Es difícil de creer, pero el procesador Intel 8008, el primero de su tipo, el predecesor de la gigantesca familia de procesadores x86, nació exactamente hace 45 años, el 1 de abril de 1972. La historia de su nacimiento,
como saben , fue bastante confusa y, probablemente, en ese momento pocos lo vieron como una leyenda futura. Bueno, creo que ahora, por la inclinación y la grandeza de 8008, pocos discutirán, fue realmente un hito en la fabricación de chips. Echemos un
vistazo al interior de este chip con la ayuda del
fago entusiasta
Ken Shirriff y su microscopio y veamos cómo funciona.
Aquí está el procesador de cristal 8008 en todo su esplendor. Los cuadrados a los lados son plataformas a las que se soldaron patas masivas. En el chip, verá la inscripción "8008" a la derecha e "Intel 1971" en la parte inferior. Las iniciales HF de la parte superior derecha pertenecen a
Hal Feeney , quien creó los circuitos lógicos y físicos del procesador. Junto con Feeney, Ted Hoff, Stan Maysor y Federico Fuggin trabajaron en la creación de 8008.
Ahora considere las partes funcionales componentes de nuestro chip. A la izquierda vemos una
unidad lógica aritmética (Unidad Aritmética / Lógica, ALU) que realiza cálculos sobre los datos disponibles. ALU tiene dos registros temporales para almacenar datos de entrada. Como podemos ver, son de gran tamaño, pero no por la complejidad del dispositivo, sino por el tamaño de los transistores utilizados en ellos.
A continuación se muestran los elementos de vista previa en el esquema de transferencia acelerada (Llevar). Al sumar y restar, este componente calculó los 8 valores de transferencia en paralelo para aumentar la productividad. Dado que la transferencia de los bits menos significativos depende solo de los bits menos significativos, mientras que para los bits más altos depende de varios bits, este bloque del circuito tiene una forma triangular.
La forma triangular de ALU es inusual. Por lo general, tiene la forma de un rectángulo (estructura bit a bit). Sin embargo, en 8008, 8 bloques (uno por bit) están dispuestos aleatoriamente para ajustarse al triángulo del generador de transferencia.
En el centro del chip se encuentra el registro de instrucciones y el esquema de decodificación de instrucciones, que determina el valor de cada instrucción de 8 bits. La decodificación se lleva a cabo utilizando una
matriz lógica programable (Programmable Logic Array, PLA) , que, cuando se encuentran ciertas secuencias de bits, genera las señales de control correspondientes para todo el chip. En la parte superior derecha, vemos 7 registros de almacenamiento, debajo de ellos hay una pila de direcciones que consta de ocho palabras de dirección de 14 bits. A diferencia de la mayoría de los procesadores, la pila de llamadas 8008 se almacena directamente en el chip, no en la memoria.
¿En qué capas consiste nuestro cristal? Para responder a esta pregunta, haremos que el aumento sea aún más fuerte. Ahora vemos 3 capas: la superior es conductora de metal. Debajo hay una capa de silicio policristalino; bajo un microscopio, tiene un color naranja. Aún más profundo es un sustrato de silicio gris con partículas de relleno que forman un semiconductor. El sustrato es difícil de ver, pero puede ver las líneas negras entre silicio puro y silicio con aditivos.
Ahora veamos cómo se ubicaron en el chip los buses de alimentación (líneas azul y roja) y el bus de datos (línea de arco iris). El bus de datos conecta la ALU a la derecha con el registro de instrucciones, el registro de almacenamiento y la pila de direcciones a la derecha. La distribución de energía también ha demostrado ser una tarea desalentadora. En los primeros microprocesadores solo había una capa de metal, y tenía que estar dispuesta para que no hubiera intersecciones en corto.
Y parece un conjunto de registros de procesador 8008. Consiste en una matriz de celdas DRAM de 8x7, cada una de las cuales usa 3 transistores para almacenar un bit. Cada fila es uno de los siete registros de 8 bits (A, B, C, D, E, H, L). A la izquierda, verá líneas horizontales para seleccionar lectura y escritura, en las líneas verticales superiores para leer y escribir bits y líneas eléctricas. Usar DRAM en registros en lugar de disparadores estáticos también es inusual. Esto probablemente se deba al hecho de que Intel, originalmente dedicado a la memoria, tenía más experiencia con DRAM.
Quizás algo en el dispositivo Intel 8008 le parezca primitivo, si no es que dudoso. Como todos los dispositivos del mundo, el procesador no carecía de defectos, algunos de los cuales eran visibles incluso en ese momento. Por ejemplo, por razones técnicas inexplicables, el 8008 tenía solo 18 patas, y la transferencia de un conjunto completo de bits y direcciones de datos tomó hasta 3 ciclos de E / S. El problema era obvio, y el siguiente procesador, el i8080, ya tenía 40 patas. Pero, por otro lado, no lo olvides: han pasado 45 años. Esto es mucho desde el punto de vista humano, y según los estándares de los procesadores, es solo una distancia galáctica. Desde estas posiciones y echemos un vistazo a este notable producto.