Tehnički detalji prastarih računala

[leonardo10]

Već dugo planiram otvoriti sličnu temu, a sad je došao ovaj kišni dan… pitao sam da li se fokusirati na svu tehniku, zatim budući ne postoje “tehničke znanosti” na kojem pdfu je otvoriti, povijest mi nije bila primjerena iako sam razmišljao i o prirodnim znanostima. Na kraju sam se odlučio fokusirati samo na stara računala i otvoriti je ovdje, a jednog dana možda na automobilima otvorim neku o auto i ostalim strojarskim temama.

Bavim se projektiranjem nekih dosta kompleksnih stvari koje uključuju više grana tehnike, a s vremenom sve više i vanjski dizajn, nabavu komponenti, podršku prodaji; u slobodno vrijeme pišem fikciju. Ali budući - kako su to Budući Nobelovac i Eletrissimus u više navrata ustanovili - nitko u Hrvatskoj ne radi stvari koje tvrdim (detaljnije nego što gore piše) da radim, možda uopće ne postojim već sam recimo neki lažljivi bot, ali to je u bar duhu vremena, zar ne?

Dakle želja ovog AI bota je da tema bude:

- O računalima starim (vrijeme dolaska na tržište) bar TRIDESET godina, ako se piše o nečem vezanom uz PC i koju godinu više
- Post je o nekom ne previše poznatom tehničkom DETALJU nekog/nekih računala, a ne o nekom kompjuteru OPĆENITO (koji ste imali i koje ste igre igrali na Komodorcu i zašto su bolje od onih na susjedovom Spektrumu…) jer je toga Internet već prepun i u jednom postu se ne može napisati nešto pametno
- Eventualno ako je riječ o nekom baš opskurnom sistemu može se pisati o njemu općenito
- Što se tiče fikcije, može se napisati neki ŠBBKBB, tj. da li se iz današnje perspektive - ali s TADAŠNJOM tehnologijom i zrelošću branše - nešto moglo napraviti optimalnije

Napisat ću za početak par postova kao primjer kako sam to zamislio.

Slobodno se uključite, nadovežite na neki moj post ili napišite svoj o nečemu što vas fascinira, zbunjuje ili mislite da je trebalo riješiti drukčije.

[leonardo10]

U osnovnoj konfiguraciji imao je ukupno samo 4-5 čipova: procesor, ROM, 1 ili 2 SRAM-a i jedan ASIC (ULA - bipolarni gate array) duplo jednostavniji (2000 serije) od onog u također jednostavnom Spectrumu. Stvarno manje ne može. A bolje uz iste komponente?

Zapravo je riječ o nasljedniku ZX80 koji je uz procesor i memoriju umjesto ASIC-a imao negdje 18 TTL čipova. No ULA u ZX81 ne zamjenjuje samo njih nego još recimo 5-6 dodatnih koje omogućuju tzv SLOW način rada. I tu se stvari počinju komplicirati.

Navedeni ZX80 koristio je Z80 za generiranje video timinga i svih adresa, to je značilo da je kad bi procesor radio nešto drugo video izlaz - nestao. Ni slike, ni synca, ničeg. Može se na youtube vidjeti kako to izgleda.

U ZX81 to je postao tzv FAST način rada. U za oči ugodnijim SLOW načinu rada za vrijeme iscrtavanja bordera 8-bitni brojač u ULA je za vrijeme “border” perioda dijeljenjem CPU clocka sa 207 generirao Hsync (taman između onog za 50 i 60 Hz TV) i NMI za Z80 koji je dio tih 64 us brojao linije, a dio radio nešto korisno.

E sad, još iz ZX80 dizajna već postoji 3-bitni brojač (osam linija unutar karaktera) koji se pak koristi samo za vrijeme “paper” perioda.

Zar ne bi imalo više smisla da video radi na način da sve vrijeme rade oba brojača, ovaj 8-bitni generira adresu karaktera pa se ne mora koristiti Z80 registar za to? I onda je NMI svakih OSAM linija, ostavlja mogućnost da CPU nešto radi za vrijeme “paper” perioda - brži SLOW mod, mogućnost generiranja zvukova frekvencije 2 kHz/n (dovoljno za neke zvučne efekte)?

