Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Плоскость основной памяти 32 x 32, хранящая 1024 бит (или 128 байтов ) данных. Маленькие черные кольца на пересечении проводов сетки, организованные в четыре квадрата, представляют собой ферритовые сердечники.

Память с магнитным сердечником была преобладающей формой компьютерной памяти с произвольным доступом в течение 20 лет, примерно с 1955 по 1975 год. Такую память часто называют просто основной памятью или, неофициально, ядром .

В памяти с сердечником используются тороиды (кольца) из магнитотвердого материала (обычно полутвердого феррита ) в качестве сердечников трансформатора , где каждый провод, пропущенный через сердечник, служит обмоткой трансформатора. Через каждую жилу проходят три или четыре провода. Магнитный гистерезис позволяет каждому из сердечников «запоминать» или сохранять состояние.

Каждое ядро ​​хранит один бит информации. Сердечник может быть намагничен как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки. Значение бита, хранящегося в сердечнике, равно нулю или единице в зависимости от направления намагничивания сердечника. Импульсы электрического тока в некоторых проводах через сердечник позволяют установить направление намагничивания в этом сердечнике в любом направлении, таким образом сохраняя единицу или ноль. Другой провод, проходящий через каждую жилу, сенсорный провод, используется для определения того, изменилось ли состояние сердечника.

Процесс чтения ядра приводит к сбросу ядра до нуля, таким образом стирая его. Это называется деструктивным считыванием . Когда они не читаются или не записываются, ядра сохраняют последнее значение, которое у них было, даже если питание отключено. Следовательно, они представляют собой тип энергонезависимой памяти.

При использовании ядер и проводов меньшего размера плотность памяти ядра медленно увеличивалась, и к концу 1960-х годов типичной была плотность около 32 килобит на кубический фут (около 0,9 килобита на литр). Однако достижение такой плотности потребовало чрезвычайно тщательного производства, почти всегда выполняемого вручную, несмотря на неоднократные серьезные усилия по автоматизации процесса. Стоимость снизилась за этот период примерно с 1 доллара за бит до примерно 1 цента за бит. Появление в конце 1960-х первых полупроводниковых микросхем памяти , которые изначально создавали статическую память с произвольным доступом ( SRAM ), начало размывать рынок основной памяти. Первая успешная динамическая память с произвольным доступом ( DRAM ), Intel 1103, а затем в 1970 году. Его доступность в количестве 1 цент за бит ознаменовала начало конца основной памяти. [1]

Усовершенствования в производстве полупроводников привели к быстрому увеличению емкости запоминающих устройств и снижению цены за килобайт, в то время как стоимость и характеристики основной памяти изменились незначительно. Базовая память постепенно выводилась с рынка в период с 1973 по 1978 год.

В зависимости от того, как она была подключена, основная память могла быть исключительно надежной. Например, доступная только для чтения память основного троса использовалась в критически важном компьютере управления Apollo, необходимом для успешных посадок НАСА на Луну.

Хотя основная память устарела, компьютерную память все еще иногда называют «ядром», даже если она сделана из полупроводников, особенно людьми, которые работали с машинами, имеющими настоящую базовую память. Файлы, получаемые в результате сохранения всего содержимого памяти на диск для проверки, которая в настоящее время обычно выполняется автоматически при возникновении серьезной ошибки в компьютерной программе, по-прежнему называются « дампами ядра ».

История [ править ]

Разработчики [ править ]

Основная идея использования квадратной петли гистерезиса некоторых магнитных материалов в качестве запоминающего или переключающего устройства была известна с первых дней развития компьютеров. Большая часть этих знаний была получена благодаря пониманию трансформаторов , которые позволяли усиливать и работать как переключатели при построении с использованием определенных материалов. Устойчивое переключение было хорошо известно в области электротехники и сразу же стало применяться в компьютерных системах. Например, Дж. Преспер Эккерт и Джеффри Чуан Чу проделали некоторую работу по разработке концепции в 1945 году в школе Мура во время работы ENIAC . [2]

Фредерик Viehe применяется для различных патентов на использование трансформаторов для построения цифровых логических схем вместо релейной логики , начиная с 1947 года полностью разработанной базовой системы была запатентована в 1947 году, а затем куплена IBM в 1956 году [3] Такое развитие событий было мало - известно, однако, и основная разработка ядра обычно связана с тремя независимыми командами.

Значительная работа в этой области была проведена в Шанхае -born американских физиков Wang и Путь-Dong Woo , который создал передачу импульса контрольного устройства в 1949 году [4] [5] Название называют таким образом , что магнитное поле жилы могут использоваться для управления переключением тока; его патент был посвящен использованию ядер для создания систем памяти с линейной задержкой или регистром сдвига . В то время Ван и Ву работали в вычислительной лаборатории Гарвардского университета , и университет не был заинтересован в продвижении изобретений, созданных в их лабораториях. Ван смог запатентовать систему самостоятельно.

