สร้าง 8080: โปรเซสเซอร์ที่เริ่มการปฏิวัติพีซี

หากการแนะนำของ Intel 8008 นำไปสู่อุปกรณ์ที่น่าสนใจหลากหลายที่สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นพีซียุคแรก ๆ มันก็เป็นตัวตายตัวแทนนั่นคือตัวประมวลผล Intel 8080 ไมโครโปรเซสเซอร์ที่กลายมาเป็นพื้นฐานที่อุตสาหกรรมพีซียุคแรกตั้งอยู่

เมื่อเทียบกับ Intel 4004 และ 8008 ที่มีมาก่อนหน้านั้น 8080 เป็นชิปที่ทรงพลังกว่ามาก เมื่อเทียบกับ 2, 400 40000 ของทรานซิสเตอร์ 8080 จะจบลงด้วยทรานซิสเตอร์มากกว่า 4, 500 และสามารถวิ่งได้สูงถึง 2MHz แต่ที่สำคัญกว่านั้นหลายสิ่งที่ต้องใช้ชิปเพิ่มเติมรอบ ๆ 4004 และ 8008 นั้นได้รวมเข้าด้วยกันแล้ว

แต่บางทีความแตกต่างที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือในขณะที่ 4004 และ 8008 ได้รับการออกแบบให้เป็นโปรเซสเซอร์แบบกำหนดเองสำหรับ บริษัท เดียว - 4004 สำหรับเครื่องคิดเลขของ Busicom และ 8008 สำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ของ Datapoint - 8080 ได้รับการออกแบบสำหรับลูกค้าทั่วไปมากขึ้น ในระยะสั้นมันถูกออกแบบมาให้เป็นหน่วยการสร้างสำหรับ บริษัท ใด ๆ ที่ต้องการ - และความยืดหยุ่นนี้ทำให้มันเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสิ่งที่จะกลายเป็นอุตสาหกรรมพีซีตั้งไข่

การพัฒนา 8080

แนวคิดสำหรับ 8080 ย้อนกลับไปในปี 1971 เมื่อ Intel ได้เสร็จสิ้นชิป 4004 และยังคงทำงานกับ 8008 ซึ่งจะเปิดตัวอย่างเป็นทางการในเดือนเมษายน 1972

หลังจากเรื่องราวเกี่ยวกับ "CPU บนชิป" ออกมา Intel ก็เริ่มเห็นความสนใจในไมโครโปรเซสเซอร์จากลูกค้าทุกประเภท จากผลงานของ Intel S. Malone ของ Michael S. Malone“ อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดดูเหมือนจะตื่นตัว”

“ ทันใดนั้นราวกับว่าข้ามคืนวิศวกรที่พวกเขาไปเยี่ยมก็เข้าใจความหมายของไมโครโปรเซสเซอร์” มาโลนเขียน "พวกเขาอ่านบทความได้ยินความเร็วพูดคุยกับเพื่อนร่วมงานของพวกเขาและราวกับว่าเป็นหนึ่งเดียว

ในช่วงปลายฤดูร้อนของปี 1971 Federico Faggin ผู้นำการออกแบบของ 4004 และจะกลายเป็นสถาปนิกหลักของ 8080 ได้ให้การสัมมนาทางเทคนิคบางอย่างเกี่ยวกับ 4004 และ 8008 และกำลังเยี่ยมชมลูกค้า ในการเยี่ยมชมเหล่านั้นเขากล่าวว่า "ฉันได้รับการวิจารณ์อย่างยุติธรรม - บางอย่างใช้ได้ - เกี่ยวกับสถาปัตยกรรมและประสิทธิภาพของไมโครโปรเซสเซอร์ยิ่งฉันให้ความสำคัญกับคอมพิวเตอร์มากแค่ไหน

"พวกเขาเห็นข้อ จำกัด มากมายในไมโครโปรเซสเซอร์ของเราและโดยเฉพาะอย่างยิ่งโครงสร้างขัดจังหวะมันถูกวิพากษ์วิจารณ์อย่างมากและถูกต้องดังนั้นเพราะ 8008 มีโครงสร้างขัดจังหวะการทำงานแบบดั้งเดิมมาก" ลูกค้ายังบ่นเกี่ยวกับขนาดของแพคเกจและ บริษัท กำลังทำการมัลติเพล็กซ์แอดเดรสและข้อมูล "และแน่นอนพวกเขาต้องการความเร็วที่สูงกว่ามากความเร็วของ 8008 ที่ 0.5 megahertz นั้นไม่เพียงพอ"

