Zwei Jahrzehnte lang war der Arbeitsspeicher fast jedes Computers ein Gitter aus winzigen magnetischen Ringen. Jeder Ferritkern ist von hauchdünnen Drähten durchzogen und in einer Richtung magnetisiert — ein einzelnes Bit, das seinen Zustand auch ohne Strom hält. Diese Ausstellung zeigt eine solche Ebene ohne Verbergung: vierundsechzig Kerne, ihre X- und Y-Treiberleittungen und die Signal- und Sperrdrähte, die durch sie hindurchgewebt sind — die Anordnung, die “Kern” zum Synonym für Speicher machte und uns die Ausdrücke “im Kern” und “Kernspeicherauszug” hinterließ.
Die Cleverness liegt darin, einen Ring unter Tausenden mit nur zwei Drähten pro Zeile und Spalte anzusprechen. Den halben Schaltstrom auf einer X-Leitung und den halben auf einer Y-Leitung schicken, und nur der Kern an ihrer Kreuzung fühlt genug Feld, um umzukippen; seine Nachbarn, halb ausgewählt, werden angestoßen, aber halten. Hier ist das echte Physik, keine Nachschlagetabelle — jeder Kern durchläuft seine eigene quadratische Hystereseschleife, und ein Kippvorgang findet nur statt, wenn das koinzidente Feld die Koerzitivfeldstärke überschreitet. Das Lesen ist destruktiv: Einen Kern auf null zu zwingen ist der einzige Weg zu fragen, was er gehalten hat, und der magnetische Zusammenbruch einer gespeicherten Eins induziert den Impuls, den Sie durch den Signalverstärker sehen. Ein Rückschreibvorgang, bitweise durch den Sperrdraht geprüft, stellt dann wieder her, was das Lesen zerstört hat.
Jay Forresters koinzidenter Kernspeicher, der um 1953 auf MITs Whirlwind lief, machte Speicher schnell, zuverlässig und billig genug, um das Computerzeitalter darauf aufzubauen; er herrschte, bis der Siliziumspeicherchip ihn in den 1970er Jahren ablöste. Der Lese-dann-Wiederherstell-Zyklus, den Sie hier durchschreiten können, ist der Vorfahre jedes RAM-Zugriffs Ihrer Maschine — dieselbe Arithmetik aus Feldern und Schwellenwerten, die Sie Gatter für Gatter im DigiSim Logic Lab verdrahten können.
Technische Daten
- Speicher
- Ferrit-Toroid-Hysterese — nichtflüchtig, zwei remanente Zustände
- Adressierung
- Koinzidente X/Y-Halbströme; nur die Kreuzung überschreitet den Schwellenwert
- Auslesung
- Destruktiver Signal + gesperrtes Rückschreiben
- Simuliert
- Pro-Kern B–H-Schwellenwert, live Signal-EMK, echte Halbauswahl-Störung
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