2021. május 8., szombat

Gyorskeresés

CPU: kezdeti évek

Írta: | Kulcsszavak: Z80 . Intel . Zilog . retro . Motorola . 6800 . 6501 . 6502 . MOS . 8080

[ ÚJ BEJEGYZÉS ]

A 70-es évek második felétől a 80-as évek végéig a micro computerek uralták a számítástechnikát. Persze nem teljesítményben, hanem a fejlődést ezek a kis házi számítógépek vitték előre. Folyamatosan jöttek az újabb modellek, kialakultak családok. Lopták egymástól az ötleteket, tervezőket és ment az ár harc. Nagyjából úgy, ahogy manapság a mobiltelefonoknál láthatjuk. Ezeknek a gépeknek a megjelenését pár technikai és gazdasági áttörés előzte meg. Ezek egyike volt a CPU-k evolúciója:

75-ben a háromkirályok (PET, Apple II, TRS-80) MOS és Z80 processzorral jelentek meg. A MOS és a Zilog is új gyártónak számított, de a régi motorosok (Intel, Motorola, Ti) is csak pár évvel jártak előrébb. Az első processzorok 4 bitesek voltak. 1971-ben dobta piacra először a Texas Instruments (TMS1802NC), majd az Intel (4004) őket. Az Intel 72-ben a 8 bites 8008-al folytatta a sorozatot, majd 1974 áprilisában kezdték el gyártani a 8080-at. Ez a CPU tekinthető az x86 széria ősapjának, a 8086 ha binárisan nem is, de assembly szinten kompatibilis volt a 8080-nal. Mai szemmel viszonylag bonyolult vele gépet építeni, több tápfeszültséget igényel, de akkoriban hatalmas előrelépés volt. A 8 bites, felülről kompatibilis 8085, illetve a 8051-es mikrokontroller család még ma is megvásárolható, persze jócskán továbbfejlesztve. Harmadikként a Motorolát tartom érdemesnek megemlíteni, aki szintén 1974-ben vezette be a 6800-as szériát. Ez a CPU már egyszerűbben kezelhető, mint az Intel példánya. Bár a számozása alapján űgy tűnhet, a valóságban a későbbi 68000-es szériának nem volt közvetlen technikai elődje.

Érdekes, de a gyártók ekkor még nem a mai értelemben vett számítógépekbe szánták ezeket a chipeket. Sokkal inkább ipari gépekbe, vezérlésekbe szánták őket. Na meg természetesen a hadipar, repüléstechnika világába. De a a "hobbi gépeseket" nem lehetett átverni. A Mark-8, majd az Altair az Intel processzoraira épültek. Ezek még nem igazi home computerek, de már nem állnak messze tőlük.

Altair 8800 forrás: wikimedia

1975-76-ban aztán robbant a bomba a már említett két gyártónak köszönhetően:

A MOS már ismert chip gyártó volt, de a CPU család fejlesztéséhez szükség volt a Motorola vezetőségére. Pontosabban arra volt szükség, hogy az ott dolgozó mérnököket, akik szerettek volna a 6800 után egy olcsóbb CPU-t fejleszteni hatalmi szóval leállítsák. Chuck Peddle vezetésével egy szép kis csoport kilépett és átigazolt a MOS-hoz. Történetesen a csoport nagy része a 6800 fejlesztésében könyékig benne volt, méghozzá nem nézőként. Így született meg a 6501 kevesebb, mint egy év alatt. Ilyen előzmények után gondolom nem furcsa, hogy láb kompatibilis volt a 6800-zal.

6501 forrás: wikimedia

Az utasításkészletük eltért, mert amit lehetett kioptimalizáltak a processzorból. Az optimalizáció itt egyszerűsítést és a lehető legjobb szilícium kihasználást jelentett. Extraként a maszkolásnál is megoldották, hogy utólag javítani lehetett a hibásan sikerült példányokat, így a kihozatal sokszorosa volt a konkurenciához képest, 30 helyett 70%-ot olvastam több helyen. Teljesítményben sem sikerült rosszul, azonos órajelen (tipikusan 1MHz-ről beszélünk) gyorsabb volt, mint a 6800. A 6502 is elkészült a 75 szeptemberi Wesconra. A show-n, pontosabban egy nem túl messze lévő szállodában 20 és 25$-ért (6501/6502) árulták a processzorokat. Mivel nem lehetett a bemutatón, ezért kivettek egy szobát és az egyik mérnök felesége állt be a pult mögé. Marketingből tökéletes húzás volt, hogy egy edény aljára hibás processzorokat rakva blöffölték be, hogy mennyire előre járnak. A marketing sikeres volt, ráadásul a dokumentációt vásárlókat biztatták, hogy azt másolva juttassák el a lehető legtöbb embernek. A Motorola természetesen beperelte őket, amit meg is nyert, de a szellemet már nem lehetett visszatuszkolni a palackba. Jellemző adat, hogy 175$-ról 69-re vitte le a Motorola a 6800 árát októberben.

