力量难以忽视 68000处理器发展史

        提到CPU，你一定会想到英特尔和AMD。如果你喜欢玩PDA，你可能会提到ARM；如果你是手机发烧友，你也许会想起德州仪器；如果你有过操作大型主机的经验，或许Sun公司也在你提出的名单上。不过很少有人知道，摩托罗拉公司曾经也是业界知名的CPU制造商，在摩托罗拉公司的CPU产品目录中，最著名的就数68K系列处理器了。68K系列处理器的第一个产品被命名为68000处理器。这个处理器的研发可以追述到1976年，这一年摩托罗拉公司启动了一个名为MACSS（Motorola Advanced Computer System on Silicon，摩托罗拉硅芯片高级电脑系统）的项目，希望能够开发一种全新架构的处理芯片。那时候，市面上已经开始出现16位处理器，英特尔的16位处理器8086也正在开发中，一年以后就将上市，而摩托罗拉还只有8位的6800处理器，产品线更新的工作刻不容缓。为了甩开竞争对手，摩托罗拉选择了一个更高的设计目标，把68000设计成32位核心的处理器，但数据总线只有十六位。更高位数的核心带来的显著好处是寻址能力的提高。68000处理器能够管理16MB的内存，是8086处理器的十六倍。这个当时看来超前的设计，就是68000处理器能够“长生不老”的关键。

        第一块68000处理器于1979年在实验室内完成，这是一个采用3.5微米制程的双列直插封装芯片。外观就像老式的BIOS芯片。68000的量产在1980年开始，提供4MHz、6MHz和8MHz三种频率。在此后的两年时间内，频率逐步提高到12.5MHz。由于16位地址总线刚好能和32位的核心相匹配，不需要向英特尔8086的20位总线那样设置偏移量，因此为68000开发程序和周边设备的工作非常容易。很快就有大量的厂商开始以68000处理器为核心开发出产品。

68000核心

        我们知道，一套CPU的架构除了硬件之外，还包括与之相配套的指令集。摩托罗拉的工程师们设计出一套可变长度的指令集，来适应68000的16位数据总线和32位核心的组合。这套指令集能够发挥32位核心的计算能力，又具备16位代码的精简和效率。被这套强大而灵活的指令集惯坏的工程师们，很难适应其它指令集的限制，这也是68000核心68000系列长命的一个重要原因。