Video: 💻 - See How a CPU Works (Decembris 2024)
Ja Intel 8008 ieviešana radīja dažādas interesantas ierīces, kuras var uzskatīt par pirmajiem agrīnajiem personālajiem datoriem, tad tās pēctecis - Intel 8080 mikroprocesors - kļuva par pamatu, uz kura balstījās agrīnā datoru industrija.
Salīdzinājumā ar Intel 4004 un 8008, kas bija pirms tā, 8080 bija daudz jaudīgāka mikroshēma. Salīdzinot ar 4004 2300 tranzistoriem, 8080 galu galā būs vairāk nekā 4500 tranzistoru, un tas varētu darboties līdz 2MHz. Bet vēl svarīgāk ir tas, ka daudzas lietas, kurām bija nepieciešami papildu mikroshēmas ap 4004 un 8008, tagad tika integrētas.
Bet, iespējams, vislielākā atšķirība ir tā, ka, lai gan 4004 un 8008 tika izstrādāti kā pielāgoti procesori vienam uzņēmumam - 4004 Busicom kalkulatoram un 8008 Datapoint datora terminālim -, 8080 bija paredzēts vispārīgākam klientu lokam. Īsāk sakot, tas bija paredzēts kā pamatakmens jebkuram uzņēmumam, kurš to vēlējās, un šī elastība padarīja to īpaši piemērotu tam, kas kļūs par topošo datoru nozari.
Attīstot 8080
8080 koncepcijas meklējamas 1971. gadā, kad Intel bija pabeidzis 4004 mikroshēmu un joprojām strādāja pie 8008, kuru oficiāli uzsāks 1972. gada aprīlī.
Pēc tam, kad parādījās stāsti par “CPU mikroshēmā”, Intel sāka interesēt visu veidu klientus par mikroprocesoru. Pēc Maikla S. Malones grāmatas The Intel Trinity teiktā, "šķita, ka visa elektronikas nozare piedzīvo pamošanos".
"Pēkšņi, it kā nakti, viņu apmeklētie inženieri saprata mikroprocesoru nozīmi, " rakstīja Malone. "Viņi bija lasījuši rakstus, dzirdējuši ātrumu, runājuši ar vienaudžiem un it kā kā viens, lēkājuši pa silīcija vagonu."
1971. gada vasaras beigās Federiko Faggins, kurš vadīja 4004 dizaina projektu un kļuva par 8080 galveno arhitektu, vadīja dažus tehniskos seminārus par 4004 un 8008 un apmeklēja klientus. Šajās vizītēs viņš sacīja: "Es saņēmu diezgan daudz kritikas - dažas no tām ir pamatotas - par mikroprocesoru arhitektūru un veiktspēju. Jo vairāk uz datoru orientēts uzņēmums, kuru apmeklēju, jo nepatīkamāki cilvēku komentāri bija."
"Viņi saskatīja daudzus ierobežojumus mūsu mikroprocesoros un it īpaši pārtraukšanas struktūru. Tas tika ļoti kritizēts un pamatoti, jo 8008 bija ļoti primitīva, tik tikko funkcionējoša pārtraukumu struktūra." Klienti arī sūdzējās par paketes lielumu un to, ka uzņēmums multipleksēja adreses un datus. "Un, protams, viņi vēlējās daudz lielāku ātrumu. 8008 ātrums ar 0, 5 megahercu nebija atbilstošs."
Faggins saka, ka līdz brīdim, kad viņš atgriezās mājās, "man bija ideja par to, kā padarīt labāku 8 bitu mikroprocesoru nekā 8008, iekļaujot daudzas funkcijas, ko cilvēki vēlējās: vissvarīgākais, ātrums un saskarnes vieglums. Es varētu būt pastiprināja abas šīs funkcijas, ja es būtu izmantojis 40 kontaktu paketi, nevis 8008 18 konta paketi un integrētu atbalsta mikroshēmu funkcijas."
Citiem vārdiem sakot, viņš apsvēra iespēju izveidot to, kas lielākajā daļā kontu būtu pirmais īstais “datorā ieslēgtais mikroshēmā”.