Основная память Project Whirlwind

Компьютер MIT Project Whirlwind требовал системы быстрой памяти для отслеживания самолетов в реальном времени . Сначала использовалась система трубок Вильямса - система хранения на основе электронно-лучевых трубок , но она оказалась ненадежной и ненадежной. Несколько исследователей в конце 1940-х годов придумали идею использования магнитных сердечников для компьютерной памяти, но компьютерный инженер Массачусетского технологического института Джей Форрестер получил главный патент на свое изобретение памяти с совпадающими ядрами, которая позволила хранить информацию в трехмерном виде. [6] [7]Уильям Папян из Project Whirlwind процитировал одну из этих попыток, Гарвардскую «Статическую магнитную линию задержки», во внутренней служебной записке. Первое ядро ​​памяти 32 x 32 x 16 бит было установлено на Whirlwind летом 1953 года. Папиан заявил: «Магнитная память имеет два больших преимущества: (1) большая надежность с последующим сокращением времени обслуживания, затрачиваемого на хранение; (2) более короткое время доступа (время доступа к ядру составляет 9 микросекунд: время доступа к трубке составляет примерно 25 микросекунд), что увеличивает скорость работы компьютера ». [8]

В апреле 2011 года Forrester напомнил, что «использование ядер Ваном не оказало никакого влияния на мое развитие оперативной памяти. Память Ванга была дорогой и сложной. Насколько я помню, что может быть не совсем правильно, в ней использовалось два ядра. на двоичный бит и, по сути, была линией задержки, которая сдвинулась немного вперед. В той степени, в которой я мог сосредоточиться на этом, подход не подходил для наших целей ». Он описывает изобретение и связанные с ним события 1975 года. [9] С тех пор Форрестер заметил: «Нам потребовалось около семи лет, чтобы убедить отрасль, что память с произвольным доступом на магнитных сердечниках была решением проблемы недостающего звена в компьютерных технологиях. следующие семь лет мы провели в патентных судах, убеждая их, что не все они думали об этом первыми ». [10]

Третьим разработчиком, участвовавшим в ранней разработке ядра, был Ян А. Райчман из RCA . Плодовитый изобретатель, Райхман разработал уникальную систему сердечника с использованием ферритовых лент, обернутых вокруг тонких металлических трубок [11], построив свои первые образцы, используя переделанный пресс для аспирина в 1949 году. [3] Райхман также продолжал разрабатывать версии трубки Вильямса и руководил разработкой Selectron . [12]

Два ключевых изобретения привели к разработке памяти на магнитных сердечниках в 1951 году. Первое, изобретение Ан Ванга, было циклом записи после чтения, который решил проблему использования носителя данных, на котором процесс чтения стирает прочитанные данные. , что позволяет создавать последовательный одномерный регистр сдвига (50 бит) с использованием двух ядер для хранения бит. Основной сдвиговый регистр Ванга находится на выставке Revolution в Музее истории компьютеров . Вторая, Forrester, была системой совпадающих токов, которая позволяла небольшому количеству проводов управлять большим количеством ядер, обеспечивая массивы трехмерной памяти в несколько миллионов бит. Первое использование сердечника было в компьютере Whirlwind, и «самым известным вкладом Project Whirlwind была функция хранения магнитного сердечника с произвольным доступом».[13] Коммерциализация последовала быстро. Компания Jacobs Instrument Company использовала свой собственный усовершенствованный магнитный сердечник совпадающего тока в своей серии мощных мини-компьютеров JAINCOMP, начиная с 1951 г. результаты сопоставимы с тогдашними институциональными компьютерами размером с комнату, которые производятся университетами и крупными частными подрядчиками. [14] Магнитный сердечник использовался в периферийных устройствах IBM 702 [15], поставленных в июле 1955 года, а затем и в самом 702. В IBM 704 (1954 г.) и Ferranti Mercury (1957 г.) использовалась память на магнитных сердечниках.

Это было в начале 1950-х годов, когда Seeburg Corporation разработала одно из первых коммерческих приложений для хранения оперативной памяти с совпадающим током в памяти "Tormat" своей новой линейки музыкальных автоматов, начиная с V200, разработанного в 1953 году и выпущенного в 1955 году [16]. ] Затем последовали многочисленные применения в вычислительной технике, телефонии и промышленном управлении.

