Linux si avvia dopo quasi 5 giorni, su una CPU Intel 4004

Lanciato nel 1971, Intel 4004 è universalmente ricordato come il primo microprocessore commerciale al mondo, un dispositivo che ha segnato una svolta epocale per l’intera industria tecnologica e per la stessa società oggi guidata da Pat Gelsinger. Questo chip a 4 bit, composto da appena 2.300 transistor, racchiudeva per la prima volta in un unico circuito integrato tutte le funzioni di una CPU, aprendo la strada a un’era di miniaturizzazione e potenza di calcolo senza precedenti.

A guidare lo sviluppo dell’Intel 4004 è stato l’ingegnere italiano Federico Faggin, che si è avvalso della collaborazione di Ted Hoff e Stan Mazor. La sua creazione ha posto le basi per il futuro della microelettronica e ha consolidato Intel come leader nel settore dei semiconduttori.

Intel 4004: l’avvio di Linux è una vera avvenuta, conclusasi con successo

Può un processore di 53 anni fa eseguire Linux, quando lo stesso kernel Linux ha visto la luce – per opera di Linus Torvalds – solo nel 1991 (quindi ben vent’anni dopo) nella sua prima embrionale versione?

Se l’è chiesto Dmitry Grinberg, programmatore ed appassionato di hardware, che ha provato a realizzare un’impresa unica: avviare e far funzionare Linux su un PC alimentato proprio da un processore Intel 4004. A dispetta della sua lentezza e delle limitate capacità tecniche rispetto agli standard moderni, Grinberg è riuscito nell’impresa, anche se con tempi di esecuzione incredibilmente lunghi. Solo per il boot del sistema operativo ha richiesto 4,76 giorni: per visualizzare un semplice elenco di directory con il comando ls ci sono volute addirittura 16 ore.

Come eseguire Linux su una CPU vecchia di 53 anni

Nel suo progetto, Grinberg ha utilizzato una serie di espedienti tecnici per rendere possibile l’esecuzione del sistema operativo. Ha simulato l’utilizzo di un processore MIPS R3000, che supporta il compilatore C necessario per Linux. Ha inoltre svolto molteplici ottimizzazioni per ridurre le dimensioni del kernel a circa 2,5 MB, abbattendo i tempi di boot da oltre 8 giorni a meno di 5. Nonostante tutto, i tempi di risposta rimangono incredibilmente lenti: date un’occhiata al tempo che scorre sull’orologio mostrato sullo sfondo, in questo video dimostrativo.

Grinberg ha descritto nei dettagli il processo e le difficoltà incontrate con il suo post dal titolo “Slowly booting full Linux on the Intel 4004 for fun, art, and absolutely no profit“.

Il “progetto folle” rappresenta un esercizio impressionante (anche di pazienza), che ha il merito di accendere nuovamente un faro su una CPU che ha davvero fatto la storia dell’informatica moderna.

Una CPU ritenuta adatta solo alle calcolatrici esegue Linux… nel 2024

Nel 1969, la Nippon Calculating Machine Corp contattò Intel per sviluppare circuiti integrati per il calcolatore Busicom 141-PF. Quella commessa servì a Federico Faggin e ai suoi collaboratore per creare un microprocessore, l’Intel 4004, che occupava lo spazio di un’unghia ma aveva una potenza di calcolo superiore a quella del primo computer elettronico.

All’epoca, come raccontato in un’intervista, il management di Intel era scettico riguardo al potenziale del microprocessore: “non credevano che fosse un prodotto che meritasse attenzione. Pensavano fosse utile solo per calcolatrici“.

Faggin andò avanti per la sua strada e riuscì a portare Intel 4004 sul mercato generale che riconobbe “il cambio di passo” di quella storica invenzione. Negli anni seguenti, Faggin ha continuato a contribuire allo sviluppo di altri microprocessori, come l’8008 e l’8080. Oggi, Faggin è celebrato non solo per l’Intel 4004 ma anche per la sua visione che ha plasmato l’industria tecnologica moderna. Nel 2010 ha ricevuto la National Medal of Technology and Innovation da Barack Obama, riconoscendo il suo impatto duraturo nel campo della tecnologia.

Credit: le immagini nell’articolo sono tratte dal video e dal post di Dmitry Grinberg.