Chip vi xử lý Intel 8080

Máy vi tính bắt đầu xử lý hoàn hảo được dữ liệu văn bản kể từ khi có chip vi xử lý 8 bit (7 bit là độ dài dữ liệu của các ký tự trong bộ chữ Anh-Mỹ). Chip vi xử lý đầu tiên trên thế giới là Intel 4004 ra đời năm 1971 chỉ mới có độ dài dữ liệu 4 bit.

Intel 8080

i8080 là bộ vi xử lý 8 bit thứ hai do Intel thiết kế, sản xuất và được phát hành vào tháng 4 năm 1974. Nó được mở rộng và nâng cao trên cơ sở của chip Intel 8008 ra đời từ 2 năm trước vào tháng 4 năm 1972. Tuy nhiên chúng không có khả năng tương thích nhị phân với nhau vì tập lệnh của i8080 đã được cải tiến và mở rộng. Chip Intel 8008 dùng công nghệ PMOS nên cũng chậm hơn so với Intel 8080 dùng công nghệ NMOS (N-channel Metal-Oxide Semiconductor).

Tần số xung nhịp của i8080 ban đầu bị giới hạn ở 2 MHz và các lệnh phổ biến thường sử dụng 4, 5, 7, 10 hoặc 11 chu kỳ, như vậy tốc độ xử lý trung bình là vài trăm nghìn lệnh mỗi giây. Intel sau đó phát hành một phiên bản chạy nhanh hơn tên là i8080A-1 với giới hạn tần số xung nhịp lên tới 3,125 MHz.

Trong thực tiễn triển khai thì i8080 cần có thêm hai chip hỗ trợ để hoạt động được với hầu hết các ứng dụng. Đó là: 1) bộ điều khiển tạo xung nhịp i8224; 2) bộ điều khiển bus i8228. Chúng được sản xuất trên nền tảng công nghệ NMOS bằng cách sử dụng các transistor ở chế độ tăng cường không bão hòa khi tải, do đó yêu cầu có 2 nguồn điện áp +12 V và −5 V bên cạnh điện áp +5 V dùng để tương thích với các chip giao diện thuộc dòng logic TTL (Transistor-Transistor Logic).

Hệ phát triển vi tính và chip 8080 quảng cáo trên tạp chí Electronics ngày 2-5-1974

Mỗi chip 8080 được thực hiện bằng kỹ thuật quang khắc trên một mảnh silic diện tích 20mm2 và chứa khoảng 4500 transistor NMOS. Nhưng chính nó đã làm bùng nổ ngành vi tin học và được sử dụng rất rộng rãi gần 2 thập niên. Intel đã nhượng quyền cho nhiều hãng khác cùng làm để đáp ứng kịp yêu cầu của thế giới. Cho mãi đến năm 1990 chip 8080 mới dừng sản xuất và 30 năm sau một hiện vật của giai đoạn đầu tiên đã được trưng bày trong Bảo tàng Công nghệ Thông tin VMIT tại Hà Nội.

Chip i8080A được ông A. Teissonniere đưa đến giới thiệu tại Hà Nội vào tháng 12 năm 1976. Nó trở thành bộ não trong chiếc máy vi tính VT80 đầu tiên của Việt Nam do Viện Khoa học Tính toán và Điều khiển chế tạo thành công vào cuối tháng 1 năm 1977 với kỹ thuật quấn dây (wrapping) vì chưa làm được mạch in. VT80 ban đầu là một hệ phát triển vi tính cho chip i8080 với đầu vào gồm các công tắc điện và đầu ra gồm các đèn LED. Sau đó vài tháng nó mới trở thành máy vi tính hoàn chỉnh khi các kỹ sư trẻ ghép thêm các thiết bị ngoại vi như máy đọc/đột băng giấy, máy đọc/ghi băng cassette v.v..

A.Teissonnière và máy vi tính VT80. Photo ©NCCong 1977

Đặc trưng kỹ thuật

Ra đời: tháng 4-1974
Nhà chế tạo: Intel (Mỹ)
Vỏ chip: DIP 40 chân
Xung nhịp tối đa của CPU: từ 2 MHz đến 3,125 MHz (tuỳ phiên bản)
Công nghệ: NMOS 6µm
Kiến trúc: Intel 8080
Lĩnh vực ứng dụng: dân sự và công nghiệp
Độ dài dữ liệu: 8 bit
Độ dài địa chỉ: 16 bit
Chip trước đó: Intel 8008
Chip sau đó: Intel 8085, Intel 8086, Intel 8088