יצירת ה- 8080: המעבד שהתחיל את מהפכת המחשב

אם הצגת אינטל 8008 הובילה למגוון מכשירים מעניינים שיכולים להיחשב למחשבים הראשונים הראשונים, היה זה ממשיך דרכו - מעבד המעבד של אינטל 8080 - שבאמת הפך לבסיס עליו התבססה תעשיית המחשבים המוקדמת.

בהשוואה לאינטל 4004 ו- 8008 שקדמו לו, 8080 היה שבב חזק בהרבה. בהשוואה ל -2, 300 הטרנזיסטורים של ה- 4004, ה- 8080 יגיע ליותר מ -4, 500 טרנזיסטורים ויכול היה לרוץ במהירות של עד 2 מגהרץ. אך חשוב מכך, רבים מהדברים שדרשו צ'יפים נוספים סביב 4004 ו- 8008 שולבו כעת.

אבל אולי ההבדל הגדול ביותר הוא שבעוד ש- 4004 ו- 8008 תוכננו כמעבדים בהתאמה אישית עבור חברה יחידה - 4004 למחשבון של Busicom ו- 8008 עבור מסוף המחשבים של Datapoint - 8080 תוכנן עבור מערך לקוחות כללי יותר. בקיצור, הוא תוכנן להיות אבן בניין עבור כל חברה שרוצה בכך - והגמישות הזו הפכה אותו מתאים במיוחד למה שיהפוך לתעשיית המחשבים המתהווה.

פיתוח ה- 8080

המושגים ל- 8080 חזרו ל -1971 כאשר אינטל סיימה את השבב 4004 ועדיין עבדה על ה- 8008, שיושק רשמית באפריל 1972.

לאחר שיצאו הסיפורים על "מעבד על שבב", אינטל החלה לראות עניין במעבד המיקרו מכל מיני לקוחות. על פי דבריו של מייקל ס. מאלון, השילוש של אינטל , "נראה כי כל תעשיית האלקטרוניקה עברה התעוררות."

"לפתע, כאילו בן לילה, מהנדסים שהם ביקרו הבינו את המשמעות של המעבדים המיקרו-מעשיים", כתב מלון. "הם קראו את המאמרים, שמעו את המהירות, דיברו עם חבריהם, וכאילו כאחד, קפצו על העגלה של הסיליקון."

בסוף קיץ 1971 העביר פדריקו פגגין, שהוביל את עיצוב ה- 4004 ויהפוך לאדריכל הראשי של 8080, סמינרים טכניים בנושא 4004 ו- 8008 וביקר אצל לקוחות. בביקורים ההם, הוא אמר, "קיבלתי כמות לא מבוטלת של ביקורת - חלקה תקפה - על הארכיטקטורה והביצועים של המעבדים. ככל שהחברה שביקרתי בה יותר ממחשבים הייתה התגובות של האנשים הנבזיים יותר."

"הם ראו מגבלות רבות במעבדי המיקרו שלנו, ובמיוחד במבנה ההפרעות. זה זכה לביקורת רבה ובצדק, מכיוון של- 8008 היה מבנה הפרעות מאוד פרימיטיבי, בקושי תפקודי." לקוחות התלוננו גם על גודל החבילה וכי החברה מרבבת כתובות ונתונים. "וכמובן, הם רצו מהירות גבוהה בהרבה. המהירות של 8008 במהירות של 0.5 מגהרץ לא הייתה מספקת."

פגגין אומר שעד שהוא חזר הביתה, "היה לי רעיון כיצד להכין מעבד 8 סיביות טוב יותר מ- 8008, תוך שילוב של הרבה מהתכונות שאנשים רצו: הכי חשוב, מהירות וקלות התממשקות. יכולתי להיות שיפרתי את שתי התכונות הללו אם הייתי משתמש בחבילה של 40 פינים במקום בחבילה של 8008 עם פינים של 8008 ושילבתי את הפונקציות של שבבי התמיכה."

במילים אחרות, הוא שקל לשקול, לפי רוב החשבונות, את ה"מחשב-על-שבב "האמיתי הראשון.

