Video: Wat zit er in 's werelds eerste persoonlijke computer? (November 2024)
Als de introductie van de Intel 8008 leidde tot een verscheidenheid aan interessante apparaten die als de eerste vroege pc's kunnen worden beschouwd, was het zijn opvolger - de Intel 8080-microprocessor - die echt de basis werd waarop de vroege pc-industrie was gebaseerd.
In vergelijking met de Intel 4004 en 8008 die eraan voorafgingen, was de 8080 een veel krachtigere chip. Vergeleken met de 2.300 transistors van de 4004, zou de 8080 eindigen met meer dan 4.500 transistors en zou kunnen werken op maximaal 2MHz. Maar nog belangrijker, veel van de dingen die extra chips nodig hadden rond de 4004 en de 8008 waren nu geïntegreerd.
Maar misschien is het grootste verschil dat, terwijl de 4004 en 8008 werden ontworpen als aangepaste processors voor één bedrijf - de 4004 voor de calculator van Busicom en de 8008 voor de computerterminal van Datapoint - de 8080 werd ontworpen voor een algemenere groep klanten. Kortom, het was ontworpen als een bouwsteen voor elk bedrijf dat het wilde - en deze flexibiliteit maakte het bijzonder geschikt voor wat de opkomende pc-industrie zou worden.
Ontwikkeling van de 8080
De concepten voor de 8080 gaan terug tot 1971 toen Intel de 4004-chip had voltooid en nog steeds aan de 8008 werkte, die formeel in april 1972 zou worden gelanceerd.
Nadat de verhalen over de "CPU op een chip" uitkwamen, begon Intel interesse te krijgen in de microprocessor van allerlei soorten klanten. Volgens The Intel Trinity van Michael S. Malone "leek de hele elektronica-industrie een ontwaken te ondergaan."
"Plots begrepen de door hen bezochte technici de betekenis van de microprocessors, " schreef Malone. "Ze hadden de artikelen gelezen, de snelheden gehoord, met hun leeftijdsgenoten gesproken en alsof ze als één waren gesprongen over de siliconenwagen."
In de late zomer van 1971 gaf Federico Faggin, die het ontwerp van de 4004 leidde en de primaire architect van de 8080 zou worden, enkele technische seminars over de 4004 en de 8008 en bezocht klanten. Tijdens die bezoeken zei hij: "Ik kreeg behoorlijk wat kritiek - waarvan sommige terecht - over de architectuur en de prestaties van de microprocessors. Hoe computergerichter het bedrijf dat ik bezocht was, des te gemener waren de opmerkingen."
"Ze zagen veel beperkingen in onze microprocessors, en met name de onderbrekingsstructuur. Het werd sterk bekritiseerd en terecht, omdat de 8008 een zeer primitieve, nauwelijks functionele onderbrekingsstructuur had." Klanten klaagden ook over de grootte van het pakket en dat het bedrijf adressen en gegevens aan het multiplexen was. "En natuurlijk wilden ze een veel hogere snelheid. De snelheid van de 8008 bij 0, 5 megahertz was niet voldoende."
Faggin zegt dat tegen de tijd dat hij thuiskwam: "Ik had een idee hoe ik een betere 8-bit microprocessor kon maken dan de 8008, met veel van de functies die mensen wilden: het belangrijkste, snelheid en gemak van interfacen. Ik had deze beide functies verbeterd als ik een 40-pins pakket had gebruikt in plaats van het 18-pins pakket van de 8008 en de functies van de ondersteunende chips had geïntegreerd."
Met andere woorden, hij overwoog om, volgens de meeste accounts, de eerste echte 'computer-on-a-chip' te maken.
Rond dit punt had Intel 'n-channel-technologie' ontwikkeld - een efficiëntere methode voor het vervaardigen van transistors - vooral vanwege het dynamische 4K-geheugen, en Faggin dacht dat hij meer en snellere transistors in het pakket zou kunnen hebben. Hij dacht ook aan de integratie van een stapelaanwijzer en aanvullende instructies om de prestaties te verbeteren, evenals het 40-pins pakket dat het mogelijk maakte om een 16-bits adres en een 8-bits gegevensbus te hebben.
In het voorjaar van 1972, toen de 8008 werd afgesloten, stuurde Faggin een memo naar zijn baas, Les Vadasz, met het verzoek om aan het volgende project te beginnen.
Maar verrassend en frustrerend voor Faggin keurde Intel het project niet goed. Faggin zegt dat Intel wilde zien hoe de markt als eerste zou reageren op de 4004 en 8008, terwijl anderen de problemen opmerkten die Intel had om de nieuwste generatie geheugenchips de deur uit te krijgen en zich daarop wilden concentreren.
Als gevolg hiervan keurde Intel het 8080-project pas eind september of begin oktober 1972 goed, waarna Faggin (met goedkeuring van Vadasz) Masatoshi Shima had ingehuurd, de voormalige ingenieur van Busicom die nauw met Faggin had samengewerkt bij de ontwikkeling van de 4004.
Volgens Ted Hoff kregen hij en Stanley Mazor, die achter de vroege concepten voor de 4004 stonden en het concept aan klanten probeerden te verkopen, veel hulpvragen van bedrijven die 'naar de 8008 keken en probeerden te pushen' het gaat verder dan zijn mogelijkheden. " Mazor zegt dat Intel eigenlijk een aantal opties had voor de opvolging van de 8008, waaronder een volledig nieuw ontwerp, maar uiteindelijk een "verbeterde 8008" koos omdat het minder tijd kostte om te ontwerpen.