A Zilog története hasonló, de ott az Intel volt a donor. 1975-ben Federico Faggin és Masatoshi Shima megalapította a Zilog-ot. A cél egy Intellel felülről kompatibilis, annál jobban használható CPU fejlesztése volt. 76 júliusára abszolválták a kitűzött célt.

korai Z80 forrás: wikimedia

A Z80-as processzorral egyszerűbben lehetett gépet építeni. Csak két példa: egy tápfeszültséget kért, DRAM-hoz beépített frissítő áramkörrel rendelkezett. A regiszterek száma és az utasításkészlet is sokat gyarapodott. Az eredeti 78 utasítás mellé jött még 120. ráadásul további áramköröket terveztek, amikkel könnyen lehetett soros (SIO) vagy párhuzamos (PIO) portot beépíteni, esetleg DMA-t illeszteni a géphez. mint látható ennél a processzornál nem az egyszerűség, hanem a sokoldalúság volt a cél. Sikerült ezt elérni és máig léteznek Z80 leszármazott mikrokontrollerek. Az Intel a 8085 is a Z80-ra hasonlító továbbgondolása a 8080-nak. A Z80-at a keleti blokkban is másolták és ezekre építettek gépeket. Mint például az itthoni HT1080Z, Primo, Homelab is.


Primo

Ezek a nyolcbitesek legyenek bár Ti, Intel, Motorola, MOS vagy Zilog voltak az elindítói az otthoni számítógépek elterjedésének. Sok millió gép készült MOS (Commodore PET, VIC20, 64, TEd, Apple II széria... ) alapokon és sok tucatnyi különböző konstrukció Z80-ra. De az Intel és Motorola nélkül ők sem születtek volna meg. A Ti egy külön kategória számomra. A gyártónak köze van két árháborúhoz, amikről majd írok, ha lesz időm, ahogy a 16 bitesek is sorra kerülnek egyszer. De a következő bejegyzés a Memóriák középkoráról fog szólni.

Hozzászólások

(#1) bob011


bob011
tag

Köszi az olvasnivalót, tetszett!

(#2) frescho válasza bob011 (#1) üzenetére


frescho
addikt

Mai task: képekkel bővítettem.

https://frescho.hu

(#3) Zoz


Zoz
őstag

"a 8086-nak még volt 8080-as módja"
Én nem tudok ilyenről, csak a NEC V20/V30-nál.

Zilognál azt is meg lehet említeni, hogy nem csak a leszármazottak, hanem maga a sima Z80 is gyártásban van a mai napig, azaz már több mint 41 éve!

(#4) frescho válasza Zoz (#3) üzenetére


frescho
addikt

Igaz, nem jól írtam. Nem bináriasan, hanem assembly szinten volt kompatibilis. Egy újrafordításra azért szükség volt.

https://frescho.hu

(#5) Zoz válasza frescho (#4) üzenetére


Zoz
őstag

Úgy ok. Viszont az említett NEC procik tényleg megcsinálták hardveresen :)

(#6) sztanozs


sztanozs
addikt

Ezt a mondatot nem igazán értem:
A marketing sikeres volt, ráadásul a dokumentációt vásárlókat biztatták, hogy azt másolva juttassák el a lehető legtöbb embernek.

Ja csak reggel van :U a dukumentációkat megvásárlókat...

JOGI NYILATKOZAT: A bejegyzéseim és hozzászólásaim a személyes véleményemet tükrözik; ezek nem tekinthetők a munkáltatóm hivatalos állásfoglalásának...

(#7) frescho válasza sztanozs (#6) üzenetére


frescho
addikt

Nem szórakoztak copyrighttal, a lényeg az volt, hogy terjedjen, mint a vírus :)

https://frescho.hu

(#8) sztanozs válasza frescho (#7) üzenetére


sztanozs
addikt

jaja - értettem a lényeget, csak a mondatszerkezet nem állt össze :D

amúgy is, másolt technológia copyright-jával törödni ;]

JOGI NYILATKOZAT: A bejegyzéseim és hozzászólásaim a személyes véleményemet tükrözik; ezek nem tekinthetők a munkáltatóm hivatalos állásfoglalásának...

(#9) frescho válasza sztanozs (#8) üzenetére


frescho
addikt

Nem másolták, hanem újra alkották abból ami a fejükben volt. Sok kis cég indult úgy, hogy kilépett pár mérnök és az ötleteiket új cégnév alatt valósították meg.

https://frescho.hu

További hozzászólások megtekintése...
Copyright © 2000-2021 PROHARDVER Informatikai Kft.