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Linuxは古いIntel 4004 CPUで起動するのに4.76日かかる — CPUはOSより20年先行している
インテル 4004 CPU
(画像提供:Stelo.xyz、Thomas Nguyen)

プログラマーでありハードウェア愛好家でもあるDmitry Grinberg氏が、Intel 4004搭載のLinux PCを起動し、コマンドを実行する動画を公開しました。動画では、何か操作を行うにも、最も単純なコマンドを実行するにも、途方もなく時間がかかる様子が示されています。例えば、起動には4.76日かかり、簡単なディレクトリ一覧が表示されるまで「ls」コマンドを入力してから16時間もかかりました。

グリンバーグ氏はLinuxプロンプトを使ってマシンを起動した。ありがたいことに、ビデオ編集の魔法のおかげで、コマンド間の待ち時間の大部分を早送りで再生できる。リアルタイムの120倍速で再生される未編集版のビデオも存在するが、完全主義者には1時間40分以上かかる。

プロジェクトとセットアップの詳細については、グリンバーグ氏が「趣味と芸術のため、そして全く利益目的でなく、Intel 4004 でゆっくりと Linux をフル起動する」というブログ記事を執筆しています。要するに、ハードウェアとソフトウェアの隔たりを埋めるために、この愛好家は必要な C コンパイラのサポートを備えた、より高性能な MIPS R3000 プロセッサをエミュレートしたのです。

こうしたエミュレーションの工夫にもかかわらず、他にも多くのバックグラウンド作業が必要であり、この低速コンピューティングの成果の基礎となる作業の大部分は速度最適化に費やされました。グリンバーグ氏は不要な機能サポートを削除することで、Linuxカーネルのサイズを約2.5MBまで削減することに成功しました。その結果、最適化プロセス開始時の約8.4日から、わずか4.76日までの起動時間まで短縮されました。

埋め込みビデオに目を戻すと、導入メッセージから「カーネルのロード中」、そして「OSの起動中」へと画面が進んでいく様子が分かります。最後に、「uMIPSへようこそ:どうぞゆっくりとご覧ください」というメッセージと、画面に点滅するプロンプトが表示されます。プログラマーによると、この状態になったのは電源投入からわずか5日後だったそうです。

Linux が動作する Intel 4004

(画像クレジット: ドミトリー・グリンバーグ)

Linuxデモで作業を開始するため、グリンバーグ氏はディレクトリ一覧コマンドを入力しました。ディレクトリ内の5~6個のファイルを一覧表示するのには約16時間かかりました。Linuxカーネルのバージョン(Linux uMIPS 4.4など)を表示するコマンドを入力して実行するのにも、ほぼ同様の時間がかかりました。

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苦行に強いグリンバーグは、CPUのバージョンを表示するコマンドを実行した。前述の通り、エミュレーションプロセスが進行中だったため、CPUのバージョンはR3000 v.2であると報告されていた。「派手なグラフィック」を作成するために、ハッカーはASCIIマンデルブロジェネレータを実行した。ありがたいことに、彼は「RTXオン」にする引数を追加していなかった。

動画は、システムの稼働時間に関する質問で終わります。このコマンドの実行と結果の画面表示には約14時間かかりました。つまり、システムが報告した22:47:02という稼働時間は疑わしいものでした。

グリンバーグ氏は、Linux/4004プロジェクトは主に芸術的な要素が強いと認めているが、Linuxの柔軟性も実証している。彼は、点滅するVFDと内蔵ディスプレイを備えたカスタム4004回路基板を設計し、壁に取り付けて展示できるようにした。

このプロジェクトを自分でやってみたいという方のために、プログラマーのグリンバーグ氏は回路図、価格とリンク付きのパーツリスト、SDカード用のディスクイメージなどを公開してくれています。グリンバーグ氏は、キットまたは完成品としての提供も検討しています。ご興味のある方は、ブログ記事に記載されているメールアドレスまでご連絡ください。ただし、グリンバーグ氏は、特に1970年代のコンポーネントをすべて含んだシステムをお探しの場合は、完成品システムは必ずしも安価ではない可能性があると警告しています。

マーク・タイソンはトムズ・ハードウェアのニュース編集者です。ビジネスや半導体設計から、理性の限界に迫る製品まで、PCテクノロジーのあらゆる分野を網羅的にカバーすることに情熱を注いでいます。