Про Motorola, IBM, DEC, ...

[litwr]

В ветке про УКНЦ и ДВК возникла тема и про другие системы. Решил вынести её в отдельный тред.

Интересно, что по скорости 1801ВМ2 и 1801ВМ3 соотносятся друг к другу примерно как и мотороловские 68020 и 68030 - ещё одна неожиданная связь между этими архитектурами. Могу предположить, что если бы мотороловцы более последовательно заимствовали архитектуру DEC и не переворачивали подобно мейнфреймам IBM порядка байт, то у них дела пошли бы лучше. А так получилась наглядная иллюстрация к пословицам про двух непойманных зайцев или два неотсиженных стула.

Да это как посмотреть, одним так удобно, другим иначе.

В 32-разрядной архитектуре того времени разницы немного, но мотороловцы тупо её копировали даже на свои 8-битные процессоры, где BE являлась заметным тормозом в операциях сложения и вычитания. В их лучшем процессоре 68000 этот тормоз заметить сложнее, но он там тоже есть в этих же операциях.

680х0 не состоялись потому, что миру оказались не нужны два различных микропроцессора для компьютеров, а конкуренцию с i386 они не выдержали по вполне понятным причинам - писюк победил всех конкурентов. Интеля, кстати, тоже облажались - когда назрел переход на 64 разряда, могли бы подсуетиться и предложить свой IA-64, всего-то и делов, что доработать этому IA-64 совместимость с i386, так нет, дождались, что AMD предложили свой 64-разрядный вариант, и он стал основным. И все. Пройдет еще 5-10 лет и архитектура IA-64 будет забыта так же, как и 860х0 и iAPX432.

Могу вам указать человека, который с первой половины 80-х возможно только из личного энтузиазма много пиарил 68000 и от которого пошло мнение, близкое к Вашему, - http://suddendisruption.blogspot.com...tive_5926.html - этот человек сделал реально очень хороший компьютер - https://en.wikipedia.org/wiki/SAGE_Computer_Technology - благодаря, которому, в частности, появилась знаменитая Амига. Но этот компьютер хотя и был раза в 3 быстрее первых РС, но появился на год позже, не имел графики, не мог использовать сопроцессор или виртуальную память, был дороже. Появление 80286 и провал мотороловцев с 68020 и 68030, особенно заметный после появления 80386 и ARM, заставили производителей компьютеров искать альтернативу 68к. Sun начала делать свои Спарки, Silicon Graphic - MIPS, а сама Моторола вместе Аплом и Айбиэмом перешла на PowerPC. Кстати, сам Род, хотя так и не отказался от веры в 68000 своих лучших лет, но в новом поколении компьютеров Sage - Stride стал использовать что-то другое, а что, так и не смог найти - какое-то VME.

Конечно, 68000 был в целом получше 8086. Но было немало "но", вот некоторые:

1) не было дешёвого 8-битного варианта, 68008 появился только в 1982 и был почти в два раза медленнее. Для сравнения 8088 только процентов на 30% медленнее 8086 из-за очереди команд;

2) персональные системы на 68000 стали доступны по ценам широким массам потребителей не ранее 1983-84. Системы на 68000 стали массовыми только с 1986 (Атари 520СТ), 1987 (Амига-500). Системы Unix для среднего уровня были популярны с первой половины 80-х, но это уже не для масс, а для пусть и небольших, но организаций - РС в этом секторе действовали на порядки успешнее;

3) 68000 не мог работать с виртуальной памятью - для этого требовался ещё один процессор (например, сам 68000 или z80);

4) для 68000 не было мат. сопроцессора - для 8086/8088 был;

5) на задачах обработки байтовой информации (текста) 8086 мог обгонять 68000 на той же частоте.

И причем тут РС? Аплы 2 отлично шли, но задержка с появлением 65816 до 1983, а затем нежелание создавать конкуренцию Макинтошам, закрыли эту серию. Сами Макинтоши также вполне уверенно конкурировали с РС и только провал Моторолы с процессорами создали для них большие проблемы. А были ещё вполне успешные Амиги и Атари СТ. Реальный пример провала мотороловцев: дешевая 32-битная Амига-1200 появилась только в конце 1992 с 68020 на 14 МГц, когда пользователи могли за меньшую цену взять ПК с 80386 на 25-33 МГц с 1991. Архимедам не хватило финансовых ресурсов для выхода на мировые рынки и в Акорн решили ими пожертвовать для продвижения АРМа и пойти на сделку с Апл. PowerPC также были во вполне успешных ПК и только отставание от Интел к середине нулевых заставило Апл перейти на х86.

