A 8080 létrehozása: a processzor, amely elindította a pc forradalmat

Ha az Intel 8008 bevezetése számos érdekes eszközt eredményezett, amelyeket az első korai PC-knek lehet tekinteni, az utódja - az Intel 8080 mikroprocesszor - vált valójában az alapjául, amelyen a korai PC-i ipar alapult.

Az előző Intel 4004 és 8008-hoz képest a 8080 sokkal erősebb chip volt. Összehasonlítva a 4004 2300 tranzisztorával, a 8080 több mint 4500 tranzisztorral járna, és akár 2MHz-ig is képes lenne. Ennél is fontosabb, hogy a 4004 és a 8008-at körülvevő dolgok közül sok beépítésre került.

De talán a legnagyobb különbség az, hogy míg a 4004 és a 8008-at egyetlen vállalat egyedi processzoraként tervezték - a 4004 a Busicom számológépéhez és a 8008 a Datapoint számítógépes termináljához -, a 8080-at egy általánosabb vásárlócsoport számára tervezték. Röviden: azt tervezték, hogy építőköve legyen minden olyan társaságnak, amely azt akarja - és ez a rugalmasság különösen alkalmassá tette a születő PC-k iparává válásra.

A 8080 fejlesztése

A 8080-as koncepciók 1971-re nyúlnak vissza, amikor az Intel elkészítette a 4004 chip-et, és még mindig dolgozott a 8008-on, amelyet hivatalosan 1972 áprilisában indítanának.

Miután megjelentek a „CPU on a chip” történetek, az Intel mindenféle vásárló iránt érdeklődést váltott ki a mikroprocesszor iránt. Michael S. Malone című The Intel Trinity című cikke szerint "úgy tűnt, hogy az egész elektronikai ipar ébredés alatt áll".

"Hirtelen, mintha egyik napról a másikra a meglátogatott mérnökök megértették a mikroprocesszorok jelentését" - írta Malone. "Olvasották a cikkeket, hallották a sebességet, beszélgettek társaikkal, és mintha egyként ugráltak volna a szilikon szalagkocsi körül."

1971 késő nyarán Federico Faggin, aki a 4004 tervezését vezette és a 8080 elsődleges építészévé vált, műszaki szemináriumokat tartott a 4004 és a 8008 készülékekkel kapcsolatban, és látogatókat vett fel. A látogatások során azt mondta: "Meglehetősen sok kritikát kaptunk - némelyikük is megalapozott - a mikroprocesszorok architektúrájáról és teljesítményéről. Minél számítógépesebb orientációval működött a meglátogatott cég, annál rosszabb az emberek észrevételei."

"Sok korlátozást láttak a mikroprocesszorokban, és különösen a megszakító struktúrában. Szigorúan bírálták és helyesen, mert a 8008 nagyon primitív, alig funkcionális megszakító struktúrával rendelkezik." Az ügyfelek szintén panaszkodtak a csomag méretét illetően, valamint azért, hogy a cég címeket és adatokat multiplexel. "És természetesen sokkal nagyobb sebességet akartak. A 8008-as sebessége 0, 5 megahertznél nem volt megfelelő."

Faggin azt mondja, hogy amikor hazaért, "" volt egy ötletem, hogyan lehetne jobb 8 bites mikroprocesszort készíteni, mint a 8008, és magában foglalja sok olyan funkciót, amelyet az emberek akartak: a legfontosabb, a sebesség és a könnyű felület. mindkét tulajdonságot tovább növelte, ha 40 tűs csomagot használtam a 8008 18-tűs csomagja helyett, és integráltam a támogató chipek funkcióit."

Más szavakkal, azt fontolgatta, hogy a legtöbb számlánál mi legyen az első igazi "chip-on-on-chip".

Ezen a ponton az Intel kifejlesztette az „n-csatornás technológiát” - a tranzisztorok előállításának hatékonyabb módszerét - elsősorban a 4K-os dinamikus memória számára, és Faggin azt gondolta, hogy ez lehetővé tenné, hogy több és gyorsabb tranzisztor legyen a csomagban. Arra is gondolt, hogy integráljon egy veremmutatót és további utasításokat a teljesítmény javítása érdekében, valamint a 40 tűs csomagot, amely lehetővé tette 16 bites cím és 8 bites adat busz meglétét.

