Память с магнитным сердечником - Википедия - Magnetic-core memory

«Основная память» перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Основная память (значения).

Плата памяти 32 x 32 ядра, хранящая 1024 бит (или 128 байты ) данных
Память компьютера типы
Общий
Летучий
баран
Исторический
Энергонезависимая
ПЗУ
NVRAM
Ранняя стадия NVRAM
Магнитный
Оптический
В развитии
Исторический

Магнитная память была преобладающей формой произвольный доступ память компьютера в течение 20 лет между 1955 и 1975 годами. Такую память часто называют просто основная память, или, неофициально, основной.

Основная память использует тороиды (кольца) магнитотвердый материал (обычно полутвердый феррит ) в качестве трансформатор сердечники, где каждый провод, пропущенный через сердечник, служит обмоткой трансформатора. Через каждую жилу проходят три или четыре провода.

Каждое ядро ​​хранит один кусочек 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. Электрический ток Импульсы 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 разрушительное считывание. Когда они не читаются или не записываются, ядра сохраняют последнее значение, которое у них было, даже если питание отключено. Следовательно, они являются разновидностью энергонезависимый объем памяти.

Используя меньшие жилы и провода, плотность памяти площади керна медленно увеличивалось, и к концу 1960-х годов типичной была плотность около 32 килобит на кубический фут (около 0,9 килобита на литр). Однако для достижения этой плотности требовалось чрезвычайно тщательное производство, почти всегда выполняемое 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. Внедрение первого полупроводниковая память микросхем в конце 1960-х, которые изначально создавали статическую память с произвольным доступом (SRAM ), начал размывать рынок оперативной 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 мало. Основная 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. Только чтение память сердечника веревки, например, использовался на критически важных Компьютер наведения Apollo необходимо НАСА успешных высадок 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 "дампы керна ".

История

Разработчики

Основная концепция использования квадрата гистерезис петля из определенных магнитных материалов в качестве запоминающего или переключающего устройства была известна с первых дней развития компьютеров. Большая часть этих знаний возникла благодаря пониманию трансформаторы, что позволило усилить звук и добиться эффекта переключателя при использовании определенных материалов. Устойчивое переключение было хорошо известно в электротехника области, и его применение в компьютерных системах было незамедлительно. Например, Дж. Преспер Эккерт и Джеффри Чуан Чу провел некоторую опытно-конструкторскую работу над концепцией в 1945 г. Школа Мура вовремя ENIAC усилия.[2]

Фредерик Вие подал заявку на получение различных патентов на использование трансформаторы для построения цифровых логических схем вместо релейная логика начало в 1947 году. Полностью разработанная система сердечника была запатентована в 1947 году, а затем приобретена IBM в 1956 г.[3] Однако эта разработка была малоизвестной, и основная разработка ядра обычно связана с тремя независимыми командами.

Значительная работа в этой области была проведена Шанхай -родившийся Американец физики Ан Ван и Уэй-Дон У, создавший устройство управления передачей импульсов в 1949 г.[4][5] Название относится к способу использования магнитного поля сердечников для управления переключением тока; в его патенте основное внимание уделялось использованию ядер для создания линии задержки или регистр сдвига системы памяти. Ван и Ву работали в Гарвардский университет В то время это была вычислительная лаборатория, и университет не был заинтересован в продвижении изобретений, созданных в их лабораториях. Ван смог запатентовать систему самостоятельно.

Проект Вихрь основная память

Массачусетский технологический институт Проект Вихрь компьютеру требовалась быстрая система памяти для в реальном времени слежение за самолетом. Сначала массив Трубки Вильямса —Система хранения на основе электронно-лучевые трубки - использовался, но оказался темпераментным и ненадежным. Несколько исследователей в конце 1940-х придумали идею использования магнитных сердечников для компьютерной памяти, но компьютерный инженер Массачусетского технологического института Джей Форрестер получил главный патент на 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: «Магнитное хранилище 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 представлял собой линию задержки, которая сдвинулась немного вперед. В той мере, в какой 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 компания Forrester отмечает: «Нам потребовалось около семи лет, чтобы убедить отрасль, что память с произвольным доступом на магнитных сердечниках - это решение проблемы недостающего звена в компьютерных технологиях. Затем мы провели следующие семь лет в патентных судах, убеждая их, что они не все сначала думали об этом ".[10]