Патентные споры [ править ]

Патент Ван был выдан только в 1955 году, и к тому времени память на магнитных сердечниках уже использовалась. Это положило начало длинной серии судебных процессов, которые в конечном итоге закончились, когда IBM выкупила патент напрямую у Вана за 500 000 долларов США . [17] Ван использовал средства для значительного расширения Лаборатории Ван , которую он основал вместе с доктором Гэ-Яо Чу, одноклассником из Китая.

Массачусетский технологический институт хотел взимать с IBM роялти в размере 0,02 доллара за бит на основную память. В 1964 году, после долгих лет судебных споров, IBM заплатила MIT 13 миллионов долларов за права на патент Forrester, что на тот момент было крупнейшим урегулированием патентов. [18] [19]

Экономика производства [ править ]

В 1953 году испытанные, но еще не натянутые сердечники стоили 0,33 доллара США каждый. По мере увеличения объемов производства цена за ядро ​​к 1970 году упала до 0,0003 доллара США . К 1970 году IBM производила 20 миллиардов ядер в год. Размеры сердечника уменьшились за тот же период с примерно 0,1 дюйма (2,5 мм) в диаметре в 1950-х годах до 0,013 дюйма (0,33 мм) в 1966 году. [20] Мощность, необходимая для изменения намагниченности одного сердечника, пропорциональна объему, так что это представляет собой снижение энергопотребления в 125 раз.

Стоимость полных систем с основной памятью определялась стоимостью протяжки проводов через ядра. Система совпадающих токов Forrester требовала, чтобы один из проводов был проложен под углом 45 градусов к сердечникам, что оказалось затруднительным для подключения на машине, так что массивы сердечников должны были собираться под микроскопом рабочими с тонкой моторикой. Первоначально использовались швейные рабочие. К концу 1950-х годов в Восточной Азии создавались промышленные предприятия . [ необходима цитата ] Внутри сотни рабочих натянули стержни за низкую оплату.

В 1956 году группа сотрудников IBM подала заявку на патент на машину, которая автоматически пропускала первые несколько проводов через каждое ядро. Эта машина удерживала всю плоскость сердечников в «гнезде», а затем проталкивала множество полых игл через сердечники для направления проводов. [21] Использование этой машины сократило время, необходимое для прохождения прямых линий выбора X и Y с 25 часов до 12 минут на массиве 128 на 128 ядер. [22]

Меньшие стержни сделали использование полых игл непрактичным, но были достигнуты многочисленные успехи в полуавтоматической нарезке стержня. Разработаны опорные гнезда с направляющими каналами. Сердечники были прочно прикреплены к «заплатке» из несущего листа, которая поддерживала их во время производства и последующего использования. Иглы для заправки нити приваривались к проволоке встык , поэтому диаметры иглы и проволоки были одинаковыми, и были предприняты усилия, чтобы полностью исключить использование игл. [23] [24]

Самым важным изменением с точки зрения автоматизации было сочетание сенсорных и запрещающих проводов, устраняющее необходимость в обходном диагональном сенсорном проводе. С небольшими изменениями в компоновке это также позволило гораздо плотнее разместить ядра в каждом патче. [25] [26]

К началу 1960-х годов стоимость ядра упала до такой степени, что оно стало почти универсальным в качестве основной памяти , заменив как недорогую низкопроизводительную барабанную память, так и дорогостоящие высокопроизводительные системы, использующие электронные лампы , а позже и транзисторы в качестве памяти. Стоимость основной памяти резко снизилась за время существования технологии: стоимость начиналась примерно с 1 доллара США за бит и упала примерно до 0,01 доллара США за бит. Ядро было заменено интегрированными полупроводниковыми чипами RAM в 1970-х.

Примером масштабов, экономичности и технологии основной памяти в 1960-х годах был модуль основной памяти 256 КБ 36 бит (1,2 МБ [27] ), установленный на PDP-6 в лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института к 1967 году [28 ] Это считалось «невообразимо огромным» в то время и прозвано «Память Моби». [29] Он стоил 380 000 долларов (0,04 доллара за бит), имел ширину 69 дюймов, высоту 50 дюймов и глубину 25 дюймов с вспомогательной схемой (189 килобит на кубический фут = 6,7 килобит на литр). Время его цикла составляло 2,75 мкс. [30] [31] [32]

Описание [ править ]

Схема плоскости 4 × 4 памяти магнитного сердечника в установке совпадающих токов по линиям X / Y. X и Y - приводные линии, S - смысл, Z - запрет. Стрелки указывают направление тока для записи.
Крупный план основной плоскости. Расстояние между кольцами составляет примерно 1 мм (0,04 дюйма). Зеленые горизонтальные провода - X; Y-провода тускло-коричневого цвета и вертикальны к задней части. Сенсорные провода диагональные, оранжевого цвета, а запрещающие провода - вертикальные витые пары.