Ap šo brīdi Intel bija izstrādājis "n-kanālu tehnoloģiju" - efektīvāku tranzistoru izgatavošanas metodi - galvenokārt tās 4K dinamiskajai atmiņai, un Faggins uzskatīja, ka tas ļautu viņam paketē ietilpt vairāk un ātrāku tranzistoru. Viņš arī domāja par steka rādītāja un papildu instrukciju integrēšanu veiktspējas uzlabošanai, kā arī par 40-pin pakotni, kas ļāva iegūt 16 bitu adresi un 8 bitu datu kopni.
1972. gada pavasarī, kad 8008 bija iesaiņots, Faggin nosūtīja atgādinājumu savam priekšniekam Les Vadasz, lūdzot sākt darbu pie nākamā projekta.
Bet pārsteidzoši un satraucoši Fagginam Intel neapstiprināja projektu. Faggins saka, ka Intel vispirms gribēja redzēt, kā tirgus reaģēs uz 4004 un 8008, savukārt citi atzīmēja problēmas, kuras Intel radīja, izmantojot savas jaunākās paaudzes atmiņas mikroshēmas, un vēlējās pievērsties tam.
Tā rezultātā Intel neapstiprināja projektu 8080 līdz 1972. gada septembra beigām vai oktobra sākumam, kad Faggin (ar Vadasz piekrišanu) bija nolīgis Masatoshi Shima, bijušo Busicom inženieri, kurš bija cieši sadarbojies ar Faggin, izstrādājot 4004.
Pēc Teda Hofa teiktā, viņš un Stenlijs Mazors, kuri bija aiz 4004 agrīnās koncepcijas un mēģināja pārdot šo koncepciju klientiem, saņēma daudz palīdzības lūgumu no uzņēmumiem, kas "apskatīja 8008 un mēģināja virzīt tas pārsniedz savas iespējas. " Mazors saka, ka Intel faktiski bija vairākas iespējas 8008 turpināšanai, ieskaitot pilnīgi jaunu dizainu, taču galu galā izvēlējās "uzlabotu 8008", jo tā izstrāde prasīs mazāk laika.
Rezultātā, pēc viņa teiktā, viņi meklēja mikroshēmu, kurai nebūtu stingru mašīnu kodu iespēju, bet kas montāžas valodu padarītu konvertējamu, tāpēc, ja kāds uzrakstītu programmu 8008, viņi to varētu pārveidot uz 8080.
Darbs pie arhitektūras notika 1972. gada sākumā, un Faggins kreditē Shima, Mazor, Hoff un 8008 shēmas dizaineru Hal Feeney kā lielu ieguldījumu agrīnajās diskusijās un mikroshēmas specifikācijā. Kad Šima 1972. gada rudenī pievienojās Intel, viņš sāka strādāt Faggin par mikroshēmas shēmas dizainu.
Kamēr 4004 un 8008 ražos, izmantojot 10 mikronu procesu, 8080 izmantos 6 mikronu procesu, ļaujot daudz vairāk miniatūrizēt. (Procesa attālums teorētiski mēra procesora funkciju lielumu, piemēram, attālumu starp tranzistoriem. Mūsdienu jaunākie procesori tiek ražoti pie 14 nm, izstrādājot 10 nm produktus. Tie teorētiski būtu 1000 reizes tuvāk.) Četru mikroshēmu pakete no 8008 bija 3500 tranzistori, bet 8080 būs 5000. Un tas darbotos 2MHz frekvencē, kas ir milzīgs veiktspējas lēciens.
Rezultātā 8080 bija pirmais mikroprocesors, kura instrukciju kopa un atmiņas adresēšanas iespējas tuvojās mūsdienu minidatoriem.
Mikroprocesora pārdošana
Pirmā mikroshēmas izgatavošana notika 1973. gada decembrī, un pēc dažu tipisku pēdējā brīža jautājumu izstrādes Intel iepazīstināja ar produktu 1974. gada martā.
Sākotnēji 8080 cena bija 360 USD par mikroshēmu, kas, pēc dažu ieteikuma, tika ieteikta salīdzināšanai ar IBM System / 360. Līdz tam brīdim Intel zināja, ka mikroshēmai ir tirgus. Intel pārstāvis Hal Feeney sacīja, ka uzņēmums jau mikroshēmas pat pabeigšanas nodrošināja vairāk nekā 400 klientiem 8080 specifikāciju.
