古老CPU启示录-意义重大的8008 芯片

会员1143994 · 发表于 2021-11-18 10:42:43

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可以说没有这颗芯片的成功，Intel不会发展那么顺利，其中尤其需要指出这款芯片的设计师-费德里科·法金（《IC人物志-费德里科·法金（Federico Faggin）》），一个伟大的设计师“拯救”了Intel。今天我就来看下这款对Intel来说意义重大的CPU-i8008。

第一个 8 位微处理器 Intel 8008 (i8008) 在Intel 4004发布 5 个月后发布，这个编号（8008）正好是4004的两倍，这应该是英特尔刻意为之，因为8008芯片的规格和性能差不多也是4004的两倍。

Intel 8008为世界上「第一款」八位元处理器。由Intel从1972年中到1983年推出，共有两种速度，0.5 Mhz以及0.8 Mhz，虽然比4004的工作时脉慢，不过因为是八位元处理器（比起4004的四位元），整体效能要比4004好上许多。8008可以支援到16KB的内存。C8008是比较珍贵的紫色陶瓷镀金接脚版本，D8008则是后期出的量产版。

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8008是1972 年 4 月生产发布，由设计师泰德·霍夫、斯坦·马佐、哈尔·菲尼、费德里科·法金设计。8008 最初的代号为 1201。Intel 8008 是一种微处理器，设计用作 Control Terminal Corporation (CTC) 的终端控制器。8008 是 CTC 的 CPU 设计的单芯片版本，作为 TTL 逻辑芯片实现。8008 的工作在 4004 之前就开始了，如果情况不同，8008 可能是第一个微处理器而不是 4004。8008 在架构上与 4004 非常不同。

8008 是英特尔非常重要的过渡 CPU。8008 上的成功促成了强大的 8080（包括 8008 指令集）的创建。8008 系列也称为MCS -8。

8008 有两种速度等级 - 500 KHz 和 800 KHz。由于 CPU 执行每条指令需要 5 到 8 个周期，因此指令执行的有效速率为：

Intel 8008 每秒 45,000 至 100,000 条指令
Intel 8088-1 每秒 72,000 至 160,000 条指令

这些数字假设 CPU 使用快速内存并且不需要等待状态来访问内存。虽然8008微处理器每秒的有效指令速度有时低于4004 CPU的有效速度，但由于部分指令的有效速度更快，8位架构和更高效的指令集，i8008的整体性能更高。8008 与 4004 相比还有其他优势：

处理器支持 16 KB 内存（ROM 和 RAM 组合）。
内部 CPU 堆栈的大小为 7 级，而 i4004 为 3 级堆栈。
Intel 8008 可以处理中断。

Intel 8008 的缺点之一是没有直接内存寻址。要访问内存中的数据，内存地址必须存储在 H 和 L 寄存器中，只有这样处理器才能间接访问内存。这个限制在Intel 8080 中被移除了。

英特尔 8008 微处理器用于 Mark-8 计算机，这被认为是第一台个人计算机。

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历史

8008 是计算机终端公司（后来更名为 Datapoint 公司）要求英特尔（和德州仪器）构建的芯片架构。

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TMX 1795，3078个晶体管

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8008，3098个晶体管

当时，CTC 是英特尔最大的客户，将他们的 1103移位寄存器 RAM 用于 Datapoint 3300-一种玻璃电传打字机。由于 3300 必须在工厂针对所需的通信协议（IBM、DEC、Univac 等控制代码）进行硬件定制，因此 CTC 打算在软件中处理这些不同的协议。他们的芯片处理器的架构设计，例如：A、B、C、D、E、H、L 寄存器是 Victor Poor 和 Harry Pyle 在感恩节周末在 Vic 位于马里兰州弗雷德里克斯堡的家中开发的。

英特尔和 TI 表示他们将在一年内制造该芯片，成本约为 100,000 美元，但未能如愿。CTC（Datapoint）要求他们退款，并允许他们尽其所能。一年后，英特尔继续生产了他们命名为 8008 的产品。TI 放弃了该项目。

CTC 改用 Gary Asbell 的 MSI 设计，该版本作为 Datapoint 2200 发布，比 8008 投入生产的时间早一年。这个最初的 Datapoint 2200（有一个版本 II）与 8008 完全二进制兼容。2200 对 CTC 来说非常成功，他们更名为 Datapoint。

1971 年在 Federico Faggin（4004的设计者）的帮助下进行了重新设计，修改后的芯片再次交付给 CTC。到那时，CTC 已完全转向Datapoint 2200 II。1201 不再适合他们的产品。CTC 决定放弃 1201 的想法，将设计的知识产权留给英特尔。英特尔将 1201 更名为 1201 8008，最终取得了巨大的成功。

顺便说一句：根据 Harry Pyle 的说法，英特尔对架构设计有两个投入，都要求节省晶体管。首先，字节顺序从大端转换为小端，其次，像分支一样，使子程序调用和返回指令有条件。（例如：如果设置了进位标志，它是一个单字节指令，有条件地返回。）

主要指标[td]

Type

Data Word

Address Space

Clock

Instructions

Assists

Reg’s GP

Reg’s Math

Reg’s Index

IO Ports