Третий разработчик, участвовавший в ранней разработке ядра, был Ян А. Райчман в RCA. Плодовитый изобретатель Райхман разработал уникальную систему сердечников с использованием ферритовых лент, обернутых вокруг тонких металлических трубок.[11] построил свои первые примеры, используя преобразованный аспирин пресса в 1949 году.[3] Райчман также продолжил разработку версий трубки Вильямса и возглавил разработку 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. , позволяющий построить серийный, одномерный регистр сдвига (50 бит), используя два ядра для хранения бит. Регистр сдвига ядра Ванга находится на выставке Revolution в Музей 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, например 8K x 8K x 64 бит.[нужна цитата ]

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 серии мощных мини-компьютеров JAINCOMP, начиная с 1951 года. JAINCOMP-B1, настольный блок весом всего 110 фунтов и использующий всего 300 сверхминиатюрных электронных ламп, мог производить 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] поставлен в июле 1955 года, а позже и в самом 702. В IBM 704 (1954) и Ферранти Меркьюри (1957) использовали 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

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 купил патент сразу у Вана за 500 000 долларов США.[17] Ван использовал деньги, чтобы значительно расширить Ван Лаборатории, 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

В 1953 году испытанные, но еще не натянутые сердечники стоили 0,33 доллара США каждый. По мере увеличения объема производства цена за ядро ​​упала до 0,0003 долл. США к 1970 году. 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, поэтому это означает снижение потребляемой мощности в 125 раз.

Стоимость полных систем оперативной памяти 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 г. Восточная Азия построить ядро.[нужна цитата ] Внутри сотни рабочих натянули сердечники за низкую плату.

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 были сварной встык к проволоке, поэтому диаметр иглы и проволоки был одинаковым, 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 стала почти универсальной, поскольку основная память, заменив как недорогие низкопроизводительные барабанная память и дорогостоящие высокопроизводительные системы, использующие вакуумные трубки, и позже транзисторы как память. Стоимость основной памяти резко снизилась в течение срока службы технологии: начальная стоимость составляла примерно 1 доллар США за бит и упал примерно до 0,01 доллара США за бит. Ядро заменено на интегрированный полупроводник баран фишки в 1970-х.

Примером масштаба, экономичности и технологии основной памяти в 1960-х годах было 36-битное слово размером 256 КБ (1,2 МиБ[27]) основной модуль памяти, установленный на PDP-6 на Лаборатория искусственного интеллекта Массачусетского технологического института к 1967 г.[28] В то время это считалось «невообразимо огромным» и прозвали «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 / кубический фут = 6,7 килобит / литр). Время его цикла составляло 2,75 мкс.[30][31][32]

Описание

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 по направлению к задней части. Сенсорные провода диагональные, оранжевого цвета, а запрещающие провода - вертикальные витые пары.

Термин «ядро» происходит от общепринятого трансформаторы чьи обмотки 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 магнитного поля. остроту, способность оставаться сильно намагниченным и низкий принуждение 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 при чтении ядра оно сбрасывается на «нулевое» значение. Затем схемы в системе памяти компьютера восстанавливают информацию в цикле немедленной перезаписи.

Как работает основная память

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.

