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古老CPU啟示錄

 h0ping 2021-11-20

可以說沒有這顆芯片的成功,,Intel不會(huì)發(fā)展那么順利,其中尤其需要指出這款芯片的設(shè)計(jì)師-費(fèi)德里科·法金(《IC人物志-費(fèi)德里科·法金(Federico Faggin)》),,一個(gè)偉大的設(shè)計(jì)師“拯救”了Intel,。今天我就來看下這款對Intel來說意義重大的CPU-i8008。

第一個(gè) 8 位微處理器 Intel 8008 (i8008) 在Intel 4004發(fā)布 5 個(gè)月后發(fā)布,,這個(gè)編號(hào)(8008)正好是4004的兩倍,,這應(yīng)該是英特爾刻意為之,因?yàn)?008芯片的規(guī)格和性能差不多也是4004的兩倍,。

Intel 8008為世界上「第一款」八位元處理器,。由Intel從1972年中到1983年推出,共有兩種速度,,0.5 Mhz以及0.8 Mhz,,雖然比4004的工作時(shí)脈慢,不過因?yàn)槭前宋辉幚砥鳎ū绕?004的四位元),,整體效能要比4004好上許多,。8008可以支援到16KB的內(nèi)存。C8008是比較珍貴的紫色陶瓷鍍金接腳版本,,D8008則是后期出的量產(chǎn)版,。

8008是1972 年 4 月生產(chǎn)發(fā)布,由設(shè)計(jì)師泰德·霍夫,、斯坦·馬佐、哈爾·菲尼,、費(fèi)德里科·法金設(shè)計(jì),。8008 最初的代號(hào)為 1201。Intel 8008 是一種微處理器,,設(shè)計(jì)用作 Control Terminal Corporation (CTC) 的終端控制器,。8008 是 CTC 的 CPU 設(shè)計(jì)的單芯片版本,,作為 TTL 邏輯芯片實(shí)現(xiàn)。8008 的工作在 4004 之前就開始了,,如果情況不同,,8008 可能是第一個(gè)微處理器而不是 4004。8008 在架構(gòu)上與 4004 非常不同,。

8008 是英特爾非常重要的過渡 CPU,。8008 上的成功促成了強(qiáng)大的 8080(包括 8008 指令集)的創(chuàng)建。8008 系列也稱為MCS -8,。

8008 有兩種速度等級(jí) - 500 KHz 和 800 KHz,。由于 CPU 執(zhí)行每條指令需要 5 到 8 個(gè)周期,因此指令執(zhí)行的有效速率為:

  • Intel 8008 每秒 45,000 至 100,000 條指令

  • Intel 8088-1 每秒 72,000 至 160,000 條指令


這些數(shù)字假設(shè) CPU 使用快速內(nèi)存并且不需要等待狀態(tài)來訪問內(nèi)存,。雖然8008微處理器每秒的有效指令速度有時(shí)低于4004 CPU的有效速度,,但由于部分指令的有效速度更快,8位架構(gòu)和更高效的指令集,,i8008的整體性能更高,。8008 與 4004 相比還有其他優(yōu)勢:

  • 處理器支持 16 KB 內(nèi)存(ROM 和 RAM 組合)。

  • 內(nèi)部 CPU 堆棧的大小為 7 級(jí),,而 i4004 為 3 級(jí)堆棧,。

  • Intel 8008 可以處理中斷。


Intel 8008 的缺點(diǎn)之一是沒有直接內(nèi)存尋址,。要訪問內(nèi)存中的數(shù)據(jù),,內(nèi)存地址必須存儲(chǔ)在 H 和 L 寄存器中,只有這樣處理器才能間接訪問內(nèi)存,。這個(gè)限制在Intel 8080 中被移除了 ,。

英特爾 8008 微處理器用于 Mark-8 計(jì)算機(jī),這被認(rèn)為是第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī),。