Термин «сердечник» происходит от обычных трансформаторов , обмотки которых окружают магнитный сердечник . В основной памяти провода проходят через любую заданную жилу один раз - это однооборотные устройства. Свойства материалов, используемых для ядер памяти, кардинально отличаются от материалов, используемых в силовых трансформаторах. Магнитный материал для сердечника памяти требует высокой степени магнитной остаточной намагниченности , способности оставаться сильно намагниченным и низкой коэрцитивной силы, так что для изменения направления намагничивания требуется меньше энергии. Ядро может принимать два состояния, кодируя один бит. Содержимое основной памяти сохраняется даже при выключении системы памяти ( энергонезависимая память). Однако, когда ядро ​​читается, оно сбрасывается до «нулевого» значения. Затем схемы в системе памяти компьютера восстанавливают информацию в цикле немедленной перезаписи.

Как работает основная память [ править ]

Один из трех взаимосвязанных модулей, составляющих основную плоскость памяти PDP-8 на основе Omnibus (PDP 8 / e / f / m).
Один из трех взаимосвязанных модулей, составляющих плоскость основной памяти PDP-8 на базе Omnibus. Это середина из трех и содержит массив настоящих ферритовых сердечников.
Один из трех взаимосвязанных модулей, составляющих плоскость основной памяти PDP-8 на базе Omnibus.

Наиболее распространенная форма оперативной памяти, X / Y-линии совпадающего тока , используемая для основной памяти компьютера, состоит из большого количества небольших тороидальных ферримагнитных керамических ферритов ( сердечников ), скрепленных вместе в сетчатой ​​структуре (организованной как " стопку слоев, называемых плоскостями ), с проволокой, продетой через отверстия в центрах жил. В ранних системах было четыре провода: X , Y , Sense и Inhibit , но более поздние жилы объединяли последние два провода в одну линию Sense / Inhibit . [25] Каждый тороид хранит один бит(0 или 1). К одному биту в каждой плоскости можно было получить доступ за один цикл, поэтому каждое машинное слово в массиве слов было распределено по «стеку» плоскостей. Каждая плоскость будет обрабатывать один бит слова параллельно , позволяя читать или записывать все слово за один цикл.

Сердечник основан на свойствах "квадратной петли" ферритового материала, используемого для изготовления тороидов. Электрический ток в проводе, который проходит через сердечник, создает магнитное поле. Только магнитное поле, превышающее определенную напряженность («выбор»), может вызвать изменение магнитной полярности сердечника. Чтобы выбрать ячейку памяти, одна из линий X и одна из линий Y управляются половиной тока («половинный выбор»), необходимой для того, чтобы вызвать это изменение. Только комбинированное магнитное поле, генерируемое там, где пересекаются линии X и Y (логическая функция И), достаточно для изменения состояния; другие ядра будут видеть только половину необходимого поля («наполовину выбрано») или вообще не увидят. Пропуская ток по проводам в определенном направлении, индуцированныйполе заставляет магнитный поток выбранного сердечника циркулировать в одном или другом направлении (по или против часовой стрелки). Одно направление - это сохраненная 1 , а другое - сохраненный 0 .

Тороидальная форма сердечника является предпочтительной, так как магнитный путь закрыт, отсутствуют магнитные полюса и, следовательно, очень небольшой внешний поток. Это позволяет расположить сердечники близко друг к другу, не позволяя их магнитным полям взаимодействовать. Попеременное позиционирование под углом 45 градусов, используемое в ранних массивах сердечников, было обусловлено диагональными сенсорными проводами. С устранением этих диагональных проводов стало возможным более плотное уплотнение. [26]

Чтение и письмо [ править ]

График гистерезиса сердечника магнитной памяти во время операции чтения. Импульс тока в линии считывания высокий («1») или низкий («0») в зависимости от исходного состояния намагниченности сердечника.

Чтобы прочитать бит из основной памяти, схема пытается перевернуть бит на полярность, назначенную для состояния 0, управляя выбранными линиями X и Y, которые пересекаются в этом ядре.

  • Если бит уже был равен 0, физическое состояние ядра не изменяется.
  • Если бит был ранее равен 1, то сердечник меняет магнитную полярность. Это изменение после задержки вызывает импульс напряжения в линии Sense.

Обнаружение такого импульса означает, что последний раз бит содержал 1. Отсутствие импульса означает, что бит содержал 0. Задержка при обнаружении импульса напряжения называется временем доступа к основной памяти.

