Видео: HTTP, HTML, CSS - Intro to Computer Science - Harvard's CS50 (2018) (Ноябрь 2024)
Если внедрение Intel 8008 привело к появлению множества интересных устройств, которые можно считать первыми ранними ПК, именно его преемник - микропроцессор Intel 8080 - действительно стал основой, на которой основывалась ранняя индустрия ПК.
По сравнению с Intel 4004 и 8008, которые предшествовали ему, 8080 был гораздо более мощным чипом. По сравнению с 2300 транзисторами 4004, 8080 в конечном итоге будет иметь более 4500 транзисторов и может работать на частоте до 2 МГц. Но что более важно, многие вещи, которые требовали дополнительных микросхем, окружающих 4004 и 8008, теперь были интегрированы.
Но, пожалуй, самое большое отличие состоит в том, что, хотя 4004 и 8008 были спроектированы как индивидуальные процессоры для одной компании - 4004 для калькулятора Busicom и 8008 для компьютерного терминала Datapoint - 8080 был разработан для более широкого круга клиентов. Короче говоря, он был разработан, чтобы стать строительным блоком для любой компании, которая этого хотела, и эта гибкость сделала его особенно подходящим для того, что станет зарождающейся индустрией ПК.
Разработка 8080
Концепции для 8080 восходят к 1971 году, когда Intel закончила чип 4004 и все еще работала над 8008, который будет официально запущен в апреле 1972 года.
После появления историй о «процессоре на чипе» Intel начала проявлять интерес к микропроцессору со стороны самых разных потребителей. Согласно «Intel Trinity » Майкла С. Мэлоуна, «вся электронная индустрия, похоже, переживает пробуждение».
«Внезапно, словно в одночасье, инженеры, которых они посетили, поняли значение микропроцессоров», - пишет Мэлоун. «Они читали статьи, слышали скорости, разговаривали со своими сверстниками и, как один, прыгали по кремниевой повести».
В конце лета 1971 года Федерико Фаггин, который руководил проектированием 4004 и стал главным архитектором 8080, проводил несколько технических семинаров по 4004 и 8008 и посещал клиентов. Во время этих посещений он сказал: «Я получил немало критики - и некоторые из них справедливые - по поводу архитектуры и производительности микропроцессоров. Чем больше компьютерная ориентация была в компании, которую я посетил, тем более откровенными были комментарии людей».
«Они видели много ограничений в наших микропроцессорах, и в частности структуру прерываний. Это подверглось резкой критике и справедливо, потому что 8008 имел очень примитивную, едва функциональную структуру прерываний». Клиенты также жаловались на размер пакета и на то, что компания мультиплексирует адреса и данные. «И, конечно, они хотели гораздо более высокую скорость. Скорость 8008 при 0, 5 мегагерца была недостаточной».
Фаггин говорит, что к тому времени, когда он вернулся домой, «у меня была идея, как сделать лучший 8-битный микропроцессор, чем 8008, включающий в себя многие функции, которые нужны людям: самое важное, скорость и простота взаимодействия. Я мог бы иметь усилил обе эти функции, если бы я использовал 40-контактный корпус вместо 18-контактного в 8008 и интегрировал функции вспомогательных чипов ».
Другими словами, он думал о том, чтобы сделать то, что, по мнению большинства, станет первым настоящим «компьютером на кристалле».
Примерно в этот момент Intel разработала «n-канальную технологию» - более эффективный метод изготовления транзисторов - в первую очередь для своей динамической памяти 4K, и Фаггин полагал, что это позволит ему иметь больше и более быстрых транзисторов в упаковке. Он также подумал об интеграции указателя стека и дополнительных инструкций для повышения производительности, а также о 40-контактном пакете, который позволил иметь 16-битный адрес и 8-битную шину данных.
Весной 1972 года, когда «8008» заканчивался, Фаггин отправил записку своему боссу Ле Вадашу с просьбой начать работу над следующим проектом.
Но, к удивлению и разочарованию Фаггина, Intel не одобрила проект. Фаггин говорит, что Intel хотела посмотреть, как рынок отреагирует в первую очередь на 4004 и 8008, в то время как другие отметили проблемы, с которыми Intel столкнулась, выпустив чипы памяти последнего поколения, и хотели бы сосредоточиться на этом.
В результате Intel не одобрила проект 8080 до конца сентября или начала октября 1972 года, после чего Фаггин (с одобрения Вадаша) нанял Масатоши Шиму, бывшего инженера Busicom, который тесно сотрудничал с Фаггином в разработке проекта. 4004.
По словам Теда Хоффа, он и Стэнли Мазор, которые стояли за ранними концепциями для 4004 и пытались продать концепцию клиентам, получали множество запросов о помощи от компаний, которые «смотрели на 8008 и пытались подтолкнуть это за пределами его возможностей. " Мазор говорит, что у Intel на самом деле было несколько вариантов дополнения к 8008, в том числе совершенно новый дизайн, но в итоге он выбрал «улучшенный 8008», потому что на разработку уйдет меньше времени.
