Datorarkeologi

Dessa funderingar skrev jag som ett Facebook inlägg men de kan eventuellt intressera någon läsare på bloggen varför jag kopierar över inlägget också hit.

Jag bekantar mig med hur det känns att köra en dator från mitten av 1970-talet. Maskinen är en Digital PDP-11/70 minidator som kostade ca. $14000 då jag var en fattig student på Helsingfors Universitet. Det är fråga om en relativt sen variant med mycket centralminne som vid denna tid var RAM och inte ferritkärnminne.

Mycket centralminne i maxkonfiguration betyder 4 megabyte minne vilket dock skall jämföras med IBM:s första PC som kom ca. 10 år senare och rätt länge hade en max konfiguration på 640 kilobyte d.v.s. 1/6 av PDP-11. PDP-11 kördes ofta med tidsdelning d.v.s. flera terminaler var kopplade till samma maskin och flera personer kunde alltså samtidigt dela på maskinen.

Då jag i början av 1980-talet fungerade som data-assistent på Ammattikoulujen opettajaopisto i Tavastehus så hade man en, om jag kommer rätt ihåg, Eclipse Nova minidator (motsvarade ungefär PDP-11) som en hel dataklass i den tekniska skolan bredvid kompilerade Fortran mot … 20 elever per klass. Resultatet var att maskinen kroknade d.v.s. man kunde vänta flera minuter på något livstecken på den egna terminalen men maskinen kraschade inte! Resultatet var att jag skrev en del program på en åtta bitars CP/M maskin (som ungefär motsvarade en Commodore 64) som var härlig att jobba med eftersom jag hade tillgång till den helt ensam.

Min PDP-11/70 kostar idag ungefär 50E. Maskinen emuleras i en Raspberry Pi model 3 med 1 Gigabyte minne och 16 Gigabyte ”skivminne” på ett mikro sd-kort. Vid den här tiden hade en hårdskiva typiskt en kapacitet på 5-10 Megabyte d.v.s. 1/1000 av Raspberry Pi:s mikro SD korts kapacitet. Den lilla Raspberry Pi maskinen har en kapacitet som man sannolikt endast kunde drömma om på Tekniska högskolan på den tiden. På SD-kortet ryms mängder med operativsystem och program för PDP-11.

För tillfället kör jag BSD 2.11 från slutet av 1980-talet. Som linuxanvändare är det inget problem att köra BSD-unix. Kommandona, då man kör i terminal, är de samma. Ett grafiskt användargränssnitt saknas men jag kan köra grafiska program i en emulerad vektorgrafisk terminal på Linuxsidan i ett fönster.

Jag jobbar mot PDP-11 så att jag från min vanliga dator loggar in över nätet med ssh. Till planerna hör att då nästa sats komponenter fås fram så bygger jag en frontpanel med blinkande ledar med plats för Raspberry Pi. Det är främst strömbrytarna på fronten som ger problem, de är specialkonstruerade för den här byggsatsen för att möjligast väl matcha den ursprungliga modellen. Det är intressant att se att emuleringen är så exakt att det är möjligt att via ett adapterkort använda ursprungliga kort för en riktig PDP-11. Man har t.ex. kopplat in ett ursprungligt kärnminne (ferritringminne) och kört program från detta.

Man får en bild av den extrema utvecklingen på datorområdet då man jämför en modern Raspberry Pi med PDP-11 (jag använder en äldre Raspberry Pi modell 3 som jag råkade ha liggande). Raspberry Pi har fyra processorkärnor med ordlängden 64 bitar jämfört med PDP-11 som hade 16 bitar. Ordlängden som sådan betyder att RPi är kanske 4x effektivare och då vi har fyra processorer i RPi så kan processorn utföra 4x mera arbete.Ursprungligen så körde PDP-11 med en cykeltid på 800 ns vilket betyder en klockfrekvens på ca. 1,25 MHz vilket skall jämföras med RPi som klockas ca. 1000 ggr högre. Jag nämnde att PDP-11/70 hade ett maximalt minne på ca. 4 megabyte vilket skall jämföras med dagens RPi modell 4 som har 4 gigabyte (1000 ggr mer).

Om vi lägger ihop skillnaden mellan dagens 50Euros RPi och gårdagens $14000 minidator så ser vi att RPi totalt sett har en kapacitet som är ungefär 4x4x1000x1000 = 16 000 000 större än gårdagens PDP-11/70. Vi förstår också hur stor kapaciteten hos en Raspberry Pi är idag då vi noterar att jag kör Linux på RPi med grafiskt användargränssnitt och under Linux på RPi kör PDP-11 emulatorn SIMH som alltså låtsas vara en äkta PDP-11/70 och på den emulerade PDP-11/70:an kör jag BSD Unix v. 2.11. Den emulerade PDP-11/70 kör med ungefär dubbel hastighet mot orginalet!

En annan intressant jämförelse är att en normal Android mobiltelefon har ungefär samma hårdvara som en Raspberry Pi (eventuellt något bättre). Mobiltelefonen har alltså en total beräkningskapacitet som är miljoner gånger större än hos 1970-talets minidator. Största delen av processorkraften i dagens datorer/telefoner bränns dock på all världens bling bling och gårdagens maskin känns förvånande OK bara man inte tvingar den att rita ett grafiskt användargränssnitt med halvtransparenta fönster etc.

Jag kör ”adventure” som är ett textbaserat spel med något som påminner om Morias grottor i Sagan om ringen. Programmet körs under UNIX (BSD 2.11 som de facto är detsamma som BSD 4.3 med alla PDP-11 upgraderingar). Fönstret finns på min vanliga bordsdator som kör Linux och jag kopplar upp mot PDP-11/70 över nätverket med ssh.

Dagens ”Minidator” en Raspberry Pi model 3 emulerar gårdagens mycket använda Minidator PDP-11/70 i dubbel hastighet. Notera att det inte finns någon fläkt då Raspberry Pi förbrukar endast ca. 5W. Orginalet d.v.s. den riktiga PDP-11:n var högljudd eftersom hela maskinen ursprungligen var byggd från diskreta TTL-kretsar med mycket låg integrationsgrad. Senare modeller av PDP-11 hade processorer integrerade i en eller ett litet antal kretsar. Med högre integrationsgrad så minskade också strömförbrukningen.

Några källor:

Om någon är intresserad av att försöka sig på lödning så är detta ett relativt enkelt projekt:

https://obsolescence.wixsite.com/obsolescence/pidp-11-technical-details

Wikipedia har en rätt bra artikel om PDP-11:

https://en.wikipedia.org/wiki/PDP-11

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com-logga

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut /  Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut /  Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut /  Ändra )

Ansluter till %s


%d bloggare gillar detta: