ЕИМ Свят - Списанието на Юнаците...
БРОЙ - 8 (юни 2001)
Брой 8 Начална страница

30 години микропроцесори - част шеста
] Първите 16-битови микропроцесори
] Motorola MC68000 и Intel 8086

    Седемдесетте години - време на бурен подем на микроелектрониката...Микропроцесорите 3 пъти удвояват разредността си в период от само 9 години... В началото на десетилетието, през 1971 се появява 4-битовия Интел 4004 с едва 2300 интегрални транзистора, а в края (1980) Hewlett Packard представят първия в света 32-разреден микропроцесор чиято схема съдържа 450 хил. транзистора . Въпреки толкова ранното си появяване (още в края на 70-те), 32-битовите МП успяха наистина да навлязат масово чак през втората половина на 80-те. Дотогава 16-битовите микропроцесори присъстваха в повечето микрокомпютри, постепенно измествайки 8-битовите.
  Исторически първият 16-битов МП е Texas Instruments TMS 9900, създаден още в средата на 70-те. Високата му цена,твърде многото изводи1 и слабата реклама не му позволяват да заеме значителен пазарен дял, въпреки високата за времето си производителност. Z8000 на Zilog, MC68000 на Motorola и Intel 8086 са следващите 16-битови МП, пуснати на пазара (подредени по бързина).
  Първи излиза 8086...той е процесорът оказал най-голямо влияние върху съвременните CISC МП , независимо че Z8000 и MC68000 са много по-добре проектирани от него. Една от най-големите слабости на 8086 е сегментната организация на паметта, която е меко казано неудобна за програмистите. Още по-голям проблем е нищожното 1-MB-ово адресно пространство (20-битова адресна шина). 68000 например има пряк достъп до 16MB физическа памет без сегментация... Въпреки гореспоменатите недостатъците на 8086 пред MC68000 той има и някои положителни черти - мощният математически копроцесор 8087 липсва на конкурентните процесори, а програмната му съвместимост с 8080 е допълнителен и много важен плюс. 68000 е абсолютно несъвместим с кой да е процесор от серията 68хх, Zilog също пренебрегват съвместимостта на Z8000 със Z80 и така също допускат сериозна грешка... От всичко това Intel печели борбата за процесор на първият персонален компютър на IBM - най-големият компютърен производител (поне по онова време). През 1981 на бял свят се появява IBM-PC (оттук и "PC" , не просто като "Personal Computer", а IBM-PC съвместим). IBM закъснява с няколко години от конкурентите Apple,Atari и още куп други по-малки производители, осъзнали навреме бъдещето на микрокомпютрите (ние българите също изпреварваме IBM в това отношение с компютъра ИМКО-1, проектиран през 1979-1980). Максималната оперативна памет на IBM-PC/XT е 640KB.
Знаменити са станали думите на Бил Гейтс през 1981 по този въпрос :
-640КВ ще стигнат на всеки...
  Това неприятно ограничение ни пречи дори днес - например много приложения, които са правени за DOS, не тръгват под ОС Windows, именно заради недостига на паметта под адрес 640K. Това ограничение е въведено още в IBM-PC и MS DOS 1.0...
  Intel водят по-добри рекламни кампании от Motorola (като че ли и днес е така ?), процесорът им излиза по-рано (8086- 1978, 68000- 1979) и е по-евтин... MC680x0 , обаче е избран от Apple и "Macintosh" става първият масов персонален компютър с ОС с Графичен Потебителски Интерфейс още през 1984 ! PC-тата стигат до истински GUI чак 6-7 години по-късно с Windows 3.0 ,който се нуждае поне от 4-8MB RAM ! Да, Microsoft пуска Windows-1 през 1985 г., но той както лесно се досещате "на нищо не прилича".
Възможности, които Mac OS има още от края на 80-те, реализирани върху MC68020 и 68030 на 16.67 MHZ и 1-2MB RAM, станаха достъпни за PC чак с Windows'95, чиято "лакомия" за ресурси е пословична. Навлизам в друга тема, но кой би повярвал на думите на Microsoft, че Windows'95 "тръгва" на 386SX/16 с 4MB RAM...точната дума за такава конфигурация е пълзи... С две думи MC680x0 събира инструкциите си в по-малко памет и е по-бърз в целочислените изчисления от x86. Така е вярно за първите няколко представители на семействата (до i80386, съответно MC68030). Не е случайно например, че освен в Apple Mac, 68000 е централен или помощен процесор в огромен брой аркадните автомати, в Sega MegaDrive и така нататък. 8086 просто не става за тези неща, защото е твърде бавен.
  8088 - разновидността на 8086, която Intel пуска, за "долния сегмент на пазара" пък е още по-бавна. Този процесор представлява кръстоска между 8086 и 8080 - вътрешна архитектура на 8086, но 8-битова външна шина, (т.е. информацията се чете на порции от по 8 бита) което позволява при проектиране на компютри с него да се използват евтини чипове за 8080. Така се постига значителен спад в цената на конфигурацията, но заедно с цената стремително пада и прозводителността. Преди време имах възможността да се докосна до няколко "музейни експоната" с 8088 (ЕС1832 или нещо подобно, предполагам с процесор СМ 688, който е български вариант на 8088). Тестовете, които проведох тогава показаха бързина при изчисленията, извършени в компилирана под Borland Pascal 3.01 програма не много по-голяма (за съжаление не помня точно :) ) от тази на 6502/1MHz и BASIC APPLESOFT...
  Добър или лош, 8086 е процесора, чиято архитекрура се използва и днес в повечето микропроцесори за персонални компютри.


1 Почти всички микропроцесори от 70-те и началото на 80-те (8- и 16-битови) притежават най-много 40 или 42 извода, поради което твърде често се прибягва до мултиплексиране на шините за данни и адреси (т.е. през едни и същи физически изводи се изпълняват няколко, обикновено две :) функции ), което усложнява схемите на микрокомпютри с такива процесори. "40 изводната бариера" е породена от високата цена на тестерите за ИС от онова време - около $500 хил....