[Advertiser]

[AFZ]

Отвечаю по пунктам.
1. 8-битный вариант, в общем-то, и не особенно был нужен. Где-то в сети бродило фото IBM-овского терминала для их мэнфреймов на процессоре 8085, который после небольшой переделки и стал первым писюком. То есть, Межделмаш сделал этот писюк "на от...вали", не прикладывая к этому особых усилий. Что неудивительно: руководство IBM искренне считало, что ПК - это модная игрушка, мода пройдет, а мэйнфреймы были, есть и будут! Поэтому его не стали и патентовать - напротив, выложили всё, клонируй, кто хочешь! Хорощо, хоть поставили туда 16-разоядный 8088, который, как раз, и был сделан для прямой замены 8085. Мы уже прикидывали: поставь туда 68000, машинка была бы баксов на 500-700 дороже. Ну и что? Весь мир ждал, какую персоналку предложит IBM? Было множество народу, кто заплатил бы и дороже; клонмейкеры стояли на низком старте... Это не досужие измышления, я тогда (в 80-м) регулярно читал журнал "Электроника" (перевод американского "Electronics"), атмосфера в отношении ПК была именно такая.

2. Большое количество клонов IBM PC и высокая конкуренция среди клонмейкеров стимулировали увеличение производства компонентов для IBM PC и снижение цен на них. Спрос на Мотороллеры был существенно меньше, соответственно и наращивать производство и разрабатывать новинки Моторола не особенно торопилась. И это запаздывание на 2 года на старте привело к тому, что гонку выиграть не удалось.

3. 8088 и 8086 тоже не могли работать с виртуальной памятью. И, вроде-бы, 80186 тоже не мог.

4. Опять же, не было спроса.

5. Сложный вопрос - мог обгонять, мог не обгонять, да и частота для CISC - понятие растяжимое...

Сами Макинтоши также вполне уверенно конкурировали с РС

Ага. В Штатах. А во всем мире из 10 ПК 9 были писюками и 1 Маком.

PowerPC также были во вполне успешных ПК и только отставание от Интел к середине нулевых заставило Апл перейти на х86.

Так о чем я и говорю: все компьютерные архитектуры, кроме х86/АМД64 бесперспективны. Так же, как и все мобильные, кроме АРМ.

[Lethargeek]

1) не было дешёвого 8-битного варианта, 68008 появился только в 1982 и был почти в два раза медленнее.

притом, что и "полноценный" 68000 довольно нетороплив

3. 8088 и 8086 тоже не могли работать с виртуальной памятью. И, вроде-бы, 80186 тоже не мог.

...а 80286 - "лучше бы не мог"

[S_V_B]

Многие компромисы от х86 неплохо бы вписались в архитектуру DEC (например обращение к половинкам регистров, сегментные регистры.. не говоря о всяких цикличных плюшках и PUSHA POPA)

[litwr]

Отвечаю по пунктам.
1. 8-битный вариант, в общем-то, и не особенно был нужен. Где-то в сети бродило фото IBM-овского терминала для их мэнфреймов на процессоре 8085, который после небольшой переделки и стал первым писюком. То есть, Межделмаш сделал этот писюк "на от...вали", не прикладывая к этому особых усилий. Что неудивительно: руководство IBM искренне считало, что ПК - это модная игрушка, мода пройдет, а мэйнфреймы были, есть и будут! Поэтому его не стали и патентовать - напротив, выложили всё, клонируй, кто хочешь! Хорощо, хоть поставили туда 16-разоядный 8088, который, как раз, и был сделан для прямой замены 8085. Мы уже прикидывали: поставь туда 68000, машинка была бы баксов на 500-700 дороже. Ну и что? Весь мир ждал, какую персоналку предложит IBM? Было множество народу, кто заплатил бы и дороже; клонмейкеры стояли на низком старте... Это не досужие измышления, я тогда (в 80-м) регулярно читал журнал "Электроника" (перевод американского "Electronics"), атмосфера в отношении ПК была именно такая.

2. Большое количество клонов IBM PC и высокая конкуренция среди клонмейкеров стимулировали увеличение производства компонентов для IBM PC и снижение цен на них. Спрос на Мотороллеры был существенно меньше, соответственно и наращивать производство и разрабатывать новинки Моторола не особенно торопилась. И это запаздывание на 2 года на старте привело к тому, что гонку выиграть не удалось.

3. 8088 и 8086 тоже не могли работать с виртуальной памятью. И, вроде-бы, 80186 тоже не мог.

4. Опять же, не было спроса.

5. Сложный вопрос - мог обгонять, мог не обгонять, да и частота для CISC - понятие растяжимое...

Ага. В Штатах. А во всем мире из 10 ПК 9 были писюками и 1 Маком.

Так о чем я и говорю: все компьютерные архитектуры, кроме х86/АМД64 бесперспективны. Так же, как и все мобильные, кроме АРМ.

