Не машина тьюринга, а FSM. Finite State Machine, ну или по русски конечный автомат.
Да, процессор (и не только) эмулировать программно такой колдобиной и проще и удобнее. Но надо иметь несколько вывернутый наизнанку мозг, чтобы уметь мыслить в таких категориях и реализовать эти мысли в программе.
Собственно правильно реализованный и должным способом оптимизированный Z80 в реализованный программно в виде FSM должен получить все свои недокументиованные фичи автоматически, в качестве побочного полезного эффекта.