Menciptakan 8080: prosesor yang memulai revolusi pc

Jika pengenalan Intel 8008 menyebabkan berbagai perangkat menarik yang dapat dianggap sebagai PC awal pertama, itu adalah penggantinya - mikroprosesor Intel 8080 - yang benar-benar menjadi fondasi yang menjadi dasar industri PC awal.

Dibandingkan dengan Intel 4004 dan 8008 yang mendahuluinya, 8080 adalah chip yang jauh lebih kuat. Dibandingkan dengan 4004's 2.300 transistor, 8080 akan berakhir dengan lebih dari 4.500 transistor dan dapat berjalan hingga 2MHz. Tetapi yang lebih penting, banyak hal yang membutuhkan chip tambahan sekitar 4004 dan 8008 sekarang terintegrasi.

Tapi mungkin perbedaan terbesar adalah bahwa sementara 4004 dan 8008 dirancang sebagai prosesor khusus untuk satu perusahaan - 4004 untuk kalkulator Busicom dan 8008 untuk terminal komputer Datapoint - 8080 dirancang untuk sekelompok pelanggan yang lebih umum. Singkatnya, itu dirancang untuk menjadi blok bangunan bagi perusahaan mana pun yang menginginkannya - dan fleksibilitas ini membuatnya sangat cocok untuk apa yang akan menjadi industri PC yang baru lahir.

Mengembangkan 8080

Konsep untuk 8080 kembali ke 1971 ketika Intel telah menyelesaikan chip 4004 dan masih bekerja pada 8008, yang akan diluncurkan secara resmi pada bulan April 1972.

Setelah cerita tentang "CPU pada chip" keluar, Intel mulai melihat minat pada mikroprosesor dari semua jenis pelanggan. Menurut The Intel Trinity karya Michael S. Malone, "seluruh industri elektronik tampaknya mengalami kebangkitan."

"Tiba-tiba, seolah-olah dalam semalam, insinyur yang mereka kunjungi mengerti arti dari mikroprosesor, " tulis Malone. "Mereka telah membaca artikel, mendengar kecepatan, berbicara dengan rekan-rekan mereka, dan seolah-olah, melompat tentang kereta silikon."

Pada akhir musim panas 1971, Federico Faggin, yang memimpin desain 4004 dan akan menjadi arsitek utama 8080, memberikan beberapa seminar teknis tentang 4004 dan 8008 dan mengunjungi pelanggan. Dalam kunjungan-kunjungan itu, dia berkata, "Saya menerima cukup banyak kritik - sebagian valid - tentang arsitektur dan kinerja mikroprosesor. Semakin berorientasi pada komputer perusahaan yang saya kunjungi, komentar orang-orang jahat itu."

"Mereka melihat banyak keterbatasan dalam mikroprosesor kami, dan khususnya struktur interupsi. Sangat dikritik dan memang benar, karena 8008 memiliki struktur interupsi yang sangat primitif, hampir tidak berfungsi." Pelanggan juga mengeluhkan tentang ukuran paket dan bahwa perusahaan melipatgandakan alamat dan data. "Dan tentu saja, mereka menginginkan kecepatan yang jauh lebih tinggi. Kecepatan 8008 dengan 0, 5 megahertz tidak memadai."

Faggin mengatakan bahwa pada saat dia kembali ke rumah, "Saya mempunyai ide tentang bagaimana membuat mikroprosesor 8-bit yang lebih baik daripada 8008, menggabungkan banyak fitur yang diinginkan orang: yang paling penting, kecepatan dan kemudahan berinteraksi. Saya bisa saja meningkatkan kedua fitur ini jika saya menggunakan paket 40-pin alih-alih paket 18-pin 8008 dan mengintegrasikan fungsi-fungsi chip pendukung."

Dengan kata lain, ia mempertimbangkan untuk membuat apa yang akan menjadi, oleh sebagian besar akun, nyata "komputer-on-a-chip" pertama.

Sekitar titik ini, Intel telah mengembangkan "teknologi n-channel" - metode yang lebih efisien untuk pembuatan transistor - terutama untuk memori dinamis 4K, dan Faggin berpikir itu akan memungkinkannya untuk memiliki lebih banyak dan lebih cepat transistor dalam paket. Dia juga berpikir tentang mengintegrasikan stack pointer dan instruksi tambahan untuk meningkatkan kinerja, serta paket 40-pin, yang memungkinkan untuk memiliki alamat 16-bit dan bus data 8-bit.

