Creació del 8080: el processador que va iniciar la revolució de PC

Si la introducció de l'Intel 8008 va comportar una varietat de dispositius interessants que es poden considerar els primers ordinadors inicials, va ser el seu successor (el microprocessador Intel 8080) el que es va convertir realment en el fonament en el qual es va basar la indústria de PC inicial.

En comparació amb l'Intel 4004 i el 8008 que el precedien, el 8080 era un xip molt més potent. En comparació amb els 2.300 transistors del 4004, el 8080 acabaria amb més de 4.500 transistors i podia funcionar fins a 2MHz. Però, el que és més important, ara s’havien integrat moltes de les coses que requerien xips addicionals al voltant del 4004 i el 8008.

Però potser la diferència més gran és que mentre que el 4004 i el 8008 van ser dissenyats com a processadors personalitzats per a una sola empresa, el 4004 per a la calculadora de Busicom i el 8008 per al terminal informàtic de Datapoint, el 8080 va ser dissenyat per a un conjunt de clients més general. En definitiva, va ser dissenyat per ser una peça de construcció per a qualsevol empresa que ho desitgés, i aquesta flexibilitat la va fer especialment adequada per al que es convertiria en la naixent indústria d’ordinadors.

Desenvolupant el 8080

Els conceptes per al 8080 es remunten al 1971 quan Intel havia acabat el xip 4004 i encara estava treballant en el 8008, que es llançaria formalment l'abril de 1972.

Després que es publiquessin les històries sobre la "CPU d'un xip", Intel començava a veure l'interès pel microprocessador de tot tipus de clients. Segons The Trinity d'Intel de Michael S. Malone, "tota la indústria electrònica semblava experimentar un despertar".

"De sobte, com si fos una nit, els enginyers que van visitar van comprendre el significat dels microprocessadors", va escriure Malone. "Havien llegit els articles, havien sentit la velocitat, havien parlat amb els seus companys i, com si fos un, saltat sobre el vagó de silici".

A finals d'estiu de 1971, Federico Faggin, que va dirigir el disseny del 4004 i es convertiria en l'arquitecte principal del 8080, va impartir uns seminaris tècnics sobre el 4004 i el 8008 i va estar visitant clients. En aquestes visites, va dir, "Vaig rebre una gran quantitat de crítiques, algunes vàlides, sobre l'arquitectura i el rendiment dels microprocessadors. Com més empresa va estar orientada a l'ordinador, van ser els comentaris més desagradables".

"Estaven veient moltes limitacions en els nostres microprocessadors, i en particular en l'estructura d'interrupció. Va ser molt criticat i amb raó, perquè el 8008 tenia una estructura d'interrupció molt primitiva i amb prou feines funcional". Els clients també es queixaven de la mida del paquet i que l'empresa estava multiplexant adreces i dades. "I, per descomptat, volien una velocitat molt més alta. La velocitat del 8008 a 0, 5 megahertz no era adequada."

Faggin diu que, quan va tornar a casa, "tenia una idea de com fer un microprocessador de 8 bits millor que el 8008, incorporant moltes de les funcions que la gent volia: la més important, la rapidesa i la facilitat d'interfície. Podria tenir Potenciar ambdues funcions si hagués utilitzat un paquet de 40 pins en lloc del paquet de 18 pins de 8008 i integrés les funcions dels xips de suport."

Dit d'una altra manera, es plantejava convertir el que seria, segons la majoria dels comptes, el primer "ordinador en xip" real.

Al voltant d'aquest punt, Intel havia desenvolupat la "tecnologia de canals n", un mètode més eficient per fabricar transistors, principalment per a la seva memòria dinàmica 4K, i Faggin va pensar que li permetria tenir transistors cada cop més ràpids al paquet. També va pensar en integrar un punter de pila i instruccions addicionals per millorar el rendiment, així com el paquet de 40 pins, que va permetre tenir una adreça de 16 bits i un bus de dades de 8 bits.

A la primavera de 1972, a mesura que el 8008 s’anava acabant, Faggin va enviar una nota al seu cap, Les Vadasz, per demanar-li la feina per al pròxim projecte.

Però, sorprenentment i frustrant per a Faggin, Intel no va aprovar el projecte. Faggin diu que Intel volia veure com reaccionaria el mercat davant el 4004 i el 8008, mentre que d’altres van assenyalar els problemes que Intel va tenir a la seva última generació de xips de memòria per la porta i volia centrar-se en això.

Com a resultat, Intel no va aprovar el projecte del 8080 fins a finals de setembre o principis d’octubre de 1972, moment en què Faggin (amb l’aprovació de Vadasz) havia contractat Masatoshi Shima, l’antic enginyer de Busicom que havia treballat estretament amb Faggin en el desenvolupament del 4004.

Segons Ted Hoff, ell i Stanley Mazor, que estaven al darrere dels primers conceptes per al 4004 i que intentaven vendre el concepte als clients, estaven rebent moltes sol·licituds d’ajuda per part d’empreses que “miraven el 8008 i intentaven empènyer. més enllà de les seves capacitats. " Mazor diu que Intel realment tenia diverses opcions per al seguiment del 8008, incloent un disseny completament nou, però que va acabar escollint un "8008 millorat" perquè es necessitaria menys temps per dissenyar-se.

