前一篇说到，芯片制造让晶体管不断增加，存储器也越来越有容量。接下来，一个大胆的问题变得可以尝试：计算机的‘大脑’，能不能缩小到一颗芯片里？1971 年公开推出的英特尔 4004，成为这段故事里最有名的早期答案。

故事从一台日本计算器开始

1969 年，日本计算器公司 Busicom 找英特尔设计一套用于打印计算器的芯片。原先的计划需要多颗为这台机器专门设计的芯片。英特尔当时规模还不大，主要做存储器产品；工程师特德·霍夫（Ted Hoff）研究需求后，觉得能否换一种更灵活的安排。

他们提出：别把每个计算步骤都固定在一堆专用电路里，而是设计一颗可以读取指令、按指令执行计算的处理器，再配上存储程序和数据、负责输入输出的其他芯片。这样，改变程序就能改变机器做的事，不必为每一种操作重新制造整套逻辑电路。

参与这项工作的有霍夫、斯坦·马佐尔（Stan Mazor）、负责实现设计的费德里科·法金（Federico Faggin），以及来自 Busicom 的正岛正（Masatoshi Shima）。这不是一个人独力造出微处理器的故事，而是需求方、逻辑设计者和芯片制造工程师共同完成的项目。

4004 是处理器，不是整台电脑

4004 是一颗 4 位微处理器，里面大约有 2300 个晶体管。‘4 位’可以粗略理解为它一次处理的数字宽度较小；这不表示它只会做四种事情。它可以执行一组指令，不过速度、内存和数据范围都远不及今天的处理器。

还要分清处理器与电脑。4004 只承担中央处理器的一部分关键工作；它需要配套芯片、内存、时钟、电源、输入输出电路和外围设备才能组成可用系统。MCS-4 套件里还有程序存储、数据存储和移位寄存器等芯片。单独拿一颗 4004，并不会自动变成一台有键盘和屏幕的电脑。

一台微处理器电脑需要一群伙伴程序存储器：放着要执行的指令
数据存储器：暂存计算中的资料
微处理器：读取指令、进行计算和控制
输入输出：连接按键、显示器、磁带或其他设备
      ↓
这些部分接在一起，才是一台完整的计算机

4004 在 1971 年正式推出，英特尔称它是可编程微处理器。它最初服务于计算器，而非马上取代大型计算机。它的重要性在于证明：可以把处理器核心做成通用芯片，让同一类硬件通过不同程序完成不同任务。

处理器变成零件，爱好者开始自己组电脑

后来出现了更适合微型计算机的处理器。英特尔 8080 于 1974 年推出，为个人和爱好者自己搭建电脑提供了更强的选择。1975 年，MITS Altair 8800 作为套件登上《Popular Electronics》封面，许多电子爱好者开始订购。它常被看作个人计算机热潮的重要开端，但并不适合说成历史上毫无争议的‘第一台个人电脑’。

Altair 与今天的家用电脑差别很大。早期版本要自己组装，前面板上有开关和闪烁的指示灯；机器没有开箱就能使用的图形桌面，也没有今天熟悉的显示器、键盘与存储设备组合。使用者往往得亲手拨动开关输入机器码，或购买额外的内存、终端和输入输出板卡。

这种不方便，反而给爱好者留下了动手空间。后来 Homebrew Computer Club 等社群交流电路、软件与改装经验；程序语言 BASIC 也让人能用更容易理解的命令来写程序。电脑从研究机构与大型企业的专用机器，开始成为个人可以买回家、自己拼装和编程的东西。

从一块芯片到普通人桌上的电脑

这条历史线并不是‘4004 一推出，家家马上有电脑’。中间还经历更强的处理器、便宜的内存、显示器、键盘、磁盘、操作系统、软件和商业模式的共同发展。微处理器把计算机的大脑缩小成一个可购买的元件；个人电脑产业还要把其他部分也做得够便宜、够好用。

我们这组文章走过了晶体管、集成电路、MOS 与 CMOS、存储器和微处理器。下一段可以从 1970 年代末的家用电脑继续，看看 Apple II、TRS-80、Commodore PET 等机器如何把电脑做得更接近‘买回来就能用’，再走向 IBM PC 和今天的开机世界。