Немеркнущим воспоминанием для всех, использовавших 8-битные домашние компьютеры в начале 1980-х, являются накопители в виде аудиокассет. Лишь самые состоятельные пользователи могли позволить себе дисковый накопитель, поэтому если вам не нравилось ждать целую вечность загрузки вашего кода – ну что ж, считайте, что вам не повезло. Однако если у вас был Sinclair Spectrum, то к 1983 году у вас был ещё один вариант в виде уникального Sinclair ZX Microdrive.

Этот формат разработали непосредственно в компании Sinclair Research, и это, по сути, была склеенная в петлю плёнка внутри корпуса – миниатюрная версия 8-дорожечных Hi-Fi картриджей предыдущей эпохи. Формат обещал очень высокую скорость загрузки, всего за несколько секунд, а также относительно большой объём хранилища – более 80
кБ. Владельцы Sinclair могли встать в один ряд с обладателями серьёзных домашних компьютеров, не тратя особенно много денег.

Когда 80 кБ было серьёзным делом

ZX Microdrive во всей своей красе

Я возвращалась в Британию с континента, где проходила встреча хакеров, и по нашему законодательству из-за пандемии теперь должна сидеть две недели на домашнем карантине. Провожу я это время в качестве гостя у Клэр, моей знакомой, которая также является неиссякаемым источником знаний и коллекционером 8-битного железа и программ для компьютера Sinclair. В процессе дружеского разговора касательно Microdrive, она показала мне примеры не только некоторых приводов и ПО для работы с ними, но и интерфейса, а также целый набор Microdrive в оригинальной упаковке. Это дало мне возможность изучить и разобрать эту систему, открывая интересные подробности этой крайне необычной периферии.

Что до самого Microdrive – это модуль размерами порядка 80×90×50 мм, весящий чуть менее 200 г, выдержанный в том же самом оригинальном стиле Spectrum с резиновыми кнопками. Спереди есть щель порядка 32×7 мм для картриджей, а сзади с двух сторон – 14-контактный разъём для подсоединения к плате компьютера Spectrum, а также ещё к одному накопителю Microdrive по цепочке, по специальной последовательной шине посредством идущих в комплекте шлейфов и коннекторов. Таким образом можно подключить гирлянду до восьми накопителей.


Модуль ZX Interface 1, прикручивающийся к днищу Spectrum и подсоединяющийся в слот расширения

За свои деньги Spectrum для начала 1980-х годов был потрясающей машиной, однако достигалось это за счёт того, что в компьютер не было встроено никаких интерфейсов кроме видео и кассетного порта. Сзади был коннектор для подключения всех остальных интерфейсов через модули расширения, куда выходили различные шины Z80. Этим способом типичный пользователь Spectrum подключал к компьютеру джойстик Kempston – как один из самых очевидных примеров. И уж конечно у Spectrum не было в комплекте коннектора для Microdrive, поэтому у Microdrive был собственный интерфейс. Sinclair ZX Interface 1 был клинообразным устройством, подсоединявшимся к Spectrum через боковой коннектор и прикручивавшийся к днищу компьютера. Он обеспечивал интерфейс Microdrive, последовательный порт RS-232, простой сетевой порт, использовавший штырьки на 3,5 мм, а также копию коннектора Spectrum, в который можно было подключать следующие интерфейсы. В интерфейсе содержалось ПЗУ, отображавшее себя на внутреннее ПЗУ Spectrum. Заполучив прототип Spectrum в наш Центр компьютерной истории в Кембридже, мы выяснили, что его ПЗУ так и не было закончено до конца, и все его предполагавшиеся функции не были реализованы.

Да начнётся разборка!

Беседовать о железе интересно, но вам будет ещё интереснее не просто увидеть его, а узнать, как оно работает. Пора разбирать устройство – и начнём мы это, открыв сам модуль Microdrive. Как и у Spectrum, модуль накрыт чёрной алюминиевой пластиной с легендарным логотипом Spectrum. Его надо аккуратно отклеить, преодолевая сопротивление остатков клея, нанесённого туда в 1980-х – и тогда откроются два шурупа, удерживающие крышку. Как и в случае со Spectrum это сложно сделать, не погнув алюминий, поэтому тут требуется особая аккуратность.

Сняв крышку и отсоединив светодиод накопителя, мы видим механизм и плату. Опытный читатель сразу же заметит сходство с гораздо более крупными 8-дорожечными аудиокартриджами – и хотя данная система не является её производной, работает она очень похожим образом. Сам механизм крайне прост – справа находится микропереключатель, определяющий, удалено ли с картриджа ушко защиты от записи, а слева – вал мотора с роликом. С рабочего конца картриджа находится магнитная головка, очень похожая на те, что можно встретить в кассетных магнитофонах, но с более узкими направляющими для плёнки.