После любого такого чтения бит содержит 0. Это иллюстрирует, почему доступ к основной памяти называется деструктивным чтением : любая операция, которая считывает содержимое ядра, стирает это содержимое, и оно должно быть немедленно воссоздано.

Для записи бита в базовую память схема предполагает, что была операция чтения, и бит находится в состоянии 0.

  • Чтобы записать 1 бит, выбранные линии X и Y управляются током в направлении, противоположном направлению операции чтения. Как и при считывании, сердечник на пересечении линий X и Y меняет магнитную полярность.
  • Для записи бита 0 (другими словами, чтобы запретить запись бита 1) такое же количество тока также передается через линию запрета. Это уменьшает чистый ток, протекающий через соответствующий сердечник, до половины тока выбора, предотвращая изменение полярности.

Время доступа плюс время перезаписи - это время цикла памяти .

Провод Sense используется только во время чтения, а провод Inhibit - только во время записи. По этой причине более поздние базовые системы объединили их в один провод и использовали схему в контроллере памяти для переключения функций провода.

Контроллеры основной памяти были спроектированы таким образом, что за каждым чтением сразу следовала запись (поскольку при чтении все биты были установлены в 0, а запись предполагала, что это произошло). Этим фактом начали пользоваться компьютеры. Например, значение в памяти может быть прочитано и увеличено (как, например, AOSинструкцией на PDP-6 ) почти так же быстро, как оно может быть прочитано; аппаратное обеспечение просто увеличивало значение между фазой чтения и фазой записи одного цикла памяти (возможно, сигнализируя контроллеру памяти краткую паузу в середине цикла). Это может быть в два раза быстрее, чем процесс получения значения с помощью цикла чтения-записи, увеличения значения в каком-то регистре процессора, а затем записи нового значения с помощью другого цикла чтения-записи.

Другие формы основной памяти [ править ]

Плоскость 10,8 × 10,8 см памяти на магнитном сердечнике с 64 x 64 битами (4 КБ), используемая в CDC 6600 . На вставке показана архитектура словарной линии с двумя проводами на бит.

Память ядра строки слов часто использовалась для обеспечения регистровой памяти. Другие названия этого типа - линейный выбор и 2-D . Эта форма основной памяти , как правило , сплела три провода через каждое ядро на плоскости, слово чтения , слово запись , и немного смысла / записи . Чтобы прочитать или очистить слова, полный ток применяется к одной или нескольким строкам чтения слов ; это очищает выбранные ядра и любые, которые перевернуты, индуцируют импульсы напряжения в их линиях считывания / записи битов . Для чтения обычно выбирается только одна строка чтения слова ; но для ясности можно выбрать несколько строк чтения слов, в то время как битовый смысл / записьстроки игнорируются. Для записи слов половина тока применяется к одной или нескольким линиям записи слов , а половина тока применяется к каждой линии считывания / записи битов для установки бита. В некоторых конструкциях строки чтения и записи слова были объединены в один провод, в результате чего получился массив памяти с двумя проводами на бит. Для записи можно выбрать несколько строк записи слова . Это давало преимущество в производительности по сравнению с параллельным током линии X / Y.в том, что несколько слов могут быть очищены или записаны с одним и тем же значением за один цикл. Типичный набор регистров машины обычно использует только одну небольшую плоскость этой формы основной памяти. Некоторые очень большие запоминающие устройства были созданы с помощью этой технологии, например, вспомогательная память Extended Core Storage (ECS) в CDC 6600 , которая содержала до 2 миллионов 60-битных слов.

Другая форма основной памяти, называемая основной памятью, обеспечивала хранилище только для чтения . В этом случае сердечники, у которых было больше линейных магнитных материалов, просто использовались как трансформаторы ; на самом деле в отдельных сердечниках магнитная информация не сохранялась. У каждого бита слова было одно ядро. Чтение содержимого заданного адреса памяти генерировало импульс тока в проводе, соответствующем этому адресу. Каждый адресный провод был пропущен либо через ядро, чтобы обозначить двоичный [1], либо вокруг внешней части этого ядра, чтобы обозначить двоичный [0]. Как и ожидалось, ядра были физически намного больше, чем ядра основной памяти для чтения и записи. Этот тип памяти оказался исключительно надежным. Примером был компьютер управления Apollo, используемый дляНАСА высадки на Луну.