Faggin กล่าวว่าเมื่อเขากลับถึงบ้าน“ ฉันมีความคิดในการสร้างไมโครโปรเซสเซอร์ 8 บิตที่ดีกว่า 8008 โดยผสมผสานคุณสมบัติหลายอย่างที่ผู้คนต้องการ: สิ่งสำคัญที่สุดความเร็วและความสะดวกในการเชื่อมต่อ ปรับปรุงคุณสมบัติทั้งสองนี้ถ้าฉันใช้แพ็คเกจ 40 พินแทนแพ็คเกจ 18 พินของ 8008 และผสานรวมฟังก์ชั่นของชิปสนับสนุน "

กล่าวอีกนัยหนึ่งเขากำลังพิจารณาว่าจะทำอะไรโดยบัญชีส่วนใหญ่จะเป็น "คอมพิวเตอร์บนชิปตัวแรก" ที่แท้จริง

เมื่อถึงจุดนี้ Intel ได้พัฒนา "เทคโนโลยี n-channel" ซึ่งเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการผลิตทรานซิสเตอร์ - โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับหน่วยความจำแบบไดนามิก 4K และ Faggin คิดว่าจะทำให้เขามีทรานซิสเตอร์มากขึ้นและเร็วขึ้น นอกจากนี้เขายังคิดถึงการรวมตัวชี้แบบสแต็คและคำแนะนำเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพเช่นเดียวกับแพคเกจ 40 พินซึ่งทำให้สามารถมีแอดเดรสบัส 16 บิตและดาต้าบัส 8 บิตได้

ในฤดูใบไม้ผลิของปี 1972 ขณะที่ 8008 กำลังปิดตัวลง Faggin ได้ส่งบันทึกช่วยจำถึงหัวหน้าของเขาคือ Les Vadasz ขอให้เริ่มทำงานในโครงการต่อไป

แต่ที่น่าแปลกใจและน่าผิดหวังสำหรับ Faggin นั้น Intel ไม่ได้อนุมัติโครงการ Faggin กล่าวว่า Intel ต้องการดูว่าตลาดจะตอบสนองต่อ 4004 และ 8008 เป็นครั้งแรกอย่างไรในขณะที่คนอื่น ๆ ระบุว่าปัญหาที่ Intel ได้รับชิปหน่วยความจำรุ่นล่าสุดออกมาจากประตูและต้องการมุ่งเน้นไปที่สิ่งนั้น

เป็นผลให้ Intel ไม่อนุมัติโครงการ 8080 จนถึงปลายเดือนกันยายนหรือต้นเดือนตุลาคม 2515 ณ จุดนี้ Faggin (เมื่อได้รับอนุมัติจาก Vadasz) ได้ว่าจ้าง Masatoshi Shima อดีตวิศวกร Busicom ที่ทำงานอย่างใกล้ชิดกับ Faggin ในการพัฒนา 4004

ตามที่เท็ดฮอฟฟ์เขาและสแตนลีย์มาซอร์ผู้อยู่เบื้องหลังแนวคิดแรก ๆ สำหรับ 4004 และพยายามขายแนวคิดให้กับลูกค้าได้รับการร้องขอความช่วยเหลือจำนวนมากจาก บริษัท ที่ "มองที่ 8008 และพยายามผลักดัน มันเกินความสามารถของมัน " Mazor กล่าวว่า Intel มีตัวเลือกมากมายสำหรับการติดตามไปที่ 8008 ซึ่งรวมถึงการออกแบบใหม่อย่างสมบูรณ์ แต่สุดท้ายก็เลือก "Enhanced 8008" เพราะใช้เวลาในการออกแบบน้อยลง

ด้วยเหตุนี้เขากล่าวว่าพวกเขาเล็งหาชิปที่ไม่มีความสามารถของรหัสเครื่องที่เข้มงวด แต่จะทำให้ภาษาแอสเซมบลีเปลี่ยนได้ดังนั้นหากมีคนเขียนโปรแกรมสำหรับ 8008 พวกเขาสามารถแปลงเป็น 8080 ได้