1972 tavaszán, amikor a 8008-at becsomagolták, Faggin felszólító levelet küldött főnökének, Les Vadasznak, kérve, hogy kezdje meg a következő projekt munkáját.

Meglepően és bosszantóan Faggin számára azonban az Intel nem hagyta jóvá a projektet. Faggin szerint az Intel meg akarta látni, hogy a piac miként reagálna először a 4004 és 8008-ra, míg mások rámutattak azokra a problémákra, amelyekkel az Intel a legújabb generációs memória chipek kiszállításakor jár, és erre összpontosítani akart.

Ennek eredményeként az Intel csak a 19780 szeptember végén vagy október elején hagyta jóvá a 8080 projektet, amikor Faggin (Vadasz jóváhagyásával) Masatoshi Shimat, a volt Busicom mérnököt bérelte, aki szorosan együttműködött a Fagginnel a 4004.

Ted Hoff szerint ő és Stanley Mazor, akik mögött álltak a 4004 korai koncepciói, és megpróbálták eladni a koncepciót az ügyfeleknek, sok segítségkérést kaptak azoktól a vállalatoktól, amelyek "a 8008-ra néztek, és képességein túl ". Mazor szerint az Intelnek valójában számos lehetősége volt a 8008-as nyomon követésére, beleértve egy teljesen új kialakítást is, de végül egy "továbbfejlesztett 8008" -ot választott, mert kevesebb időbe telik a tervezéshez.

Ennek eredményeként, azt mondta, arra törekedtek, hogy egy chipet nem rendelkezzenek szigorú gépi kódképességgel, de konvertálhatóvá tennék az összeszerelési nyelvet, tehát ha valaki programot írt a 8008-hoz, akkor azt a 8080-ra konvertálhatják.

Az építészettel kapcsolatos munkát 1972 elején hajtották végre, és Faggin a Shima, a Mazor, a Hoff és a 8008-as áramköri tervező, Hal Feeney jóváírásának köszönhető, hogy nagyban hozzájárultak a korai megbeszélésekhez és a chip specifikációjához. Amikor Shima 1972 őszén csatlakozott az Intelhez, elkezdett dolgozni a Fagginnél a chip áramköri tervezésén.

Míg a 4004 és 8008 készülékeket 10 mikronos eljárással állítják elő, a 8080-at 6 mikronos eljárással használják, ami sokkal több miniatürizálást tesz lehetővé. (A folyamat távolsága elméletileg méri a processzoron belüli jellemzők méretét, például a tranzisztorok közötti távolságot. A mai legújabb processzorokat 14 nm-en állítják elő, 10 nm-es termékek kifejlesztésével. Ezek elméletileg 1000-szer szorosabbak lennének.) A négy chipből álló csomag a 8008-ból 3500 tranzisztor volt, de a 8080-asnak 5000-é lenne. És 2MHz-en fog futni, ami egy hatalmas teljesítményugrás.

Ennek eredményeként a 8080 volt az első olyan mikroprocesszor, amelynek utasításkészlete és memóriacímzési képessége megközelítette a mai minikomputerét.

Mikroprocesszor eladása

A chip első gyártása 1973 decemberében volt, és néhány tipikus last-minute kérdés kidolgozása után az Intel 1974 márciusában mutatta be a terméket.

A 8080-at eredetileg 360 dollárra fizetett egy chipekért, amelyek közül egyesek szerint az IBM System / 360-tal való összehasonlítást javasolták. Ekkorra az Intel tudta, hogy van piac a chipre. Az Intel Hal Feeney szerint a vállalat több mint 400 ügyfélnek nyújtott a 8080 specifikációt, mielőtt a chip még nem fejeződött volna be.

