8080: n luominen: prosessori, joka käynnisti tietokonevallankumouksen

Jos Intel 8008: n käyttöönotto johti moniin mielenkiintoisiin laitteisiin, joita voidaan pitää ensimmäisinä varhaisina tietokoneina, sen seuraajasta - Intel 8080 -prosessorista - tuli todella perusta, jolle varhainen PC-teollisuus perustui.

Verrattuna sitä edeltäneisiin Intel 4004- ja 8008-malleihin, 8080 oli paljon tehokkaampi siru. Verrattuna 4004: n 2 300 transistoriin, 8080: ssa olisi yli 4500 transistoria ja se voisi toimia jopa 2MHz: n taajuudella. Mutta mikä tärkeintä, monet asiat, jotka vaativat ylimääräisiä siruja 4004: n ja 8008: n ympärille, yhdistettiin nyt.

Mutta ehkä suurin ero on se, että vaikka 4004 ja 8008 suunniteltiin mukautettuina prosessoreina yhdelle yritykselle - 4004 Busicomin laskimelle ja 8008 Datapointin tietokonepäätteelle -, 8080 oli suunniteltu yleisempää asiakaskuntaa varten. Lyhyesti sanottuna se oli suunniteltu rakennuspalikoksi jokaiselle yritykselle, joka sitä halusi - ja tämä joustavuus teki siitä erityisen sopivan syntyvälle PC-teollisuudelle.

8080: n kehittäminen

8080: n konseptit juontavat vuoteen 1971, kun Intel oli saanut valmiiksi 4004-sirun ja työskenteli edelleen 8008: lla, joka otetaan virallisesti käyttöön huhtikuussa 1972.

Sen jälkeen kun tarinoita "sirun suorittimesta" tuli esiin, Intel oli alkanut nähdä kiinnostusta mikroprosessoriin kaikenlaisilta asiakkailta. Michael S. Malonen teoksen The Intel Trinity mukaan "koko elektroniikkateollisuus näytti olevan herättävän".

"Yhtäkkiä, kuin yön yli, heidän vierailunsa insinöörit ymmärsivät mikroprosessorien merkityksen", Malone kirjoitti. "He olivat lukeneet artikkeleita, kuulleet nopeudet, keskustelleet ikätovereidensa kanssa ja ikään kuin yhtenä hypänneet piikangaanista."

Vuoden 1971 loppukesästä Federico Faggin, joka johti 4004: n suunnitteluun ja josta tuli 8080: n pääarkkitehti, järjesti teknisiä seminaareja malleihin 4004 ja 8008 ja vieraili asiakkaiden luona. Näissä vierailuissa hän sanoi: "Sain kohtuullisen paljon kritiikkiä - osa siitä pätevää - mikroprosessorien arkkitehtuurista ja suorituskyvystä. Mitä tietokonekeskeisempi yritys, jonka vierailulla olin, sitä hauskemmat olivat ihmisten kommentit."

"He näkivät monenlaisia ​​rajoituksia mikroprosessoreissamme ja erityisesti keskeytyssuunnitelmassa. Sitä kritisoitiin voimakkaasti ja perustellusti, koska 8008: lla oli erittäin primitiivinen, tuskin toiminnallinen keskeytysrakenne." Asiakkaat valittivat myös paketin koosta ja siitä, että yritys multipleksoi osoitteita ja tietoja. "Ja tietenkin, he halusivat paljon suurempaa nopeutta. 8008: n nopeus 0, 5 megahertsiä ei ollut riittävä."

Faggin sanoo, että kun hän palasi kotiin, "minulla oli ajatus siitä, kuinka tehdä parempi 8-bittinen mikroprosessori kuin 8008, ja se sisälsi monia ominaisuuksia, joita ihmiset halusivat: tärkeintä, nopeutta ja helppoa liitäntää. Voisin olla tehosti näitä molempia ominaisuuksia, jos olisin käyttänyt 40-nastaista pakettia 8008: n 18-nastaisen paketin sijasta ja integroinut tukisirun toiminnot."

Toisin sanoen, hän harkitsi tekemistä siitä, mikä olisi useimpien tilien perusteella ensimmäinen todellinen "tietokone sirulla".

