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Se l'introduzione di Intel 8008 ha portato a una varietà di dispositivi interessanti che possono essere considerati i primi primi PC, è stato il suo successore, il microprocessore Intel 8080, a diventare davvero la base su cui si basava l'industria dei primi PC.
Rispetto agli Intel 4004 e 8008 che lo hanno preceduto, l'8080 era un chip molto più potente. Rispetto ai 2.300 transistor del 4004, l'8080 finirebbe con oltre 4.500 transistor e potrebbe funzionare fino a 2MHz. Ma soprattutto, molte delle cose che richiedevano chip extra attorno al 4004 e all'8008 erano ora integrate.
Ma forse la differenza più grande è che mentre i modelli 4004 e 8008 sono stati progettati come processori personalizzati per una singola azienda - il 4004 per il calcolatore di Busicom e l'8008 per il terminale del computer di Datapoint - l'8080 è stato progettato per un insieme più generale di clienti. In breve, è stato progettato per essere un elemento fondamentale per qualsiasi azienda che lo desiderasse, e questa flessibilità lo ha reso particolarmente adatto a quella che sarebbe diventata la nascente industria dei PC.
Sviluppare l'8080
I concetti per l'8080 risalgono al 1971, quando Intel aveva terminato il chip 4004 e stava ancora lavorando sull'8008, che sarebbe stato lanciato formalmente nell'aprile 1972.
Dopo che sono uscite le storie sulla "CPU su un chip", Intel stava iniziando a vedere interesse per il microprocessore da tutti i tipi di clienti. Secondo The Intel Trinity di Michael S. Malone, "l'intera industria elettronica sembra subire un risveglio".
"Improvvisamente, come durante la notte, gli ingegneri che hanno visitato hanno capito il significato dei microprocessori", scrisse Malone. "Avevano letto gli articoli, sentito le velocità, parlato con i loro coetanei e, come se fossero uno, saltarono sul carrozzone di silicio."
Alla fine dell'estate del 1971, Federico Faggin, che guidò la progettazione della 4004 e che sarebbe diventato l'architetto principale della 8080, teneva alcuni seminari tecnici sulla 4004 e la 8008 e visitava i clienti. In quelle visite, ha detto, "Ho ricevuto un bel po 'di critiche - alcune valide - sull'architettura e le prestazioni dei microprocessori. Più la compagnia che ho visitato era orientata al computer, più i commenti delle persone più cattivi erano".
"Stavano vedendo molte limitazioni nei nostri microprocessori, e in particolare nella struttura degli interrupt. È stato fortemente criticato e giustamente, perché l'8008 aveva una struttura di interruzione molto primitiva, a malapena funzionale." I clienti si lamentavano anche delle dimensioni del pacco e del fatto che la società stesse multiplexando indirizzi e dati. "E, naturalmente, volevano una velocità molto più elevata. La velocità dell'8008 a 0, 5 megahertz non era adeguata."
Faggin afferma che quando tornò a casa, "Avevo un'idea di come realizzare un microprocessore a 8 bit migliore rispetto all'8008, incorporando molte delle funzionalità che le persone desideravano: la più importante, la velocità e la facilità di interfacciamento. Avrei potuto potenziate entrambe queste funzionalità se avessi usato un pacchetto a 40 pin anziché il pacchetto a 18 pin dell'8008 e integrato le funzioni dei chip di supporto ".
In altre parole, stava prendendo in considerazione l'idea di realizzare quello che sarebbe stato, per la maggior parte dei conti, il primo vero "computer su un chip".
Intorno a questo punto, Intel aveva sviluppato la "tecnologia n-channel", un metodo più efficiente di produzione di transistor, principalmente per la sua memoria dinamica 4K, e Faggin pensò che gli avrebbe permesso di avere transistor più e più veloci nel pacchetto. Ha anche pensato di integrare un puntatore allo stack e istruzioni aggiuntive per migliorare le prestazioni, nonché il pacchetto a 40 pin, che ha permesso di avere un indirizzo a 16 bit e un bus dati a 8 bit.
Nella primavera del 1972, mentre l'8008 si stava concludendo, Faggin inviò un promemoria al suo capo, Les Vadasz, chiedendo di iniziare a lavorare al prossimo progetto.
Ma sorprendentemente e frustrante per Faggin, Intel non ha approvato il progetto. Faggin afferma che Intel voleva vedere in che modo il mercato avrebbe reagito prima ai 4004 e 8008, mentre altri hanno notato i problemi che Intel aveva avuto con la sua ultima generazione di chip di memoria fuori dalla porta e voleva concentrarsi su quello.
Di conseguenza, Intel non approvò il progetto 8080 fino alla fine di settembre o all'inizio di ottobre del 1972, quando Faggin (con l'approvazione di Vadasz) aveva assunto Masatoshi Shima, l'ex ingegnere di Busicom che aveva lavorato a stretto contatto con Faggin per lo sviluppo del 4004.
Secondo Ted Hoff, lui e Stanley Mazor, che erano dietro i primi concetti per la 4004 e stavano cercando di vendere il concetto ai clienti, stavano ricevendo molte richieste di aiuto da parte di aziende che "stavano guardando la 8008 e cercavano di spingere oltre le sue capacità ". Mazor afferma che Intel aveva effettivamente una serie di opzioni per il seguito dell'8008, incluso un design completamente nuovo, ma alla fine ha scelto un "8008 migliorato" perché ci sarebbe voluto meno tempo per progettare.
Di conseguenza, ha detto, miravano a un chip che non avrebbe una rigida capacità di codice macchina ma renderebbe convertibile il linguaggio assembly, quindi se qualcuno scrivesse un programma per l'8008, potrebbe convertirlo nell'8080.