歷史

8008 是計(jì)算機(jī)終端公司(后來更名為 Datapoint 公司)要求英特爾(和德州儀器)構(gòu)建的芯片架構(gòu),。

TMX 1795,3078個(gè)晶體管

8008,,3098個(gè)晶體管

當(dāng)時(shí),,CTC 是英特爾最大的客戶,將他們的 1103移位寄存器 RAM 用于 Datapoint 3300-一種玻璃電傳打字機(jī),。由于 3300 必須在工廠針對所需的通信協(xié)議(IBM,、DEC、Univac 等控制代碼)進(jìn)行硬件定制,,因此 CTC 打算在軟件中處理這些不同的協(xié)議,。他們的芯片處理器的架構(gòu)設(shè)計(jì),例如:A,、B,、C,、D、E,、H,、L 寄存器是 Victor Poor 和 Harry Pyle 在感恩節(jié)周末在 Vic 位于馬里蘭州弗雷德里克斯堡的家中開發(fā)的。

英特爾和 TI 表示他們將在一年內(nèi)制造該芯片,,成本約為 100,000 美元,,但未能如愿。CTC(Datapoint)要求他們退款,,并允許他們盡其所能,。一年后,英特爾繼續(xù)生產(chǎn)了他們命名為 8008 的產(chǎn)品,。TI 放棄了該項(xiàng)目,。

CTC 改用 Gary Asbell 的 MSI 設(shè)計(jì),該版本作為 Datapoint 2200 發(fā)布,,比 8008 投入生產(chǎn)的時(shí)間早一年,。這個(gè)最初的 Datapoint 2200(有一個(gè)版本 II)與 8008 完全二進(jìn)制兼容。2200 對 CTC 來說非常成功,,他們更名為 Datapoint,。

1971 年在 Federico Faggin(4004的設(shè)計(jì)者)的幫助下進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),修改后的芯片再次交付給 CTC,。到那時(shí),,CTC 已完全轉(zhuǎn)向Datapoint 2200 II。1201 不再適合他們的產(chǎn)品,。CTC 決定放棄 1201 的想法,,將設(shè)計(jì)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)留給英特爾。英特爾將 1201 更名為 1201 8008,,最終取得了巨大的成功,。

順便說一句:根據(jù) Harry Pyle 的說法,英特爾對架構(gòu)設(shè)計(jì)有兩個(gè)投入,,都要求節(jié)省晶體管,。首先,字節(jié)順序從大端轉(zhuǎn)換為小端,,其次,,像分支一樣,使子程序調(diào)用和返回指令有條件,。(例如:如果設(shè)置了進(jìn)位標(biāo)志,,它是一個(gè)單字節(jié)指令,有條件地返回。)

主要指標(biāo)[td]
Type
Data Word
Address Space
Clock
Instructions
Assists
Reg’s  GP
Reg’s Math
Reg’s Index
IO Ports
Stack
Interrupts
Memory
PMOS CPU
8-bit
16KB
800kHz
48
NA
0
1
6 8-bit
NA
7×14
Vectored, 8 Level
NA
封裝

C8008, Gray CerDIP, 18-pin,絲印C8008

C8008-1,Gray CerDIP, 18-pin,絲印C8008-1

D8008,Gray Ceramic, 18-pin DIP,絲印D8008

D8008-1,Gray Ceramic, 18-pin DIP,絲印D8008-1

Microsystems International MF8008R

0.5 MHz,,18-pin ceramic DIP,Gray ceramic/gold top/gold pins

Microsystems International MF8008-1R

0.8 MHz,,18-pin ceramic DIP

Siemens SAB8008-1C

0.8 MHz,,18-pin ceramic DIP,Purple ceramic/gold top/gold pins

Die Shot
  • 10微米工藝
  • 3,500 個(gè)晶體管
  • 15 mm2 芯片尺寸
參考鏈接及圖片來源

1,、https://www./CPUs/8008/

2,、https://en./wiki/intel/mcs-8/8008

3、https:///products/ ... icroprocessor-c8008


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