Dientengevolge, zei hij, streefden ze naar een chip die geen strikte machinecodemogelijkheid zou hebben, maar de assembleertaal converteerbaar zou maken, dus als iemand een programma voor de 8008 zou schrijven, zouden ze het naar de 8080 kunnen converteren.
Werk aan de architectuur vond begin 1972 plaats en Faggin vermeldt Shima, Mazor, Hoff en 8008 circuitontwerper Hal Feeney als een belangrijke bijdrage aan de vroege discussies en specificaties van de chip. Toen Shima in de herfst van 1972 bij Intel kwam, begon hij voor Faggin te werken aan het circuitontwerp voor de chip.
Terwijl de 4004 en 8008 zouden worden vervaardigd met behulp van een proces van 10 micron, zou de 8080 een proces van 6 micron gebruiken, waardoor veel meer miniaturisatie mogelijk was. (De procesafstand meet theoretisch de grootte van functies in de processor, zoals de afstand tussen transistoren. De nieuwste processors van vandaag worden geproduceerd op 14 nm, waarbij 10 nm producten worden ontwikkeld. Die zouden theoretisch 1000 keer dichter bij elkaar liggen.) Het vier-chipspakket van de 8008 had 3.500 transistors, maar de 8080 zou 5.000 hebben. En het zou op 2MHz werken, een enorme sprong voorwaarts in prestaties.
Als gevolg hiervan was de 8080 de eerste microprocessor wiens instructieset en geheugenadresseringsmogelijkheden die van de minicomputers van de dag benaderden.
Verkoop van de microprocessor
De eerste productie van de chip was in december 1973 en na het uitwerken van enkele typische last-minute problemen, introduceerde Intel het product in maart 1974.
De 8080 kostte aanvankelijk $ 360 voor een chip, die volgens sommigen een vergelijking met het IBM System / 360 zou suggereren. Op dat moment wist Intel dat er een markt was voor de chip. Intel's Hal Feeney zei dat het bedrijf meer dan 400 klanten de 8080-specificatie had gegeven voordat de chip zelfs was voltooid.
Op dat moment had Intel een grote marketinginspanning verricht, geleid door Ed Gelbach en Regis McKenna, die het op de markt brachten als de 'eerste computer op een chip'. Als onderdeel hiervan lag de nadruk meer op ontwikkelingssystemen, zoals Intel's Intellec-machines, en software voor dergelijke systemen, inclusief het werk van Gary Kildall aan de PL / M-taal en wat de basis zou worden voor CP / M.
Intel zag software als een manier om chips te verkopen, niet als een eigen bedrijf. Volgens Paul Freiberger en Michael Swaine's Fire in the Valley "vroegen ze aan Intel-executives of ze er bezwaar tegen hadden dat hij het zelf zou vermarkten, en haalden hem op om door te gaan. Ze zouden het zelf niet verkopen."
Rond deze tijd maakte Intel zich steeds meer zorgen over concurrenten in de microprocessorsector. Rockwell had zijn PPS-4, een 4-bit processor, in 1972 geïntroduceerd en Texas Instruments werkte aan een eigen chip. En, onbekend bij Intel, werkte Motorola aan zijn 6800 8-bits processor, die midden 1974 uitkwam, slechts een paar maanden na de 8080. Naar schatting van Faggin had de 6800 de betere architectuur maar gebruikte een procestechnologie die maakte de chip groot en langzaam, ten opzichte van de 8080.
Een vraag die opkomt, is waarom Intel er niet voor heeft gekozen om zelf in de pc-business te stappen.
In een interview dat ik in 1997 met Gordon Moore deed, beschreef hij de Altair als "gewoon een hobbyapparaat waarbij de ingangen tuimelschakelaars waren en de uitgangen LED's waren. Je kon laten zien hoe een computer werkte, maar een moeilijke manier om praktisch te zijn computing."
"Ik heb in die periode zelfs ooit het idee van een thuiscomputer afgewezen, " zei Moore. "Een van onze ingenieurs kwam op het idee dat je een computer kon bouwen en die thuis kon zetten, en ik vroeg hem een beetje waar het goed voor was, en de enige toepassing die ik kreeg was dat de huisvrouw haar recepten erop. Ik kon me voorstellen dat mijn vrouw daar met een computer bij de kachel zat… het zag er niet echt praktisch uit.
"Zelfs toen Steve Jobs langskwam en ons liet zien wat er gaande was bij Apple, weet je dat ik het zag als slechts… nog een van de honderden applicaties die bestonden voor microprocessors en niet op prijs stelden dat het een belangrijke nieuwe richting."
Noyce had een soortgelijk standpunt en zei: "Het hele consumentenbedrijf was een gebied dat we in het begin niet zagen. Het leek gewoon onmogelijk dat dit fenomenale niveau van elektronische verfijning, vertegenwoordigd door de microprocessor, ooit genoeg in kosten kon worden verlaagd, zodat eenvoudig aan de eisen van de consument kan worden voldaan."
Niet lang na de introductie van de 8080 verliet Faggin Intel om Zilog op te richten en Shima met zich mee te nemen. Samen creëerden ze de Z-80-microprocessor, die werd ontworpen om binaire compatibiliteit te hebben met de 8080, zodat deze dezelfde software kon gebruiken. De Z-80 zelf zou eind jaren zeventig in veel van de eerste personal computers worden gebruikt, meestal met CP / M.
Ondertussen zou de 8080 wennen aan de eerste van de machines die echt de aandacht zouden trekken van de hobbyisten die de personal computerbusiness bouwden, te beginnen met de Altair 8800.
Ik weet niet zeker of de 8080 echt 'het belangrijkste product van de twintigste eeuw' was, zoals Michael Malone het noemt. Maar het was zeker een product dat de wereld heeft veranderd.
