Linux загружается за 4,76 дня на Intel 4004.

Как технический энтузиаст, который провел бесчисленные часы, возясь со старинным оборудованием и экспериментируя с Linux, я должен признать, что последнее достижение Дмитрия Гринберга повергло меня в полный благоговейный трепет. Загрузка Linux на Intel 4004, микропроцессоре начала компьютерной эры, — это не что иное, как чудо. Это все равно, что наблюдать за гонкой Феррари с черепашьей скоростью, но каким-то образом умудриться финишировать!

Аппаратный хакер Дмитрий Гринберг недавно достиг того, что может показаться невозможным: загрузил Linux на Intel 4004, первый в мире коммерческий микропроцессор. Имея всего 2300 транзисторов и исходную тактовую частоту 740 кГц, процессор 1971 года был невероятно примитивен по современным стандартам. И это медленно: загрузка ядра Linux занимает около 4,76 дней.

Как аналитик, я бы перефразировал это так: на заре своего существования 4-битный микропроцессор 4004 был специально разработан для японского калькулятора, известного как Busicom 141-PF. Однако в 1970-е годы его применение в коммерческих продуктах было ограничено из-за появления более мощных чипов Intel, таких как 8008 и 8080, которые использовались в первых персональных компьютерах. Позже микропроцессоры 8086 и 8088, ключевые компоненты IBM PC, еще больше укрепили свое доминирование на рынке.

Если вы не уверены, возможно ли запустить Linux на сырой версии 4004, ваши сомнения оправданы. На самом деле возможностей 4004 недостаточно для прямого запуска Linux. Однако Гринберг разработал не менее замечательный обходной путь: эмулятор, который работает на 4004, имитируя процессор MIPS R3000 — архитектуру, используемую в рабочей станции DECstation 2100, куда изначально был портирован Linux. Этот эмулятор в сочетании с минимальной аппаратной симуляцией позволяет оптимизированной версии Debian Linux загружаться из командной строки.

Гринберг привык использовать Linux в неожиданных средах, как описано на его веб-сайте. В 2012 году ему удалось запустить подлинную версию Linux на 8-битном микроконтроллере (AVR), побив рекорд наименее мощной машины, когда-либо работавшей под управлением Linux. С тех пор другие улучшили этот рекорд, но Гринберг стремился превзойти себя и других, сосредоточившись на самом первом микропроцессоре.

Долгая и медленная загрузка

Чтобы запустить Linux на 4004, Гринберг столкнулся с множеством препятствий из-за чрезвычайно ограниченного хранилища (ПЗУ) и памяти (ОЗУ), отсутствия функций прерываний и отсутствия основных логических операций, таких как И и ИЛИ. Однако эмулятор Гринберга эффективно использует таблицы поиска и другие методы для достижения максимально возможной производительности этого примитивного процессора.

В окончательном аппаратном обеспечении используется процессор 4004 (разогнанный до 790 кГц) вместе с несколькими другими чипами поддержки из набора микросхем Intel MCS-4. Он включает в себя VFD-дисплей для отображения выходных данных Linux и может принимать входные данные через последовательное соединение. Вся установка потребляет около 6 Вт мощности.

Подводя итог, Гринберг создал уникальную печатную плату без каких-либо переходных отверстий (соединений между слоями платы) и только прямоугольных дорожек для винтажного вида. Этот дизайн предназначен для того, чтобы повесить его на стену как произведение искусства, постепенно запуская команды Linux в течение дней или даже недель.

Проект Linux/4004 демонстрирует адаптивность Linux и проверяет границы эмуляции, хотя он и не выполняет никакой непосредственной функции. Гринберг рассматривает возможность предоставления комплектов или предварительно собранных плат для тех, кто хочет изучить Linux в его наиболее медленной форме, хотя эта идея еще не реализована.

На сайте Гринберга вы можете найти исчерпывающую информацию о проекте, такую как диаграммы и программные коды. Для энтузиастов ретро-вычислений или передовых приложений Linux он предлагает интригующий взгляд на то, чего можно было достичь с помощью технологий 1970-х годов и гениального дизайна.

Смотрите также

2024-09-23 22:24