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处理器的三国时代:苹果搅动MCU江湖

2016/04/01
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所谓天下大势,分久必合,合久必分。


这个“势”,指人或事物变化无常,分合无定。虽然这句话经常用来表示人物或事情的发展分分合合拥有一定的必然性,是事物发展的规律和必然注定。但是究其源头,分与合,都离不开事物或人物之间内在的关联,而恰恰是这种关联的存在,促进了在处理器的在技术方面的发展,从而使得现代的人们生活和工作更加丰富多彩。


追踪这种丰富多彩的源头,我们要从苹果和它的伙伴说起。


1. 琢磨不定的 Apple“芯”
苹果电脑自从第一台 Apple I 发表之后即受到了各方的广泛关注,从 Mac 多年的发展来看,苹果公司发表的 Mac 机型无数,其中许多型号都是具有突破性的,同样也引领计算机的发展趋势。


要知道,Apple I 和 Apple II 系列用的是 MOS Technology 的 6502 系列 MCU,而 MOS Technology 的创始人部分来自 Motorola,Motorola 是 MCU 的霸主 Intel 的劲敌。看来,苹果公司和它的产品,自诞生之日起,便注定要翻动着处理器这个江湖的水。


不断向前是驱使双方合作发展的原动力,如果双方在技术开发、长远规划出现了不可调和的矛盾和分歧,各自重新组合不一定是坏事,事实上历数苹果电脑在处理器上也是几经沉复,还是让时间来证明一切吧。


时间到了 1983 年,这注定是一个群雄争霸的年份,在众多厂商都陆续推出了自己的个人电脑机箱的大背景下,苹果发布了其最高档的机型:Lisa。这款机型的推出其实是为 APPLE 和 MAC 之间的一个中转和传递作用的机型。


由于 MOS Technology 公司在研发上有些滞后不能跟上苹果电脑的发展,再加上此时摩托罗拉推出了更好架构的处理器 6800,使得苹果放弃了 MOS Technology 转而与摩托罗拉而作。这款 Lisa 便首次采用了摩托罗拉的 6800 芯片,使得电脑的主频速度得到了大幅度的增加达到了 5Mhz。这也是苹果的第一代 16 位机型,内存容量也增加到最大 2MB,并且首次使用了硬盘,相对于当时的整个产品线来说,存储空间有了质的飞跃。下图为 Motorola MC68000 处理器。


MC68000 处理器外观

Apple Lisa 全貌

 


1984 年苹果公司正式宣布了 Macintosh 机型的诞生,主要机型为 Macintosh 128K 512K Plus 型,不过在处理器上仍然沿用的是 Motorola MC68000 处理器,只不过中央处理器速度提升到了 8Mhz。随后发布的 Macintosh SE 机型中,依然没有改变还是使用的。
然而苹果的“芯”思,并没有停留在 Motorola 上,翻过 Apple I、Apple II、Macintosh,来看一看 Apple IIGS 和它的处理器。

Apple IIGS 是苹果 1986 年 9 月推出的 Apple II 产品线上的一款全新产品,这款电脑可谓是当时最经典的 PC 产品,至今还为很多发烧友以及果粉所津津乐道,其真面目如下图所示。


Apple IIGS 的全貌


Apple IIGS 与 Apple II 产品线上其他产品有着一些明显不同的地方,拥有一个真正的 16 位元微处理器 65C816,2.8MHz,采用了两种新的图像显示模式,可提供高相当高的分辨率。

那么 65C816 又是哪路神仙?
65C816 出自 Western Design Center(WDC)  ,这款处理器的速度为 2.8MHz,不过,位宽则达到了 16 位,相对以前的几款处理器有了非常明显的提升。


即使更换了诸多的厂家,此时大家依然看得出来,苹果的“芯”,依然与 Motorola 藕断丝连。

 

2. IBM、Intel 和 Microsoft 联手创造了“PC”
1978 年 6 月,Intel 推出 4.77MHz 的 8086 微处理器,标志着第三代微处理器问世。8086 采用 16 位寄存器、16 位数据总线和 29000 个 3 微米技术的晶体管,售价 360 美元。


发布的时候,8086 的时钟频率有 4.77MHz,8 MHz 和 10MHz 三个版本,包括了具有 300 个操作的指令集。其中 8MHz 版本包含了大约 28,000 个 晶体管,具备 0.8 MIPs 的能力。

