El PC-98 de NEC fue, junto al FM Towns de Fujitsu, dos versiones propietarias y exclusivas del mercado japonés del IBM PC. En este caso nos centraremos en el más popular de ambos, el cual se vendió desde 1982 hasta el año 2000. Su popularidad fue tal, que en su era dorada llegó a copar más del 70 % de la cuota de mercado de ordenadores personales en Japón, superando en popularidad a su hermano pequeño, el PC-88, y sobre todo al estándar MSX. En este reportaje os daremos un repaso al hardware de esta plataforma inédita en occidente y sus particularidades.
El NEC PC-98, el verdadero antecesor del PC actual
Solemos asociar al PC tal y como lo conocemos a día de hoy con el IBM 5150 original, pero, no es así. Si miramos la carrera evolutiva, veremos que el primer ordenador personal de IBM era una máquina con capacidades muy limitadas. En realidad tuvimos que esperar a 1984, al lanzamiento del PC AT para que la máquina fuese mínimamente decente, pero por aquel entonces era inferior al Commodore Amiga y pese al excelente rendimiento del 80286, este se veía lastrado por un hardware alrededor del mismo con capacidades ciertamente limitadas en otras áreas, especialmente en gráficos y sonido.
Pero resulta que en Japón la situación de los ordenadores personas era distinta. NEC diseñó su PC-98 de una forma que, en comparación con lo que había en occidente, se podría considerar una estación de trabajo avanzada en comparación con el IBM PC 5150 que se vendía en occidente. ¿El precio? 298000 yenes, un precio mucho más alto que cualquier ordenador doméstico de la época, ya que el objetivo era la gama alta del mercado empresarial. Por lo que no se trataba de un ordenador para tener en casa, puesto que para ello ya existía el PC-88.
Curiosamente, y al igual que ocurrió en occidente, con el paso del tiempo el PC-98 terminó reemplazando por completo al PC-88 y ganó su particular batalla de los 16 bits en Japón frente a máquinas como el X68000 de Sharp y el FM Towns, este último siendo también una versión propietaria de un PC. Obviamente, ninguna de estas máquinas salió en occidente, pero el PC-98 por popularidad, fue sin duda la familia de ordenadores más importantes.
¿En qué se diferenció el PC-98 del IBM PC?
Si miramos la circuitería interna del NEC PC-98, veremos que hay varios elementos en común con el IBM PC 5150. Por ejemplo, nos podemos encontrar los mismos chips de apoyo como es el caso del 8253, el 8237, el 8259, etcétera. Por lo que podemos pensar de entrada que se trata de un clon de un PC convencional. No obstante, pese a utilizar una versión de MS-DOS adaptada por Microsoft y compartir con el sistema de la International Business Machine un direccionamiento de memoria donde los 640 KB son idénticos, el resto de la memoria tenía un direccionamiento distinto, haciendo que los programas de uno no funcionaran en otra.
Sin embargo, el direccionamiento de memoria no era el único cambio, ya que la BIOS tenía rutinas totalmente distintas para comunicar la aplicación que se estuviese ejecutando en ese momento con el hardware. Pensad que realmente MS-DOS no era más que un cargador de programas y que los sistemas de la época eran monotarea y realizaban estos mismos llamadas a la BIOS para ejecutar las rutinas de sistemas. Esto significaba la incompatibilidad total con la mayoría del software para el IBM PC, y que se tuviesen que portar los programas.
¿Por qué se hizo esto? En Japón no existe la norma de la obra derivada, es por ello que NEC para PC-98 decidió hacer ingeniería inversa a la ROM de IBM y crear la suya propia. Esto además provocó que el PC-98 no tuviera clones hasta muy a finales de los años 80, dándole el dominio absoluto sobre el mercado nipón a esta plataforma. No obstante, las diferencias no se limitaban solo al software.
NEC V30, el x86 de NEC
Pese a que a partir del 80286 NEC terminó por adoptar los chips fabricados por Intel, la primera generación del PC-98 se basó en un clon mejorado del 8086, el V30. Dicho microprocesador era compatible a nivel de pin y podía alcanzar velocidades más altas que los 4.77 MHz a los que iba la CPU del PC original. No obstante, los primeros modelos se lanzaron con un clon directo del 8086 fabricado por la propia NEC a 5 MHz y no fue hasta 1985 que se empezó a usar el V30 con la capacidad de llegar a los 8 y 10 MHz. Dicha situación que duro hasta 1987, momento en que se empezaron a usar los 80286 de Intel en los nuevos modelos del PC-98.
