CPU-k fejlődése

77-ben a háromkirályok (PET, Apple II, TRS-80) 6502 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 előttük. De ez a pár év nagyon mozgalmas volt. Az első processzorok 4 bitesek voltak. 1971-ben dobta piacra 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. 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 úgy 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 és természetesen a hadipar, repüléstechnika világába. De 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 szilícium lehető legjobb kihasználását jelenti. Extraként a maszkolásnál is megoldották, hogy utólag javítani lehetett a hibásan sikerült példányokat, így a kihozatal sokszoros volt a konkurenciához képest. 30 helyett 70%-ot olvastam több helyen, ami azt jelenti, hogy egy chipet kb. fél áron tudtak gyártani. Teljesítményben sem sikerült rosszul, azonos órajelen (tipikusan 1 MHz-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 őket. Mivel nem lehetett a bemutatón, ezért kivettek egy szobát és az egyik mérnök felesége állt be a pult mögé. Marketingből is volt egy jó ötletük: egy edény aljára hibás processzorokat rakva blöffölték be, hogy a gyártással mennyire előre járnak. A húzás 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. További áramköröket is terveztek, amikkel könnyen lehetett soros (SIO) vagy párhuzamos (PIO) portot, 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 is reagált, a 8085 is a 8080 továbbgondolása a Ziloghoz hasonlóan. 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 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-nal. 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.

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!