Pada musim semi tahun 1972, ketika 8008 selesai, Faggin mengirim memo kepada bosnya, Les Vadasz, meminta untuk mulai bekerja pada proyek berikutnya.

Tetapi secara mengejutkan dan frustasi bagi Faggin, Intel tidak menyetujui proyek tersebut. Faggin mengatakan bahwa Intel ingin melihat bagaimana pasar akan bereaksi terhadap 4004 dan 8008 terlebih dahulu, sementara yang lain mencatat masalah yang dihadapi Intel saat mengeluarkan chip memori generasi terbaru dan ingin fokus pada hal itu.

Akibatnya, Intel tidak menyetujui proyek 8080 sampai akhir September atau awal Oktober 1972, di mana titik Faggin (dengan persetujuan Vadasz) telah mempekerjakan Masatoshi Shima, mantan insinyur Busicom yang telah bekerja sama dengan Faggin pada pengembangan 4004.

Menurut Ted Hoff, dia dan Stanley Mazor, yang berada di belakang konsep awal untuk 4004 dan berusaha menjual konsep itu kepada pelanggan, mendapatkan banyak permintaan bantuan dari perusahaan yang "sedang melihat 8008 dan berusaha mendorong itu di luar kemampuannya. " Mazor mengatakan Intel benar-benar memiliki sejumlah opsi untuk tindak lanjut ke 8008, termasuk desain yang sama sekali baru, tetapi akhirnya memilih "8008 yang ditingkatkan" karena akan membutuhkan waktu lebih sedikit untuk mendesain.

Akibatnya, katanya, mereka bertujuan untuk sebuah chip yang tidak akan memiliki kemampuan kode mesin yang ketat tetapi akan membuat bahasa assembly dapat dikonversi, jadi jika seseorang menulis sebuah program untuk 8008, mereka dapat mengubahnya ke 8080.

Pekerjaan pada arsitektur terjadi pada awal tahun 1972, dan Faggin memuji Shima, Mazor, Hoff, dan 8008 desainer sirkuit Hal Feeney yang berkontribusi banyak dalam diskusi awal dan spesifikasi chip. Ketika Shima bergabung dengan Intel pada musim gugur 1972, ia mulai bekerja untuk Faggin pada desain sirkuit untuk chip tersebut.

Sementara 4004 dan 8008 akan diproduksi menggunakan proses 10 mikron, 8080 akan menggunakan proses 6 mikron, memungkinkan miniaturisasi yang jauh lebih banyak. (Jarak proses secara teoritis mengukur ukuran fitur dalam prosesor, seperti jarak antar transistor. Prosesor terbaru saat ini diproduksi pada 14 nm, dengan produk 10 nm sedang dikembangkan. Itu akan secara teoritis 1.000 kali lebih dekat bersama-sama.) Paket empat chip dari 8008 memiliki 3.500 transistor, tetapi 8080 akan memiliki 5.000. Dan itu akan berjalan pada 2MHz, lompatan besar dalam kinerja.

Sebagai hasilnya, 8080 adalah mikroprosesor pertama yang set instruksi dan kemampuan pengalamatan-ingatannya mendekati mikrokomputer saat itu.

Menjual Mikroprosesor

Produksi pertama chip tersebut adalah pada bulan Desember 1973, dan setelah menyelesaikan beberapa masalah pada menit-menit terakhir, Intel memperkenalkan produk tersebut pada bulan Maret 1974.

8080 awalnya dihargai $ 360 untuk sebuah chip, yang beberapa telah menyarankan untuk menyarankan perbandingan dengan Sistem IBM / 360. Pada saat itu, Intel tahu ada pasar untuk chip tersebut. Intel Hal Feeney mengatakan perusahaan menyediakan lebih dari 400 pelanggan dengan spesifikasi 8080 sebelum chip itu bahkan selesai.