Ekkorra az Intel nagy marketingfeszítést végzett Ed Gelbach és Regis McKenna vezetésével, akik "első chipként lévő számítógépet" forgalmaztak. Ennek részeként nagyobb hangsúlyt fektettek a fejlesztési rendszerekre, például az Intel Intellec gépeire, és az ilyen rendszerekre szánt szoftverekre, ideértve Gary Kildall PL / M nyelvű munkáját és azt, amely a CP / M alapjául szolgál.

Az Intel a szoftvert a chipek eladásának egyik módjaként tekintette, nem pedig önmagában. Paul Freiberger és Michael Swaine völgyében levő Tűz szerint "amikor az Intel vezetõitõl megkérdezték, hogy vannak-e kifogások az ellenôrzésével szemben, önmagában vállat vont vállat és megkérdezték neki, hogy menjen tovább. Nem maguk fogják eladni."

Időközben az Intel egyre inkább aggódott a versenytársak iránt a mikroprocesszor-üzletben. A Rockwell 1972-ben mutatta be a PPS-4-et, a 4 bites processzort, a Texas Instruments pedig a saját chipen dolgozott. És az Intel számára ismeretlen, a Motorola azon 6800 8 bites processzorán dolgozott, amely 1974 közepén jelent meg, csak néhány hónappal a 8080 után. Faggin becslése szerint a 6800-nak jobb architektúrája volt, de olyan technológiát használt, amely a chip nagymértékű és lassúvá tette a 8080-hoz képest.

Felmerül az egyik kérdés, hogy az Intel miért nem döntött úgy, hogy beleveszi magát a PC-üzletbe.

Egy interjúban, amelyet 1997-ben Gordon Moore-nal készítettem, az Altair-ot úgy jellemezte, mint "csak egy hobbi eszközt, ahol a bemenetek kapcsolókapcsolók és a kimenetek LED-ek voltak. Megmutathatná a számítógép működését, de a gyakorlati megoldások kemény módja. számítástechnika.”

"Még akkor is elutasítottam egy otthoni számítógép gondolatát abban az időszakban" - mondta Moore. "Az egyik mérnökünk azzal az elgondolással jött ki, hogy készítsen egy számítógépet, és otthon is el tudja helyezni, és egyfajta megkérdeztem tőle, hogy mire jó, és az egyetlen alkalmazás, amelyet visszatértem, az volt, hogy a háziasszony tudott feltenni El tudtam képzelni, hogy a feleségem ott ül a számítógépnél a tűzhelynél… ez nem igazán tűnt nagyon praktikusnak.

"Valójában akkor is, amikor Steve Jobs átjött és megmutatta nekünk, mi folyik az Apple-n, tudod, hogy csak… úgy tekintem, hogy csak egy a több száz alkalmazásból, amelyek a mikroprocesszorok számára léteztek, és nem értékelték, hogy ez egy jelentős új irány ".

Noyce hasonló véleményen állt, mondván: "A teljes fogyasztói üzlet olyan terület volt, amelyet csak nem láttak a kezdetben. Lehetetlennek tűnt, hogy a mikroprocesszor által képviselt fenomenális elektronikus kifinomultságot valaha is elégségesen lehessen csökkenteni a költségekben, így az egyszerű a fogyasztói követelmények teljesíthetők lennének."

Nem sokkal a 8080 bevezetése után Faggin elhagyta az Intelt, hogy megtalálja Zilogot, magával vitte Shitát. Közösen elkészítették a Z-80 mikroprocesszort, amelyet bináris kompatibilitásra terveztek a 8080-val, így ugyanazt a szoftvert is futtathatják. Magát a Z-80-at a korai személyi számítógépekben használják majd az 1970-es évek végén, többnyire a CP / M-en.

Időközben a 8080-at az első olyan gépekben használják, amelyek valóban felkeltenék a rajongók figyelmét, akik a személyi számítógép-üzletet építették, kezdve az Altair 8800-tal.

Nem vagyok biztos abban, hogy a 8080 valóban "a huszadik század legfontosabb egyedi terméke" volt, ahogy Michael Malone hívja. De biztosan egy termék változtatta meg a világot.