前瞻性思维 创建8080:引发个人计算机革命的处理器

创建8080:引发个人计算机革命的处理器

视频: therunofsummer (十月 2024)

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Anonim

如果Intel 8008的推出带来了许多有趣的设备,这些设备可以被认为是最早的早期PC,那么它的后继者Intel 8080微处理器才真正成为了早期PC行业的基础。

与之前的Intel 4004和8008相比,8080是功能更强大的芯片。 与4004的2, 300个晶体管相比,8080最终将拥有超过4, 500个晶体管,并且可以在高达2MHz的频率下运行。 但更重要的是,现在已经集成了许多需要围绕4004和8008的额外芯片的功能。

但是,最大的区别可能是,尽管4004和8008被设计为一家公司的自定义处理器-Busicom的计算器4004和Datapoint的计算机终端8008-8080却是为更一般的客户设计的。 简而言之,它被设计为任何想要它的公司的基础-这种灵活性使其特别适合于将成为新兴PC行业的公司。

开发8080

8080的概念可以追溯到1971年,当时英特尔已经完成了4004芯片的开发,并且仍在开发8008,该芯片将于1972年4月正式推出。

关于“片上CPU”的故事问世后,英特尔开始看到各种客户对微处理器的兴趣。 根据Michael S. Malone的 《英特尔三位一体》 ,“整个电子行业似乎都在觉醒。”

“突然之间,仿佛一夜之间,他们拜访的工程师了解了微处理器的含义,”马龙写道。 “他们已经阅读了文章,听到了速度,与同龄人交谈,好像跳了起来一样,跃跃欲试。”

1971年夏末,费德里科·法金(Federico Faggin)领导了4004的设计,并将成为8080的主要架构师,他就4004和8008进行了一些技术研讨会,并正在访问客户。 在这些访问中,他说:“我对微处理器的体系结构和性能收到了很多批评,其中有些是有效的。我所访问的公司越是面向计算机的,人们的评论就越讨厌。”

“他们看到我们的微处理器有很多局限性,特别是中断结构。它受到了强烈的批评,这是正确的,因为8008具有非常原始的,几乎没有功能的中断结构。” 客户还抱怨包裹的大小,以及公司正在复用地址和数据。 “当然,他们想要更高的速度。8008在0.5兆赫的速度还不够。”

Faggin说,当他回到家时,“我想到了一个比8008更好的8位微处理器的方法,它融合了人们想要的许多功能:最重要的是,速度和便捷的接口。我本来可以如果我使用40引脚封装而不是8008的18引脚封装并集成了支持芯片的功能,则可以增强这两个功能。”

换句话说,他正在考虑制造出大多数人所说的第一个真正的“片上计算机”。

在这一点上,英特尔主要为4K动态内存开发了“ n通道技术”,这是一种更高效的晶体管制造方法,法金认为,这将使他在封装中拥有更多,更快的晶体管。 他还考虑了集成堆栈指针和其他指令以提高性能,以及40引脚封装,从而可以使用16位地址和8位数据总线。

1972年春季,随着8008的包装完成,法金向他的老板莱斯瓦达斯(Les Vadasz)发送了一份备忘录,要求着手进行下一个项目。

但是令Faggin感到惊讶和沮丧的是,英特尔没有批准该项目。 Faggin表示,英特尔希望首先了解市场对4004和8008的反应,而其他人则指出,英特尔将最新一代的存储芯片推向市场的问题,并希望着重于此。

因此,英特尔直到1972年9月下旬或1972年10月初才批准8080项目,当时Faggin(经Vadasz批准)聘请了前Busicom工程师Masatoshi Shima,他与Faggin密切合作,共同开发了8080。 4004。

根据Ted Hoff的说法,他和Stanley Mazor都是4004早期概念的幕后推手,并试图将其出售给客户。他们从“正在研究8008并试图推动8004的公司”那里获得了许多帮助的请求。它超出了它的能力。” 马佐尔说,英特尔确实为8008的后续产品提供了很多选择,包括全新的设计,但最终选择了“增强型8008”,因为这样可以减少设计时间。