Физические характеристики [ править ]

Эта карта microSDHC вмещает 8 миллиардов байтов (8 ГБ). Он опирается на часть памяти с магнитным сердечником, которая использует 64 ядра для хранения восьми байтов. Карта microSDHC вмещает в миллиард раз больше байтов на гораздо меньшем физическом пространстве.
Память с магнитным сердечником, 18 × 24 бита, с четвертью США для масштаба
Крупный план памяти с магнитным сердечником
Под углом

Производительность памяти ранних ядер можно охарактеризовать в сегодняшних терминах как примерно сопоставимую с тактовой частотой 1 МГц (эквивалентной домашним компьютерам начала 1980-х годов, таким как Apple II и Commodore 64 ). Ранние системы с памятью на ядре имели время цикла около 6 мкс , которое упало до 1,2 мкс к началу 1970-х годов, а к середине 70-х годов - до 600 нс (0,6 мкс). Некоторые конструкции имели существенно более высокую производительность: в 1964 году CDC 6600 имел время цикла памяти 1,0 мкс, при этом использовались ядра, для которых требовался ток с половинным выбором в 200 мА. [33]Было сделано все возможное, чтобы сократить время доступа и увеличить скорость передачи данных (полосу пропускания), включая одновременное использование нескольких ядер ядра, каждая из которых хранит один бит слова данных. Например, машина может использовать 32 сетки ядра с одним битом 32-битного слова в каждой, и контроллер может получить доступ ко всему 32-битному слову за один цикл чтения / записи.

Ядро памяти - это энергонезависимая память - она ​​может хранить свое содержимое бесконечно без питания. Он также относительно невосприимчив к ЭМИ и радиации. Это были важные преимущества для некоторых приложений, таких как промышленные программируемые контроллеры первого поколения , военные объекты и транспортные средства, такие как истребители , а также космические корабли , и привели к тому, что ядро ​​использовалось в течение нескольких лет после появления полупроводниковой МОП-памяти (см. Также MOSFET ) . Например, Space Shuttle IBM AP-101B летных компьютеры используются оперативная память, которая сохраняется содержимое памяти даже через Challenger 's распад и последующее погружение в море в 1986 году. [34] Другой характеристикой раннего ядра было то, что коэрцитивная сила была очень чувствительной к температуре; правильный ток половинного выбора при одной температуре не является правильным током половинного выбора при другой температуре. Таким образом, контроллер памяти будет включать датчик температуры (обычно термистор ) для правильной регулировки уровней тока при изменении температуры. Примером этого является основная память, используемая Digital Equipment Corporation для своего компьютера PDP-1 ; эта стратегия продолжалась во всех последующих системах оперативной памяти, созданных DEC для их PDP.линейка компьютеров с воздушным охлаждением. Другой метод регулирования температурной чувствительности заключался в том, чтобы поместить «стопку» магнитных сердечников в термостатируемую печь. Примерами этого являются основная память с нагретым воздухом в IBM 1620 (для достижения рабочей температуры около 106 ° F (41 ° C) может потребоваться до 30 минут ) и основная память с нагретой масляной ванной IBM 7090 , ранние IBM 7094s и IBM 7030 .

Активная зона нагревалась, а не охлаждалась, потому что основным требованием была постоянная температура, и было проще (и дешевле) поддерживать постоянную температуру значительно выше комнатной, чем температуру, равную ей или ниже.

В 1980 году цена платы основной памяти мощностью 16 кВт (киловорд, эквивалентно 32 КБ), которая была установлена ​​в компьютер DEC Q-bus, составляла около 3000 долларов США . В то время массив сердечников и поддерживающая электроника умещались на одной печатной плате размером около 25 × 20 см, массив сердечников был установлен на несколько мм выше печатной платы и был защищен металлической или пластиковой пластиной.

Диагностика аппаратных проблем в основной памяти требовала запуска длительных диагностических программ. В то время как быстрый тест проверял, может ли каждый бит содержать единицу и ноль, эта диагностика проверяла ядро ​​памяти с наихудшими шаблонами и должна была выполняться в течение нескольких часов. Поскольку у большинства компьютеров была только одноядерная плата памяти, эта диагностика также перемещалась по памяти, что позволяло тестировать каждый бит. Расширенный тест был назван « тестом Шму », в котором токи половинного выбора изменялись вместе со временем, когда тестировалась линия считывания («стробирование»). График данных этого теста, казалось, напоминал мультяшного персонажа по имени « Шму », и это имя прижилось . Во многих случаях ошибки можно было устранить, осторожно нажавпечатная плата с массивом сердечников на столе. Это немного изменило положение жил вдоль проводов, проходящих через них, и могло решить проблему. Процедура использовалась редко, поскольку основная память оказалась очень надежной по сравнению с другими компьютерными компонентами того времени.