งานสถาปัตยกรรมเริ่มต้นขึ้นในปี 2515 และ Faggin ให้เครดิต Shima, Mazor, Hoff และ 8008 ผู้ออกแบบวงจร Hal Feeney เป็นผู้มีส่วนร่วมอย่างมากในการอภิปรายก่อนหน้านี้และคุณสมบัติของชิป เมื่อชิมะเข้าร่วมกับ Intel ในฤดูใบไม้ร่วงปี 2515 เขาเริ่มทำงานกับ Faggin เกี่ยวกับการออกแบบวงจรสำหรับชิป

ในขณะที่ 4004 และ 8008 จะผลิตโดยใช้กระบวนการ 10 ไมครอน แต่ 8080 จะใช้กระบวนการ 6 ไมครอนทำให้สามารถย่อขนาดได้มากขึ้น (ระยะห่างในกระบวนการวัดขนาดของคุณสมบัติภายในตัวประมวลผลเช่นระยะห่างระหว่างทรานซิสเตอร์ในปัจจุบันโปรเซสเซอร์รุ่นล่าสุดผลิตที่ 14nm โดยมีการพัฒนาผลิตภัณฑ์ 10nm ซึ่งจะอยู่ใกล้กัน 1, 000 ครั้งในทางทฤษฎี) แพ็คเกจสี่ชิป ของ 8008 มี 3, 500 ทรานซิสเตอร์ แต่ 8080 จะมี 5, 000 และมันจะทำงานที่ 2MHz ซึ่งเป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในประสิทธิภาพ

ด้วยเหตุนี้ 8080 จึงเป็นไมโครโปรเซสเซอร์ตัวแรกที่มีชุดคำสั่งและความสามารถในการกำหนดแอดเดรสของหน่วยความจำเข้าหามินิคอมพิวเตอร์ในแต่ละวัน

การขายไมโครโปรเซสเซอร์

การผลิตชิปครั้งแรกเกิดขึ้นในเดือนธันวาคม 2516 และหลังจากทำงานในประเด็นในนาทีสุดท้ายโดยทั่วไป Intel ได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์ในเดือนมีนาคม 2517

8080 นั้นมีราคาเริ่มต้นที่ $ 360 สำหรับชิปซึ่งบางคนแนะนำว่าถูกตั้งค่าเพื่อแนะนำการเปรียบเทียบกับ IBM System / 360 จากจุดนั้น Intel รู้ว่ามีตลาดสำหรับชิป Hal Feeney ของ Intel กล่าวว่า บริษัท ให้บริการลูกค้ามากกว่า 400 รายการด้วยข้อกำหนด 8080 ก่อนที่ชิปจะเสร็จสมบูรณ์

จากจุดนั้น Intel ได้มีส่วนร่วมในการทำการตลาดครั้งใหญ่นำโดย Ed Gelbach และ Regis McKenna ซึ่งทำการตลาดในฐานะ "คอมพิวเตอร์เครื่องแรกบนชิป" เป็นส่วนหนึ่งของสิ่งนี้มีความสำคัญมากขึ้นในระบบการพัฒนาเช่นเครื่อง Intellec ของ Intel และซอฟต์แวร์สำหรับระบบดังกล่าวรวมถึงการทำงานโดย Gary Kildall ในภาษา PL / M และสิ่งที่จะเป็นพื้นฐานสำหรับ CP / M

Intel มองว่าซอฟต์แวร์เป็นวิธีขายชิปไม่ใช่ธุรกิจด้วยตัวเอง อ้างอิงจาก Paul Freiberger และ Michael Swaine's Fire in the Valley "เมื่อถามผู้บริหารของ Intel ว่าพวกเขามีการคัดค้านการตลาดของเขาด้วยตัวเองพวกเขายักไหล่และบอกให้เขาเดินหน้าพวกเขาจะไม่ขายมันเอง"

