1971. november 15-én az Electronic News magazinban megjelent hirdetés bejelentette az Intel 4004-et, az első kereskedelmi forgalomban kapható mikroprocesszort, amely 4 bites volt. Az Intel 4004-et kezdetben elsősorban számológépekben használták, köztük a Busicom 141-PF modellben. Érdekesség, hogy valójában a Busicom dolgozta ki annak a processzornak a terveit, amelyből az Intel 4004 lett. 1969-ben a Busicom kereste meg az Intelt, hogy segítsenek a „számológép-motorjuk” végleges kialakításában és gyártásában. Az Intel mérnökei, a Busicom eredetileg 12 integrált áramkörből (IC – integrated circuit) álló tervét, 4 IC-re csökkentették, és a kész terméket 1971 januárjában szállították le. A Busicom eredetileg kizárólagos jogot kapott erre a fejlesztésre, ám még ugyanabban az évben újratárgyalták az Intellel kötött szerződésüket. Az Intel hamar felismerte az új fejlesztés potenciálját és ezért engedményt tett az árképzésben, cserébe megszerezte a mikroprocesszor terveinek kereskedelmi jogait 60 000 dollárért.
Az Intel az első általános célú programozható processzor (general-purpose programmable processor) piacra dobásával és továbbfejlesztésével elősegítette az elektronikai eszközök gyors fejlődését az 1970-es években. Az Intel 4004 lett az első általános célú programozható processzor, amelyet mérnökök vásárolhattak meg, majd szoftverek segítségével testre szabtak különböző elektronikai eszközök funkcióinak ellátására. Ez a „moduláris építőkocka” az elektronika fejlődésének új korszakát indította el. Ez a találmány áttörést jelentett: mérete egy kisujjkörömnyi volt, mégis azonos számítási teljesítményt nyújtott, mint az első elektronikus számítógép, amelyet 1946-ban építettek, és egy egész termet megtöltött. Az Intel 4004 utódai pedig később a digitális forradalom motorjaivá váltak. Ez a folyamat a személyi számítógépek (personal computers) évtized végi megjelenésében csúcsosodott ki. Noha az Intel ezzel úttörő szerepet töltött be, a mikroprocesszor-piacon csak az 1980-as években vált egyértelmű piacvezetővé. Ebben döntő szerepe volt az IBM PC-nek és annak klónjainak, amelyek az Intel processzorait használták, ezzel megerősítve a vállalat dominanciáját.
Az Intel mérnökei négy chipből álló családot javasoltak, köztük egyet, amelyet különféle termékekhez lehetett programozni. Ez a megközelítés alapvetően megváltoztatta az elektronika fejlődésének irányát. Az MCS-4 chipkészlet központi eleme a híres 4004 CPU volt, amely mellett tartalmazott egy csak olvasható memóriachipet (ROM – read-only memory) az alkalmazásprogramokhoz, egy véletlen hozzáférésű memóriachipet (RAM – random-access memory) az adatok feldolgozásához, valamint egy shift-regiszteres chipet a bemeneti/kimeneti (I/O – input/output) port kezelésére.
A fejlesztés vezető mérnökei Federico Faggin és Ted Hoff (Intel), valamint Masatoshi Shima (Busicom, később Zilog) voltak. Bár Ted Hoff 1969-ben megfogalmazta az architekturális ötletet, a mikroprocesszor fejlesztésében nem vett részt közvetlenül. Faggin, aki a szilíciumkapus MOS logikai és áramköri tervezés terén rendelkezett tapasztalatokkal, új módszertant dolgozott ki, amely lehetővé tette az első egychipes mikroprocesszor megvalósítását.
A 4004-es egy 16 tűs kerámia tokban készült, körülbelül 2300 tranzisztort tartalmazott, és 92 000 utasítás/másodperc sebességgel működött. A processzor egyesítette a program- és adatmemóriát egy 4 bites, multiplexált buszon keresztül, amely 12 bites címeket, 8 bites utasításokat és 4 bites adatokat továbbított. A 4004 közvetlenül 5120 bit RAM-ot (640 byte) tudott címezni, és 16 darab 4 bites regisztert tartalmazott.
Az Intel 4004 gyártása 1981-ig folytatódott, és az architektúra tervei 2006. november 15-én, 35 évvel a megjelenés után, non-kommerciális felhasználásra is elérhetők lettek.
Népszerű mítoszok és versenytársak
Egy népszerű mítosz szerint a Pioneer 10 űrszonda fedélzetén Intel 4004 mikroprocesszor működött. Dr. Larry Lasher (Ames Research Center) szerint azonban a Pioneer-csapat csak tesztelte a 4004-et, de végül nem építette be a projektbe. Az első kereskedelmi termék, amely mikroprocesszort használt, a Busicom 141-PF számológép volt.
A 4004-et később a Bally 1974-ben fejlesztett első mikroprocesszor-vezérelt flippergépében is alkalmazták. Az Intel 4040, amely 1974-ben jelent meg, további 14 utasítást, 8 visszatérési címet és nagyobb címtartományt kínált.
Noha a 4004 volt az első egychipes többcélú mikroprocesszor, a Garrett AiResearch által fejlesztett CADC (Central Air Data Computer) bizonyos szempontból megelőzte. A CADC, amelyet a Grumman F-14 Tomcat vadászgéphez terveztek 1969–1970-ben, MOS-alapú mikrochipekből állt, és érzékelőadatokból (például nyomás és hőmérséklet) számolta ki a repülési paramétereket.
Az Intel 4004 azonban minden idők egyik legmeghatározóbb találmányává vált, amely a mikroprocesszorok fejlődését örökre megváltoztatta.
