53年前的处理器，也能运行Linux？

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硬件黑客 Dmitry Grinberg 最近实现了一件看似不可能的事情：在世界上第一台商用微处理器Intel 4004 上启动 Linux。这款 1971 年的 CPU 只有 2,300 个晶体管，原始时钟速度为 740 kHz，以现代标准来看非常原始。而且它的速度很慢——Linux 内核启动大约需要 4.76 天。

4 位 4004 最初是为日本的 Busicom 141-PF 计算器设计的，在 20 世纪 70 年代的商业产品中得到有限使用，后来被功能更强大的英特尔芯片所取代，例如驱动早期个人计算机的 8008 和 8080，以及开启 IBM PC 时代的8086和 8088。

如果您怀疑使用原始 4004 能否实现这一壮举，那么您是对的：4004 本身功能太有限，无法直接运行 Linux。相反，Grinberg 创建了一个同样令人印象深刻的解决方案：一个在 4004 上运行的模拟器，模拟 MIPS R3000 处理器 - Linux 最初移植到的DECstation 2100工作站中使用的架构。这个模拟器，加上最低限度的硬件模拟，允许精简的 Debian Linux 启动到命令提示符。

Grinberg 对在意想不到的地方运行 Linux 的壮举并不陌生。正如他在自己的网站上解释的那样，“2012 年，我在一台 8 位微控制器 (AVR) 上运行了真正的 Linux，创下了有史以来运行 Linux 的最低端机器的新世界纪录。”在其他人近年来打破了这一纪录后，他决定超越自己和其他人，瞄准第一个微处理器。

漫长而缓慢的启动

为了让 Linux 在 4004 上运行，Grinberg 必须克服许多挑战。4004 的 ROM 和 RAM 极其有限，没有中断，甚至缺少 AND 和 OR 等基本逻辑运算。Grinberg 的模拟器巧妙地利用了查找表和其他技巧，从原始 CPU 中榨取最大性能。

最终硬件使用 4004（超频至 790 kHz）以及来自 Intel MCS-4 芯片组的其他几个周期校正支持芯片。它包括一个 VFD 显示器，用于显示 Linux 输出，并可以通过串行连接接受输入。整个装置的功耗约为 6 W。

为了将所有这些功能整合在一起，Grinberg 设计了一块定制电路板，没有通孔（从电路板一侧到另一侧的路径），只有直角走线，以营造复古美感。它旨在作为一件艺术品挂在墙上，在几天或几周内慢慢执行 Linux 命令。

虽然没有实际用途，但 Linux/4004 项目展示了 Linux 的灵活性，并将模拟推向了极限。Grinberg 正在考虑为那些想要体验最慢 Linux 的人提供套件或完全组装的主板，尽管这还不确定。

该项目的全部细节，包括原理图和源代码，都可以在Grinberg 的网站上找到。对于那些对复古计算或极端 Linux 实现感兴趣的人来说，这是一个令人着迷的视角，可以了解 20 世纪 70 年代的技术和大量巧妙的工程设计所能实现的一切。

https://arstechnica.com/gadgets/2024/09/hacker-boots-linux-on-intels-first-ever-cpu/

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