Pada saat itu, Intel telah terlibat dalam upaya pemasaran besar, dipimpin oleh Ed Gelbach dan Regis McKenna, yang memasarkannya sebagai "komputer pertama pada sebuah chip." Sebagai bagian dari ini, ada penekanan yang lebih besar pada sistem pengembangan, seperti mesin Intel Intellec, dan perangkat lunak untuk sistem tersebut, termasuk pekerjaan oleh Gary Kildall pada bahasa PL / M dan apa yang akan menjadi dasar untuk CP / M.

Intel melihat perangkat lunak sebagai cara untuk menjual chip, bukan sebagai bisnis sendiri. Menurut Paul Freiberger dan Michael Swaine's Fire in the Valley, "ketika ditanya eksekutif Intel apakah mereka keberatan dengan pemasarannya sendiri, mereka mengangkat bahu dan menyuruhnya untuk terus maju. Mereka tidak akan menjualnya sendiri."

Sekitar waktu ini, Intel menjadi lebih khawatir tentang pesaing dalam bisnis mikroprosesor. Rockwell telah memperkenalkan PPS-4, prosesor 4-bit pada tahun 1972, dan Texas Instruments sedang mengerjakan chip sendiri. Dan, tidak diketahui Intel, Motorola sedang mengerjakan 6800 8-bit processor-nya, yang keluar pada pertengahan 1974, hanya beberapa bulan setelah 8080. Dalam perkiraan Faggin, 6800 memiliki arsitektur yang lebih baik tetapi menggunakan teknologi proses yang membuat chip besar dan lambat, relatif terhadap 8080.

Satu pertanyaan yang muncul adalah mengapa Intel tidak memilih untuk masuk ke bisnis PC itu sendiri.

Dalam sebuah wawancara yang saya lakukan dengan Gordon Moore pada tahun 1997, ia menggambarkan Altair sebagai "hanya perangkat hobi di mana input beralih sakelar dan outputnya adalah LED. Anda dapat menunjukkan cara komputer bekerja, tetapi cara yang sulit untuk melakukan hal praktis komputasi."

"Saya bahkan menolak ide komputer rumahan dalam periode waktu itu, " kata Moore. "Salah satu insinyur kami datang dengan gagasan bahwa Anda dapat membangun komputer dan Anda bisa meletakkannya di rumah, dan saya agak bertanya kepadanya apa gunanya, dan satu-satunya aplikasi yang saya dapatkan kembali adalah bahwa ibu rumah tangga dapat menempatkan resepnya di atasnya. Saya bisa membayangkan istri saya duduk di sana dengan komputer dekat kompor… itu tidak benar-benar terlihat sangat praktis.

"Sebenarnya, bahkan ketika Steve Jobs datang dan menunjukkan kepada kami apa yang sedang terjadi di Apple, Anda tahu saya melihatnya sebagai hanya… satu lagi dari ratusan aplikasi yang ada untuk mikroprosesor dan tidak menghargai bahwa itu adalah arah baru yang signifikan."

Noyce memiliki pandangan yang sama, mengatakan "Seluruh bisnis konsumen adalah area yang baru saja kita tidak melihat pada awalnya. Tampaknya mustahil bahwa tingkat kecanggihan elektronik yang fenomenal yang diwakili oleh mikroprosesor ini dapat dikurangi dengan biaya yang cukup sehingga sederhana persyaratan konsumen dapat dipenuhi."

Tidak lama setelah diperkenalkannya 8080, Faggin meninggalkan Intel untuk menemukan Zilog, membawa Shima bersamanya. Bersama-sama, mereka menciptakan mikroprosesor Z-80, yang dirancang untuk memiliki kompatibilitas biner dengan 8080, sehingga dapat menjalankan perangkat lunak yang sama. Z-80 sendiri akan terus digunakan di banyak komputer pribadi awal pada akhir 1970-an, sebagian besar menjalankan CP / M.

Sementara itu, 8080 akan digunakan pada mesin pertama yang benar-benar akan menarik perhatian para penghobi yang membangun bisnis komputer pribadi, dimulai dengan Altair 8800.

Saya tidak yakin bahwa 8080 benar-benar "produk tunggal paling penting dari abad kedua puluh, " sebagaimana Michael Malone menyebutnya. Tapi itu pasti produk yang mengubah dunia.