Самая распространенная форма основной памяти, X / Y линии совпадающий ток, используемая для основной памяти компьютера, состоит из большого количества мелких тороидальный ферримагнитный керамика ферриты (ядра), удерживаемых вместе в сетке (организованной в виде «стопки» слоев, называемых самолеты), с проволокой, продетой через отверстия в центрах жил. В ранних системах было четыре провода: Икс, Y, Смысл, и Запретить, но более поздние жилы объединили последние два провода в один Смысл / запрет линия.[25] В каждом тороиде хранится один кусочек (0 или 1). Доступ к одному биту в каждой плоскости можно было получить за один цикл, поэтому каждая машина слово в массив слов был разложен по «стопке» самолетов. Каждый самолет будет управлять одним битом слова в параллельно, позволяя читать или писать 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 интенсивность, превышающая определенную («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 в месте пересечения линий 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, в результате индуцированный поле заставляет магнитный поток выбранного сердечника циркулировать в одном или другом направлении (по или против часовой стрелки). Одно направление - это сохраненное 1, а другой хранится 0.

Тороидальная форма сердечника предпочтительна, так как магнитный путь закрыт, отсутствуют магнитные полюса и, следовательно, внешний поток очень мал. Это позволяет плотно упаковывать сердечники, не позволяя их магнитным полям взаимодействовать. Переменное 45-градусное позиционирование, используемое в ранних основных массивах, было обусловлено диагональными сенсорными проводами. С устранением этих диагональных проводов стало возможным более плотное уплотнение.[26]

Чтение и запись

Схема гистерезис кривая для 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 бит совсем недавно содержал 1. Отсутствие импульса означает, что бит содержал 0. Задержка в обнаружении импульса напряжения называется задержкой. время доступа основной памяти.

После любого такого чтения бит содержит 0. Это иллюстрирует, почему доступ к основной памяти называется разрушительное чтение: Любая операция, которая считывает содержимое ядра, стирает это содержимое, и его необходимо немедленно воссоздать.

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.
  • Чтобы записать 0-бит (другими словами, чтобы запретить запись 1-го бита), то 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 схемы в контроллере памяти для переключения функции 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, AOS инструкция по PDP-6 ) почти так же быстро, как читается; 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

Плоскость 10,8 × 10,8 см памяти магнитного сердечника с 64 x 64 битами (4 КБ), как используется в CDC 6600. Вставка показывает строка слов архитектура с двумя проводами на бит

Строка слова Основная память часто использовалась для обеспечения регистровой памяти. Другие названия этого типа: линейный выбор и 2-D. В этой форме основной памяти обычно проходит по три провода через каждую жилу на плоскости, слово прочитано, слово написать, и битовый смысл / запись. Чтобы прочитать или очистить слова, полный ток подается на один или несколько слово прочитано линии; это очищает выбранные сердечники и любые, которые перевернуты, вызывают импульсы напряжения в их битовый смысл / запись линий. Для чтения обычно только один слово прочитано линия будет выбрана; но для ясного, множественного слово прочитано линии могут быть выбраны, пока битовый смысл / запись строки игнорируются. Для записи слов полуток прикладывается к одному или нескольким слово написать линий, и на каждую битовый смысл / запись линия для установки бита. В некоторых дизайнах слово прочитано и слово написать линии были объединены в один провод, в результате чего получился массив памяти с двумя проводами на бит. Для записи несколько слово написать линии могут быть выбраны. Это давало преимущество в производительности перед X / Y линии совпадающий ток 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 воспоминания были созданы с помощью этой технологии, например Расширенное базовое хранилище (ECS) вспомогательная память в CDC 6600, что составляет до 2 миллионов 60-битных слов.

Другая форма основной памяти называется память сердечника веревки при условии 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 наведения Apollo используется для НАСА Посадки на Луну.

Физические характеристики

Этот microSDHC карта 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 Квартал 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 (эквивалент домашних компьютеров начала 1980-х годов, таких как Яблоко II и Коммодор 64 ). Ранние системы с основной памятью имели время цикла около 6 мкс, которая упала 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 высокие характеристики: CDC 6600 в 1964 году время цикла памяти составляло 1,0 мкс, при этом использовались ядра, для которых требовался ток половинного выбора в 200 мА.[33] Было сделано все возможное, чтобы уменьшить 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 ячейки ядра с одним битом 32-битный слово в каждом, и контроллер мог получить доступ ко всему 32-битному слову за один цикл чтения / записи.