סביב נקודה זו פיתחה אינטל "טכנולוגיית n-channel" - שיטה יעילה יותר לייצור טרנזיסטורים - בעיקר בזיכרון הדינמי 4K שלה, ופגגין חשבה שתאפשר לו טרנזיסטורים יותר ומהירים יותר בחבילה. הוא גם חשב לשלב מצביע ערימה והוראות נוספות לשיפור הביצועים, כמו גם חבילה של 40 פינים, מה שאיפשר להיות בעל כתובת של 16 סיביות ואוטובוס נתונים של 8 סיביות.

באביב 1972, עם הצטברות 8008, שלח פגגין תזכיר לבוס שלו, Les Vadasz, וביקש להתחיל לעבוד על הפרויקט הבא.

אבל באופן מפתיע ומתסכל מבחינת פגגין, אינטל לא אישרה את הפרויקט. פגגין מספרת כי אינטל רצתה לראות כיצד השוק יגיב לראשונה ל- 4004 ו- 8008, בעוד שאחרים ציינו את הבעיות בהן אינטל הוציאה את הדור האחרון של שבבי הזיכרון מהדלת ורצתה להתמקד בכך.

כתוצאה מכך, אינטל לא אישרה את פרויקט 8080 עד סוף ספטמבר או תחילת אוקטובר 1972, ובשלב זה שכר Faggin (באישורו של ואדאש) את Masatoshi Shima, מהנדס Busicom לשעבר, שעבד בצמוד עם Faggin על פיתוח פיתוח 4004.

לדברי טד הופ, הוא וסטנלי מזור, שעומדים מאחורי הקונספטים המוקדמים עבור ה- 4004 וניסו למכור את הרעיון ללקוחות, קיבלו המון בקשות לעזרה מחברות "שהסתכלו על ה- 8008 וניסו לדחוף זה מעבר ליכולותיו. " מזור טוענת כי לאינטל היו מספר אפשרויות למעקב ל- 8008, כולל עיצוב חדש לחלוטין, אך בסופו של דבר בחרה ב" 8008 משופר "מכיוון שיידרש פחות זמן לעיצוב.

כתוצאה מכך, הוא אמר, הם כיוונו לשבב שלא יהיה לו יכולת קוד מכונה קפדנית אך יהפוך את שפת ההרכבה להמרה, כך שאם מישהו יכתוב תוכנית ל- 8008, הם יוכלו להמיר אותה ל- 8080.

העבודה על הארכיטקטורה התרחשה בתחילת 1972, ופגגין מזכה את שימה, מזור, הופ, ומעצבת המעגלים 8008 Hal Feeney כתורמת רבות לדיונים המוקדמים ולמפרט השבב. כששימה הצטרף לאינטל בסתיו 1972 הוא החל לעבוד אצל פגגין בעיצוב המעגלים של השבב.

בעוד 4004 ו- 8008 ייוצרו בתהליך של 10 מיקרון, 8080 ישתמש בתהליך של 6 מיקרון, מה שמאפשר מיניאטור הרבה יותר. (מרחק התהליך מודד באופן תיאורטי את גודל התכונות בתוך המעבד, כמו המרחק בין טרנזיסטורים. המעבדים האחרונים של ימינו מיוצרים בגודל 14 ננומטר, עם פיתוח של 10 ננומטר מוצרים. אלה היו תיאורטית פי אלף קרוב יותר זה לזה.) חבילת ארבעת השבבים מבין 8008 היו 3, 500 טרנזיסטורים, אך ל- 8080 היו 5, 000. וזה יפעל במהירות של 2 מגהרץ, קפיצת מדרגה אדירה בביצועים.

כתוצאה מכך, ה- 8080 היה המעבד הראשון שמערכת ההוראות ויכולת פתיחת הזיכרון שלו התקרבה לאלה של מחשבי המיני-סיכון באותו היום.

מכירת המעבד

הייצור הראשון של השבב היה בדצמבר 1973, ואחרי שעבדה על כמה סוגיות טיפוסיות ברגע האחרון, אינטל הציגה את המוצר במרץ 1974.

8080 מחירו בתחילה במחיר של 360 דולר עבור שבב, אשר חלקם טענו כי הוא אמור להציע השוואה עם IBM System / 360. בשלב זה, אינטל ידעה שיש שוק לשבב. Hal Feeney של אינטל אמר כי החברה סיפקה ל -400 לקוחות את המפרט של 8080 עוד לפני השלמת השבב.