См. Также [ править ]

  • Память линии задержки
  • Дамп ядра
  • Память сердечника веревки
  • Твисторная память
  • Пузырьковая память
  • Тонкопленочная память
  • Магниторезистивная память с произвольным доступом
  • Сегнетоэлектрическое ОЗУ
  • Электронные калькуляторы
  • Основная память (RMM)

Ссылки [ править ]

  1. Беллис, Мэри (23 февраля 2018 г.). "Кто изобрел микросхему Intel 1103 DRAM?" . Мысль Co . НАС.
  2. Eckert, J. Presper (октябрь 1953 г.). "Обзор цифровых компьютерных систем памяти". Труды ИРЭ . США: IEEE. 41 (10): 1393–1406. DOI : 10.1109 / JRPROC.1953.274316 . ISSN 0096-8390 . 
  3. ^ a b Рейли, Эдвин Д. (2003). Основные этапы развития информатики и информационных технологий . Вестпорт, Коннектикут: Greenwood Press. п. 164 . ISBN 1-57356-521-0.
  4. ^ "Интервью Ванга, ранняя работа Ань Вана в основных воспоминаниях" . Датамация . США: Техническое издательство: 161–163. Март 1976 г.
  5. ^ США 2708722 , Ван Ань, "Pulse Transfer Контроль устройств", выпущенный 17 мая 2020 
  6. ^ Форрестер, Джей У. (1951). «Цифровая информация в трех измерениях с использованием магнитных сердечников». Журнал прикладной физики (22). DOI : 10.1063 / 1.1699817 .
  7. ^ США 2736880 , Forrester, Jay W., "многокоординатное цифровой информация об устройстве хранения данных", опубликованном 28 февраля 1956 
  8. ^ "Вихрь" (PDF) . Отчет компьютерного музея . Массачусетс: Музей компьютеров: 13. Зима 1983 г. - через Microsoft.
  9. ^ Эванс, Кристофер (июль 1983 г.). "Интервью Джея У. Форрестера". Анналы истории вычислительной техники . 5 (3): 297–301. DOI : 10,1109 / mahc.1983.10081 .
  10. Kleiner, Art (4 февраля 2009 г.). «Шок Джея Форрестера для системы» . Обзор MIT Sloan . США . Проверено 1 апреля 2018 года .
  11. ^ Ян А. Райчман, Магнитная система, патент США 2792563 , выданный в мае. 14, 1957 г.
  12. ^ Хиттингер, Уильям (1992). "Ян А. Райчман" . Памяти . США: Национальная инженерная академия. 5 : 229.
  13. ^ Редмонд, Кент C .; Смит, Томас М. (1980). Проект Whirlwind - История Пионерского компьютера . Бедфорд, Массачусетс: Digital Press. п. 215. ISBN 0932376096.
  14. ^ Коммерчески доступные электронные цифровые компьютеры общего назначения по умеренной цене . Вашингтон, округ Колумбия: Пентагон. 14 мая 1952 . Дата обращения 16 февраля 2020 .
  15. ^ Пью, Эмерсон В .; Джонсон, Лайл Р .; Палмер, Джон Х. (1991). Системы IBM 360 и Early 370 . США: MIT Press. п. 32. ISBN 978-0-262-51720-1.
  16. ^ Кларенс Schultz и Джордж Boesen, селекторы для автоматических граммофонов, патент США 2792563 , выданные 2 февраля 1960.
  17. ^ «Ван продает IBM патент на основную память» . США: Музей истории компьютеров . Проверено 12 апреля 2010 года .
  18. ^ "Магнитная память ядра" . CHM Revolution . Музей истории компьютеров . Проверено 1 апреля 2018 года .
  19. ^ Пью, Эмерсон В .; Джонсон, Лайл Р .; Палмер, Джон Х. (1991). Системы IBM 360 и Early 370 . Кембридж, Массачусетс: MIT Press. п. 182 . ISBN 0-262-16123-0.
  20. ^ Пью, Эмерсон В .; Джонсон, Лайл Р .; Палмер, Джон Х. (1991). Системы IBM 360 и Early 370 . Кембридж, Массачусетс: MIT Press. С.  204–206 . ISBN 0-262-16123-0.
  21. ^ Уолтер П. Шоу и Родерик В. Линк, Метод и устройство для заправки перфорированных изделий , Патент США 2958126 , выданный 1 ноября 1960 г.
  22. ^ Баше, Чарльз Дж .; Джонсон, Лайл Р .; Палмер, Джон Х. (1986). Ранние компьютеры IBM . Кембридж, Массачусетс: MIT Press. п. 268. ISBN 0-262-52393-0.
  23. Роберт Л. Джадж, Метод и устройство нарезки проволоки , Патент США 3 314 131 , выданный 18 апреля 1967 г.
  24. Рональд А. Бек и Деннис Л. Бреу, Метод натяжения сердечника патчем, патент США 3872581 , выдан 25 марта 1975 г.
  25. ^ а б Крейтон Д. Барнс и др. и др., устройство хранения с магнитным сердечником, имеющее одну обмотку как для функции обнаружения, так и для функции запрета , патент США № 3329940 , выданный 4 июля 1967 г.
  26. ^ a b Виктор Л. Селл и Сайед Алви, High Density Core Memory Matrix, Патент США 3711839 , выданный 16 января 1973 г.
  27. ^ Внутри памяти Moby было 40 бит на слово, но они не обрабатывались процессором PDP-10.
  28. ^ Проект MAC. Отчет о ходе работ IV. Июль 1966 г. - июль 1967 г. (PDF) (Отчет). Массачусетский Институт Технологий. п. 18. 681342 . Проверено 7 декабря 2020 .
  29. ^ Эрик С. Реймонд , Гай Л. Стил , Словарь нового хакера , 3-е издание, 1996 г., ISBN 0262680920 , на основе файла Jargon File , sv 'moby', стр. 307 
  30. ^ "FABRI-TEK Mass Core 'Moby' Memory" . Музей истории компьютеров . НАС. 102731715 . Проверено 7 декабря 2020 .
  31. ^ Кракауэр, Лоуренс Дж. «Память Моби» . Проверено 7 декабря 2020 .
  32. ^ Стивен Леви, Хакеры: Герои компьютерной революции , 2010 (издание 25-й годовщины), ISBN 1449393748 , стр. 98 
  33. ^ «Раздел 4». Control Data 6600 Учебное пособие . Корпорация Control Data. Июнь 1965 г. Номер документа 60147400.
  34. ^ "Магнитная память ядра" . США: Национальная лаборатория сильного магнитного поля: Музей электричества и магнетизма. Архивировано из оригинального 10 июня 2010 года.