Noin tämän hetken aikana Intel oli kehittänyt "n-kanavaisen tekniikan" - tehokkaamman menetelmän transistorien valmistamiseksi - ensisijaisesti 4K-dynaamiseen muistiinsa, ja Faggin ajatteli, että sen avulla paketissa olisi enemmän ja nopeampia transistoreita. Hän ajatteli myös pinoosoittimen ja lisäohjeiden integrointia suorituskyvyn parantamiseksi, samoin kuin 40-nastainen paketti, joka mahdollisti 16-bittisen osoitteen ja 8-bittisen dataväylän.

Kevään 1972 aikana, kun 8008 oli kääritty, Faggin lähetti muistion pomolleen Les Vadaszille, jossa hän pyysi aloittamaan seuraavan projektin työskentelyn.

Mutta yllättävän ja turhauttavana Fagginille Intel ei hyväksynyt hanketta. Faggin kertoo, että Intel halusi ensin nähdä, kuinka markkinat reagoivat 4004: een ja 8008: een, kun taas toiset huomauttivat ongelmista, joita Intelillä oli viimeisimmän sukupolven muistisirujen saaminen ovelta, ja halusi keskittyä siihen.

Tämän seurauksena Intel hyväksyi 8080-projektin vasta syyskuun lopulla tai lokakuun alussa 1972, jolloin Faggin (Vadaszin suostumuksella) oli palkannut Masatoshi Shiman, entisen Busicom-insinöörin, joka oli tehnyt läheistä yhteistyötä Fagginin kanssa 4004.

Ted Hoffin mukaan hän ja Stanley Mazor, jotka olivat 4004: n varhaisten konseptien takana ja yrittivät myydä konseptin asiakkaille, olivat saaneet paljon apupyyntöjä yrityksiltä, ​​jotka "katsoivat 8008: ta ja yrittivät ajaa se ylittää kykynsä. " Mazor sanoo, että Intelillä oli tosiasiassa useita vaihtoehtoja 8008: n jatkamiseen, mukaan lukien täysin uusi malli, mutta päätyi valitsemaan "parannettu 8008", koska suunnittelu vaatii vähemmän aikaa.

Seurauksena hän sanoi, että he pyrkivät siruun, jolla ei olisi tiukkaa konekoodikykyä, mutta joka tekisi kokouskielen muunnettavissa, joten jos joku kirjoittaisi ohjelman 8008: lle, he voisivat muuntaa sen 8080: ksi.

Työt arkkitehtuurin parissa tapahtuivat varhain vuonna 1972, ja Faggin tunnustaa Shiman, Mazorin, Hoffin ja 8008-piirisuunnittelijan Hal Feeneyn osallistuneen paljon varhaisissa keskusteluissa ja sirun määrittelyssä. Kun Shima liittyi Inteliin syksyllä 1972, hän aloitti työn Fagginille piirin piirisuunnittelussa.

Vaikka 4004 ja 8008 valmistettaisiin käyttämällä 10 mikronin prosessia, 8080 käyttäisi 6 mikronin prosessia, mikä mahdollistaisi paljon enemmän miniatyrisointia. (Prosessietäisyys mittaa teoreettisesti prosessorin ominaisuuksien koon, kuten transistorien välisen etäisyyden. Tämän päivän uusimmat prosessorit tuotetaan 14 nm: n kohdalla 10 nm: n tuotteita kehitettäessä. Ne olisivat teoriassa 1000 kertaa lähempänä toisiaan.) Neljän sirun paketti 8008: sta oli 3500 transistoria, mutta 8080: lla olisi 5000. Ja se toimisi 2MHz: llä, valtava harppaus suorituskyvyssä.

Seurauksena oli, että 8080 oli ensimmäinen mikroprosessori, jonka käskyjoukko ja muistinosoituskyky lähestyivät päivän minitietokoneiden ominaisuuksia.

Mikroprosessorin myynti

Sirun ensimmäinen tuotanto tapahtui joulukuussa 1973, ja tyypillisten viime hetken ongelmien käsittelyn jälkeen Intel esitteli tuotteen maaliskuussa 1974.

8080: n hinta oli alun perin 360 dollaria sirusta, jonka joidenkin mielestä asetettiin ehdottamaan vertailua IBM System / 360: een. Siihen mennessä Intel tiesi, että sirulle on markkinat. Intelin Hal Feeneyn mukaan yritys toimitti yli 400 asiakkaalle 8080-eritelmän ennen sirun valmistumista.

