IBM PC/AT модель 5170

IBM PC/AT (модель 5170) — персональный компьютер корпорации IBM, выпущенный в 1984 году и ставший вторым поколением семейства IBM PC после модели IBM PC/XT (модель 5160). Аббревиатура AT расшифровывается как «Advanced Technology» (передовая технология). Компьютер задал новые стандарты для индустрии, в частности, ввёл архитектуру шины ISA (Industry Standard Architecture) с 16-разрядным слотом, 16-разрядный процессор Intel 80286 и новый формат блока питания, которые впоследствии стали де-факто стандартом для клонов IBM PC.

История

Предпосылки и разработка

К началу 1980-х годов IBM PC (модель 5150, 1981 год) и его усовершенствованная версия IBM PC/XT (1983 год) доминировали на рынке деловых персональных компьютеров. Однако процессор Intel 8088, работавший на частоте 4,77 МГц, и 8-разрядная шина расширения начинали сдерживать производительность. Пользователи требовали более высокой скорости работы с базами данных, электронными таблицами и текстовыми процессорами. IBM решила выпустить принципиально новую платформу, основанную на 16-разрядном процессоре Intel 80286, который обеспечивал значительно большую производительность и адресацию до 16 Мбайт памяти.

Разработка велась в подразделении IBM Entry Systems Division во Флориде. Ключевой задачей была обратная совместимость с огромным парком существующего программного обеспечения и периферийных устройств для IBM PC и XT. Инженеры IBM, в том числе Марк Дин и Деннис Меллер, создали новую системную плату, которая сохранила 8-разрядные слоты ISA, но добавила к ним 16-разрядные для увеличения пропускной способности.

Анонс и выпуск

IBM PC/AT был официально анонсирован 14 августа 1984 года и поступил в продажу в том же году. Начальная цена базовой модели с 256 Кбайт ОЗУ и одним дисководом для гибких дисков составляла около 4000 долларов США. Модель с жёстким диском на 20 Мбайт стоила около 5800 долларов. Компьютер предлагался в двух основных конфигурациях: модель 068 и модель 099 (различались объёмом памяти и комплектацией накопителей).

Проблемы и доработки

Первые партии IBM PC/AT столкнулись с серьёзными проблемами. Наиболее известной была неисправность жёсткого диска CMI (Computer Memories Inc.) на 20 Мбайт. Эти винчестеры, основанные на технологии «винчестер» с тональным кодированием (MFM), имели высокий процент отказов — до 30% в течение первого года эксплуатации. IBM была вынуждена заменить их на более надёжные диски от Seagate (модель ST-225) и Western Digital. Вторая проблема касалась таймера реального времени (RTC) — микросхема Motorola MC146818 имела дефект, из-за которого компьютер мог не запускаться при низких температурах. Позднее эти проблемы были исправлены в ревизиях системной платы.

Технические характеристики

Процессор и память

Центральным элементом IBM PC/AT стал 16-разрядный процессор Intel 80286, работавший на частоте 6 МГц (в ранних моделях) или 8 МГц (в более поздних ревизиях, например, модель 239). Процессор мог адресовать до 16 Мбайт физической памяти, однако в базовой конфигурации устанавливалось 256 или 512 Кбайт. Оперативная память наращивалась до 3 Мбайт на системной плате (с использованием 128-килобитных микросхем DIP) и до 16 Мбайт с помощью дополнительных плат расширения. В отличие от XT, AT использовал 16-разрядную шину данных, что вдвое увеличивало скорость обмена с памятью и периферией.

Системная плата и шина

Системная плата IBM PC/AT (форм-фактор Baby AT) содержала:

• 16-разрядный слот ISA (8 слотов, из которых 6 были 16-разрядными, 2 — 8-разрядными).
• Контроллер прерываний (два каскадированных чипа Intel 8259A, обеспечивавших 15 уровней прерываний).
• Контроллер прямого доступа к памяти (DMA) — Intel 8237A-5 (7 каналов, из которых 3 — 16-разрядных).
• Таймер (Intel 8254-2).
• Контроллер клавиатуры (Intel 8042).
• Микросхему CMOS-памяти и часов реального времени (Motorola MC146818), питавшуюся от батарейки.

Шина ISA в AT стала 16-разрядной, что позволило подключать платы расширения, способные обрабатывать данные 16-битными словами. Разъём состоял из двух частей: 62-контактного (совместимого с 8-битными картами XT) и дополнительного 36-контактного.

Накопители

В стандартной комплектации IBM PC/AT оснащался:

• Одним или двумя 5,25-дюймовыми дисководами для гибких дисков (1,2 Мбайт). Этот формат (High Density, HD) стал новым стандартом, позволяя хранить в два раза больше данных, чем старые 360-килобайтные дискеты.
• Жёстким диском на 20 Мбайт (в модели 099) с интерфейсом ST-506/412. Контроллер жёсткого диска поддерживал до двух накопителей.
• В более поздних версиях (модель 239) устанавливались жёсткие диски на 30 или 40 Мбайт.

