Motorola 68010

Der 68000 hatte ein Problem für alle, die virtuellen Speicher wollten, die Technik, bei der das System mehr Speicher vortäuscht, als es hat, und das Fehlende von der Festplatte holt. Wenn ein Befehl auf Speicher zugreifen will, der nicht da ist, muss der Prozessor anhalten, warten, bis das System ihn beschafft, und dann weitermachen. Der 68000 speicherte nicht genug Informationen, um einen Befehl mittendrin fortzusetzen.

Der 68010, 1982 erschienen, löst das: Bei einem Busfehler legt er seinen internen Zustand auf dem Stapel ab und kann den Befehl danach fortsetzen. Damit konnten Unix-Systeme wie die von Sun virtuellen Speicher mit einem Prozessor der Familie nutzen.

Der Befehl MOVE from SR, der das Statusregister des Prozessors liest, wurde privilegiert: Ein normales Programm, das ihn nutzt, löst eine Ausnahme aus. Damit erfüllt der 68010 die Anforderungen von Popek und Goldberg für Virtualisierung, und ein System kann ein anderes darüber laufen lassen, ohne dass dieses den Unterschied merkt. Zum Ausgleich kam MOVE from CCR hinzu, der nur den Teil liest, der für Programme wichtig ist.

Neu ist ein Register, das VBR, das angibt, wo die Ausnahmetabelle beginnt, statt dass sie immer bei Adresse null liegt. Neu ist auch der Schleifenmodus (loop mode): Besteht eine Schleife aus nur einem kurzen Befehl gefolgt von einem DBcc, behält der Prozessor sie intern und holt sie nicht mehr bei jedem Durchlauf aus dem Speicher. Bei einer einfachen Speicherkopie spart das viel Zeit.

Nach außen gleicht er fast dem 68000: 16-Bit-Datenbus, 24 Adressbits und 16 MB. Motorola verkaufte ihn mit 8, 10 und 12,5 MHz, als DIP mit 64 Pins, PLCC mit 68 und PGA mit 68. Es gab auch den 68012 mit 31 Adressbits, bis 2 GB.

Er steckte in Workstations von Sun (Sun-2) und Apollo (DN300 und DN320), im HP 9000 Modell 310 und im AT&T UNIX PC (3B1). In der Spielhalle nutzte Atari ihn zum Beispiel für Marble Madness von 1984.

Bei den Heimcomputern blieb er im Schatten des billigeren 68000, und der 68020 kam schon 1984.

Kein Amiga verließ das Werk mit einem 68010. Weil er aber pinkompatibel zum 68000 im DIP mit 64 Pins ist, reicht es, in einem A500, A1000 oder A2000 den einen heraus- und den anderen hineinzustecken. AmigaOS erkennt den Prozessor, ohne dass du etwas installieren musst.

Der Gewinn liegt insgesamt bei etwa 10 % bei gleichem Takt. In kurzen Schleifen kann der Schleifenmodus deutlich mehr bringen, und es gibt Spiele, die den Prozessor stark beschäftigen, bei denen man den Unterschied merkt.

Der Preis dafür ist MOVE from SR. Manche alten Programme nutzen den Befehl im Benutzermodus und stürzen dann ab. Für diese Fälle gibt es Programme wie DeciGEL, die die Ausnahme abfangen und die Arbeit an Stelle des Befehls erledigen.