Основная память энергонезависимая память - он может сохранять свое содержимое бесконечно без питания. Он также относительно не подвержен влиянию EMP и радиация. Это были важные преимущества для некоторых приложений, таких как промышленное оборудование первого поколения. программируемые контроллеры, военные объекты и транспортные средства, такие как самолет истребитель, а также космический корабль, и привело к тому, что ядро ​​использовалось в течение нескольких лет после появления полупроводник MOS-память (см. Также МОП-транзистор ). Например, Космический шатл IBM AP-101B бортовые компьютеры использовали базовую память, которая сохраняла содержимое памяти даже через Претендент'распад и последующее погружение в море в 1986 году.[34]Другой характеристикой ранних ядер 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 ), чтобы правильно настроить текущие уровни при изменении температуры. Примером этого является основная память, используемая Корпорация цифрового оборудования для них PDP-1 компьютер; эта стратегия продолжалась во всех последующих системах основной памяти, созданных DEC для них PDP линейка компьютеров с воздушным охлаждением. Другой метод регулирования температурной чувствительности заключался в помещении «стопки» магнитных сердечников в термостатируемую печь. Примеры этого - память сердечника нагретого воздуха IBM 1620 (что может занять до 30 минут, чтобы добраться Рабочая Температура, около 106 ° F (41 ° C) и память сердечника в масляной ванне с подогревом IBM 7090, рано IBM 7094s, и IBM 7030.

Активная зона нагревалась вместо охлаждения, поскольку основным требованием было последовательный температура, и было проще (и дешевле) поддерживать постоянную температуру значительно выше комнатной, чем температуру на уровне или ниже.

В 1980 году цена платы памяти с ядром 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. Продвинутый тест назывался "Тест Шму ", в котором токи с половинным отбором были изменены вместе со временем, в которое была проверена сенсорная линия (" стробирование "). График данных этого теста, казалось, напоминал мультяшного персонажа по имени"Schmoo, "и название застряло. Во многих случаях ошибки можно было аккуратно устранить постукивание печатная 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.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Беллис, Мэри (23 февраля 2018 г.). "Кто изобрел микросхему Intel 1103 DRAM?". Мысль Co. НАС.
  2. ^ Эккерт, Дж. Преспер (октябрь 1953 г.). "Обзор цифровых компьютерных систем памяти". Труды IRE. США: IEEE. 41 (10): 1393–1406. Дои:10.1109 / JRPROC.1953.274316. ISSN  0096-8390.
  3. ^ а б 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, ранние работы Ань Вана в Core Memories". Датамация. США: Техническое издательство: 161–163. Март 1976 г.
  5. ^ США 2708722, Ван Ан, «Устройство управления передачей импульсов», выпущено 17 мая 2020 г. 
  6. ^ Форрестер, Джей У. (1951). «Цифровая информация в трех измерениях с использованием магнитных сердечников». Журнал прикладной физики (22). Дои:10.1063/1.1699817.
  7. ^ США 2736880, Форрестер, Джей У., "Многокоординатное устройство хранения цифровой информации", выпущено 28 февраля 1956 г. 
  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. Дои:10.1109 / mahc.1983.10081.
  10. ^ Кляйнер, Искусство (4 февраля 2009 г.). "Шок для системы Джея Форрестера". Обзор MIT Sloan. нас. Получено 1 апреля 2018.
  11. ^ Ян А. Райхман, Магнитная система, Патент США 2792563, предоставлен май. 14, 1957 г.
  12. ^ Хиттингер, Уильям (1992). "Ян А. Райчман". Мемориальные Дани. США: Национальная инженерная академия. 5: 229.
  13. ^ Редмонд, Кент С.; Смит, Томас М. (1980). Project Whirlwind - История компьютера-пионера. 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 года. Получено 16 февраля 2020.
  15. ^ Пью, Эмерсон У .; 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 Шульц и Джордж Боэсен, Селекторы для автоматических фонографов, Патент США 2792563, предоставлено 2 февраля 1960 г.
  17. ^ "Ан Ван продает IBM патент на основную память". США: Музей истории компьютеров.. Получено 12 апреля 2010.
  18. ^ «Магнитная память ядра». CHM Revolution. Музей истории компьютеров. Получено 1 апреля 2018.
  19. ^ Пью, Эмерсон У .; 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 У .; Джонсон, Лайл Р .; Палмер, Джон Х. (1991). Системы IBM 360 и Early 370. Кембридж, Массачусетс: MIT Press. стр.204–206. ISBN  0-262-16123-0.
  21. ^ Уолтер П. Шоу и Родерик В. Линк, Метод и устройство для заправки перфорированных изделий. Патент США 2,958,126, предоставлено 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 3314131выдано 18 апреля 1967 г.
  24. ^ Рональд А. Бек и Деннис Л. Бреу, Метод натягивания сердечника патчем, Патент США 3872581, предоставлено 25 марта 1975 г.
  25. ^ а б Крейтон Д. Барнс и др. и др., устройство хранения магнитного сердечника, имеющее одну обмотку как для функции обнаружения, так и для функции блокировки, Патент США 3,329,940, выдана 4 июля 1967 г.
  26. ^ а б Виктор Л. Селл и Сайед Алви, Матрица памяти ядра высокой плотности, Патент США 3711839, предоставлено 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. Получено 7 декабря 2020.
  29. ^ Эрик С. Раймонд, Гай Л. Стил, Словарь нового хакера, 3-е издание, 1996 г., ISBN  0262680920, на основе Файл жаргона, s.v. 'moby', стр. 307
  30. ^ «Фабри-ТЕК Mass Core 'Moby' Memory». Музей истории компьютеров. НАС. 102731715. Получено 7 декабря 2020.
  31. ^ Кракауэр, Лоуренс Дж. "Память Моби". Получено 7 декабря 2020.
  32. ^ Стивен Леви, Хакеры: Герои компьютерной революции, 2010 (издание к 25-летию), ISBN  1449393748, п. 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 оригинал 10 июня 2010 г.

