第一台台式电脑:Datapoint 2200

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作者Dave Farquhar
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第一台台式电脑的出现时间可能比你想象中要早得多。而且,至少从官方记录来看,它的诞生纯属意外——许多伟大的发明往往都是如此。但令人惊讶的是,它与后来出现的台式电脑惊人地相似。

第一台台式电脑的设计工作始于1969年,并于1970年5月上市。没错,你没看错。它比Apple II早了好几年,甚至比Altair 8800还要早,而距离IBM个人电脑及其兼容机的问世则早了十多年。而且,它并非诞生于硅谷。然而,这台超前于时代的奇特设备,正是你今天所用台式或笔记本电脑的直接祖先,甚至包括英特尔处理器的设计理念。

Computer Terminal Corporation

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Datapoint 2200是第一台台式电脑,尽管它最初并未以“电脑”之名推向市场。

Computer Terminal Corporation(CTC)于1968年7月在圣安东尼奥成立,旨在制造基于CRT的终端设备,以取代电传打字机,连接分时系统——相当于我们今天所说的迷你计算机或大型主机。其首款终端产品Datapoint 3300一经推出便大获成功,CTC很快便将其销售给Digital Equipment Corporation和惠普等公司,由它们贴牌销售。

到1969年11月,刚刚完成首次公开募股(IPO)的CTC开始着手开发继任产品。这一次,他们的目标是打造一台智能终端,能够连接更多种类的计算机。两位CTC工程师维克多·普尔(Victor Poor)和哈里·派尔(Harry Pyle)在感恩节周末的客厅地板上,设计出了一款处理器的雏形。公司创始人、前NASA工程师菲尔·雷(Phil Ray)和格斯·罗奇(Gus Roche)询问,这一设计能否集成到单个芯片上。普尔和派尔认为可行,并预估成本为10万美元。

将设计转化为硅芯片

雷和罗奇安排与英特尔和德州仪器(TI)的总裁共进晚餐,这两家公司是CTC的主要芯片供应商,也是计算机芯片共同发明者的雇主。席间,他们向两家公司展示了普尔和派尔设计的8位处理器方案,并达成了协议。英特尔总裁鲍勃·诺伊斯(Bob Noyce)认为这一构想既可行又有趣,但担心可能影响其现有业务线。

事实证明,诺伊斯是对的,只是结果并非他所预料。

无论是TI还是英特尔,都未能及时完成芯片研发以满足CTC的需求。TI的芯片版本于1971年3月完成,但据多数说法,CTC因可靠性问题而拒绝采用。英特尔的版本耗时更久,直到1971年底才向CTC展示成果。

与此同时,CTC采用单芯片处理器的主要动机是散热问题。他们发现,通过使用开关电源即可解决散热难题。因此,CTC决定采用分立TTL逻辑电路配合开关电源来实现处理器,并于1970年5月发布了Datapoint 2200——比任何一款芯片都更早上市。随后,出于性能考虑,CTC坚持使用分立TTL设计。英特尔直到约1982年才在性能上超越CTC的方案。

于是,CTC发明了微处理器,最终却并未采用。结果,第一款8位微处理器并未为第一台台式电脑提供动力。

英特尔8008

让英特尔8008 CPU项目流产,或许比Decca唱片公司拒绝披头士乐队(The Beatles)是更大的商业失误。

英特尔最初将这款由CTC设计的CPU称为1201,在研发阶段仍沿用此名。当CTC拒绝采用该芯片后,英特尔将项目搁置数月。

同年晚些时候,英特尔为1201找到了另一位潜在客户——计算器制造商精工(Seiko)。英特尔与CTC达成协议:英特尔免除CTC 5万美元的合约义务,以换取保留该芯片并向其他客户销售的权利。罗奇对此表示反对,但CTC其他决策者认为无需保留芯片权利,选择节省5万美元。让英特尔CPU项目流产,或许比Decca拒绝披头士是更严重的商业失误。

当芯片最终准备就绪时,英特尔将其更名为8008,并于1972年4月以120美元的价格发布。随后,英特尔改进设计,推出了8080,进而催生了8085以及极为成功的8086系列,其中包括用于初代IBM PC的英特尔8088 CPU