Com a resultat, va dir, tenien com a objectiu un xip que no tingués una capacitat estricta de codi de màquina, sinó que convertiria el llenguatge de muntatge convertible, de manera que si algú escrigués un programa per al 8008, el podria convertir al 8080.

El treball en l'arquitectura es va produir a principis del 1972 i Faggin va acreditar Shima, Mazor, Hoff i el dissenyador de circuits 8008, Hal Feeney, que van contribuir molt a les primeres discussions i a la concreció del xip. Quan Shima es va incorporar a Intel a la tardor de 1972, va començar a treballar per a Faggin en el disseny del circuit per al xip.

Mentre que el 4004 i el 8008 es fabricarien mitjançant un procés de 10 micres, el 8080 utilitzaria un procés de 6 micres, permetent molt més miniaturització. (La distància de procés teòricament mesura la mida de les característiques del processador, com la distància entre transistors. Els últims processadors actuals es produeixen a 14 nm, i es desenvolupen productes de 10 nm. Teòricament seran 1.000 vegades més a prop.) El paquet de quatre xips del 8008 tenia 3.500 transistors, però el 8080 en tindria 5.000. I es produiria a 2MHz, un salt enorme en el rendiment.

Com a resultat, el 8080 va ser el primer microprocessador que el conjunt d’instruccions i la capacitat d’adreça de memòria van apropar-se als dels minicomputadors del dia.

Venent el microprocessador

La primera producció del xip va ser el desembre de 1973 i, després d’esbrinar alguns problemes típics d’última hora, Intel va introduir el producte el març del 1974.

El 8080 tenia un preu inicial de 360 ​​dòlars per a un xip, que alguns han suggerit que havia de suggerir una comparació amb l'IBM System / 360. Per aquest moment, Intel sabia que hi havia mercat per al xip. Hal Feeney d'Intel va dir que la companyia va proporcionar a més de 400 clients l'especificació 8080 abans que fins i tot es completés el xip.

En aquest moment, Intel havia participat en un gran esforç de màrqueting, dirigit per Ed Gelbach i Regis McKenna, que el van comercialitzar com el "primer ordinador d'un xip". Com a part d'això, es va posar més èmfasi en els sistemes de desenvolupament, com les màquines d'Intellec d'Intel i el programari per a aquests sistemes, inclòs el treball de Gary Kildall en el llenguatge PL / M i el que esdevindria la base per a CP / M.

Intel va veure el programari com una manera de vendre xips, no com un negoci pel seu compte. Segons Paul Freiberger i Michael Swaine, Fire at the Valley, "quan van preguntar als executius d'Intel si tenien cap objecció sobre la seva comercialització pel seu compte, es van encongir de les espatlles i li van dir que el continués. No van vendre-ho ells mateixos".

Al voltant d’aquest temps, Intel s’estava preocupant més pels competidors del negoci de microprocessadors. Rockwell havia introduït el seu PPS-4, un processador de 4 bits el 1972, i Texas Instruments treballava en un xip propi. I, desconegut per Intel, Motorola estava treballant en el seu processador de 8 bits de 6800, que va sortir a mitjan 1974, pocs mesos després del 8080. Segons l'estimació de Faggin, el 6800 tenia una arquitectura millor, però utilitzava una tecnologia de processos que va fer que el xip fos gran i lent, respecte al 8080.

Una de les preguntes que es plantegen és per què Intel no va triar entrar en el propi negoci de PC.

En una entrevista que vaig fer amb Gordon Moore el 1997, va descriure l'Altair com "només un dispositiu hobby on les entrades eren commutadores i les sortides eren LED. Podries demostrar el funcionament d'un ordinador, però una manera difícil de fer qualsevol pràctica. informàtica."

"Fins i tot vaig desaprofitar la idea d'un ordinador domèstic en aquell període de temps", va dir Moore. "Un dels nostres enginyers va tenir la idea que podríeu construir un ordinador i el podríeu posar a casa, i li vaig preguntar a què servia, i l'única aplicació per la qual vaig tornar era que la mestressa de casa podria posar-la Les seves receptes al damunt, em podia imaginar que la meva dona estava allà asseguda amb un ordinador al costat de l'estufa… no semblava gaire pràctica.

"De fet, fins i tot quan Steve Jobs va venir i ens va mostrar el que estava passant a Apple, saps que ho veia com només… una de les centenars d'aplicacions que existien per a microprocessadors i no apreciava que es tractés d'una nova direcció significativa."

Noyce va tenir una visió similar, dient que "tot el negoci de consum era una àrea que no veiem al principi. Semblava impossible que aquest nivell fenomenal de sofisticació electrònica representat pel microprocessador es pogués reduir prou de costos de manera tan senzilla. es podrien complir els requisits del consumidor."

Poc després de la introducció del 8080, Faggin va deixar Intel per fundar Zilog, portant Shima amb ell. Junts van crear el microprocessador Z-80, que va ser dissenyat per tenir una compatibilitat binària amb el 8080, de manera que podia executar el mateix programari. El Z-80 continuaria utilitzant-se en molts dels primers equips personals a finals dels anys 70, la majoria amb CP / M.

Mentrestant, el 8080 s’acostumaria a la primera de les màquines que realment obtindrien l’atenció dels aficionats que van construir el negoci d’informàtica personal, a partir de l’Altair 8800.

No estic segur que el 8080 fos realment "el producte únic més important del segle XX", com l'anomena Michael Malone. Però segurament era un producte que va canviar el món.