不过当时由于 360 美元过于昂贵,大部分人都没有足够的钱购买使用此芯片的电脑,于是在 1979 年 6 月 1 日,Intel 推出 4.77MHz 的准 16 位微处理器 8088,它是 8086 的廉价版本,价格为大众所接受。在性能方面,它在内部以 16 位运行,但支持 8 位数据总线,采用现有的 8 位设备控制芯片,包含 29000 个 3 微米技术的晶体管,可访问 1MB 内存地址,速度为 0.33MIPS。


下图为 8088 的电路

Intel 8088 电路


IBM 公司 1981 年生产的第一台电脑就是使用的这种芯片。这也标志着 x86 架构和 IBM PC 兼容电脑的产生,从此,结束了苹果一统江湖的时代,同时由于 PC 的出现,使人类的文明进程在其后获得了空前的加速度。

 

加速的起源来自于一个被称为“跳棋计划”的项目。


早在 1980 年 7 月,一个负责“跳棋计划”的 13 人小组秘密来到佛罗里达州波克罗顿镇的 IBM 研究发展中心,开始开发后来被称为 IBM PC 的产品。一年后的 8 月 12 日,IBM 公司在纽约宣布第一台 IBM PC 诞生,这个开创计算机历史新篇章的时刻,迄今正好 35 年。

  

IBM PC 创造历史


IBM 微电脑技术总设计师 Don Estridge 负责整个跳棋计划的执行,他的天才和辛勤工作直接导致了 IBM PC 的成功,因此他被后人尊称为“PC 之父”。不幸的是,4 年后“PC 之父”乘坐的班机遭台风袭击,Estridge 英年早逝,没能够亲眼目睹他所开创的巨大辉煌。


IBM PC 之父 Don Estridge


第一台 IBM PC 采用了主频为 8MHz 的 Intel 8088,操作系统是 Microsoft 提供的 MS-DOS。IBM 将其命名为“个人电脑(Personal Computer)”,不久“个人电脑”的缩写“PC”成为所有个人电脑的代名词。

IBM PC 的诞生引发了 PC 历史上第一轮经典较量,较量的双方正是产业霸主 IBM 和风头正劲的 Apple。面对 IBM PC 的横空出世,Jobs 处变不惊,于 1981 年 10 月在《华尔街日报》刊登了全页广告,对 IBM 进入个人电脑市场表示“欢迎”。11 月,为了反击 IBM PC,Apple 匆匆推出尚不成熟的 Apple III,但因质量问题遭到失败。


伴随 IBM PC 的成功而脱胎换骨的两家公司,是微处理器制造商 Intel 和软件制造商 Microsoft。随着日后 IBM PC 及其兼容机的迅猛发展,这两个当年的小公司名声大噪,终于成为今日计算机产业界的巨人。
 

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系列汇总:

之一:第一款处理器之谜

之二:处理器的春秋战国时代:8 位处理器的恩怨与纷争(上)

之三:处理器的春秋战国时代:8 位处理器的恩怨与纷争(下)

苹果

苹果

苹果公司(Apple Inc.),是美国的一家跨国科技公司,总部位于美国加州库比蒂诺硅谷,由史蒂夫·乔布斯和斯蒂夫·盖瑞·沃兹尼亚克共同创立。公司最初从事电脑设计与销售业务,后发展为包括设计和研发电脑、手机、穿戴设备等电子产品,提供计算机软件、在线服务等业务 。

苹果公司(Apple Inc.),是美国的一家跨国科技公司,总部位于美国加州库比蒂诺硅谷,由史蒂夫·乔布斯和斯蒂夫·盖瑞·沃兹尼亚克共同创立。公司最初从事电脑设计与销售业务,后发展为包括设计和研发电脑、手机、穿戴设备等电子产品,提供计算机软件、在线服务等业务 。收起

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电子产业图谱

1996毕业于华东理工大学自控系,同年7月进入某大型国企担任电气员。2000年转行从事硬件研发相关工作;后从事RFID相关产品的研发、设计,曾参与中国自动识别协会RFID行业标准的起草;历任硬件工程师、主管设计师、项目经理、部门经理;2012年至今,就职于沈阳工学院,担任电子信息工程专业教师,研究方向:自动识别技术。已经出版教材《自动识别技术概论》,职场故事《51的蜕变 》。