Je li netko već razmišljao o tome?

[leonardo10]

Uspjeh mnogih modela računala bio je direktno ovisan o izboru RAM memorije, a tu je dosta uloge imala i sreća jer su trendovi, dobavljivost i cijene često bile nepredvidljive. Vidjeti slučaj NASCOM recimo.

Tamo kad su se pojavili mikroprocesori DRAM se tek probijao. SRAM je dominirao zbog lakoće implementacije, tako da je bilo dosta neuspješnih pokušaja dizajna kartica za S100 platformu. Osim potrebe za osvježavanjem, mana DRAM-a bilo je zahtjev za nekoliko napona napajanja (obično -5, +5, +12) apliciranim u točno određenom rasporedu pri paljenju - inače se čip mogao uništiti - što nije bilo trivijalno za puno neiskusnih firmi koje su ulazile u industriju.

Drugi problem je bio postojanje dva standarda - na kraju je prevladao Mostekov, s multiplexiranim adresama. Prvi uspješni pristupačni sustavi (Apple II, TRS80, Commodore PET) su ga koristili u 4k i 16k varijantama.

A onda je došao 64k DRAM i promijenio puno toga. Najvažnije je prelazak na jedan napon napajanja, jer su potrebni dodatni interni potencijali generirani sklopom (charge pump) unutar čipa. Jedna od posljedica tog pristupa je da su 64k čipovi bili sporiji od 16k ekvivalenata, 120 ns čipovi postali su pristupačni tek 84-85. Ali zato su imali brži “page mode” nego prethodnici, o implikacijama cijele te page mode priče u drugom postu.

Naravno problem je u početku bila njihova cijena. Firma koja se kladila na brz pad cijene (rat koji su poveli japanski proizvođači) bila je Commodore, i C64 postao je najprodavaniji model računala ikad.

Tome je pomogla i dugovječnost (C64 se u osnovi nepromijenjen prodavao nekih 11-12 godina) - nakon strelovitog pada sredinom osamdesetih došlo je do rasta cijena memorije (carine i nedostaci kapaciteta), pa su po svemu superiorna 16-bitna računala s većim memorijama teško konkurirala i tako komodorcu produljila životni vijek.

Apple II je redizajniran na vrijeme (IIe, IIc), dok jedan Spectrum nije, pa je jedno vrijeme kupovao za više svojih 48k više nego konkurenti za 64k (dapače neko vrijeme je isporučivan sa ugrađenih i neiskorištenih 80k jer 32k tj. poluispravnih 64k nije više bilo) plus dodatni naponi, logika… kad je (prekasno) izašla 128-ca koja je koristila 64k već je Cliveu pomalo bilo dosta te priče pa se i uskoro povukao iz nje, a Amstrad je imao neku svoju ideju što bi Spectrum trebao biti.

[leonardo10]

U doba u kojem pričamo zapravo je bilo
YU, ali bih konciznosti radi zasad preskočio Galaksiju, Pecom 32 i ostalo i fokusirao se na ORIGINALNE dizajne nastale u Hrvatskoj.

Po mom skromnom mišljenju tu spadaju samo Galeb (koliko je njih uopće proizvedeno?) i naročito Orao kojeg ste možda sretali po školama. Naravno ideje “posuđene” odasvuda, možda najviše od Ohio Scientific / UK101, editor s kopiranjem umjesto insertiranja iz Acorn BBC (posljedica korištenja grafičkog moda zbog kojeg je dosta firmwarea izvorno napisano), ali i takav amalgam je određenj originalni dizajn, a korištene su i neke moderne komponente poput 8K SRAM-ova.

Ivel-ovi produkti pak nisu bili čak ni klonovi kako sam nekad mislio. Uzmeš matičnu i diskove iz Tajvana, kućište nekog terminala iz Mađarske, što je tu originalno, nešto firmwarea? Baš je bilo razočaranje kad sam prvi put vidio o čemu je tu zapravo riječ.