Siihen mennessä Intel oli harjoittanut suurta markkinointitoimintaa Ed Gelbachin ja Regis McKennan johdolla, jotka markkinoivat sitä "sirun ensimmäisenä tietokoneena". Osana tätä korostettiin enemmän kehitysjärjestelmiä, kuten Intelin Intellec-koneita, ja tällaisten järjestelmien ohjelmistoja, mukaan lukien Gary Kildallin työ PL / M-kielellä ja sitä, mistä tulisi CP / M: n perusta.

Intel näki ohjelmistot tapana myydä siruja, ei erillisenä yrityksenä. Paul Freibergerin ja Michael Swainen laaksossa tekemän palon mukaan "kysyessään Intelin johtajilta, oliko heillä mitään vastalauseita hänen markkinoinnilleen yksinään, he kehottivat olkiaan ja kehottivat häntä menemään eteenpäin. He eivät aio myydä sitä itse".

Tänä aikana Intel oli yhä huolestuneempi kilpailijoista mikroprosessoriliiketoiminnassa. Rockwell oli esitellyt 4-bittisen prosessorinsa PPS-4 vuonna 1972, ja Texas Instruments työskenteli omalla sirullaan. Ja tuntematon Intelille, Motorola työskenteli 6800-bittisessä prosessorissaan, joka ilmestyi vuoden 1974 puolivälissä, vain muutama kuukausi 8080: n jälkeen. Fagginin mukaan 6800: n arkkitehtuuri oli parempi, mutta se käytti prosessitekniikkaa, joka teki sirusta suuren ja hitaan suhteessa 8080: iin.

Yksi esiin nouseva kysymys on, miksi Intel ei päättänyt päästä itse PC-liiketoimintaan.

Gordon Mooren kanssa vuonna 1997 tekemässäni haastattelussa hän kuvasi Altairia "vain harrastelaitteeksi, jossa sisääntulot olivat vaihtokytkimiä ja ulostulot olivat LEDiä. Voit näyttää tietokoneen toimintatavan, mutta vaikea tapa tehdä käytännöllisiä tietojenkäsittely."

"Olen jopa hylännyt ajattelun kotitietokoneesta tuona ajanjaksona joskus", Moore sanoi. "Yksi insinööreistämme keksi idean, että voit rakentaa tietokoneen ja voit laittaa sen kotiin. Kysyin eräänlaisena häneltä, mistä se oli hyvä, ja ainoa palautetun hakemukseni oli, että kotiäiti voi laittaa Voin kuvitella vaimoni istuvan tietokoneella kiukaan ääressä… se ei oikeastaan ​​näyttänyt kovin käytännölliseltä.

"Itse asiassa, jopa kun Steve Jobs tuli yli ja näytti meille, mitä Applella tapahtui, tiedät, että katsoin sitä vain… yhtenä sadasta sovelluksista, joita mikroprosessoreille oli olemassa, enkä ymmärtänyt, että se oli merkittävä uusi suunta."

Noycellä oli samanlainen näkemys sanomalla: "Koko kuluttajaliiketoiminta oli ala, jota emme vain nähneet alussa. Vaikuttaa siltä, ​​että mahdotonta, että tätä mikroprosessorin edustamaa ilmiömäistä elektronisen hienostuneisuuden tasoa voitaisiin koskaan vähentää kustannuksissa niin, että yksinkertainen kuluttajavaatimukset voitaisiin täyttää."

Pian 8080: n käyttöönoton jälkeen Faggin jätti Intelin löytämään Zilogin ottaen Shiman mukanaan. Yhdessä he loivat Z-80-mikroprosessorin, joka oli suunniteltu yhteensopivaksi binaarisesti 8080: n kanssa, jotta se voisi käyttää samaa ohjelmistoa. Itse Z-80: ta käytetään edelleen monissa varhaisissa henkilökohtaisissa tietokoneissa 1970-luvun lopulla, enimmäkseen CP / M: llä.

Samaan aikaan 8080 käytetän ensimmäisessä koneessa, joka todella kiinnostaisi henkilökohtaista tietokoneliiketoimintaa rakentaneiden harrastajan huomioita, alkaen Altair 8800: sta.

En ole varma, onko 8080 todella "2000-luvun tärkein yksittäinen tuote", kuten Michael Malone kutsuu. Mutta se oli varmasti tuote, joka muutti maailmaa.