“個人計算機先驅”查克‧派朵離世，他打造的CPU如何改變了個人電腦和遊戲業？

你成長於上世紀7、80年代，你喜愛計算機、遊戲，8-bit畫面承載了童年記憶，一切顯得有些粗糙，電子管螢幕裡有你的宇宙和世界，撥弄螢幕上的畫素是你最快樂的時光。

那也是一個被歌頌的黃金時代，摩爾定律欣欣向榮並似乎看不到終點，車庫創業成為一種信仰。一切讓人相信，在科技進步下，一切不可能之事終將觸手可及。

是什麼讓那個年代的計算機那麼迷人？蘋果創始人史蒂夫·賈伯斯在1994年接受採訪時這麼說，“計算機領域有點像沉積岩，你在一座山裡貢獻了其中薄薄的一層，使山變得更加高聳。”

2019年12月15日，電子工程師兼企業家查克‧派朵（Chuck Peddle）因胰腺癌過世，胰腺癌也是賈伯斯病逝的原因。

而派朵本人，在計算機這座山裡正是貢獻了那麼薄薄但重要的一層。一系列悼念佩德爾的媒體報導中，“個人計算機先驅”是他最常被提到的尊稱。

一切起源於派朵在近50年前對計算機平民化的努力，一顆處理器（CPU），後者的名字叫MOS 6502。


打破壟斷的嘗試

早期採用的個人電腦處理器，如果追溯血統，有兩個祖先，一家是英特爾，一家是摩托羅拉。摩托羅拉以無線通訊起家，而通訊裝置對電晶體有巨大需求，所以摩托羅拉很早就進入半導體產業。

查克‧派朵1937年生於美國緬因州，早年曾在緬因大學求學並獲得工程物理學位，成為一名電子工程師，其後加入通用電子（GE）任職。1973年，35歲的派朵加入摩托羅拉，負責向客戶兜售6800微處理器。


6800是當時的一款效能優秀的微處理器，就是太貴了，定價360美元。對當時的家庭來說，360美元是一筆鉅款，按購買力計算，就是現在的2000多美元，而目前一臺頂配iPhone 11也就不過1500美元。用這個價位的微處理器組裝一臺計算機，價格更是難以想象，因此只有公司和研究機構才能負擔得起剛剛推出的6800。

摩托羅拉敢將6800如此定價，是因為英特爾的8080微處理器就是如此。第一個廣泛被採用的8位微處理器是英特爾8080，被很多1970年代晚期和1980年代早期的電腦中使用，通常是用來執行CP/M作業系統。

8位微處理器一般都使用8位資料匯流排和16位位址匯流排，最大支援64KB記憶體，很多8位CPU或者微控制器都是今天普遍存在的嵌入式系統中的基礎。

在6800推出前，沒有直接競爭對手的情況下，英特爾壟斷著蓬勃成長的電腦市場，而隨後加入的摩托羅拉扮演著分食者，雙方心照不宣維持著高價CPU策略，成為壟斷市場的雙寡頭。

但派朵並不滿足於現狀，嗅覺敏銳的他早就聞到了售價300到360美元的6800給市場帶來的真空——是的，6800太昂貴了，貴到幾乎沒有人願意在家裡組裝一臺發著光、可以敲字的大盒子。

那時候，大多數人還搞不清楚“CPU”是指的什麼東西，對大多數人來說。微處理器晶片就是一些長著小小的金屬針，標著看似隨機的字母或數字的字串的黑盒子。作為工程師，派朵經常被要求向福特等大型工業客戶解釋微處理器功能。在一番講解後，客戶通常對6800的潛力印象深刻，繼而又對價格望而卻步，“你希望賣多少錢，才會願意買？” 派朵向他們問，答案是25美元。

客戶的反饋意味著一個從未得到充分開發的新市場，如果微處理器的價格能降到50美金以下，一定能填補家用計算機這一片巨大的藍色海洋，甚至能用到更廣泛的工業用途實現廉價替代。“市場需要更廉價的晶片，”在2014年接受電腦歷史博物館採訪時，派朵說。

派朵將自己的想法告訴了摩托羅拉的高層，得到的回覆卻是“No”。當時，摩托羅拉醉心於通過其複雜的授權協議和服務合同來擴充套件6800在工業和商業領域的應用，對利潤上可見微薄的廉價晶片並不感興趣，管理層甚至叫停了派朵早期研發廉價晶片的嘗試，因為擔心這款晶片會衝擊到6800的銷量。

因此，在1974年6800上市後不久，不甘心的派朵離開摩托羅拉，帶著早期設計方案轉投競爭對手MOS Technology（MOS），一起出走的還有摩托羅拉的其他七名工程師，其中還一人名叫Bill Mensch。


當時的MOS公司成立於僅僅五年，有一家小型晶圓廠，最初為德州儀器設計計算器晶片併為雅達利製造街機。1974年，情況發生了巨大變化——隨著新設計團隊的加入，MOS從一家業務簡單的外包生產公司轉變成為一家晶片設計公司，團隊的第一個專案是設計一款新微處理器。