英特尔暗示8008源自4位4004 CPU,但实际上这是两个由不同公司委托的独立项目。TI申请了一项涵盖8008的专利,而将早期的4004芯片与8008关联,为英特尔提供了规避专利的途径。

市场反响

英特尔的芯片引起了加里·基尔代尔的注意,他为该芯片编写了CP/M操作系统。基尔代尔的发明催生了一代在架构上与Datapoint 2200极为相似的台式和便携式电脑。一家名为微软的新兴公司,由大学辍学生保罗·艾伦比尔·盖茨创立,也为其首款产品——基于英特尔芯片的早期台式套件电脑Altair 8800开发了软件。

但这一切都发生在1970年代中期。早在1972年之前,像品食公司(Pillsbury)这样的企业就已经在购买Datapoint 2200并将其用作台式电脑。品食用其四台设备在养鸡场运行会计软件。有说法认为,这正是其设计初衷;也有说法称,CTC看到品食的使用方式后,才决定将产品定位为通用计算机。

德州仪器TMC1795

德州仪器版本的芯片TMC1795并未取得成功。在研发阶段,它被称为TMX1795,CTC因多种原因拒绝采用。电压波动导致芯片不稳定。此外,TI芯片的中断处理存在缺陷,恰好与英特尔文档中的错误一致——该文档称中断将使用跳转指令(jump)而非调用指令(call)。尚不清楚英特尔的错误如何出现在TI的芯片中。而英特尔8008在其实现中正确使用了调用指令,尽管文档有误。

CTC采用传统TTL逻辑的设计,比TI生产出可用硅芯片提前了10个月。最后,尽管TI芯片性能优于英特尔,但CTC拒绝英特尔芯片的原因之一正是性能问题——CTC的TTL实现运行速度更快。因此,TI的性能也可能落后。

但TI并未悄然退场。TI曾尝试将该芯片销售给其他公司,包括福特,但未获成功。他们将TMC1795定位为微控制器,而非通用CPU。TMC1795及其改进版TMC1795A均未成功,德州仪器最终将重心转回其利润丰厚的计算器芯片业务。

如果TI曾尝试将TMC1795作为通用CPU推向市场,历史或许会有所不同。尤其考虑到TI比英特尔领先约10个月。可以说,TMC1795是世上第二款微处理器,仅以微弱劣势未能超越英特尔4004。但由于TI始终未能找到客户,该芯片从未进入大规模生产。第二款成功的微处理器是英特尔8008。

然而,“TMX1795从未工作”是一种误解。1996年,TI展示了一台基于TMX1795的功能系统。但此时,争论已无实际意义。该芯片在技术上成功,但在市场上失败。它既未驱动第一台台式电脑,也未用于任何后续台式电脑,包括TI自家的TI-99/4A家用电脑

1990年代,TI与Cyrix合作试图与英特尔x86 CPU竞争,但成效短暂。

Datapoint 2200的工业设计与外形是那个时代的产物。其尺寸与IBM Selectric打字机相当,屏幕可显示80字符×12行,比例与IBM打孔卡相同。它看起来就像是为办公室而生,尽管其外观与CTC试图取代的设备并不相似。其屏幕高度约为后来运行MS-DOS的PC兼容机屏幕的一半。但对于一项颠覆性技术而言,要获得成功,必须符合其所处时代的审美。

英特尔和TI均未能按时交付微处理器,因此CTC使用分立TTL逻辑构建了Datapoint 2200。其处理器并非微处理器,而是由约100个TTL芯片协同工作的集合。这在当时是标准做法,也是英特尔对微处理器构想持保留态度的原因之一——他们担心销量会下降。英特尔工程师泰德·霍夫(Ted Hoff)估计,若采用英特尔CPU,每台机器可为CTC节省约50美元。

CTC的实现与后来的英特尔8008基本兼容,这合情合理,因为英特尔正是按照CTC的规格制造的。它配备2 KB内存(可扩展至16 KB)和两个磁带驱动器用于存储。1971年售价约为7,800美元,按2025年币值计算超过61,000美元。Datapoint 2200是一台真正的电脑,可置于桌面,但其价格显然面向企业用户,而非业余爱好者。