По пунктам на пункты.

1. Однако, рынок 8-биток был очень прибыльным до конца 80-х, хороший пример этому - Амстрады. 16-битники стали заходить в массы только со второй половины 80-х. Поэтому доступность IBM PC по цене была существенным плюсом. Повторю, машин по сходным ценам на 68000 не было до середины 80-х. 8085 в терминале - что тут необычного, его и делали как перефирийный процессор в частности для терминалов. Он хорошо пошёл с VT102 и другими. IBM использовало его в своём предписи от 1981 Data Center - весьма солидный компик - они его и поддерживали несколько лет, но память дешевела и использовать банкование стало несолидно. Считаю, что первый ПК сделали всё-таки в Ванге, в году 72. Потом IBM сделало что-то в чемодане - похоже на ПК - они его так и называют сейчас. И только потом возник Возняк. Апл сделало Лизу в 1982 на 68000 - получился динозавр за $10000 - не пошло. Дешевле не получалось - дешёвая электроника была тогда ещё 8-битная. Если бы IBM сделали плохой ПК - он бы не пошёл, у них было полно провалов, начиная с PCjr и PS/2. PC получился отличный, а открытая архитектура дала этой архитектуре неожиданные возможности. Что там IBM считало - штука тёмная - всё-таки эта огромная корпорация с огромными возможностями и резервами. Знаете наверное, что главный конструктор IBM PC странно погиб вскоре после успеха своих ПК? Фактически IBM сыграла на Интел, но Интел реально предлагала лучшие и оригинальные процессоры для своего времени. А Моторола постоянно склонялись к копированию, в частности, DEC - архитектуры начала 70-х.

2. О том и речь. Отстали. Сначала было слишком дорого, а потом Интел сделала 80286 и писи пошли массами.

3. Тут непростой вопрос. Сегментая память даёт пусть и неполноценное, но какой-то управление памятью. Архитектура DEC PDP11 и предполагала сегменты по 64К. Это позволяет сравнительно просто перенести на 8088 Unix при ограничении 64К на процесс. Было довольно много систем на 8088/86 под варианты Юникса, но они не стали массовыми.

4. Не понял. Для графики (3Д вообще немыслима без сопра) и многих бизнес-приложений сопёр штука необходимая. Это очень серьёзный минус для офисного ПК.

5. Посмотрите как 68000 работает с байтами и всё станет ясно.

До начала 90-х было много разных ПК. Макинтоши стали отставать по быстродействию из-за тормознутости 68к с середины 80-х, а PowerPC появился уже только к середине 90-х. Было потеряно более 5 лет - за это время клоны РС заняли очень крепкие позиции. АРМ, конечно, был крут, но завязли в сложностях мировых рынков - очередной раз Америка побила британцев с их вроде бы лучшими позициями.

притом, что и "полноценный" 68000 довольно нетороплив


...а 80286 - "лучше бы не мог"

Всё ж заметно побыстрее 8088 и 8086 - компьютеры Sage тому пример. Кстати, в Амиге 500 процессор использует только половину тактов, т.е. реально работает на 3.5 МГц, остальное шло на видео. Поддержку быстрой памяти добавили только в А1200, но саму быструю память надо было покупать отдельно. В PC вся память всегда была быстрой.

Это вы повторяете Билла Гейтса. Типа не для ДОС. Но с 80286 на PC пошёл полноценный Юникс - Зиникс - это тогда много значило.

- - - Добавлено - - -

Многие компромисы от х86 неплохо бы вписались в архитектуру DEC (например обращение к половинкам регистров, сегментные регистры.. не говоря о всяких цикличных плюшках и PUSHA POPA)

У вас в списке много бекашек - помогли бы с тестированием по пи-затвору. Пожалуйста. Было бы интересно сравнить разные БК, УКНЦ. А архитектура x86 вполне неплохая, у всех конкурентов кроме АРМ была похуже, но АРМ начали с чистого листа, а х86 тащили и тащат за собой совместимость.

[Lethargeek]

Это вы повторяете Билла Гейтса. Типа не для ДОС. Но с 80286 на PC пошёл полноценный Юникс - Зиникс - это тогда много значило.

зиниксы-шмузиниксы быстро кончились, а костыли с дебильными дескрипторами остались

- - - Добавлено - - -

А архитектура x86 вполне неплохая, у всех конкурентов кроме АРМ была похуже,

звучит как "инвалид наш был бодрячком, и костыли у него лучше всех других костылей"

[blackmirror]

Lethargeek, начиная с 386 можно спокойно делать плоскую модель памяти и забыть про сегменты. А что касается 286, кроме сегментов он не мог обратно в реальный режим вернуться, и от этого совместимость с досовскими программами страдала намного сильнее. Для OS/2 возврат в реальный режим пришлось делать через сброс и флаг в биосе что память чистить не нужно, а передать управление в OS/2.