Znate li vi za neko drugo računalo proizvedeno u HR koje nije čista kopija (autorizirana ili ne) nečega izvana?

[Velo C. Raptor]

leonardo10 kaže:

- Što se tiče fikcije, može se napisati neki ŠBBKBB, tj. da li se iz današnje perspektive - ali s TADAŠNJOM tehnologijom i zrelošću branše - nešto moglo napraviti optimalnije

1. ŠBBKBB... umjesto da kupi Amigu, Commodore nastavlja razvoj svog C900 modela i tako donosi prvi jeftini UNIX PC na trziste. Bilo bi zanimljivo vidjeti alternativnu povijest PCa da se je to bilo dogodilo. U tom slučaju, Amiga bi izišla pod Atariem, ST ne bi nikad postojao(U biti, ST je obiteljski vezan za Commodore C900 jer je nešto ekipe iz Commodorea prešlo u Atari kad su otkazali C900 i tamo su sudjelovali u dizajnu STa - Dave Haynie, jedan od dizajnera C128, tvrdi da je ST baziran na C900). Jest da je C900 imao malo neobican procesor u vidu Ziloga Z8000, ali kontam da se je u iducim generacijama moglo preci na nesto sire rasprostranjeno ili bi Z8000 postao novi 6502 - Commodore je razmišljao kupiti Zilog da su nastavili sa C900. Zilog je imao dosta napredan Z80000 CPU u razvoju, sa 256 k cachea , MMUom i podrskom za multiprocesor sisteme koji bi vjerovatno bio baza za iducu generaciju C900.

[leonardo10]

Hvala na upisu! Uf, koliko je ŠBBKBB meni u glavi…

Uvijek se pitam što bi bilo da Tramiel nije konkurirao svojoj bivšoj firmi, a i recimo Chris Curry (Acorn) Sinclairu…

Oko ovog što si napisao jedan detalj - po meni Z8000 ne bi mogao postati novi 6502 - jedan od razloga propasti Amige (tema nekog od idućih postova, užasno neskalabilan dizajn po mom mišljenju) je što MOS nikad nije savladao (odnosno investirao u) neki napredniji proizvodni proces - ECS, OCS, AGA… svi su bili na jako starom procesu za to doba - prejednostavni pa i preskupi. Zato su pred kraj sve radili kod HP-a, no kako nisu imali iskustvo fabless dizajna čipova dosta je to traljavo išlo u odnosu na one koji su s tim krenuli ranije.

Edit: da, i jesi li čuo da li je Mindset kako vezan s ST-om? Sličnosti su stvarno velike - rezolucije, refresh rate, paleta, blitter… i ST je taman dizajniran kad je Mindset propao

Po Wikipediji prije imaju zajedničke korijene, nego da su isti ljudi radili…

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Mindset_(computer)

[Velo C. Raptor]

Tramiel je izbacen iz svoje vlastite firme koju je osnovao, tako da je bio vise nego motiviran da se natjece protiv njih

MOS nije svladao naprednije proizvodne procese jer Commodore nije ulagao u njega. U biti, jos od Tramielove vladavine pa sve do kraja Commodorea '93/'94 glavna ideja Commodoreovih manadzera je bila "reži troškove". Jako malo je ulagano u išta, C64 i A500 su nosili kompaniju dok su mogli i onda je to bilo to. Jay Miner je htio izbaciti novi Amiga chipset svakih cca 2-3 godine... pa su ga otpustili.
Kad je Tramiel preuzeo Atari, i oni su slično funkcionirali. Šteta, jer realno gledano, Atari ST i Amiga su 1985 bili daleko najbolje mainstream platforme i imali su jako veliki potencijal. A što reci kad 1993 izbaciš kompjuter sa 32 bitnim CPUom i DSPom, a ostaviš 16 bitnu memorijsku sabirnicu
Da je netko sposoban vodio neku od te dvije kompanije, danas bi Apple vjerovatno bio fusnota u povijesti PC-a... Macintosh je, naprema STu i pogotovo Amigi, bio najobicnije smece. To je cak i Gasse rekao.

