Dom Naprijed razmišljanje Stvaranje 8080: procesor koji je pokrenuo revoluciju pc-a

Stvaranje 8080: procesor koji je pokrenuo revoluciju pc-a

Video: Свети Георгије (Studeni 2024)

Video: Свети Георгије (Studeni 2024)
Anonim

Ako je predstavljanje Intel 8008 dovelo do raznih zanimljivih uređaja koji se mogu smatrati prvim ranim računalima, njegov nasljednik - mikroprocesor Intel 8080 - zaista je postao temelj na kojem se temeljila rana industrija računala.

U odnosu na Intel 4004 i 8008 koji su mu prethodili, 8080 je bio daleko moćniji čip. U usporedbi s 2.300 tranzistorima 4004, 8080 bi završio s više od 4.500 tranzistora i mogao bi raditi na 2MHz. Što je još važnije, mnoge su stvari koje su zahtijevale dodatne čipove oko 4004 i 8008 sada integrirane.

No možda je najveća razlika ta što su 4004 i 8008 dizajnirani kao prilagođeni procesori za jednu tvrtku - 4004 za Busicomov kalkulator i 8008 za računalni terminal Datapoint - 8080 je dizajniran za općenitiji skup kupaca. Ukratko, dizajniran je kao građevni blok za svaku tvrtku koja je to željela - a ta fleksibilnost posebno ga je pogodila za ono što će postati industrija industrija početnih računala.

Razvija se 8080

Koncepti za 8080 sežu u 1971. godinu kada je Intel završio čip 4004 i još uvijek je radio na 8008, koji će formalno biti predstavljen u travnju 1972.

Nakon što su izišle priče o „CPU-u na čipu“, Intel je počeo zanimati mikroprocesor od raznih vrsta kupaca. Prema Intel Trinity Michaela S. Malonea, "činilo se da se čitava elektronička industrija prošla kroz buđenje".

"Odjednom, kao da su preko noći, inženjeri koje su posjetili shvatili su značenje mikroprocesora", napisao je Malone. "Pročitali su članke, čuli brzinu, razgovarali s vršnjacima i kao da su jedan skakali o silikonskom traku."

U kasno ljeto 1971., Federico Faggin, koji je vodio dizajn 4004 i postao glavni arhitekt 8080, održavao je neke tehničke seminare o 4004 i 8008 i posjećivao kupce. U tim posjetima, rekao je, "primio sam priličnu količinu kritika - neke od njih vrijede - zbog arhitekture i performansi mikroprocesora. Što je tvrtka koju sam posjetio više računalno orijentirana, to su bili komentari gadnijih ljudi."

"Vidjeli su mnoga ograničenja u našim mikroprocesorima, a posebno u prekidačkoj strukturi. Bilo je to vrlo kritizirano i s pravom, jer je 8008 imao vrlo primitivnu, jedva funkcionalnu prekidnu strukturu." Kupci su se također žalili na veličinu paketa i da je tvrtka višestruko slala adrese i podatke. "I naravno, željeli su puno veću brzinu. Brzina 8008 pri 0, 5 megaherca nije bila odgovarajuća."

Faggin kaže da sam, kada se vratio kući, "imao ideju kako napraviti bolji 8-bitni mikroprocesor od 8008, koji uključuje mnoge značajke koje su ljudi željeli: najvažnije, brzinu i jednostavnost povezivanja. Mogao sam imati pojačao sam obje ove značajke ako sam umjesto paketa s 800-inčnim 18-inčnim paketom upotrijebio 40-pinski paket i integrirao funkcije pomoćnih čipova."

Drugim riječima, razmišljao je napraviti ono što će, po većini računa, biti prvi pravi "računalo na čipu".

Otprilike u tom trenutku Intel je razvio "n-kanalnu tehnologiju" - učinkovitiju metodu proizvodnje tranzistora - prvenstveno za svoju 4K dinamičku memoriju, a Faggin je mislio da će mu to omogućiti više i brži tranzistor u paketu. Razmišljao je i o integriranju pokazivača snopa i dodatnim uputama za poboljšanje performansi, kao i o 40-pinskom paketu koji je omogućio 16-bitnu adresu i 8-bitnu magistralu podataka.

U proljeće 1972., kako se 8008 završavao, Faggin je poslao dopis svom šefu Lesu Vadaszu, tražeći da započne rad na sljedećem projektu.

No iznenađujuće i frustrirajuće za Faggin, Intel nije odobrio projekt. Faggin kaže da je Intel prvo želio vidjeti kako će tržište reagirati na 4004 i 8008, dok su drugi primijetili probleme koje je Intel dobivao s vrata najnovije generacije memorijskih čipova i želio se usredotočiti na to.

Kao rezultat toga, Intel nije odobrio projekt 8080 do kraja rujna ili početkom listopada 1972., kada je Faggin (uz Vadaszovo odobrenje) angažirao Masatoshija Shima, bivšeg inženjera Busicom koji je usko surađivao s Fagginom na razvoju 4004.

Prema Tedu Hoffu, on i Stanley Mazor, koji su stajali iza prvih koncepata za 4004 i pokušavali prodati koncept kupcima, dobivali su puno zahtjeva za pomoć od kompanija koje su "gledale na 8008 i pokušavale gurnuti" to je iznad svojih mogućnosti. " Mazor kaže da je Intel u stvari imao brojne mogućnosti za nastavak na 8008, uključujući potpuno novi dizajn, ali na kraju je odabrao "poboljšani 8008" jer će trebati manje vremena za dizajn.

Kao rezultat, rekao je, da su usmjereni na čip koji ne bi imao striktne mogućnosti strojne šifre, ali bi jezik sklapanja učinio konvertibilnim, pa ako bi netko napisao program za 8008, mogao bi ga pretvoriti u 8080.

