Zilog Z80 (1976) 詳細（ジログゼットハチマル）

概要

Zilog Z80 は、Federico Faggin が Intel 退社後に設立した Zilog で 1976 年 7 月に発表した 8-bit マイクロプロセッサで、8080 完全互換 + 139 命令拡張・新規レジスタ (IX・IY・I・R) ・DRAM リフレッシュ自動化・+5V 単電源で 8080 を性能・機能・価格全面で凌駕し、1970s-1990s の 8-bit CPU 市場を席巻した伝説的 CPU です。Faggin は Intel で 8080 を設計した後、Intel の経営姿勢に不満を持ち独立、共同創業者 Ralph Ungermann と Zilog Inc. を 1974 年に設立し、Masatoshi Shima (日本人エンジニア、後の Apple Newton 開発者) と共に Z80 を 1976 年に完成させました。8080 互換命令 78 + Zilog 独自拡張 61 = 計 139 命令、Index Register (IX・IY)・Interrupt Vector (I)・Memory Refresh (R)・代替レジスタセット (AF'-HL') など 8080 機能を大幅強化し、MSX (1983)・Sinclair ZX Spectrum (1982)・東芝パソピア・シャープ MZ シリーズ・カシオ PV-1000・任天堂 Game Boy (1989) など、1980s-1990s 8-bit 時代を象徴する数多くのコンピュータ・ゲーム機で採用されました。

主な特徴・仕組み

• 発表: 1976 年 7 月 Zilog Inc.
• 設計: Federico Faggin・Masatoshi Shima 中心
• プロセス: 4μm シリコンゲート NMOS
• トランジスタ: 8,500 個
• データバス: 8-bit
• アドレスバス: 16-bit、最大 64KB メモリ
• クロック: 2.5MHz (Z80)・4MHz (Z80A)・6MHz (Z80B)・8MHz (Z80H)
• 電源: +5V 単電源
• パッケージ: 40-pin DIP
• 命令数: 139 命令 (8080 78 + Zilog 拡張 61)
• 8080 互換: バイナリ完全互換、既存 8080 ソフトがそのまま動作
• 新規機能: IX/IY インデックスレジスタ・代替レジスタ (AF-prime/HL-prime)・DRAM 自動リフレッシュ・ブロック転送命令
• 採用: MSX・ZX Spectrum・Game Boy・パソピア・PC-8801 (Z80A 互換)

スペック比較表 (8-bit CPU 1970s-1980s)

具体例・対応 PC/ゲーム機

• Sinclair ZX Spectrum (1982): 英国国民的 PC、Z80A 3.5MHz、累計 500 万台
• MSX (1983-): ASCII Microsoft 規格、日本・韓国・欧州で大ヒット
• Game Boy (1989): 任天堂、カスタム Z80 (LR35902)、累計 1.18 億台
• 東芝パソピア (1981): 国内 8-bit PC、Z80A 採用
• シャープ MZ-80K / MZ-2000: 国内 PC、Z80 標準
• NEC PC-8001 / PC-8801 シリーズ: Z80A 互換 (NEC μPD780C)

自作PCでの選び方・注意点

Z80 は当然ながら自作 PC では直接利用しませんが、レトロコンピューティング・電子工作・教育で 2026 年現在も活発に利用される歴史的 CPU。Z80 互換 SoC が中国・台湾の組み込み機器向けに継続生産、eBay・AliExpress で Z80 IC が ¥300-1,500 で流通中、レトロ自作 PC・組み込みシステム・MSX 互換機の自作プロジェクトで愛用されています。RC2014 (Z80 ベース自作キット、$50-200) は英国 Spencer Owen 設計の現代版 Z80 PC として人気、ホビイストコミュニティで CP/M・MSX-DOS 動作・Z80 アセンブリ学習に活用。Raspberry Pi の Z80 エミュレータ (Z80MC・ZXSP) で MSX・ZX Spectrum・Game Boy のレトロソフトを 2026 年現在も実機並み速度で実行可能、レトロゲーム保存・教育用途で価値継続。MSX シリーズの近代版「MSX0」「1chipMSX」など互換ハードも 2020 年代に登場、Z80 アーキテクチャは現代も愛され続けています。Federico Faggin は 1986 年 Synaptics 創業 (タッチパッド) で別分野で成功、Z80 の伝説と共に半導体産業史の偉人となっています。

関連用語との違い

• Intel 8080: 親、Z80 はその完全互換 + 拡張
• Intel 8085: 同年競合、Z80 が市場で勝利
• MOS 6502: 競合 8-bit、Apple/Atari/Commodore 系で活躍

よくある質問（FAQ）

Q1: Z80 と 8080 の最大の違いは? A: 完全バイナリ互換だが Zilog 独自拡張 61 命令追加 (約 78 → 139)、Index Register・代替レジスタ・DRAM リフレッシュ・+5V 単電源で全面改良。

Q2: Game Boy の CPU は Z80? A: 任天堂カスタム LR35902 (Z80 派生)、命令セット部分削減 + 独自拡張。完全な Z80 ではないが Z80 系列。

Q3: 現代でも実用される? A: 組み込み機器・産業機器・レトロコンピューティング・教育用途で 2026 年現在も活発、RC2014・MSX 互換機などホビーで人気継続。

まとめ

• Zilog Z80 = 1976 年 Faggin/Zilog 発表、8080 完全互換 + 拡張
• 139 命令・IX/IY/I/R 新規レジスタ・代替レジスタセット
• MSX・ZX Spectrum・Game Boy・PC-8801 で 8-bit 時代を象徴
• 50 年現役、レトロ・組み込み・教育で愛用継続