在 2024 年底之際，我們回顧了英特爾 8080 的 50 年,，這是第一款可以獨立運行的通用微處理器,。

兩塊英特爾8080微處理器芯片,，封閉式（左）和開放式（右）

8080為現(xiàn)代計算奠定了基礎(chǔ)，并可以說確保了英特爾在微芯片技術(shù)領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位,。

“8080讓一切成為現(xiàn)實”

8080并非憑空出現(xiàn)。它建立在英特爾著名芯片設(shè)計師費德里科·法金（Federico Faggin）早期努力的基礎(chǔ)之上,，特別是他的4004和8008設(shè)計,。1971年推出的4004是一款為計算器設(shè)計的四位處理器。雖然當時它具有開創(chuàng)性,，但功能極為有限,。1972年，英特爾推出了8008,，這是一款具有更大潛力的八位芯片,。然而，這款芯片速度較慢,，編程困難,，并且受其較小的地址空間限制。這些局限性促使英特爾開發(fā)速度更快,、功能更強的產(chǎn)品,，于是8080應(yīng)運而生。

“我開始思考如何利用當時正在為英特爾的4K動態(tài)內(nèi)存開發(fā)的N溝道技術(shù),，”費德里科（此處原文為Frederico,，但根據(jù)上下文應(yīng)為Federico的筆誤）在回顧8080的構(gòu)思時說?！斑@是一種使用三個電源（+5V,、+12V、-5V）的高壓N溝道技術(shù),。當我深入思考時,，我想到了一個想法——實際上是一個概念——我們必須使用40引腳的封裝，必須構(gòu)建一個更好的中斷結(jié)構(gòu),，而實現(xiàn)這一點的唯一方法就是使用棧指針,。”

8080由日本芯片架構(gòu)師島正利（Masatoshi Shima）在法金的指導(dǎo)下開發(fā),，它將地址空間從8008的16KB擴展到64KB,，從而支持更大的程序和更多的內(nèi)存。其時鐘速度躍升至2MHz,，而8008的時鐘速度僅為800kHz,。它具備更全面的指令集，使軟件編寫更加容易,。改進的I/O能力也使8080在許多應(yīng)用中變得實用,。

“4004和8008提出了這種可能性,，但8080讓一切成為現(xiàn)實，”法金說,，他稱贊8080是“第一款單片計算機”,。

當時的巨人

英特爾8080的核心是一款八位處理器，配備16位地址總線,，能夠訪問多達64KB的內(nèi)存,。它以2MHz的時鐘速度運行，盡管后來推出了更快的變體,，如3.125MHz的8080A-1,。該處理器包括七個通用八位寄存器（A、B,、C,、D、E,、H和L）,、一個16位棧指針和一個16位程序計數(shù)器。其指令集包含70多種用于數(shù)據(jù)傳輸,、算術(shù)運算,、邏輯運算和控制流的操作。

英特爾8080的功能框圖

從物理上看,，8080采用六微米(6000納米)工藝技術(shù)制造,，包含大約6000個晶體管。它采用40引腳雙列直插式封裝（DIP）,，實現(xiàn)了與支持芯片之間更好的連接和接口,。然而，8080需要多個電壓源（+5V,、+12V和-5V）才能工作,，同時還需要外部芯片，如i8224時鐘發(fā)生器和i8228總線控制器,。

與當今的處理器相比,，這些規(guī)格顯得相當普通。現(xiàn)代CPU包含數(shù)十億個晶體管,，以GHz速度運行,，并采用小至兩納米的工藝制造。但重要的是要記住,，在1974年——半個世紀前,！——8080代表了微處理器技術(shù)的一次重大飛躍。

計算領(lǐng)域的轉(zhuǎn)折點

8080的發(fā)布標志著計算行業(yè)的一個轉(zhuǎn)折點。它驅(qū)動了Altair 8800——最早的個人計算機之一——的成功,，這一成功激發(fā)了比爾·蓋茨（Bill Gates）和保羅·艾倫（Paul Allen）開發(fā)BASIC解釋器的靈感,，從而促成了微軟的成立。在游戲行業(yè),，8080被用于早期的街機熱門游戲,，如Midway的《槍戰(zhàn)（Gun Fight）》和Taito的《太空侵略者（Space Invaders）》，這些游戲為電子游戲革命奠定了基礎(chǔ),。

MITS Altair 8800是一款早期的個人計算機,，其得以實現(xiàn)得益于8080 CPU

8080在嵌入式系統(tǒng)中也表現(xiàn)出色，其多功能性使它能夠控制工業(yè)設(shè)備,、醫(yī)療設(shè)備等。它的能力推動了更復(fù)雜的軟件的開發(fā),，包括CP/M——最早的個人計算機操作系統(tǒng)之一,。CP/M的影響力延伸到了MS-DOS，后者后來主導(dǎo)了PC市場,。

8080的架構(gòu)為未來處理器奠定了基礎(chǔ),。它影響了x86架構(gòu)的設(shè)計，而x86架構(gòu)至今仍是大多數(shù)個人計算機的支柱,。8080證明了微處理器可以作為功能齊全的計算系統(tǒng)的核心,，這在幾年前還是不可想象的。

“由于其速度優(yōu)勢,，8080真正代表了微處理器行業(yè)的一個轉(zhuǎn)折點,，”法金說?！八俣忍岣?0到20倍,，真的是一種令人矚目的改進?！?/span>

五十年后的今天,，英特爾8080仍然是計算機創(chuàng)新的象征。它助力推動了微型計算機革命,，塑造了軟件開發(fā),，并證明了微處理器在多個領(lǐng)域的潛力。其在現(xiàn)代計算中的遺產(chǎn)仍然可見,，見證了技術(shù)的飛速發(fā)展,，以及8080如何啟動了這一切。