Rad na arhitekturi dogodio se početkom 1972., a Faggin zaslužuje Shima, Mazor, Hoff i 8008 dizajner krugova Hal Feeney kao puno doprinos u ranim raspravama i specifikacijama čipa. Kad se Shima pridružio Intelu u jesen 1972. godine, počeo je raditi za Faggin na dizajnu kruga za čip.

Dok bi se 4004 i 8008 proizvodili postupkom od 10 mikrona, 8080 bi koristio proces od 6 mikrona, omogućavajući mnogo više minijaturizacije. (Procesna udaljenost teoretski mjeri veličinu značajki unutar procesora, kao što je udaljenost između tranzistora. Današnji najnoviji procesori proizvode se na 14 nm, s proizvodima od 10 nm. Teoretski bi bili 1000 puta bliži zajedno.) Paket s četiri čipa od 8008 imao je 3500 tranzistora, ali 8080 bi imao 5000. A radili bi na 2MHz, što je veliki skok u performansama.

Kao rezultat toga, 8080 je bio prvi mikroprocesor čiji je skup uputa i mogućnost adresiranja memorije približavao onim miniračunala današnjeg vremena.

Prodaja mikroprocesora

Prva proizvodnja čipa bila je u prosincu 1973, a nakon što je razvio nekoliko tipičnih last-minute izdanja, Intel je taj proizvod predstavio u ožujku 1974.

8080 je u početku koštao 360 dolara za čip, za što neki smatraju da je predložio usporedbu s IBM System / 360. U tom je trenutku Intel znao da postoji tržište za taj čip. Intelov Hal Feeney rekao je da je tvrtka pružila više od 400 kupaca specifikacijom 8080 prije nego što je čip uopće dovršen.

U tom se trenutku Intel uključio u velike marketinške napore, vodili su ga Ed Gelbach i Regis McKenna, koji su ga plasirali na tržište kao "prvo računalo na čipu". Kao dio toga, došlo je do većeg naglaska na razvojne sustave, poput Intelovih Intelec strojeva, i softver za takve sustave, uključujući rad Garyja Kildalla na PL / M jeziku i ono što bi postalo osnova za CP / M.

Intel je softver vidio kao način prodaje čipova, a ne kao vlastiti posao. Prema Paulu Freibergeru i Michaelu Swaineu " Fire in the Valley " , "kad su pitali rukovoditelje Intela imaju li prigovora na njegovo plasiranje na tržište, odvratili su ramenima i rekli mu da ide naprijed. Nisu ga htjeli sami prodati."

Otprilike u ovo vrijeme, Intel je postajao sve zabrinutiji za konkurente u poslovanju mikroprocesora. Rockwell je predstavio svoj PPS-4, 4-bitni procesor 1972, a Texas Instruments je radio na vlastitom čipu. I, nepoznata Intelu, Motorola je radila na svom 800-bitnom procesoru 6800, koji je izašao sredinom 1974., samo nekoliko mjeseci nakon 8080. Prema Fagginovoj procjeni, 6800 je imao bolju arhitekturu, ali koristio je procesnu tehnologiju koja učinili su čip velikim i sporim, u odnosu na 8080.

Jedno od pitanja koje postavlja se je zašto se Intel nije odlučio sam upustiti u posao s računalom.

U intervjuu s Gordonom Mooreom 1997. godine, on je Altair opisao kao "samo hobi uređaj na kojem su ulazi prekidači, a izlazi LED-ovi. Mogli biste demonstrirati način rada računala, ali tvrd način da učinite bilo što praktično računalstvo „.

"Čak sam odustao od ideje za kućno računalo u tom vremenskom razdoblju", rekao je Moore. "Jedan od naših inženjera došao je na ideju da možete izgraditi računalo i možete ga staviti u dom. Nekako sam ga pitao za što je dobar. Jedina aplikacija koju sam dobio je bila da ga domaćica može staviti Njeni recepti na njemu. Mogla sam zamisliti da moja žena sjedi tamo s računalom kraj peći… to zapravo nije izgledalo vrlo praktično.

"U stvari, čak i kad je Steve Jobs došao i pokazao nam što se događa u Appleu, znate da sam gledao kao samo… još jednu od stotina aplikacija koje su postojale za mikroprocesore i nisam shvatio da je to značajan novi smjer."

Noyce je imao slično mišljenje, govoreći: "Cijeli posao s potrošačima bio je područje kakvo jednostavno nismo vidjeli u početku. Samo se činilo nemogućim da bi se ova fenomenalna razina elektroničke sofisticiranosti koju predstavlja mikroprocesor ikad mogla smanjiti dovoljno na troškove, tako da jednostavno potrošački zahtjevi mogu biti ispunjeni."

Nedugo nakon uvođenja 8080. godine, Faggin je ostavio Intel da pronađe Zilog, povevši Shima sa sobom. Zajedno su stvorili mikroprocesor Z-80, dizajniran tako da ima binarnu kompatibilnost s modelom 8080, kako bi mogao pokrenuti isti softver. Sam Z-80 počeo bi se koristiti na mnogim ranim osobnim računalima u kasnim 1970-ima, većinom sa CP / M.

U međuvremenu, 8080 će se naviknuti na prvi od strojeva koji bi doista privukli pažnju hobista koji su gradili posao s osobnim računalima, počevši od Altaira 8800.

Nisam siguran da je 8080. bio zaista "najvažniji pojedinačni proizvod dvadesetog stoljeća", kako ga Michael Malone naziva. Ali to je sigurno bio proizvod koji je promijenio svijet.

Stvaranje 8080: procesor koji je pokrenuo revoluciju pc-a