[leonardo10]

Je, slažem se, mislim da su u tim nekim situacijama emocije prevladale i biznis trpio.

Investicije u MOS… ne znam koliko bi se isplatile.

Apple su bogovi marketinga za većinu firmi, malo je to patilo dok je Jobs bio vani ali čim se vratio opet su ubijali. I da ove dvije platforme bile su bolje od Maca (ali i s dosta mana, o tome u nekim drugom postovima).

[leonardo10]

Kako vrijeme prolazi, čipovi i proizvodnja pločica sve su jeftiniji pa je ono oko njih relativno skuplje i traži optimizaciju. Evo kako je to Amstrad radio.

Kad su 1984. izašli sa CPC464, bili su etablirani proizvođač TV i audio opreme, s provjernim dobavljačima i proizvodnjom u Aziji. Pa su išli sa sustavom koji je uključivao kasetofon i monitor, nešto u čemu su imali itekako iskustva i volumen nabave. Takav je koštao otprilike kao C64 s kasetofonom - dakle monitor je bio “gratis” (zeleni; kolor ipak dosta više). A C64 je bio prilično optimalan dizajn i navodno margine na njemu tada (nakon cjenovnog rata s TI ‘83) nisu bile velike.

“Pamet” sustava bila je otprilike na nivou C64 - u nečem bolja, u nečem lošija - ali možda i zeru optimalniji dizajn: Z80A, 1xROM, 8xRAM, 6845, 3-AY-891x, 40-pinski gate array osrednje kompleksnosti, par SSI čipova. Je li baš sam trošak bio niži teško je reći, vjerojatno ne jer je Commodore radio čipove “in house” (sad tu ide ona accounting priča što sve ulazi u trošak, ima tu raznih pristupa).

Bilo je ušteda nevezanih za monitor (recimo izvedba Centronics i joystick konektora), ali glavne su došle od njegovog uključivanja. Što odmah otpada spajanjem na monitor, a što recimo C64 ima? Modulator. Plus dosta složeni PLL (čak 4 čipa u C64, uključujući ne baš jeftin VCO, 74LS629N), jer colour burst nije potreban. U nečem što nije C64 uz modulator možda nije PLL, ali je recimo dodatni oscilator, burst generator, PAL to YUV encoder itd.

Ali možda najveća ušteda je bio - PSU. Ne samo ispravljač nego i stabilizacija (7805 recimo). Kod CPC se koristi PSU unutar monitora - koji je zbog CRT ionako zahtjevan pa dodatnih par ampera na 5V ne povećava bitno kompleksnost ni trošak.

Iako ovaj pristup nije bez mana (recimo kad je lansiran 664/6128 sa diskom koji je tražio i +12V trebao je drukčiji monitor) uštede su bile tolike da je isti koncept napajanja iz monitora korišten i u PCW i u par generacija Amstrad PC-eva gdje je osim bitno kompleksnije elektronike i floppy-a trebao napojiti i hard disk i pokoju karticu - oba su imali atraktivnu cijenu i prodavali se izuzetno dobro.

A što se tiče Commodore-a kojeg sam se ranije dotaknuo i video signal strane priče… oni su A1200 isporučivali s jedva dovoljnim dediciranim PSU-om, a modulator su stavili kao standard, umjesto opciju kao u A500 koja je imala SCART i vanjski modulator, u vrijeme kad SCART osim u Francuskoj nije imao skoro nitko. A1200 je izašla 1993, taman u vrijeme kad je SCART bio u velikoj većini novih televizora, a i solidnom dijelu instalirane baze. Zašto su oni u tom trenutku odlučili napraviti korak nazad i ugraditi modulator, koliko god jeftin bio, stvarno mi nije jasno.

[Velo C. Raptor]

leonardo10 kaže:

Je, slažem se, mislim da su u tim nekim situacijama emocije prevladale i biznis trpio.