要求很明確——生產出一款足夠便宜、效能可靠的微處理器。通過改良工藝和改進生產，派朵和同事們的新晶片實現了簡化設計，做出引腳與6800相容而內部結構迥異的6501微處理器，也就是經典的6500系列。


偉大的產品後面總是不缺真真假假的有趣故事，MOS 6500也不例外，隨派朵一起來到新公司的Bill Mensch是名強悍的電子工程師，參與了電路設計。根據科技史作家Brian Bagnall在《Commodore: A Company on the Edge》一書中撰寫，Bill Mensch在晶片的電路設計和佈局（Layout，指的是決定積體電路中的電晶體的位置。）中，完成了幾乎不可能的一次佈局成功。

微處理器是一種極其複雜的積體電路，製造過程就如同用樂高蓋房子一樣，先有晶圓作為地基，再層層往上疊的晶片製造流程後，就可產出必要的積體電路晶片。

但沒有設計圖，擁有再強制造能力都沒有用，因此，建築師的角色相當重要，這需要合理的電路佈局和多次修改測試，避開各種人為失誤，讓電路各層元件實現彼此完美連線。

想象一下，一顆英特爾酷睿2處理器內封裝數億個電晶體，這使得手工佈局已經完全不可能，只能依賴計算機。但在40多年前，設計團隊還沒有計算機，Bill Mensch依靠手工完成了這點。

6501可以直接在6800的電路板上換插，由此也引起摩托羅拉的法律訴訟。這場法律戰的結果是，MOS推出針對6501引腳配置進行改變設計的6502處理器。兩款處理器之間的差異極小，6501幾乎沒有向市場銷售，但6502的引腳不再相容摩托羅拉的6800。


6502的主要設計重點是功能和晶片尺寸。晶片尺寸是最重要的，因為它影響了製造成本，最終波及到售價，而銷售價格是至關重要的，設計團隊甚至放棄了一些功能來縮小尺寸。因為低廉的價格和更好的效能使得6502在微處理器市場競爭中脫穎而出。

1975年下半年，6502開始發售，售價25美元起，價格只有摩托羅拉6800和英特爾8080的不到六分之一，如此低廉的價格，讓人們將信將疑。隨後，人們意識到這是一場革命。

個人計算機革命

1975年8月，在6502推出時，美國的《電子工程時報》刊載了一篇對派朵的採訪報導，題目為《我們是否需要一塊20美元的微處理晶片？》，報導的開頭是一連串疑問句：MOS Technology售價20美元的CPU晶片是不是燒錢換市場？若是，低利潤會不會限制他們提供軟體和服務？


直到英特爾和摩托羅拉把自家晶片降價來應對6502，摩托羅拉把6800價格的價格一路下殺，降到69美元。人們才明白，原來答案不言而喻。

為了普及應用，MOS隨即推出了6502的開發板KIM-1，可以用磁帶錄音機與外界通訊。這一配套成形的系統軟硬兼備，買來即用，愛好者紛紛入手，在美國很受熱捧。


Commodore公司採用6502和KIM-1設計了個人電腦PET，PET很快流行起來。6502給當時執掌Commodore的領導人Jack Tramiel留下了極其深刻的印象。Commodore此前有電子計算器，但面臨德州儀器的競爭，自己有晶片的德州儀器可以把計算器賣得更便宜。

這促使其收購MOS，從而為Commodore帶來在個人電腦這一全新市場上的價格優勢。

經過一連串小有成功的計算機產品釋出後，1982年，Commodore推出了公司史上最成功的個人電腦Commodore 64。這臺計算機是基於MOS 6510，是原來的6502的一個增強版本。Commodore 64後來賣出了超過一千萬臺。


積體電路晶片的生產規律之一是，當產品產量越大，成本就越能攤薄到更低。6502有一個指令流水線（在一條指令執行的同時，就預取下一條指令），從而效能顯著優於摩托羅拉的6800。而且由於對製程工藝的要求相對較低，造成6502的良品率出奇的高。這都有利於6502提高價效比。

為提高產能，MOS還將6502授權給了更多的生產廠商，使得6502大量出貨，讓摩托羅拉6800和英特爾8080苦不堪言，只得降價銷售。到了1976年，6800已經被迫降價到35美元，相當於兩年前上市價的1/10。

客戶蜂擁而至，在2006年1月的一次採訪中，派朵講述了6500系列晶片賣給雅達利的故事，這顯示了晶片大規模生產帶來的巨大成本優勢。

當時，計劃生產新遊戲機的雅達利擔心商業間諜，而將工程師們安排在距離洛杉磯數小時路程的一座偏遠場所，而前去進行供貨談判的派朵，則是趁攜妻度假的時候，“順便”造訪了這座祕密基地。