בשלב זה אינטל עשתה מאמץ שיווקי גדול, בראשות אד גלבך ורגיס מק'קנה, ששווקו אותו כ"מחשב הראשון בשבב. " כחלק מכך, היה דגש רב יותר על מערכות פיתוח, כמו מכונות Intellec של אינטל, ותוכנה למערכות כאלה, כולל העבודה של גארי קילדאל בשפת PL / M ומה יהפוך לבסיס ל- CP / M.

אינטל ראתה בתוכנה דרך למכור שבבים, ולא כעסק בפני עצמה. על פי האש של פול פרייברגר ומייקל סווינה בעמק, "כששאלו את מנהלי אינטל אם יש להם התנגדויות לשיווק שלו בכוחות עצמו, הם משכו בכתפיים ואמרו לו להמשיך. הם לא התכוונו למכור את זה בעצמם."

בערך בתקופה זו אינטל דאגה יותר למתחרים בעסקי המיקרו-מעבדים. רוקוול הציגה את ה- PPS-4, מעבד 4 סיביות בשנת 1972, וטקסס אינסטרומנטס עבדה על שבב משלה. ולא ידוע לאינטל, מוטורולה עבדה על מעבד ה- 6800 8 סיביות שלה, שיצא באמצע 1974, חודשים ספורים לאחר 8080. להערכתה של פגין, 6800 הייתה בעלת הארכיטקטורה הטובה יותר אך השתמשה בטכנולוגיית תהליכים הפך את השבב לגודל איטי יחסית לשנת 8080.

שאלה אחת שעולה היא מדוע אינטל לא בחרה להיכנס לעסקי המחשבים עצמם.

בראיון שערכתי עם גורדון מור ב -1997, הוא תיאר את ה- Altair כ"סתם מכשיר תחביב שבו הכניסות היו למתגי החלפה והפלטים היו נוריות לד. אתה יכול להדגים את האופן שבו מחשב עובד, אבל דרך קשה לעשות כל מעשי מחשוב."

מור אפילו דחיתי את הרעיון של מחשב ביתי באותה תקופה, "אמר מור. "אחד המהנדסים שלנו העלה את הרעיון שאפשר לבנות מחשב ואפשר להכניס אותו לבית, ואני שאלתי אותו למה זה טוב. היישום היחיד שחזרתי היה שעקרת הבית יכולה לשים יכולתי לדמיין את אשתי יושבת שם עם מחשב ליד הכיריים… זה לא נראה ממש מעשי.

"למעשה, אפילו כשסטיב ג'ובס הגיע והראה לנו מה קורה באפל, אתה יודע שראיתי בזה סתם… עוד אחת ממאות היישומים שהיו קיימים עבור מעבדי מיקרו ולא העריכו את זה כיוון חדש ומשמעותי."

Noyce עמדה דומה ואמרה "כל עסק הצרכנים היה תחום שפשוט לא ראינו בהתחלה. פשוט נראה בלתי אפשרי שרמת התחכום האלקטרונית הזו המיוצגת על ידי המעבד יכולה אי פעם להפחית מספיק בעלויות כך שפשוט ניתן לעמוד בדרישות הצרכנים."

זמן לא רב לאחר הצגת ה- 8080, Faggin השאיר את אינטל כדי למצוא את זילוג, ולקח את שימה אתו. יחד הם יצרו את המעבד Z-80, שתוכנן להיות בעל תאימות בינארית ל- 8080, כך שהוא יכול להריץ את אותה תוכנה. ה- Z-80 עצמו אמור לשמש ברבים מהמחשבים האישיים המוקדמים בסוף שנות השבעים, לרוב עם CP / M.

בינתיים ה- 8080 יתרגל בראשון המכונות שבאמת יזכו לתשומת לבם של חובבי הבניין שבנו את עסק המחשבים האישיים, החל ב- Altair 8800.

אני לא בטוח ש- 8080 היה באמת "התוצר היחיד החשוב ביותר של המאה העשרים", כפי שמכנה זאת מייקל מאלון. אבל זה ללא ספק היה מוצר ששינה את העולם.