因此,他说,他们的目标是不具备严格的机器代码功能但可以使汇编语言可转换的芯片,因此,如果有人为8008编写了程序,则可以将其转换为8080。

该架构的工作发生在1972年初,Faggin认为Shima,Mazor,Hoff和8008电路设计师Hal Feeney为该芯片的早期讨论和规范做出了很大贡献。 当Shima于1972年秋天加入Intel时,他开始为Faggin从事芯片的电路设计工作。

4004和8008将使用10微米工艺制造,而8080将使用6微米工艺制造,从而实现更多的小型化。 (工艺距离理论上衡量了处理器内部功能的大小,例如晶体管之间的距离。当今的最新处理器以14nm生产,正在开发10nm产品。理论上它们之间的距离缩小了1, 000倍。)四芯片封装8008中有3500个晶体管,而8080中有5, 000个晶体管。 它的运行频率为2MHz,是性能上的巨大飞跃。

结果,8080是第一个微处理器,其指令集和存储器寻址能力已接近当今的小型计算机。

出售微处理器

该芯片的首次生产是在1973年12月,在解决了一些典型的最后问题之后,英特尔于1974年3月推出了该产品。

8080最初的芯片定价为360美元,有人建议将其与IBM System / 360进行比较。 到那时,英特尔知道芯片已经有了市场。 英特尔的Hal Feeney说,该公司甚至在芯片完成之前就为400多个客户提供了8080规格。

到那时,英特尔已在Ed Edbach和Regis McKenna的领导下进行了巨大的营销工作,他们将其作为“第一台芯片计算机”进行了营销。 在此过程中,人们更加重视开发系统(例如英特尔的Intellec机器)以及用于此类系统的软件,包括Gary Kildall在PL / M语言方面的工作以及将成为CP / M基础的工作。

英特尔将软件视为销售芯片的一种方式,而不是自己的业务。 根据Paul Freiberger和Michael Swaine 在“山谷 之 火 ”的说法 , “当问英特尔高管是否对他自己进行营销有异议时,他们耸了耸肩,告诉他继续。他们不会自己出售它。”

大约在这个时候,英特尔越来越担心微处理器业务中的竞争对手。 罗克韦尔于1972年推出了其4位处理器PPS-4,而德州仪器(TI)则在自己的芯片上工作。 而且,摩托罗拉不为Intel所知,正在开发其6800 8位处理器,该处理器于1974年中期推出,距8080仅几个月。据Faggin估计,6800具有更好的架构,但使用的处理技术相对于8080,它使芯片又大又慢。

出现的一个问题是,为什么英特尔没有选择自己进入PC业务。

在1997年我与戈登·摩尔(Gordon Moore)进行的一次采访中,他将Altair描述为“只是一种业余设备,其中输入是拨动开关,输出是LED。您可以演示计算机的工作方式,但是做任何实际操作都很难。计算。”

摩尔说:“在那个时期,我什至拒绝了家用电脑的想法。” “我们的一位工程师提出了一个想法,那就是您可以建造一台计算机,然后将其放置在家里,我有点问他这样做有什么用,而我得到的唯一应用是家庭主妇可以把它放进去。我可以想象我的妻子坐在火炉旁的电脑旁……看起来并不实用。

“实际上,即使史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)来向我们展示了苹果公司正在发生的事情,您也知道我将它视为……存在于微处理器的数百种应用程序中的另一种,并且不理解它是一个重要的新方向。”

诺伊斯(Noyce)持类似观点,他说:“整个消费者业务一开始就是我们所不曾见过的领域。以微处理器为代表的这种惊人的电子复杂程度似乎无法降低成本,以至于简单易行,这似乎是不可能的。可以满足消费者的要求。”

在8080推出不久后,法金就离开了英特尔,成立了Shilog,并带走了Shima。 他们共同创造了Z-80微处理器,该微处理器被设计为与8080具有二进制兼容性,因此它可以运行相同的软件。 Z-80本身将继续在1970年代后期的许多早期个人计算机中使用,主要运行CP / M。

同时,从Altair 8800开始,将8080用于第一批真正引起建立个人计算机业务爱好者的注意的机器。

我不确定8080是否真的像迈克尔·马龙(Michael Malone)所说的那样是“二十世纪最重要的单一产品”。 但这肯定是改变世界的产品。

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