通用磨坊(General Mills)是Datapoint 2200的首个客户。

为何Datapoint 2200堪称第一台台式电脑

普尔、派尔及其程序员乔纳森·施密特(Jonathan Schmidt)名义上设计了一台可编程终端——即一台可从内置磁带驱动器加载各种仿真的终端设备。但他们并未采取任何措施确保终端程序是唯一可加载和执行的程序。他们实际打造的是一台通用计算机:配备2 KB内存、兼容英特尔8008的处理器和磁带驱动器。它与1970年代末的家用电脑惊人地相似。

第一台台式电脑的诞生是意外,还是他们为规避投资者疑虑而将电脑伪装成终端销售,始终存在争议。计算机工程师常先构建功能,再观察用户如何使用。但CTC员工坚称,公司从一开始就将Datapoint 2200设计为“伪装成终端的电脑”。1972年,CTC为该机设计申请专利,并将其定位为“第一台个人电脑”。因此,即便CTC最初未将Datapoint 2200宣传为台式电脑,他们也早在Altair 8800上市两年多前,就将其作为个人电脑销售。

其价格按今日标准并不低廉,但在1970年,一台售价5,000美元的小型通用计算机对大型企业而言极具吸引力。不久,企业便开始将Datapoint 2200用作通用计算机。CTC为其提供的周边设备,包括8英寸软驱、2.5兆字节硬盘和打印机,也鼓励用户将其用途拓展至连接大型机作为键盘和显示器之外。它广受欢迎:1976年,CTC售出价值7,200万美元的该型机器。

Datapoint 2200发明者们的后续

维克多·普尔后来协助CTC开发了ARCNET——一种早期的计算机网络标准。他留在CTC直至1984年退休。此时公司更名为Datapoint,并遭遇典型的1980年代企业狙击。普尔在公司任职15年间积累的股票,出售后足以让他安享退休生活。2012年8月17日,普尔因胰腺癌去世,享年79岁。

哈里·派尔也参与了ARCNET的开发,并留在CTC直至1980年代中期。1985年至1996年,他在一家名为Image Data的公司工作,专注于远程放射学领域,使医生可远程读取X光片。1996年,他参与了比尔·盖茨庄园的用户界面设计,1999年加入微软担任软件工程师。2013年4月6日,派尔因癌症去世,享年63岁。

乔纳森·施密特同样参与了ARCNET开发,并留在CTC/Datapoint直至1980年代中期。离开Datapoint后,他创立了一家名为Perftech的新公司。

至于公司创始人,格斯·罗奇于1975年8月因车祸去世,享年46岁。他于1974年离开Datapoint,创办了两家新公司:R&R Research Corp.和Mnemonics Ltd.,致力于计算机存储系统的研发。

菲尔·雷于1987年8月13日在马里兰州贝塞斯达因癌症去世,享年52岁。

Datapoint公司的命运

这家曾孕育x86架构的公司,后来发展为《财富》500强企业,1983年位列第447位。但随着1980年代推进,Datapoint的销售模式逐渐失效。1980年代初,公司还卷入会计丑闻。1984年,一名联邦法官谴责公司虚报1981年盈利2,210万美元。1985年8月,Datapoint向股东团体支付2,250万美元,以和解关于1980年8月至1982年5月七个季度收入虚报的集体诉讼。

阿舍·埃德曼 takeover

1984年末,企业狙击手阿舍·埃德曼(Asher Edelman)接管Datapoint,导致多名关键人员离职。过程中,公司裁减了数百名员工。埃德曼将服务部门剥离,成立名为Intelogic Trace的公司,并利用Datapoint与Intelogic Trace的财务资产收购其他企业。Datapoint勉强维持,直至2000年5月申请破产,并拆分为多家公司。其中一家专注于呼叫中心设备,另一家则维护由Datapoint开发的专有操作系统Resource Management System,该系统可追溯至1980年代。

Datapoint的故事漫长而复杂,是计算机历史中不可忽视的关键一环。现代计算机产业诞生于美国,但其发源地或许并非硅谷的家酿计算机俱乐部,而是德克萨斯州圣安东尼奥。

拉蒙特·伍德(Lamont Wood)在其2012年著作《Datapoint:发明个人电脑革命的德州人失落的故事》中详细记录了这家公司。

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