Līdz tam brīdim Intel bija iesaistījies lielos mārketinga pasākumos Eda Gelbaha un Regija Makkennas vadībā, kuri to tirgoja kā "pirmo datoru mikroshēmā". Tā ietvaros lielāks uzsvars tika likts uz attīstības sistēmām, piemēram, Intel Intellec mašīnām, un šādu sistēmu programmatūru, ieskaitot Gerija Kildala darbu PL / M valodā un to, kas kļūs par CP / M pamatu.
Intel uzskatīja, ka programmatūra ir veids, kā pārdot mikroshēmas, nevis kā bizness pats par sevi. Pēc Pāvila Freibergera un Maikla Svaina uguns ielejā teiktā , "kad Intel vadītājiem vaicāja, vai viņiem ir iebildumi pret viņa mārketingu pats par sevi, viņi paraustīja plecus un lika viņam turpināt rīkoties. Viņi paši negrasījās to pārdot."
Ap šo laiku Intel arvien vairāk uztraucās par konkurentiem mikroprocesoru biznesā. Rokvels 1972. gadā bija ieviesis savu PPS-4, 4 bitu procesoru, un Texas Instruments strādāja pie sava mikroshēmas. Un, Intel nezināms, Motorola strādāja ar savu 6800 8 bitu procesoru, kas tika izlaists 1974. gada vidū, dažus mēnešus pēc 8080. Faggin aplēsēm 6800 bija labāka arhitektūra, bet tajā tika izmantota procesa tehnoloģija, kas padarīja mikroshēmu par lielu un lēnu, salīdzinot ar 8080.
Viens jautājums, kas rodas, ir iemesls, kāpēc Intel neizvēlējās iesaistīties personālajā datoru biznesā.
Intervijā, ko izdarīju ar Gordonu Mūru 1997. gadā, viņš raksturoja Altair kā "tikai hobija ierīci, kurā ieejas bija pārslēdzēji un izejas bija gaismas diodes. Jūs varētu parādīt datora darbību, taču grūts veids, kā veikt praktiskas darbības. skaitļošana."
"Es pat kādreiz noraidīju ideju par mājas datoru tajā laika posmā, " sacīja Mūra. "Viens no mūsu inženieriem nāca klajā ar domu, ka jūs varētu izveidot datoru un jūs to varētu ievietot mājās. Es sava veida jautāju viņam, kas tam ir labs, un vienīgais pieteikums, ko es saņēmu atpakaļ, bija tas, ka mājsaimniece varēja ievietot Es varēju iedomāties, ka mana sieva tur sēž ar datoru pie plīts… tas tiešām neizskatījās ļoti praktiski.
Patiesībā, pat kad Stīvs Džobss pārnāca un parādīja mums, kas notiek Apple, jūs zināt, ka es to uztvēru kā vienkārši… vēl vienu no simtiem lietojumprogrammu, kas pastāvēja mikroprocesoriem, un nenovērtējat, ka tas ir nozīmīgs jauns virziens."
Noyce bija līdzīgs viedoklis, sakot: "Viss patērētāju bizness bija joma, kuru mēs sākotnēji neredzējām. Likās vienkārši neiespējami, ka šo fenomenālo elektroniskā izsmalcinātības līmeni, ko pārstāv mikroprocesors, kādreiz varētu pietiekami samazināt ar izmaksām, lai tik vienkārši patērētāju prasības varētu tikt izpildītas."
Neilgi pēc 8080. gada ieviešanas Faggins pameta Intel, lai atrastu Zilogu, paņemot sev līdzi Šimu. Kopā viņi izveidoja Z-80 mikroprocesoru, kas bija paredzēts binārai savietojamībai ar 8080, lai tas varētu darbināt to pašu programmatūru. Pats Z-80 tiks izmantots daudzos agrīnajos personālajos datoros 70. gadu beigās, pārsvarā izmantojot CP / M.
Tikmēr 8080 tiks izmantots pirmajā no mašīnām, kas patiešām piesaistītu to hobijnieku uzmanību, kuri izveidoja personālo datoru biznesu, sākot ar Altair 8800.
Es neesmu pārliecināts, ka 8080 patiešām bija "vissvarīgākais divdesmitā gadsimta atsevišķais produkts", kā to sauc Maikls Malone. Bet tas noteikti bija produkts, kas mainīja pasauli.
