PC-8800シリーズ
PC-8800シリーズは、他社に先駆けてCPUクロックの高速化などを行っていたものの、8ビットCPUを使用する以上、基本性能の向上はほぼ限界に達しつつあった。1987年(昭和62年)3月に発表した PC-88VAでは、NEC独自の16ビットCPU、μPD9002(8MHz、V50のカスタム品)を採用し、メインメモリは512KBを備え、大幅な性能向上を図った上位機種である。外観でもFDDを横並びからPC-9800同様の縦並びとし、筐体も大きくなった。このCPUはV30としての動作に加え、8ビットCPU・μPD70008AC互換のモードを持っており、従来のPC-8800シリーズのV1/V2モードのソフトウェアの大部分が互換モードで動作可能だった。
VDPの搭載により640×400ドット/256色や640×200ドット/65536色、スクロール機能・複数画面の合成 といった強力なグラフィック機能、4096色中16色・サイズ最大256×256ドットで最大同時表示32枚のスプライト機能などを備えた。OSにも、MS-DOSVer.2とシステムコールが概ね互換である独自OS、NEC PC-Engineを搭載していた。このOSではN88-日本語BASIC V3が動作し、N88-DISK BASICのディスクもファイルフォーマットを自動判別して読み込めた。また、高機能化したハードウェアをサポートするBIOSがROM内に整備された。プロセッサ等、共通項はありながらこれらの実装はPC-9800シリーズとは非互換であり、MS-DOSに依存したソフトウェアなど、共用できるソフトウェアはごく一部に限られた。
PC-8801は別売ながら漢字ROMを用意したことで、「マイレター」、「文筆」、「ユーカラ」などのいくつかの日本語ワープロソフトがPC-8801用に開発された。これらは後にPC-9801対応版も登場し、パソコンソフト市場に日本語ワープロソフトのジャンルを確立することになった。NEC自身も「ユーカラ」を自社ブランドで「日本語ワードプロセッサ」として発売したが、こちらは失敗に終わっている。PC-8801は1983年11月までに17万台が出荷された。
1983年に登場した後継機、PC-8801mkIIでは、FDDを2基本体に内蔵可能とし、縦置きも可能な新しい筐体を採用した。また、キーボードは人間工学に基づいたステップスカルプチャー方式が採用された。8801mkII以降の機種はFDDが本体内に内蔵可能となったため、内蔵FDD制御用サブCPUとしてμPD780C-1(Z80A相当、4MHz)とサブCPU用RAMが搭載された。漢字ROMが標準搭載されるようになり、ブザーがスピーカーに置換されると共に、従来のBEEP音のほかに、BASICからCMD SINGで利用可能なI/Oポートを制御することで、ソフトウェア的にパルスを生成できる単音の音源が追加され音程を奏でることが可能になった。
PC-8001と同等のANK文字表示用ハードウェアが残されており、グラフィック画面の上に合成表示が可能になっていた。フォントをハードウェア的に展開するこの仕組みは文字表示についてVRAMへのデータ転送量が軽減されるため、ANK文字は高速表示が可能だった。このような構成は後のPC-9800シリーズにも継承され、日本語表示も可能な形で実装されている。