Quarta generazione di calcolatori elettronici (dal 1974)
La nascita del microprocessore

data sheet Intel 4004 (48Kb)

Nella storia della tecnologia vi sono svolte in cui accade qualcosa di nuovo e fondamentale, nasce qualcosa di irrefrenabile e irreversibile (pensiamo all'automobile, al televisore…): questo è stato l'impatto dell'invenzione del microprocessore.
Intorno alla fine degli anni '60 la crescente miniaturizzazione dei componenti elettronici arrivò al livello LSI (Large Scale Integration), cioè decine o centinaia di migliaia di componenti su un singolo chip. Molti ingegneri si chiesero che tipo di funzione potesse richiedere così tanti componenti, ma la risposta era evidente: memorie a circuiti integrati e CPU su singolo chip per piccoli computer, visto che le CPU richiedevano allora una o più schede piene di componenti SSI e MSI.
La Intel Corp. , fondata da Robert Noyce (uno degli inventori del circuito integrato) nel 1968, fu una delle prime a sfruttare la tecnologia LSI, e già nel 1969 aveva sviluppato un grosso budget nella produzione di memorie a circuito integrato. Quello stesso anno si presentò l'occasione di progettare qualcosa di diverso: Busicom, una ditta giapponese produttrice di calcolatrici elettroniche, contattò Intel per la produzione di un chip di calcolo speciale; ma il responsabile della ricerca Ted Hoff, su consiglio del collega Wayne D. Pickette, preferì puntare su un chip standard, che potesse adattarsi a qualsiasi calcolatrice rendendola versatile ed economica, seguendo una strada che Fairchild e Rockwell avevano già pionieristicamente battuto. Dagli studi di Ted Hoff e Stan Mazor, ripresi e portati a termine da Federico Faggin coadiuvato dal giapponese Masatoshi Shima, nacque a metà del 1971 il primo microprocessore, l'INTEL 4004 a 4 bit. Esso era in grado, una volta collegato al suo chipset (un chip di memoria ROM, un chip di RAM e un chip d'interfacciamento ingresso/uscita) di simulare il comportamento di un computer (per le dimensioni fu definito "microcomputer"), ma ancora troppo limitato per costruirci un computer general purpose. Il successivo INTEL 8008 apparve nell'aprile del 1972 e funzionava a 8 bit, con una tecnologia poco più complessa di quella utilizzata per il 4004 ma finalmente più adatta alla realizzazione di un computer. Malgrado il notevole interesse suscitato, le vendite furono lente: i clienti (industrie elettroniche, produttori di computer, ricercatori biomedici, ecc.) avevano bisogno di forti ausili alla progettazione, addestramento e supporto, cosa che comportò per Intel un grosso sforzo economico ed organizzativo. Ma la strada, come si è detto all'inizio, era irreversibile e Intel proseguì nello sviluppo: nel 1974 nacque l'Intel 8080, un microprocessore potenziato ad 8 bit, che fu immediatamente utilizzato in centinaia di prodotti diversi: era iniziata l'era del microprocessore.
Intel fu leader incontrastata: unico serio concorrente Motorola, col suo microprocessore Motorola 6800, finché Faggin e Ralph Ungermann fondarono nel novembre 1974 Zilog, un'azienda totalmente dedita alla produzione di microprocessori, che già agli inizi del 1976 sfornò lo Zilog Z80; questa CPU ebbe un enorme successo e Zilog divenne uno dei principali antagonisti di Intel.

Sulla paternità dell'invenzione del primo microprocessore esistono anche altre versioni.
Ray Holt, lavorando con suo fratello Bill e un gruppo di ingegneri, sviluppa nel 1970 il computer di bordo per il caccia a reazione F14A "Tomcat" della Marina degli Stati Uniti. E' un computer su un solo chip e questo processore è più potente del 4004 della Intel, concepito l'anno successivo. Purtroppo si è avuta notizia di questo progetto, classificato come "Top Secret", solo nel 1999, dopo i canonici 30 anni necessari per declassificare il progetto e renderlo pubblico, ma i documenti sembrerebbero confermare che Holt ha preceduto i tecnici della Intel.
Anche Gilbert Hyatt si dice vanti credito sulla nascita del primo microprocessore. Hyatt sviluppò il primo microcomputer su singolo chip presso la Micro Computer Inc. di Los Angeles. Il suo progetto era iniziato nel 1968 e nel 1970 aveva inoltrato richiesta di brevetto, ma siccome si erano verificati intralci burocratici con gli incartamenti per l'ufficio brevetti, era arrivato in ritardo rispetto agli ingegneri della Intel. In tempi recenti si è poi verificato che il dispositivo descritto da Hyatt non venne mai implementato e non sarebbe stato possibile farlo dato il livello tecnologico dell'epoca.

I microprocessori sono ormai saldamente diventati parte del tessuto della tecnologia di tutti i giorni. Dal 1977 in poi, diventò una questione di costruire microprocessori più veloci, più potenti e meno costosi: questo grazie ai continui progressi della tecnologia d'impaccamento dei transistor, vera sorgente della rivoluzione microelettronica.