Патенты [ править ]

  • Патент США 2,667,542 «Электрическое соединительное устройство» (матричный коммутатор с железными сердечниками, работающий как перекрестный переключатель. Серия X аналоговых или телефонных входных сигналов может быть направлена ​​на выходы Y), подана в сентябре 1951 г., выдана в январе 1954 г.
  • Патент США 2708722 «Устройства управления импульсной передачей», Ан Ван, поданный в октябре 1949 года, выдан в мае 1955 года.
  • Патент США 2736880 «Многокоординатное устройство хранения цифровой информации» (система совпадающего тока), Джей Форрестер подан в мае 1951 г., выдан 28 февраля 1956 г.
  • Патент США 2 970 291 «Электронная релейная схема» (примечания к патенту «Мое изобретение относится к электрическим схемам, использующим реле ...»), поданный 28 мая 1947 г., выдан 31 января 1961 г.
  • Патент США 2992414 «Преобразователь памяти» (в патенте отмечается, что «Мое изобретение относится к схемам электрических реле и, в частности, к улучшенным трансформаторам для использования в них»), поданный 29 мая 1947 года, выданный 11 июля 1961 года.
  • Патент США 3,161,861 «Память на магнитном сердечнике» (улучшения),поданный Кеном Олсеном в ноябре 1959 г., выдан в декабре 1964 г.
  • Патент США 3264713 «Способ изготовления структур ядра памяти» (в патенте отмечается «Это изобретение относится к устройствам магнитной памяти, а более конкретно к новой и улучшенной структуре ядра памяти и способу изготовления того же…»), поданный 30 января, 1962 г., выпущен 9 августа 1966 г.
  • Патент США 3421152 «Система магнитной памяти с линейным выбором и средства управления для нее », WJ Mahoney, выданный 7 января 1969 г.
  • Патент США 4,161,037 «Память с ферритовым сердечником» (автоматическое производство), июль 1979 г.
  • Патент США 4464752 "Многократно упрочненная память ядра" (радиационная защита), август 1984 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Интерактивное руководство по Java - Национальная лаборатория сильных магнитных полей с памятью магнитного ядра
  • Основная память в Колумбийском университете
  • Руководство ВМФ
  • Основная память на PDP-11
  • Доступ к основной памяти и другим ранним типам памяти осуществлен 15 апреля 2006 г.
  • Coincident Current Ferrite Core Memories Byte, журнал , июль 1976 г.
  • Калькулятор Casio AL-1000 - показывает крупным планом память магнитного сердечника в этом настольном электронном калькуляторе середины 1960-х годов.
  • Все еще используется основная память в нескольких устройствах в немецком компьютерном музее
  • Память с ферритовым сердечником на 110 наносекунд
  • фон основной памяти для компьютеров