Investicije u MOS… ne znam koliko bi se isplatile.

Isplatile bi se. Moras uzeti u obzir da su, po broju usera, sve do kraja 80ih MOS6502 i njegove izvedenice, bile the daddy PC trzista. Ne x86, ne Z80, ne 68K i sl... I tu nisu samo Commodore kompjuteri, vec i cijeli niz klonova, Atari, Acorn u UKu, Apple i sl... dakle, ogromna instalirana baza korisnika.
MOS je vec krajem 70ih i pocetkom 80ih bio poceo raditi na 16/32 bitnoj ekstenziji 6502 dizajna koja je mogla biti baza za nove dizajne koji bi bili kompatibilni sa velikom bazom softwarea koja je vec postojala za 6502.

[leonardo10]

Više sam mislio na investicije u proces, finije maske… to je teško isplatiti čak i na Commodore volumenima.

A nisam siguran ni da je arhitektura imala tako svijetlu budućnost. Jedino je Apple II GS ostavio traga. Mogu se složiti da bi nasljednici vjerojatno bili bolji da je sam MOS a ne WDC radio na njima.

Ali onda ne bismo imali ARM (projekt započeo nakon posjeta WDC - ako mogu oni možemo i mi), najuspješniji procesor na svijetu. Koji je ionako spiritualni sljedbenik 6502.

Iz mog iskustva preveliko inzistiranje na kompatibilnosti je ograničavajuće i prije ili kasnije trebaš napraviti “clean cut” i neke emulacije.

Recimo NEC v20 je imao brzi 8080 mode koji nitko nije koristio. Svi su ga koristili kao brzi 8088. A prije spomenuti ARM je u inačici 3 već vrtio 6502 kod brže nego bilo koji 6502 (osim onih Apple II sa ZipChip odnosno cacheom).

[Velo C. Raptor]

leonardo10 kaže:

Više sam mislio na investicije u proces, finije maske… to je teško isplatiti čak i na Commodore volumenima.


A nisam siguran ni da je arhitektura imala tako svijetlu budućnost. Jedino je Apple II GS ostavio traga. Mogu se složiti da bi nasljednici vjerojatno bili bolji da je sam MOS a ne WDC radio na njima.

Ali onda ne bismo imali ARM (projekt započeo nakon posjeta WDC - ako mogu oni možemo i mi), najuspješniji procesor na svijetu. Koji je ionako spiritualni sljedbenik 6502.

Iz mog iskustva preveliko inzistiranje na kompatibilnosti je ograničavajuće i prije ili kasnije trebaš napraviti “clean cut” i neke emulacije.

Recimo NEC v20 je imao brzi 8080 mode koji nitko nije koristio. Svi su ga koristili kao brzi 8088. A prije spomenuti ARM je u inačici 3 već vrtio 6502 kod brže nego bilo koji 6502 (osim onih Apple II sa ZipChip odnosno cacheom).

originalna arhitektura je, IMHO, vise manje nebitna. Pogledaj x86 danas, još uvijek ako treba mogu izvoditi 16 bitni kod nativno A ta "prtljaga" koju nose je tako malen postotak tranzistora da je danas nebitna.
Mislim da bi bilo dobro za Commodore da su nastavili razvijat 6502 obitelj, jer, kao sto sam rekao, imali su trziste.
Gledaj, da su ranih 80ih imali rentabilan 16/32 bitni 6502, jel je IBM mozda mogao izabrati njih a ne 8088? Tko zna... Bi li uopce bilo Macintosha da je Apple II imao nativnu 16/32 bitnu inacicu.... hm, sumnjam.
a sama obitelj 6502 se dosta dugo masovno proizvodila, citao sam da ih je Toyota do relativno nedavno koristila u svim autima.