Патенты

  • Патент США 2,667,542 «Электрическое соединительное устройство» (матричный коммутатор с железными сердечниками, которые работают как перекрестный переключатель. Серия X входов аналоговых или телефонных сигналов может быть направлена ​​на выходы Y), поданная в сентябре 1951 г., выпущенная в январе 1954 г.
  • Патент США 2708722 «Устройства управления импульсной передачей», Ан Ван подано в октябре 1949 г., выдано в мае 1955 г.
  • Патент США 2736880 «Многокоординатное устройство хранения цифровой информации» (синхронно-токовая система), Джей Форрестер подана в мае 1951 г., выдана 28 февраля 1956 г.
  • Патент США 2,970,291 «Электронная релейная схема» (примечания к патенту «Мое изобретение относится к электрическим схемам, использующим реле ...»), поданная 28 мая 1947 г., выдана 31 января 1961 г.
  • Патент США 2,992,414 «Трансформатор памяти» (в патенте отмечается, что «Мое изобретение относится к схемам электрических реле и, в частности, к усовершенствованным трансформаторам для использования в них»), подано 29 мая 1947 года, выдано 11 июля 1961 года.
  • Патент США 3,161,861 «Память магнитного ядра» (улучшения) Кен Олсен подано в ноябре 1959 г., выдано в декабре 1964 г.
  • Патент США 3264713 «Способ изготовления структур ядра памяти» (примечания к патенту «Это изобретение относится к устройствам магнитной памяти, а более конкретно к новой и улучшенной структуре ядра памяти и способу изготовления того же…»), поданной 30 января 1962 г., выдано 9 августа 1966 года.
  • Патент США 3421152 "Линейная селективная система магнитной памяти и средства управления ею", У. Дж. Махони, 7 января 1969 г.
  • Патент США 4,161,037 «Память с ферритовым сердечником» (автоматизированное производство), июль 1979 г.
  • Патент США 4464752 «Многократно упрочненная память ядра» (радиационная защита), август 1984 г.

внешняя ссылка