I lavori sull'architettura si sono svolti all'inizio del 1972 e Faggin attribuisce a Shima, Mazor, Hoff e il progettista del circuito 8008 Hal Feeney il contributo molto nelle prime discussioni e specifiche del chip. Quando Shima è entrato in Intel nell'autunno del 1972, ha iniziato a lavorare per Faggin sulla progettazione del circuito per il chip.
Mentre i 4004 e 8008 verrebbero prodotti con un processo da 10 micron, l'8080 userebbe un processo da 6 micron, consentendo una miniaturizzazione molto maggiore. (La distanza del processo misura teoricamente la dimensione delle caratteristiche all'interno del processore, come la distanza tra i transistor. Gli ultimi processori di oggi sono prodotti a 14 nm, con lo sviluppo di prodotti a 10 nm. Questi sarebbero teoricamente 1.000 volte più vicini tra loro.) Il pacchetto a quattro chip dell'8008 aveva 3.500 transistor, ma l'8080 ne avrebbe 5.000. E funzionerebbe a 2MHz, un enorme balzo delle prestazioni.
Di conseguenza, l'8080 fu il primo microprocessore la cui serie di istruzioni e capacità di indirizzamento della memoria si avvicinò a quelle dei minicomputer del giorno.
Vendere il microprocessore
La prima produzione del chip avvenne nel dicembre 1973 e, dopo aver risolto alcuni problemi tipici dell'ultimo minuto, Intel introdusse il prodotto nel marzo 1974.
L'8080 aveva inizialmente un prezzo di $ 360 per un chip, che alcuni hanno suggerito di suggerire un confronto con IBM System / 360. A quel punto, Intel sapeva che c'era un mercato per il chip. Hal Feeney di Intel ha dichiarato che l'azienda ha fornito a oltre 400 clienti le specifiche 8080 prima ancora che il chip fosse completato.
A quel punto, Intel aveva intrapreso un grande sforzo di marketing, guidato da Ed Gelbach e Regis McKenna, che lo hanno commercializzato come il "primo computer su un chip". Come parte di questo, c'era una maggiore enfasi sui sistemi di sviluppo, come le macchine Intel Intellec e il software per tali sistemi, incluso il lavoro di Gary Kildall sul linguaggio PL / M e ciò che sarebbe diventato la base per CP / M.
Intel vedeva il software come un modo per vendere chip, non come un business da solo. Secondo Fire in the Valley di Paul Freiberger e Michael Swaine , "quando è stato chiesto ai dirigenti di Intel se avessero avuto obiezioni sul suo marketing da soli, si sono stretti nelle spalle e gli hanno detto di andare avanti. Non avrebbero intenzione di venderlo da soli."
Intorno a questo periodo, Intel stava diventando più preoccupata per i concorrenti nel settore dei microprocessori. Rockwell aveva introdotto il suo PPS-4, un processore a 4 bit nel 1972, e Texas Instruments stava lavorando su un proprio chip. E, sconosciuto a Intel, Motorola stava lavorando al suo processore 6800 a 8 bit, che è uscito a metà del 1974, pochi mesi dopo l'8080. Secondo le stime di Faggin, il 6800 aveva l'architettura migliore ma utilizzava una tecnologia di processo che reso il chip grande e lento, rispetto all'8080.
Una domanda che sorge è il motivo per cui Intel non ha scelto di entrare nel business del PC stesso.
In un'intervista che ho fatto con Gordon Moore nel 1997, ha descritto l'Altair come "solo un dispositivo hobby in cui gli ingressi erano interruttori a levetta e le uscite erano LED. Potevi dimostrare il modo in cui un computer funzionava, ma un modo difficile per fare qualsiasi pratica computing ".
"Ho persino rifiutato l'idea di un computer di casa in quel periodo di tempo", ha detto Moore. "Uno dei nostri ingegneri ha avuto l'idea che potevi costruire un computer e che tu potessi metterlo in casa, e io in un certo senso gli ho chiesto a cosa servisse, e l'unica applicazione che ho ricevuto è che la casalinga potrebbe mettere le sue ricette. Potrei immaginare mia moglie seduta lì con un computer vicino alla stufa… non sembrava davvero molto pratica.
"In effetti, anche quando Steve Jobs è arrivato e ci ha mostrato cosa stava succedendo ad Apple, sai che l'ho visto come solo… una delle centinaia di applicazioni esistenti per i microprocessori e non ho apprezzato il fatto che fosse un nuova direzione significativa ".
Noyce aveva una visione simile, dicendo "L'intera attività dei consumatori era un'area che non avevamo visto all'inizio. Sembrava impossibile che questo fenomenale livello di sofisticazione elettronica rappresentato dal microprocessore potesse mai essere abbastanza ridotto nei costi in modo tale che semplice le esigenze dei consumatori potrebbero essere soddisfatte ".
Non molto tempo dopo l'introduzione dell'8080, Faggin lasciò Intel per fondare Zilog, portando Shima con sé. Insieme, hanno creato il microprocessore Z-80, progettato per avere la compatibilità binaria con l'8080, in modo che potesse eseguire lo stesso software. Lo stesso Z-80 sarebbe stato utilizzato in molti dei primi personal computer alla fine degli anni '70, principalmente con CP / M.
Nel frattempo, l'8080 sarebbe stato utilizzato nella prima delle macchine che avrebbero davvero attirato l'attenzione degli hobbisti che hanno costruito il business dei personal computer, a partire dall'Altair 8800.
Non sono sicuro che l'8080 sia stato davvero "il singolo prodotto più importante del ventesimo secolo", come lo definisce Michael Malone. Ma è stato sicuramente un prodotto che ha cambiato il mondo.
