{"id":17352,"date":"2024-03-21T18:48:14","date_gmt":"2024-03-21T17:48:14","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=17352"},"modified":"2024-03-22T09:32:35","modified_gmt":"2024-03-22T08:32:35","slug":"8-bitter-mit-24-bit-adressierung-eine-verpasste-chance","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2024\/03\/21\/8-bitter-mit-24-bit-adressierung-eine-verpasste-chance\/","title":{"rendered":"8 Bitter mit 24 Bit Adressierung \u2013 eine verpasste Chance"},"content":{"rendered":"
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Ich nehme an, viele der älteren Blogleser haben in den Achtziger einen Heimcomputer gehabt, Geräte wie der C64, die CPC Serie oder Sinclair Spectrum (um nur die am weitesten verbreiteten Marken zu nennen, es gab noch unzählige andere) waren selbst noch populär als Heimcomputer mit 16 Bit gab. Erst Anfang der Neunziger Jahre sanken die Preise von PC aber auch Amigas und Ataris soweit, das es keinen Sinn machte einen 8 Bitter zu kaufen.
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\nKurz: die 8-Bit Rechner hatten ein langes Leben, es hätte meiner Ansicht nach noch länger sein können, wenn ihr Adressspeicher größer gewesen wäre. Die drei populärsten 8 Bit Prozessoren und ihre Nachbauten\/Nachfolger (Intel 8080<\/a>, Mos 6502 und Motorola 6800) hatten alle einen 16 Bit Adressbus, konnten also 216<\/sup> = 65536 Bytes adressieren. Der Adressbus eines Prozessors muss nicht zu seinem Datenbus passen und der wiederum nicht zur internen Registerbreite. Der erste Mikroprozessor Intel 4004<\/a> hatte einen 12 Bit Adressbus bei 4 Bit Datenbus. Der Intel 8086 hatte 16 Bit Datenbus und 20 Bit Adressbus, die Motorola 68000 16 Bit Daten- und 24 Bit Adressbus. Nur bei der 32 Bit Generation war es so, dass Daten und Adressbus gleich groß waren, aber bei den aktuellen Prozessoren gilt das auch nicht mehr. Intels iCore 13600 Prozessor unterstützt z.B. maximal 192 GByte RAM, das sind 38 Bits. Das gilt übrigens auch für Großrechner. Es ist nicht unbedingt \u201enatürlich\u201c, dass es bei 8 Bittern so 16 Bit für den Adressbus sind.<\/p>\n

Doch wie kam es dazu?<\/p>\n

Als die ersten 8 Bitter erschienen, waren Mikroprozessoren noch etwas relativ neues. Intels 4004 und Texas Instruments TMS 1000 erschienen 1971. Intels erste 8 Bit Prozessor, allerdings mit einem kruden Design<\/a> erschien 1972. Die 8 Bitter folgten dann relativ schnell aufeinander: Intel 8080 und Motorola 6800 erschienen 1974, der MOS 6502 kam im Jahr 1975 und der Zilog Z80 folgte 1976. Danach setzten die Firmen eben wegen dieser schnellen Entwicklung gleich auf die nächste Generation: Intels 8086 erschien 1978, Motorolas 68000<\/a> 1979 und Zilogs Z8000 ebenfalls 1979. Wenn es neue 8 Bitter gab, so waren sie graduelle Verbesserungen wie der 6802 oder 6809 von Motorola, oder der Intel 8085<\/a>.<\/p>\n

Am Adressbus wurde nichts mehr geändert und der entstand in diesen Prozessoren eben zwischen 1974 bis 1976. 1974 erschien das 4 Kbit DRAM, üblicher war damals aber noch die Vorgängergeneration mit 1 Kbit Kapazität. Mit 4 Kbit RAM, die 512 Byte speichern können, braucht man aber 128 RAM-Bausteine um den Speicher voll auszunützen. Das ist dann nicht mehr die Platine eines Heimcomputers, auch weil der Speicher 1974 noch teuer war. Noch drei Jahre später, als es schon 16 Kbit RAM gab, kostete das Aufrüsten eines Apple II <\/a>(der erste Rechner, der es erlaubte den Speicherausbau voll zu nutzen) mehr als die Basisausstattung des Apple II mit 4 KByte.<\/p>\n

So verwundert es nicht, dass die Firmen sich auf 16 Adressbits beschränkten. Bis man diesen Adressraum voll ausnutzen würde, würde es Jahre dauern und dann gäbe es schon die Nachfolgenegation mit 16 Bit, wer sollte dann noch einen veralteten 8 Bitter kaufen? So war dem auch. Die ersten 8 Bit Rechner die 64 KByte RAM hatten, erschienen erst nach den ersten 16-Bit-Prozessoren und bis 64 KByte auch für Heimcomputer erschwinglich waren sollte es noch bis 1983\/84 dauern, da stand schon die 32 Bit Generation in den Startlöchern. Aber es kam anders: die Firmen meinten, ihre Prozessoren würden in der Industrie für Steueraufgaben eingesetzt werden. Das jemand auf einem 8-Bit-Prozessor eine Anwendung nutzen würde wie Textverarbeitung, Datenbanken oder Tabellenkalkulation \u2013 all das gab es schon zu 8 Bit Zeiten – war für sie unvorstellbar.<\/p>\n

Es gab natürlich noch Nachfolger der 8 Bitter, die einen größeren Adressbereich boten, zumindest soweit ich weiß in der 6502 und Z80 Linie<\/a>, Motorola konzentrierte sich, nachdem sie nicht so viele 6800 Prozessoren absetzen konnten, darauf ihn als Mikrocontroller umzubauen und waren damit sehr erfolgreich: schon vor mehr als 20 Jahren konnte die Firma über 1 Milliarde verkaufter 68xx Mikrocontroller vermelden.<\/p>\n

Der Nachteil dieser Nachfolger war, dass sie nicht nur den Adressbereich erweiterten, sondern auch neue Features integrierten. Der HD64180 von Hitachi integriere serielle Schnittstellen, DMS, Timer, MMU und einiges mehr. Noch weiter ging der 65816 von Western Digital, der ein 16 Bit Ptrozessor mit 8 Bit Emulationsmodus war. Wie man aber schon an den Herstellern sieht: Die Entwickler Mos Technologies und Zilog hatten kein Interesse an einer Weiterentwicklung. Diese Prozessoren waren leistungsfähig, aber sie waren auch teuer und bei den 8 Bit Rechnern zählte eben vor allem der Preis.<\/p>\n

Ich will mal skizzieren, dass es durchaus möglich gewesen wäre, einen größeren Adressraum anzubieten. Prinzipiell gibt es dafür drei technische Lösungen. Alle drei erfordern weitere Adressleitungen oder einen gemultiplexten Adressbus, darauf komme ich noch zurück.<\/p>\n