ในช่วงเวลานี้อินเทลกังวลเกี่ยวกับคู่แข่งในธุรกิจไมโครโปรเซสเซอร์มากขึ้น Rockwell ได้เปิดตัว PPS-4 ซึ่งเป็นโปรเซสเซอร์ 4 บิตในปี 1972 และ Texas Instruments กำลังทำงานด้วยชิปของตัวเอง และที่ไม่รู้จักกับ Intel นั้น Motorola กำลังทำงานกับโปรเซสเซอร์ 6800 8 บิตซึ่งออกมากลางปี ​​1974 เพียงไม่กี่เดือนหลังจาก 8080 ในการประเมินของ Faggin นั้น 6800 มีสถาปัตยกรรมที่ดีกว่า แต่ใช้เทคโนโลยีกระบวนการที่ ทำให้ชิปมีขนาดใหญ่และช้าเมื่อเทียบกับ 8080

คำถามหนึ่งที่เกิดขึ้นคือทำไม Intel ไม่เลือกเข้าไปทำธุรกิจพีซี

ในการสัมภาษณ์ที่ฉันทำกับ Gordon Moore ในปี 1997 เขาอธิบาย Altair ว่า "เป็นเพียงอุปกรณ์งานอดิเรกที่อินพุตเป็นสวิตช์สลับและเอาต์พุตเป็น LED คุณสามารถสาธิตวิธีการทำงานของคอมพิวเตอร์ได้ คอมพิวเตอร์."

"ฉันยังทำให้ความคิดเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ที่บ้านลดลงในช่วงเวลานั้น" มัวร์กล่าว "วิศวกรคนหนึ่งของเราคิดไอเดียว่าคุณสามารถสร้างคอมพิวเตอร์และคุณสามารถวางมันไว้ในบ้านและฉันก็ถามเขาว่ามันดีสำหรับอะไรและแอปพลิเคชันเดียวที่ฉันได้รับคือแม่บ้านสามารถใส่ได้ สูตรอาหารของเธอกับมันฉันนึกภาพภรรยาของฉันนั่งอยู่ตรงนั้นพร้อมกับคอมพิวเตอร์ที่เตา … มันไม่ได้ดูเป็นประโยชน์จริง ๆ

"ในความเป็นจริงแม้ว่าสตีฟจ็อบส์เข้ามาแล้วและแสดงให้เราเห็นว่าเกิดอะไรขึ้นกับแอปเปิ้ลคุณรู้ไหมว่าฉันมองว่ามันเป็น … เพียงหนึ่งในหลายร้อยแอปพลิเคชั่นที่มีอยู่สำหรับไมโครโปรเซสเซอร์ ทิศทางใหม่ที่สำคัญ "

Noyce มีมุมมองที่คล้ายกันโดยกล่าวว่า "ธุรกิจผู้บริโภคทั้งหมดเป็นพื้นที่ที่เราไม่ได้เห็นในตอนแรกดูเหมือนว่าเป็นไปไม่ได้ที่ระดับความซับซ้อนทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ปรากฎโดยไมโครโปรเซสเซอร์จะลดลงในราคาที่เพียงพอเพื่อให้ง่าย สามารถตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคได้ "

ไม่นานหลังจากการเปิดตัว 8080, Faggin ออกจาก Intel ไปพบ Zilog พา Shima ไปกับเขา พวกเขาร่วมกันสร้างไมโครโปรเซสเซอร์ Z-80 ซึ่งได้รับการออกแบบให้มีความเข้ากันได้กับไบนารี 8080 ดังนั้นจึงสามารถเรียกใช้ซอฟต์แวร์เดียวกันได้ Z-80 นั้นจะถูกนำไปใช้ในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลรุ่นแรก ๆ ในช่วงปลายทศวรรษ 1970 ส่วนใหญ่จะใช้ CP / M

ในขณะเดียวกัน 8080 จะถูกใช้ในเครื่องแรกที่ได้รับความสนใจจากมือสมัครเล่นที่สร้างธุรกิจคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเริ่มต้นด้วย Altair 8800

ฉันไม่แน่ใจว่า 8080 นั้นเป็น "ผลิตภัณฑ์เดี่ยวที่สำคัญที่สุดของศตวรรษที่ยี่สิบ" จริงๆอย่างที่ Michael Malone เรียกมันว่า แต่มันเป็นผลิตภัณฑ์ที่เปลี่ยนแปลงโลกอย่างแน่นอน