Видеосистема

IBM PC/AT не имел встроенного видеоадаптера. Видеокарта устанавливалась в слот расширения. Стандартными вариантами были:

• MDA (Monochrome Display Adapter) — монохромный текстовый режим, 80x25 символов.
• CGA (Color Graphics Adapter) — цветной графический режим, 320x200 пикселей (4 цвета) или 640x200 (2 цвета).
• EGA (Enhanced Graphics Adapter) — улучшенный графический адаптер, представленный одновременно с AT, поддерживавший 640x350 пикселей при 16 цветах.

Корпус и блок питания

IBM PC/AT поставлялся в горизонтальном корпусе (desktop) или в вертикальном (tower). Корпус был значительно больше, чем у PC/XT, из-за увеличенного блока питания (192 Вт) и большего пространства для накопителей. Блок питания AT стал стандартом для многих клонов: он имел два 6-контактных разъёма для системной платы (P8 и P9) и обеспечивал напряжения +5 В, +12 В, -5 В, -12 В. Форм-фактор корпуса AT (Baby AT) доминировал на рынке до середины 1990-х годов.

Программное обеспечение

IBM PC/AT поставлялся с операционной системой IBM PC DOS 3.0 (лицензионная версия MS-DOS 3.0 от Microsoft). Эта версия DOS впервые поддерживала:

• 1,2-мегабайтные дискеты.
• Разделы жёсткого диска более 10 Мбайт (до 32 Мбайт).
• Команды ATTRIB, XCOPY, REPLACE.
• Сетевые возможности (IBM PC Network).

Позднее вышли версии DOS 3.1, 3.2, 3.3, которые добавили поддержку 3,5-дюймовых дисководов и разделов до 32 Мбайт (с использованием расширенного раздела).

На IBM PC/AT также могли работать:

• OS/2 (операционная система, разработанная IBM и Microsoft, начиная с версии 1.0 в 1987 году).
• Windows 1.0 и Windows 2.0 (графические оболочки для DOS).
• Xenix (версия UNIX от Microsoft для 286-процессоров).
• CP/M-86 и Concurrent DOS (Digital Research).

Значение и влияние

Стандартизация архитектуры

IBM PC/AT закрепил архитектуру IBM PC как открытый стандарт. Благодаря публикации полной технической документации (включая схемы системной платы и BIOS), производители клонов (Compaq, Dell, Hewlett-Packard, AST Research и десятки других) смогли создавать полностью совместимые компьютеры. Шина ISA, процессор 80286 и формат корпуса AT стали де-факто стандартами на десятилетия.

Переход к 16-разрядным вычислениям

Процессор Intel 80286 с защищённым режимом работы (protected mode) позволял запускать многозадачные операционные системы и использовать до 16 Мбайт памяти. Хотя большинство приложений в 1984–1986 годах работали в реальном режиме (как на 8088), сам факт наличия 286-го процессора стимулировал разработку более сложного ПО. IBM PC/AT стал первой платформой для OS/2 и ранних версий Windows.

Влияние на рынок

IBM PC/AT был коммерчески успешным, несмотря на высокую цену и проблемы с жёсткими дисками. Он укрепил позиции IBM в корпоративном секторе, но одновременно открыл дорогу для клонов. К 1988 году доля IBM на рынке персональных компьютеров упала ниже 20%, так как клоны были дешевле и часто быстрее. Тем не менее, именно AT задал вектор развития: 16-разрядная шина, процессор 286, 1,2-мегабайтные дискеты и блок питания AT стали эталоном.

Наследие

IBM PC/AT выпускался до 1987 года, когда его сменила модель PS/2 с шиной Micro Channel. Однако архитектура AT продолжала жить в клонах. Даже в современных компьютерах можно найти элементы, восходящие к AT: разъёмы питания (хотя и модифицированные), формат системной платы (ATX, произошедший от Baby AT), и концепция BIOS. Термин «AT-совместимый» до сих пор используется для обозначения компьютеров, совместимых с оригинальным IBM PC/AT.

Интересные факты

• IBM PC/AT был первым персональным компьютером IBM, в котором использовался процессор Intel 80286. Intel выпустила этот процессор в 1982 году, но IBM решила внедрить его только в 1984 году.
• В компьютере впервые появился «режим энергосбережения» (sleep mode) — при отсутствии активности в течение нескольких минут процессор переходил в состояние пониженного энергопотребления.
• Батарейка CMOS, питавшая часы реального времени, была никель-кадмиевой и часто выходила из строя, протекая и разрушая дорожки системной платы. Это стало одной из «детских болезней» AT-совместимых компьютеров.
• В 1986 году IBM выпустила модель IBM PC/AT 239, которая работала на частоте 8 МГц и имела жёсткий диск на 30 Мбайт. Эта модель считалась самой быстрой в линейке.
• Клон IBM PC/AT от Compaq, Compaq Deskpro 386 (1986 год), был первым компьютером на процессоре Intel 80386, что положило начало эпохе 32-разрядных вычислений на платформе x86.

Источники

• IBM PC/AT Technical Reference Manual (1984, 1986). IBM Corporation.
• Norton, P. (1985). Inside the IBM PC: Access to Advanced Features and Programming. Prentice Hall.
• Rosch, W. L. (1986). The Winn L. Rosch Hardware Bible. Brady Books.
• Mueller, S. (1994). Upgrading and Repairing PCs (3rd ed.). Que Corporation.
• Статья «IBM Personal Computer AT» в журнале Byte, октябрь 1984 года.
• Документация Intel: Intel 80286 Microprocessor (1982).