Fuera de Japón, muchas marcas que crearon clones del IBM PC usaron esta CPU en vez de un 8086 estándar, los cuales gracias a su mayor velocidad de reloj fueron nombrados coloquialmente como Turbo XT. Pero, ¿aparte de una mayor velocidad de reloj que tenían de especial? Pues trajo consigo una serie de mejoras en el hardware sobre el diseño original de Intel, que no solo le permitían alcanzar una mayor velocidad de reloj, sino ejecutar muchas instrucciones en menos tiempo que el diseño original, mejorando el rendimiento en un 15%.
¿Por qué NEC tuvo que usar las CPU de Intel y las suyas propias?
El NEC V30 ocasiono una disputa legal entre NEC e Intel en 1985 por el motivo de la SCPA, una ley estadounidense de 1984 que le garantiza a la empresa diseñadora de un chip los derechos exclusivos del diseño físico de un chip durante el periodo de diez años. Dado que la CPU de NEC era un clon de la de Intel, dicha ley se volvió relevante, ya que protegía los diseños de Intel contra copias. En su defensa, NEC argumentó que diseñó el V30 sin copiar directamente los diseños de Intel, sino que creó un procesador funcionalmente similar. Esto dio lugar a disputas legales entre Intel y NEC, que en el caso del PC-98 terminaron con que, a partir del modelo PC-9801 VX , lanzado en 1986, terminaron por integrar al 80286 como CPU central del sistema.
No obstante, diferentes modelos del PC-9801 se fabricaron hasta 1992, adoptando el 386 SX como CPU en los últimos años de vida, lo que le permitía a NEC aprovechar el bus de 16 bits y los chips de apoyo de la plataforma. Sin embargo, esto cambió cuando NEC lanzó el Multi98 o PC-9821 en 1992, el cual reemplazó por completo al PC-98 estándar, sin perder la compatibilidad hacía atrás con el mismo. No obstante, le dedicaremos una entrada aparte como continuación a la que estáis leyendo en este momento.
El C-Bus
Otro de los elementos que diferencia al PC-98 del IBM PC fueron las ranuras de expansión, ya que en vez de utilizar el PC Bus, más tarde renombrado como ISA, NEC decidió usar su propio puerto de expansión, el cual usaba su propio pinaje. Esto provocó que las tarjetas pensadas para el IBM PC no solo no fueran compatibles, es que literalmente no se podían encajar. Esto les dio el monopolio y el control total ya no solo sobre el software, sino también sobre el hardware. Es más, al ser desde el primer momento un bus de 16 bits, ya que la plataforma desde el primer momento no se vio limitada a un bus de datos de 8 bits. La vida del zócalo C-Bus fue paralela a la del bus ISA y, al igual que este, se vio reemplazado por el estándar PCI a mediados de los 90.
Además, su velocidad de transferencia era mucho mayor, por el hecho de que, al igual que el ISA, el C-Bus utilizaba la misma velocidad de reloj que la CPU. Esto se debe a que, al igual que ocurría con el IBM PC, la expansiones de memoria también se conectaban originalmente a través de estas ranuras. Curiosamente, una de las tarjetas de expansión que hicieron que el PC-98 dejara de ser visto como un ordenador de oficina fue la 9801-26 Sound Board, la cual integraba el mismo chip de síntesis FM con 3 canales que el incluido en el PC-88 SR2 y le otorgaba de 2 puertos para mandos a este ordenador. Todo ello en 1985, muchos años antes de que se lanzaran las Sound Blaster para PC.
Gráficos en el PC-98
La mayor diferencia entre el PC-98 y el IBM PC es el subsistema gráfico, mientras que los sistemas de IBM dependían de una tarjeta gráfica, en el caso del sistema de NEC optaron por incluir dos chips 7220 de la propia NEC, uno se encargaba de generar el texto en pantalla, mientras que el otro de ejecutar los gráficos a color. No obstante, pese a la increíble capacidad, para la época, de dicho chip, este, al igual que otros CRTC dependía de un hardware externo para generar la señal de vídeo al monitor. Esto hizo que las primeras versiones de este ordenador no mostraran unos gráficos más avanzados que los del PC-88, viéndose limitados a solo los 8 colores básicos RGB, lo peor de todo es que era la única limitación en el PC-98, ya que ambos 7220 funcionaban solo a una velocidad de 2.5 MHz.