雅達利希望派朵能為其供應6502和一枚I/O晶片（負責訊號的輸入輸出），開價12美元，派朵同意了，因為他經過計算並預計，兩塊晶片的生產成本只要4美元。雙方很容易達成共識，1978年12月，搭載MOS晶片的Atari 400和Atari 800正式推出。

在晶片成熟，成本問題解決的同時，這促進了電子行業最繁榮的時代來臨。


蘋果那臺著名的個人電腦Apple II，Commodore PET / VIC-20 / C64，Atari 800/2600，以及任天堂紅白機，BBC Micro以及其他眾多產品，都是圍繞MOS 6500系列處理器構建的。


甚至你小時候沉迷過好一陣子的電子寵物蛋“拓麻歌子”，小小的身體裡也有6500系列晶片的身影。在最風靡的兩年裡，它在全球的銷量達到了4000多萬隻 。這個數字成功拯救了生產商萬代當年瀕臨合併的財務危機，而《紐約時報》在1997年5月的一篇報導則用“入侵”這個詞形容了拓麻歌子的火爆。

6502和中國

在中國大陸，上世紀末紅遍大江南北的中華學習機、小霸王遊戲機和後來的文曲星都採用了6502 CPU。


中華學習機由中科院推出，仿製的是Apple II，因此與Apple II相容，用途是幫助兒童學習電腦。“插上漢字系統和軟盤驅動器介面電路的元件，再接上軟盤驅動器，就可以構成一臺功能較強，而且有漢字支援的微機系統”。

有人回憶：“在我初中的時候，開始在中華學習機上寫組合語言程式，當時把 6502 的指令集幾乎都背下來了。”

當然，作為真正面向市場的第一代國產個人電腦，中華學習機當然也是第一代國產遊戲機，不過近1000元的售價，讓它不如小霸王流行。

那時是臺灣廠商努力山寨紅白機的火熱時代。有一說法，臺灣廠商向大陸的小霸王們提供了數千萬枚紅白機晶片，而這枚晶片，正是以MOS 6502核心為基礎打造的 UA6527，由臺灣聯華電子生產。

對於文曲星，更多人的回憶在於其上搭載的角色扮演遊戲《英雄壇說》和《伏魔記》。


《英雄壇說》的誕生源於2001年金遠見推出的CC800，這款機型在電子詞典上支援自家的程式語言GVBASIC，可以程式設計，還可以用資料線下載應用和遊戲提高電子詞典的可玩性，這和現在應用商店的思路頗為相似。

這是因為早期的文曲星電子詞典幾乎都是6502微控制器，在十年多年前的網路論壇上，就有電子詞典公司員工發帖稱，需要學習6502組合語言。但他沒想到的是，金遠見此舉，引發了國內一陣轟轟烈烈的程式設計熱。

依託於《英雄壇說》的巨大成功，步步高和文曲星意識到了電子詞典第二春不能只靠那點毫無吸引力的學習功能，遊戲才是重中之重。在之後的時間裡，兩家廠商大力的鼓勵開發者去開發更多能在自家電子詞典上執行的遊戲，比如步步高上的《金庸群俠傳》、《三國霸業》、《俠客行》。

可以說這塊CPU陪伴了中國80後和90後的童年和少年時代。當年偷偷在課堂上掏出文曲星偷偷玩遊戲、用“拓麻歌子”養電子寵物，在家玩小霸王，可能是一代人最美好的回憶。

無處不在

如今，計算機已經不再是一個需要人們嘖嘖稱奇的物件，個人電腦發展的半個世紀裡，即使是流行如6502，其製造公司MOS也擺脫不了被收購而漸漸消失的命運。

Bill Mensch成立了一家名叫西方設計中心（Western Design Center）的公司，繼續開發和製造基於MOS 6500系列微處理器，並進行生產授權。現在，除了懷舊，我們可以在數以億計的工控計算機當中，見到6502的身影。


在動畫《飛出個未來》中，那臺刻薄的機器人主角Bender，它的大腦就安裝了一塊6502（屁股則是一塊AMD速龍2）。
流行文化也不乏對這款經典CPU的致敬，在動畫《飛出個未來》中，那個刻薄的機器人主角Bender，它的大腦就安裝了一塊6502。這樣設計的原因，則來自於動畫編劇大衛·X·科恩早年擺弄Apple II編寫遊戲的經歷。

很難想象，如果沒有派朵的堅持和嘗試，計算機普及的浪潮是否會推遲更久。但無疑，雖少為人知，他卻是抓住時代潮流的英雄，其對個人電腦未來的構想業已成為現實。

正如美國山景城計算機歷史博物館館長道格·費爾伯恩（Doug Fairbairn）所說：“查克‧派朵是個人計算機時代最偉大的無名英雄之一。幾乎所有早期成功的大眾市場個人計算機都是基於6502打造的，而不是來自英特爾，或其他任何公司。”

作者：彭新
來源：介面
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