[1976] Zilog Z80

El microprocesador Zilog Z80 es una implementación mejorada de la arquitectura del Intel 8080, con ampliaciones sustanciales del modelo de registro y el conjunto de instrucciones, y con características adicionales de interfaz de hardware. En su presentación en 1976, el Z80 era más rápido, más capaz y mucho más económico que el 8080. Junto con el MOS 6502, el Z80 fue uno de los procesadores de 8 bits más populares para las microcomputadoras de uso general y otras aplicaciones desde finales de los 70’s hasta bien entrada la década de los 80’s.

Federico Faggin, fundador de la empresa Zilog en 1974, inventó, diseñó la arquitectura y supervisó el desarrollo del microprocesador Z80 y su familia de periféricos inteligentes. Faggin, que había trabajado en Intel como diseñador en jefe del Intel 4004 y del Intel 8080, comenzó a trabajar en el diseño de Z80 basándose en la experiencia adquirida creando los Intel 4004 y 8080, y basándose en la estructura de este último y algunos circuitos integrados más. Masatoshi Shima, el principal diseñador de niveles de lógica y transistores del 4004 y el 8080 bajo la supervisión de Faggin, se unió al equipo de Zilog para crear el Z80.

El Z80 fue diseñado para ser compatible a nivel de código con el Intel 8080, de forma tal que la mayoría de los programas para el 8080 funcionan en el Z80, especialmente el sistema operativo CP/M. A pesar de ser un microprocesador de 8 bits, el Z80 puede manejar instrucciones de 16 bits y puede direccionar hasta 64 Kb de memoria RAM. Una de las características más reseñables es que tiene las instrucciones del Intel 8080 como subconjunto, de modo que algunas computadoras basadas en el Z80 pueden ejecutar programas diseñados para el CP/M del 8080. Esa característica hizo que los formatos de instrucción del Z80 sean bastante más complejos, ya que tenían que mantener su compatibilidad con el 8080. Sin embargo, el Z80 consiguió mejorar al microprocesador de Intel en velocidad, añadió nuevos modos de direccionamiento y un juego de instrucciones más amplio.

El Z80 eliminó rápidamente al Intel 8080 del mercado y se convirtió en uno de los procesadores de 8 bits más populares de todos los tiempos. Las primeras versiones funcionaban a 2,5 MHz, pero su velocidad ha aumentado hasta los 20 MHz. Así, la versión más utilizada fue el Z80A funcionando a 3,58 MHz (un cuarto de la frecuencia PAL o NTSC), siendo la velocidad de fábrica de 4 MHz. El microprocesador estrella de Zilog era una opción común para los creadores de videojuegos durante la edad de oro de los juegos arcade, con un Z80 potenciando a Pac-Man, dos Z80 a Scramble, y tres en cada máquina de Galaga. Además, fue el procesador central de las consolas de videojuegos ColecoVision (1982) y Master System de Sega (1986).

El sistema operativo CP/M-80 (y su enorme biblioteca de software con éxitos como WordStar y dBase) era EL sistema operativo de disco Z80, y su éxito se debe, en parte, a la inmensa popularidad del microprocesador creado por Zilog. La Commodore 128 (de 1985) incorporó un Z80 en su hardware, lo que le permitió ejecutar el software CP/M. Digital Equipment Corporation agregó, de manera similar, un Z80 a una computadora MS-DOS basada en el Intel 8088 para que la máquina pueda ejecutar software MS-DOS y CP/M de forma nativa.

Con todo, el Z80 se convirtió en el microprocesador de 8 bits de mayor éxito nunca producido, formando parte de gran parte de las primeras computadoras hogareñas. A comienzos de los años 80’s el Z80 (o cualquiera de sus versiones clónicas) fueron usados en la gama MSX, la Radio Shack TRS-80, las Sinclair ZX80, ZX81 y ZX Spectrum, y también en las Osborne 1, Kaypro y otra gran cantidad de computadoras empresariales que dominaban el mercado por aquella época y que usaban el sistema operativo CP/M. A mitad de la década, se incluyó además en las Amstrad CPC y Amstrad PCW.

Tal fue la popularidad del Z80 y el CP/M que otras computadoras basadas en el MOS Technology 6502 o 6510 que ya estaban en el mercado, como las BBC Micro, Apple II y Commodore 64, podían ser ampliadas mediante una tarjeta o cartucho que contenía un procesador Z80. Luego de ser parte de consolas clásicas de videojuegos como las SEGA Master System, Game Gear y Mega Drive, además de la Neo-Geo de SNK, al día de hoy el Z80 se utiliza en sistemas embebidos, campo en donde se emplea de manera extensiva.