Se trataba de un desperdicio enorme, puesto que el 7220 era mucho más avanzado en sus capacidades que cualquier otro chip gráfico de la época. Es más, no solo se veía limitado en color y velocidad de reloj, sino que NEC la fastidió todavía más, haciendo que fuera inviable para videojuegos. El sistema utilizaba planos de bits, lo cual significa que se combinaban tres canales en monocromo, uno por cada canal RGB, para generar el búfer de imagen final. En otras palabras, requería el triple de accesos a la memoria, lo que sí le sumamos que el NEC 7220 compartía los mismos pines para datos y direccionamiento, pues ya tenemos la combinación perfecta para que un chip con un potencial enorme se viera totalmente limitado en sus capacidades.
TVRAM, GVRAM y resolución de pantalla?
NEC se copió a sí misma en la forma de manejar los gráficos en el PC-98 al usar la salida de vídeo del PC-88 y la forma de organizar la RAM de vídeo en dos pozos distintos, llamados TVRAM (Text Video RAM) y GVRAM (Graphics Video RAM), donde cada una de ellas se encontraba asignada a un 7220. En el caso del subsistema de texto, este funcionaba de la misma manera muy similar al 6845, no aprovechando las capacidades superiores del chip de NEC. Además, pese a tener 8 KB de memoria asignada, no podía superar, por limitación de los monitores de la época los 640 x 400 píxeles en pantalla.
Esto nos lleva al caso del segundo 7220, encargado de los gráficos a color, los cuales podían llegar a los 640 x 400 con 8 colores en los modelos iniciales, pero con 96 KB de GVRAM., pero tal y como hemos dicho, usaba planos de bits, por lo que pese a su definición era extremadamente lento. ¿Y por qué NEC hizo esto? Por el simple hecho de que para un ordenador de oficina no eran necesarias capacidades mucho más avanzadas, y en vez de crear chips más sencillos, usaron los que ellos ya tenían hechos.
El PC-98 se convierte en una máquina de juegos
De cara a crear un PC-98 con una configuración gráfica más avanzada, para NEC tomaba dos caminos distintos: rehacerlo desde cero y perder con ello la compatibilidad hacia atrás con todo el software desarrollado hasta el momento o añadir hardware adicional. NEC optó por el segundo camino y lo hizo a partir del modelo PC-9801 VM, al añadir un nuevo componente entre el segundo 7220 y la GVRAM, aparte de aumentarla hasta los 192 KB, gracias a la inclusión de un nuevo chip, el Graphics Charger o GC. Este chip puede verse como una unidad DMA para el 7220, el cual reemplaza su lento acceso a la memoria de vídeo.
¿Su particularidad? Accedía a la VRAM al triple de velocidad, ya que le permitía escribir y leer el búfer de imagen con los 3 canales al mismo tiempo, por lo que reducía el número de accesos a una tercera parte. No solo eso, sino que permitió el uso de 16 colores por píxel de una paleta de 4096 colores, muy superior a la de 512 colores del PC-88 MK.II SR.
La llegada del 80286 en 1986 para los nuevos modelos del PC-98 trajo consigo la implementación de mejoras en el sistema gráfico de la plataforma de NEC, las cuales se estandarizaron hasta 1992. Si bien en 1990 hubo una mejora adicional, duplicando la velocidad de reloj de ambos 7220 de los 2.5 MHz a los 5 MHz, lo que es la configuración gráfica se mantuvo con los mismos chips durante un largo periodo de dos años, pero con diferentes cantidades de TVRAM y GVRAM. Sin embargo, a partir del modelo PC-9801 VX, el GC fue reemplazado por el EGC, el cual traía las mismas especificaciones que el GC, pero le añadía funciones blitter al sistema.
Más allá del PC-9801
La familia PC-98 no murió en 1992, sino que fue reemplazada por el PC-9821, el cual era compatible hacia atrás y tuvo algunos cambios progresivos en su hardware que lo convirtieron progresivamente más en un PC convencional y no en un sistema propietario. No obstante, para no sobrecargaros de información, hemos decidido dedicarle en un futuro una entrada de hardware clásico, donde explicaremos cómo las plataformas propietarias japonesas basadas en x86 como el propio PC-98 y FM Towns terminaron por diluirse por completo y desaparecer gracias a DOS/V y la entrada de clónicos estadounidenses al mercado japonés.
