Der Zilog Z80 ist 50 Jahre alt: Chronik der 8-Bit-Chips, die nicht sterben wollen

Fünfzig Jahre nach seiner Veröffentlichung wird der Zilog Z80 noch auf Bestellung produziert, läuft in Dutzenden freien Projekten und spukt noch immer durch die Emulatoren. Ein Rückblick auf den Chip, der unsere Kindheit geprägt hat.

Ein Teenagerzimmer, ein Kassettenrekorder, ein Z80

Wir erinnern uns alle, auf die eine oder andere Weise, an das Geräusch eines Kassettenrekorders, der ein Spiel lädt - die langen blauen und gelben Minuten auf einem ZX Spectrum, die mehrfarbigen Pixel eines Amstrad CPC oder die Startmelodie eines japanischen MSX. Was diese Maschinen aus drei verschiedenen Ökosystemen verband, war weder ihr Bildschirm noch ihre Tastatur noch ihr Land - es war ein kleines quadratisches Chip mit 40 Pins: der Zilog Z80.

Fünfzig Jahre nach seiner Veröffentlichung feiert der Z80 sein halbes Jahrhundert. Und es ist selten genug, um es zu erwähnen: Er wird noch produziert (Zilog hat das Ende des Lebenszyklus für 2024 angekündigt, aber Äquivalente wie der Z84C00 und Neuauflagen sind weiterhin erhältlich), er läuft in aktiven Open-Source-Projekten und versorgt eine Retro-Community, die sich weigert, ihn zu einem Museumsexponat zu machen.

Woher er kommt

Der Z80 kam im Juli 1976 auf den Markt. Er wurde von Federico Faggin, einem Italiener, entworfen, der früher bei Intel gearbeitet hatte, wo er die Entwicklung des 4004 und dann des 8080 geleitet hatte - den ersten allgemeinen 8-Bit-Mikroprozessor. Faggin verließ Intel 1974, gründete Zilog mit Ralph Ungermann und griff seinen ehemaligen Arbeitgeber auf seinem eigenen Gebiet an: Der Z80 ist binär kompatibel mit dem 8080 (er führt seinen Befehlssatz aus), erweitert ihn jedoch mit zusätzlichen Registern (die berühmten alternativen Register A', BC', DE', HL'), einer besseren Unterbrechungsverwaltung und vor allem einem integrierten DRAM-Refresh - der CPU kann den dynamischen Speicher ohne externe Schaltung steuern, was die Systemkosten halbiert.

Der industrielle Erfolg war sofort da. Der Z80 wurde zum Standard-CPU von CP/M, einem Betriebssystem, das bis zur Einführung von MS-DOS über den professionellen Mikrocomputer herrschte. Dann gelangte er in den Massenmarkt.

Die Maschinen, die ihn getragen haben

• Sinclair ZX80, ZX81, ZX Spectrum (Großbritannien, 1980-1982) - der Zugang zur Informatik für eine ganze europäische Generation zu unerreichten Preisen.
• Amstrad CPC 464, 664, 6128 (Frankreich/UK, 1984-1985) - der Familiencomputer mit Kassetten und dann Disketten, ein riesiges Software-Ökosystem.
• MSX / MSX2 (Japan, 1983 - Standard von ASCII und Microsoft Japan) - der Standard, der den japanischen Familien-Mikrocomputer vereinheitlichen sollte, getragen von Sony, Panasonic, Sanyo, Toshiba, Yamaha. Der Z80 war der obligatorische CPU des Standards.
• TRS-80 (USA, 1977) - der Tandy/Radio Shack-Computer.
• Sega Master System, Game Gear - Z80 für den Hauptprozessor.
• Sega Mega Drive / Genesis - Z80 als Audio-Coprozessor (Steuerung der Chips YM2612 und SN76489).
• Nintendo Game Boy / Game Boy Color - CPU Sharp LR35902, Kern inspiriert vom Z80 (nicht streng kompatibel, aber sehr ähnlich).
• Neo Geo Pocket / Pocket Color - Z80 für den Audiobereich.

Was er den Geeks hinterlassen hat

Der Z80 hat eine ganze Generation an Assembler herangeführt. Seine Architektur - einfache und lesbare Befehle, gut benannte Register, dokumentierte Maschinenzyklen - macht ihn auch heute noch zu einem pädagogischen Einstieg, um zu verstehen, was ein CPU ist. Projekte wie [Retro-CPU-Architekturkurs] verwenden fast immer entweder den Z80 oder seinen Cousin, den 6502, als Lehrunterstützung.

Lebendig: Das Homebrew-Ökosystem ist immer noch dicht. Hausgemachte MSX / Master System-Kartuschen kommen regelmäßig heraus. Emulatoren (Fuse für Spectrum, RetroArch für den Rest) erreichen die Zyklus-genaue Präzision. Moderne Z80-Karten existieren - der RC2014, eine Bausatzmaschine, inspiriert von den Mikrocomputern S-100 der 70er Jahre, kostet etwa 200-300 € und ermöglicht es, die Architektur durch Lötarbeiten zu erlernen.

Warum er nicht stirbt

Drei Gründe erklären die Langlebigkeit des Z80:

1. In der Industrie ist er immer noch in einfachen eingebetteten Systemen zu finden (elektronische Spielzeuge, TI-83/84-Taschenrechner, die auf einem Z80-Derivat laufen, günstige industrielle Steuerungen). Der unschlagbare Preis und das ausgereifte Werkzeug machen es teurer, einen Z80 durch einen ARM Cortex-M0 zu ersetzen, als es an Systemkosten spart.
2. In der Geek-Kultur hält die Demoszene, die Chiptune-Kreationen (der YM2612 des Mega Drive wird vom Z80 gesteuert), die Assembler-Code-Wettbewerbe in 256 Bytes - all das hält ein lebendiges Feuer am Brennen.
3. In der Erhaltung ist die ursprüngliche Zilog-Dokumentation vollständig, öffentlich und die Software von damals kann weiterhin auf modernen Toolchains (z88dk, sdcc) kompiliert werden.

Unser Tribut

Fünfzig Jahre sind mehr als das Berufsleben eines Ingenieurs. Es sind zwei Generationen, die ihrerseits gelernt haben, auf diesem kleinen Chip zu programmieren. Der Z80 ist das perfekte Gegenbeispiel zur geplanten Obsoleszenz: Er hat genau das getan, was man von ihm verlangt hat, richtig, und er macht weiter. Wir verdanken ihm - im wahrsten Sinne des Wortes - unsere ersten Programme, unsere ersten Fehler, unsere ersten Momente, in denen wir uns sagten: „Ah, es funktioniert“.

Alles Gute zum Geburtstag, Z80. Wir sehen uns in zehn Jahren.