Der legendäre 8-Bit-Prozessor Zilog Z80 feiert seinen 50. Geburtstag und wurde gleichzeitig 2024 eingestellt. Ein quelloffener Ersatz im klassischen DIP40-Gehäuse rückt nun in greifbare Nähe.
Vom 8-Bit-Klassiker zum Produktionsende
Der Zilog Z80 kam im Juli 1976 auf den Markt und blieb 48 Jahre lang in Produktion, bis Zilog, inzwischen eine Tochter von Littelfuse, im Juni 2024 keine Bestellungen mehr annahm. Der Originalchip integrierte 8.500 Transistoren in einem 4-µm-Prozess und lief typischerweise mit 2,5 MHz, spätere CMOS-Varianten erreichten bis zu 20 MHz.
Durch die Binärkompatibilität mit dem Intel 8080 konnte der Z80 die bestehende CP/M-Softwarebasis übernehmen. Ein integrierter DRAM-Refresh-Zähler reduzierte zudem die Anzahl der benötigten Zusatzchips in einem System. Laut Computer History Museum lagen die Entwicklungskosten für funktionsfähige Prototypen bei rund 400.000 US-Dollar (ca. 367.000 Euro), finanziert durch 500.000 US-Dollar (ca. 459.000 Euro) von Exxon.
Der Prozessor kam in zahlreichen bekannten Systemen zum Einsatz: unter anderem im ZX Spectrum, TRS-80, in MSX-Rechnern, Nintendos Game Boy, Segas Master System, im Pac-Man-Spielhallenautomaten und in Grafikrechnern von Texas Instruments. Später wurde der Z80 noch über Jahrzehnte in Industriecontrollern verbaut, obwohl der Heimcomputermarkt längst zu leistungsfähigeren Nachfolgern gewechselt war.
In einer Produktabkündigung vom 15. April 2024 informierte Zilog seine Kundschaft darüber, dass die Wafer-Fab die Unterstützung für die Z84C00-Familie einstellt. Letzte-Bestell-Möglichkeiten endeten im Juni 2024.
Quelloffener Z80-Ersatz nähert sich klassischer DIP40-Hardware
Direkt nach der Abkündigung startete Renaldas Zioma das FOSS-Z80-Projekt, das inzwischen über funktionierende Siliziumchips verfügt. Die erste Version, gefertigt bei SkyWater im 130-nm-Prozess über Tiny Tapeout 7 auf einer Chipfläche von nur 0,064 mm², wurde laut GitHub-Repository des Projekts bereits erfolgreich getestet.
Es folgte eine QFN64-Variante, bei der alle 40 relevanten Pins herausgeführt sind, umgesetzt über den Efabless-CI2406-Shuttle. Zwei weitere Läufe wurden anschließend im 130-nm-Prozess von IHP gefertigt. Der aktuelle Lauf zielt mit Hilfe von Chip-on-Board-Montage im 180-nm-GF180MCU-Prozess von GlobalFoundries über Wafer.Space auf das klassische DIP40-Format. Ziel ist ein Drop-in-Ersatz für Systeme wie den ZX Spectrum und Bausätze vom Typ RC2014.
Die Implementierung basiert auf dem Verilog-Kern TV80 von Guy Hutchison. Auf der Tiny-Tapeout-Seite des Projekts wird angegeben, dass die 130-nm-CMOS-Version Taktraten von bis zu 50 MHz unterstützen soll, im Vergleich zu 4 MHz beim ursprünglichen NMOS-Z80.
Auch der offizielle Nachfolger wird ausgedünnt
Zilog reduziert parallel dazu die Produktpalette beim offiziellen Z80-Nachfolger. Eine Produktspezifikationsänderung vom Oktober 2023 setzt den eZ80L92 sowie mehrere Mikrocontroller der Z8F-Serie wegen „geringer bis keiner Nachfrage“ auf die Liste der abgekündigten Produkte. Letzte Bestellungen waren bis zum 20. Januar 2024 möglich, Auslieferungen sind bis zum 20. April 2024 vorgesehen, auf nicht stornierbarer und nicht rückgabefähiger Basis.
Der eZ80L92 ist der einzige eZ80-Baustein, der in dieser Mitteilung namentlich genannt wird. Die gepipelinte eZ80-Architektur, die 2001 eingeführt wurde und weiterhin in aktuellen TI-Taschenrechnern der Reihe TI-84 Plus CE steckt, bleibt ansonsten im Zilog-Portfolio.
Unabhängig davon finden Hobbyist:innen nach wie vor neue Einsatzmöglichkeiten für den ursprünglichen Z80. So ließ ein Entwickler Anfang dieses Jahres eine kleine, konversationelle KI auf einem Z80 mit 64 KB RAM laufen.