Внутри есть две платы. Расположенная сзади головки плата содержит 24-контактный базовый матричный кристалл (БМК) – прототип CPLD (сложного программируемого логического устройства), а, следовательно, и FPGA – выбирающий и управляющий накопителем. Вторая плата находится снизу корпуса, на ней расположены два коннектора интерфейсов и электроника, управляющая мотором.



Размер картриджей – 43×7×30 мм, они содержат 5 метров самосмазывающейся магнитной плёнки шириной 1,9 мм, замкнутой в петлю. Не виню Клэр в том, что она запретила мне вскрывать один из её винтажных картриджей – но, к счастью, в Википедии есть изображение картриджа со снятой крышкой. Сразу видно сходство с 8-дорожечными картриджами – возможно, ролик и смещён в одну сторону, но та же самая петля плёнки уходит обратно в центр единой катушки.



В инструкции к Microdrive оптимистично заявлено, что на каждом картридже может храниться до 100 кБ данных, но на самом деле на них влезало порядка 85 кБ, а после того, как они в результате частого использования немного растягивались – до 90 кБ. Можно уверенно утверждать, что это были не самые надёжные накопители – плёнка в итоге растягивалась до такого состояния, что с неё уже нельзя было ничего прочесть, и даже в инструкции к Spectrum содержались советы о периодическом резервном копировании часто используемых плёнок.



Последний компонент системы, подвергшийся разборке – это сам интерфейс Interface 1. Обычно у продуктов компании не встретишь винтов, скрытых под резиновыми ножками, поэтому кроме аккуратного вскрытия крышки со стороны коннектора, ничего особенного для разборки не требуется. Внутри находятся три чипа – ПЗУ от Texas Instruments, БМК от General Instrument (а не Ferranti, который используется в самом Spectrum), и микросхема серии 7400. В БМК есть все цепи, кроме отдельных драйверов последовательных шин для RS-232, Microdrive и сети. БМК от Sinclair печально известны склонностью к перегреву, и эта – наиболее уязвимый чип. Вряд ли этот интерфейс использовали долго, поскольку радиатора на БМК нет, как нет и следов перегрева вокруг.

Последнее, что стоит упомянуть в этой разборке – характерно качественная инструкция небольшой толщины, где описаны некоторые подробности работы системы и её интеграция с интерпретатором языка BASIC. Особенно интересна сетевая часть, поскольку редко можно было наблюдать её за работой. Сеть полагалась на то, что каждый компьютер Spectrum в сети при запуске выполняет команду, присваивая себе номер, поскольку на плате не было флэш-памяти или чего-то похожего. Эту функциональность добавили для конкуренции на школьных рынках с Econet от Acorn. Неудивительно, что BBC Micro выиграла правительственный контракт со школами, обойдя Sinclair.


Инструкция и набор пробных программ


Удивительно хорошо написанная инструкция для домашнего компьютера 1980-х

Почему мы больше не используем маленькие плёночные картриджи в качестве накопителей?

В 2020 году занятно возвращаться в прошлое и изучать эти забытые компьютерные технологии. В том мире накопитель объёмом в 100 кБ, информация с которого грузилась всего за 8 секунд, а не за несколько минут, был существенным прорывом. Удивительно, что в Interface 1 не включили параллельный интерфейс для принтера, поскольку в целом система Spectrum представляла собой практически готовый набор для домашнего офиса, неплохой для своего времени и своей цены. Sinclair продавала собственный принтер, однако даже самые рьяные фанаты Sinclair вряд ли хорошо отозвались бы о принтере ZX.

Дело в том, что как и вся продукция семейства Sinclair, компьютер стал жертвой легендарной страсти Клайва Синклера к экономии и гениальной возможности создавать невозможные вещи из неожиданных компонентов. Microdrive полностью разработали в компании Sinclair, однако, возможно, получилось слишком ненадёжное устройство, которое давало слишком мало и появилось слишком поздно. Первый Apple Macintosh с нормальным накопителем на гибких магнитных дисках появился в начале 1984 года, став современником ZX Microdrive, и, хотя эти маленькие картриджи использовались совместно с печально известной 16-битной машиной от Sinclair, QL, это был коммерческий провал. После того, как Amstrad купит Sinclair, появится компьютер Spectrum с поддержкой трёхдюймовых дисков, но к тому времени эти микрокомпьютеры уже будут продавать как чисто игровые. Это была интересная разборка, но, пожалуй, стоит закончить её на приятных воспоминаниях 1984 года.