В результате, по его словам, они стремились создать микросхему, которая не имела бы строгих возможностей машинного кода, но делала бы язык ассемблера конвертируемым, поэтому, если кто-то написал программу для 8008, он мог бы преобразовать ее в 8080.
Работа над архитектурой началась в начале 1972 года, и Фаггин считает, что Шима, Мазор, Хофф и 8008 разработчик схем Хэл Фини внесли большой вклад в ранние обсуждения и спецификации чипа. Когда Шима присоединился к Intel осенью 1972 года, он начал работать с Faggin по разработке схемы для чипа.
В то время как 4004 и 8008 будут производиться с использованием 10-микронного процесса, 8080-й будет использовать 6-микронный процесс, что позволит значительно уменьшить миниатюризацию. (Технологическое расстояние теоретически измеряет размер элементов внутри процессора, например, расстояние между транзисторами. Современные процессоры последнего поколения производятся на 14 нм, а разрабатываются продукты на 10 нм. Теоретически они будут в 1000 раз ближе друг к другу.) Пакет с четырьмя чипами из 8008 было 3500 транзисторов, но у 8080 было бы 5000. И он будет работать на частоте 2 МГц, огромный скачок в производительности.
В результате 8080 стал первым микропроцессором, чей набор инструкций и возможность адресации памяти приблизились к таковым у мини-компьютеров того времени.
Продам Микропроцессор
Первый выпуск чипа состоялся в декабре 1973 года, а после решения некоторых типичных проблем в последнюю минуту Intel представила этот продукт в марте 1974 года.
8080 изначально стоил $ 360 за чип, который, по мнению некоторых, предполагал сравнение с IBM System / 360. К тому времени Intel знала, что рынок для чипа существует. Хэл Фини из Intel сказал, что компания предоставила более 400 заказчикам спецификации 8080 еще до того, как чип был закончен.
К этому моменту Intel предприняла большие маркетинговые усилия под руководством Эда Гелбаха и Реджиса МакКенны, которые продавали ее как «первый компьютер на чипе». В рамках этого было уделено больше внимания системам разработки, таким как машины Intellec от Intel, и программному обеспечению для таких систем, включая работу Гэри Килдалла о языке PL / M и о том, что станет основой для CP / M.
Intel рассматривала программное обеспечение как способ продажи микросхем, а не как самостоятельный бизнес. По словам Пола Фрайбергера и Майкла Суэйна « Пожар в долине», «когда их спросили у руководителей Intel, есть ли у них какие-либо возражения против его маркетинга, они пожали плечами и сказали ему идти вперед. Они не собирались продавать его сами».
Примерно в это же время Intel стала больше беспокоиться о конкурентах в микропроцессорном бизнесе. Rockwell представила свой PPS-4, 4-битный процессор в 1972 году, и Texas Instruments работала над собственным чипом. И, неизвестно Intel, Motorola работала над своим 6800 8-разрядным процессором, который вышел в середине 1974 года, всего через несколько месяцев после 8080 года. По оценке Фаггина, 6800 имел лучшую архитектуру, но использовал технологию процесса, которая сделал чип большим и медленным, относительно 8080.
Возникает вопрос, почему Intel не решила заняться бизнесом для ПК.
В интервью, которое я провел с Гордоном Муром в 1997 году, он описал Altair как «просто устройство для хобби, где входы были тумблерами, а выходы - светодиодами. Вы могли продемонстрировать, как работает компьютер, но сложный способ сделать любое практическое вычисления «.
«Я даже отказался от идеи домашнего компьютера в то время», - сказал Мур. «Один из наших инженеров пришел к выводу, что вы можете создать компьютер и поставить его дома, и я как-то спросил его, для чего он нужен, и единственное приложение, которое я получил, было то, что домохозяйка могла поставить ее рецепты… Я мог бы представить, что моя жена сидит там с компьютером у плиты… это не очень практично.
«На самом деле, даже когда Стив Джобс подошел и показал нам, что происходит в Apple, вы знаете, я рассматривал это как просто… еще одно из сотен приложений, которые существовали для микропроцессоров и не понимали, что это было значительное новое направление ".
У Нойса была похожая точка зрения: «Весь потребительский бизнес был областью, которую мы просто не видели вначале. Просто казалось невозможным, что этот феноменальный уровень электронной сложности, представленный микропроцессором, когда-либо можно будет снизить настолько, чтобы его стоимость была настолько простой, что потребительские требования могут быть выполнены ".
Вскоре после появления 8080 Фаггин покинул Intel и основал компанию Zilog, взяв с собой Шиму. Вместе они создали микропроцессор Z-80, который был спроектирован так, чтобы иметь двоичную совместимость с 8080, чтобы он мог запускать то же программное обеспечение. Сам Z-80 продолжал использоваться во многих ранних персональных компьютерах в конце 1970-х, в основном с CP / M.
Между тем, 8080 будет использоваться в первой из машин, которая действительно привлечет внимание любителей, которые строили бизнес персональных компьютеров, начиная с Altair 8800.
Я не уверен, что 8080 был действительно «самым важным единственным продуктом двадцатого века», как называет его Майкл Мэлоун. Но это был продукт, который изменил мир.