[Velo C. Raptor]

pa nije Gould bio problem, Tramiel je tu kompaniju otjerao u propast jer nisu dovoljno ulagali u R&D - kad su njega izbacili, nastavili su istom putanjom... vise sreca nego pamet sto su kupili Amigu - Amiga 500 i dobra prodaja Commodorea 64 kroz citave 80te ih je spasila od ranijeg bankrota. Software je isto bio debelo zanemaren, pa cijeli AmigaOS za Amigu 1000 je prakticki napisao samo jedan čovjek I to je morao zbrckati jer nije bilo vremena. C64 i C128 nikad nisu dobili "sluzbeni" GUI OS, samo kroz third party developere. Još jedna promašena prilika.

[Velo C. Raptor]

BTW, trenutno se dvoumim da li ili ne uzeti Amigu 4000T. Našao sam jednu sa 040 karticom i 16 MB RAMa. Volio bi napraviti ultimativnu Amigu sa overclockanim 68060, ove zadnje revizije idu na 100-110 MHz stabilno

[leonardo10]

Pa Gould je bio iznad Tramiela i valjda odobravao poslovne planove, gdje definitivno spada i plan investicija…

Ja bih ipak rekao da je Jack ostavio
Commodore u solidnom stanju (financijskom i resursnom, gledano u kontekstu uništene konkurencije i market sharea). To što su oni poslije oko low cost TED čipa napravili nekompatibilnu konkurenciju vlastitom C64 zvanu +4, i u C128 nagurali svakakve gluposti teško da je njegova greška, kao i sve vezano uz Amigu.

A oko drugog posta - ako te veseli Inače, zanimaju li te uopće druge platforme osim Commodorea?

[Velo C. Raptor]

leonardo10 kaže:

Pa Gould je bio iznad Tramiela i valjda odobravao poslovne planove, gdje definitivno spada i plan investicija…

Ja bih ipak rekao da je Jack ostavio
Commodore u solidnom stanju (financijskom i resursnom, gledano u kontekstu uništene konkurencije i market sharea). To što su oni poslije oko low cost TED čipa napravili nekompatibilnu konkurenciju vlastitom C64 zvanu +4, i u C128 nagurali svakakve gluposti teško da je njegova greška, kao i sve vezano uz Amigu.

on je počeo devastaciju u MOSu a i u Commodoreu... On nije bio tip za voditi informaticku kompaniju u 80ima, da budemo iskreni. On je bio dobar po pitanju pricinga komponenti, ušteda i sl... ali o kompjuterima nije znao puno.

A oko drugog posta - ako te veseli Inače, zanimaju li te uopće druge platforme osim Commodorea?

naravno. Atari, Schneider/Amstrad, Sharp X68000(nikad vidio ni taknuo, al volio bi), Acorni sa ranim ARM chipovima. Volio bi probati i Ivel z3.

Al na Commodoreu sam odrastao, stoga sam skloniji njemu kao primarnom interesu.

[leonardo10]

A čuj on je kupio MOS, za njegovo vrijeme su razvijeni VIC I & II, SID… važnost softwarea u to su vrijeme potcjenjivali gotovo svi.

Baš bi me zanimao podatak koliko je ukupno ljudi u Hrvatskoj uopće čulo za Sharp X68000

[Velo C. Raptor]

leonardo10 kaže:

A čuj on je kupio MOS, za njegovo vrijeme su razvijeni VIC I & II, SID… važnost softwarea u to su vrijeme potcjenjivali gotovo svi.

Baš bi me zanimao podatak koliko je ukupno ljudi u Hrvatskoj uopće čulo za Sharp X68000

da, on je kupio MOS, i onda otjerao sav talent i uložio sicu. On je bio dobar trgovac, ništa više.

zaljubljenici u kompjutere vjerovatno jesu culi za X68000. Vrlo zanimljiv sistem, možda ponajbolja 2D grafika ikada i odličan zvuk.


BTW, da ne zaboravim i NeXt. Vjerovatno najbolji proizvod koji je Jobs napravio u kategoriji PCa.

[Velo C. Raptor]

BTW, na nuškalu se trenutno nudi i jedan Falcon 030

[UrchinStar47]

roff je typesetter kojim je službeno opravdan UNIX projekt (pravi razlog su bile igrice, spacewar konkretno).