6502

모스 테크놀로지[1] 사에서 1975년 출시한 8비트 마이크로프로세서이다.

애플 1~2, 코모도어 64, 닌텐도 패밀리 컴퓨터, 아타리 2600등 수많은 명작을 만들어냈다.

모토로라에서 척 페들(Chuck Peddle, 1937~2019)과 여러 엔지니어들은 8비트 마이크로프로세서 모토로라 6800을 만들었으나, 지나치게 비싸서 바이어들이 구매하지 않는 것을 알게 되었다. 가격을 낮추기 위해선 칩 크기를 줄여야 했고, 그러기 위해선 모토로라 6800보다 명령어 세트를 간소화하고 소비 전력을 절감할 수 있었던 새로운 반도체 공정 기술이었던 NMOS(Depletion-load n-type metal-oxide semiconductor, 디플리션 부하 N형 금속 산화물 반도체)로 만들어야 한다고 모토로라 경영진에 주장했다. 그러나 모토로라는 마침 텍사스 오스틴에 건설한 반도체 공장에서 생산에 어려움을 겪고 있었기에 이를 거절했다. 결국 그들은 1974년 모토로라를 떠나 MOS 테크놀로지로 이직했고, 1975년 8월 모토로라 6800의 저비용 대체품 6501과 6502를 개발했다.

모토로라 6800과 동일한 핀 배치로 하드웨어적 호환성[2]을 갖춘 6501이 모토로라의 소송으로 인해 판매 중지 및 회수를 당하면서 핀 배치 변경 및 일부 기능의 추가와 개선이 이루어진 6502 프로세서가 출시되었다.

레지스터는 총 6개로 8비트 A, X, Y, P, S와 16비트 프로그램 카운터를 가지고 있다. 8비트 레지스터 만으로 구성되어 있지만 16비트의 메모리를 다룰 수는 있었다. 이 시기에 다른 8비트 CPU는 8080, Z80 정도가 있었는데 범용 레지스터만 해도 7개를 가지고 있었다. 6502의 모든 레지스터는 7개 안에 전부 들어가는 셈.

전체 메모리의 첫 256바이트 가량은 제로 페이지 레지스터 구역으로 사용하여 6502의 적은 수의 레지스터를 커버했다. 그 다음 256바이트는 스택 메모리 공간으로 예약되어 있다.

명령어 세트는 작고 간결했지만 대신 많은 주소 지정 모드를 지원하기 때문에 적은 수의 레지스터를 효율적으로 이용할 수 있었다. 13가지의 주소 지정 모드가 있었으며 다음과 같다.

연산 대상으로 X, Y 레지스터를 사용할 수 없는데 그 이유는 거의 모든 연산을 메모리하고만 한다. 간혹 X, Y 레지스터를 이용하여 연산하는 명령어가 있긴 하나 증가 연산, 비교 연산 정도로 간단한 것들 뿐이다. 레지스터의 개수가 적은 대신 메모리를 대상으로 하는 다양한 주소 지정 모드를 지원했기에 큰 문제는 아니였지만 복잡했기 때문에 다루기가 어려웠다.

명령어 세트가 간결해 어셈블리어만 보고 바로 기계어 코드를 만들 수 있는 사용자들이 많다.

트랜지스터 개수가 약 3천개 중반으로 동시대 프로세서에 비하면 절반 밖에 안되는 칩 크기를 가졌고 이 덕에 칩 가격이 저렴해 수많은 기기에 채용될 수 있었다. 지금은 트랜지스터 겨우 몇천 개 줄이는게 의미가 없을 수도 있지만 이 시절에는 CPU는 물론이고 DRAM도 트랜지스터를 겨우 수천 개만 넣을 수 밖에 없었던 시절이었다. 8비트 프로세서가 접근 가능한 최대 용량인 64kiB를 기본적으로 전부 사용할 수 있는 컴퓨터가 나온건 프로세서가 나온지 7년의 세월이 흐른 코모도어 64 시절 이야기이고 그 전에는 수 KB 밖에 안됐다. 아타리 2600은 128바이트의 메모리만 가지고 있을 정도였다.

또 6502는 위에 서술한 이유로 수많은 기기에 채용된 덕에 소프트웨어 환경이 풍부했다. 특히 1977년에 나온 게임기 아타리 2600과 개인용 컴퓨터 Apple II가 큰 성공을 거두었기 때문이었다.