nach heutigen Maßstäben war der 4004 bescheiden. Er verarbeitete Daten in Häppchen von vier Bit und schaffte rund 60.000 Operationen pro Sekunde. Auf dem Chip saßen je nach Quelle 2.250 oder 2.300 Transistoren.

Zum Vergleich: 2023 stellte Apple einen Computerchip mit 92 Milliarden Transistoren vor, gefertigt in einem 3-Nanometer-Verfahren. Das sind rund 40 Millionen Mal so viele wie beim 4004, auf einem einzigen Chip. Rechenkraft, die einst ganze Räume füllte, passt heute in eine Hosentasche.

Ted Hoff brachte den Gedanken dahinter später auf eine einfache Formel: „We democratized the computer“, also: Wir haben den Computer demokratisiert.

Was das für uns bedeutet Wie sehr Computer in Deutschland zum Alltag geworden sind, zeigen die Zahlen des Statistischen Bundesamts. 1998 hatten 38,7 Prozent der privaten Haushalte einen PC, 2024 waren es 94,8 Prozent. Ein Mobiltelefon besaßen 1998 gerade einmal 11,2 Prozent der Haushalte, 2024 waren es 98,6 Prozent, und 90,8 Prozent hatten ein Smartphone. In jedem dieser Geräte arbeiten Prozessoren, die auf die Idee von 1971 zurückgehen.

Für Busicom ging die Geschichte weniger glücklich aus: Die Firma ging 1974 in Konkurs. Der Baustein aber, den sie bestellt hatte, wurde zum Beginn einer Entwicklung, die Rechenkraft aus den Rechenzentren auf die Schreibtische und in die Hände von Millionen Menschen gebracht hat.

Wer sich darüber ärgert, dass das Handy-Update wieder lange dauert, darf kurz an 1971 denken: an vier Bit, gut 2.000 Transistoren und eine Anzeige, die tatsächlich hielt, was sie versprach.