[Lethargeek]

начиная с 386 можно спокойно делать плоскую модель памяти и забыть про сегменты.

да хоть с 486 - на формат дескрипторов спокойно даже просто смотреть нельзя

[Hunta]

MMU нужен в двух случаях:

- увеличение количества доступной памяти, когда из за архитектуры, промаха проектирования или привычки программистов писать раздутые программы памяти перестало хватать. Сегментные регистры 8086 - тот же MMU и попадают в эту категорию (16 битный адрес - это всего лишь 64 кб, а из за неудачной системы команд ещё и программы получались раздутыми)

- запуск нескольких процессов с возможностью защиты между процессами. При этом предполагается наличие в процессоре нескольких (как минимум двух) режимов работы разного уровня привилегированности, что бы обычные процессы не могли получить доступа к работе MMU. Очевидно, что в 8086 этого не было.

Возможность перемещать код в произвольное место - это, в первую очередь, возможность писать позиционно-независимый код. С крайне небольшими накладными расходами, на PDP-11 это возможно. Насколько это возможно на x86-x64, не могу сказать наверняка, но - известный факт - dll библиотеки в Windows линкуются с указанием базового адреса, при этом исходно Windows пытается отобразить загруженную библиотеку в адресное пространство процесса с этого же базового адреса и если это невозможно (в адресное пространство процесса уже отображена dll библиотека с этого же базового адреса) - windows по информации из dll библиотеки патчит код в памяти для работы с другого базового адреса. Не могу сказать, почему пошли таким путём в Windows, но могу предположить, что накладные расходы могли оказаться слишком большими или это вообще не возможно (на это намекает ещё тот факт, что, насколько мне не изменяет память, в x86-x64 нет относительных переходов на произвольное расстояние, в то время как в PDP-11 таких возможностей аж две - короткий переход - основной плюс - команда в одно слово и длинный переход). Так же не могу сказать, как обстоят дела с аналогом dll библиотек в unix-подобным системах.

Да, сегментные регистры, а точнее возможность префиксом для команды указать использование другого сегментного регистра - это интересная и в ряде сценариев удобная возможность, но - их роль в сценарии по умолчанию (то есть когда префикс не используется) достаточно узко специализированная и их не такое большое количество (в исходном 8086 всего 4, причём только 3 используется по умолчанию), при этом, если требуется использовать другой блок памяти - нужно всё равно явно грузить и уж ни о какой защите на изменение содержимого регистра речи не идёт.

Если посмотреть на модель MMU в PDP-11 - во первых их больше (7+1), во вторых они универсальны (и только в определённых моделях была реализована специализация, но при этом и количество регистров увеличилось до 15+1), в третьих - их легко защитить от неконтролируемой смены (и есть контролируемый ОС процесс изменения), так же, как и в 8086 есть необходимость явной загрузки. Ну и минусом можно записать, что для команды нельзя указать префиксом - какой регистр (регистры) будет(будут) использоваться.

- - - Добавлено - - -

Вдогонку. С M68k работать не приходилось, сказать ничего не могу, на ассемблере x86-x64 много писать не приходилось, но после удобной системы команд PDP-11 - считаю крайне не удобным. А также - тот же самый (по функционалу) код на PDP-11 получается гораздо короче - спасибо и системе команд и режимам адресации. В своё время для меня было до некоторой степени шоком, что такая ограниченная по возможностям и однозадачная система MS-DOS требовала для себя столько памяти, при том что первые версии были так же написаны на ассемблере. Это то же о чём то, но говорит.

[blackmirror]

в x86-x64 нет относительных переходов на произвольное расстояние

Условные переходы в x86 изначально были со смещением в байт, для перехода в пределах сегмента нужно было делать обход команды безусловного перехода по инверсному условию. Хотя при смещении размером в слово были и абсолютные и относительные формы переходов и вызовов подпрограмм. Для дальних переходов с перезагрузкой сегментного регистра адрес уже всегда абсолютный.
Начиная с 386 в систему команд добавили условные относительные переходы со смещением размером в слово, то есть сам код сделать позиционно-независимым легко. Проблема только в лежащих внутри него данных, поскольку единственный способ узнать текущий IP это call на команду pop.
Для x86-64 добавили режимы адресации позволяющие читать данные относительно IP, то есть там проблем с позиционно независимым кодом нет вообще, за исключением того, что смещение всего 4 байта и далее +-2Гб данные не достанешь. Кстати все арифметические команды с константами тоже принимают 4 байта, знаково или беззнаково их расширяя. Единственное что можно сделать с 8 байтной закодированной в команду константой, это загрузить её в регистр.