A mágneses magmemória vagy ferritmemória olyan tárolóeszköz , amely a kisméretű, általában gyűrű alakú ferritmagok mágnesezési irányának formájában tárol információkat . A ferritgyűrűket egy téglalap alakú mátrixba helyezték, és mindegyik gyűrűn (a tárolóeszköz kialakításától függően) két-négy vezeték haladt át az információk olvasására és írására. Az 1950-es évek közepétől a hetvenes évek közepéig a mágneses magmemória volt a számítógépes memória fő típusa.
A mágneses magokon a memória többféle változata létezett.
A Biax egy ferritmag két egymásra merőleges furattal. A Biax információinak beolvasása az információ megsemmisítése nélkül történik, így nem vesz igénybe időt a visszaállításuk. A BESM család egyes számítógépeiben használatos .
A gyűrű alakú magokkal és négy vezetővel ellátott áramkör az áramok egybeesésének elvén működik. Egy ferritgyűrű mágnesezési iránya lehetővé teszi egy bit információ tárolását. Négy vezeték halad át a gyűrűn: két X és Y gerjesztőhuzal, egy Z blokkolóhuzal 45°-os szögben, egy S érzékelőhuzal 90°-os szögben. A bit értékének leolvasásához áramimpulzust adunk a gerjesztő vezetékekre oly módon, hogy a maglyukon áthaladó áramok összege a gyűrű mágnesezettségét egy bizonyos irányt vegye fel, függetlenül attól, hogy korábban milyen irányba volt. . A bit értékét az érzékelő vezetéken lévő áram mérésével határozhatjuk meg: ha a mag mágnesezettsége megváltozott, akkor az érzékelő vezetékben indukciós áram lép fel .
Az olvasási folyamat (mint a memória CRT -ben ) megsemmisíti a tárolt információkat, ezért az olvasás utáni bitet újra kell írni.
A gerjesztő vezetékekre való íráshoz ellentétes irányú áramimpulzust alkalmazunk, és a magmágnesezés irányt változtat (az olvasás utánihoz képest). Ha azonban a gátló vezetékre a másik irányban áramot vezetünk, akkor a gyűrűn áthaladó áramok összege nem elegendő a mag mágnesezettségének megváltoztatásához, és ugyanaz marad, mint leolvasás után.
A memóriamátrix N² gyűrű alakú magokból áll, amelyek a merőleges X 1 ...X N és Y 1 ...Y N gerjesztőhuzalok metszéspontjaira vannak felfűzve . Egy olvasóhuzal és egy gátlóhuzal van átszőve az összes magon. Így a mátrix csak a bitek egymás utáni olvasását vagy írását teszi lehetővé.
A gerjesztő vezetékekben az áram erősségét és a mag anyagát úgy választják meg, hogy az egy vezetéken áthaladó áram ne legyen elegendő a mag mágnesezettségének megváltoztatásához. Erre azért van szükség, mert több tucat mag van felfűzve egy gerjesztő huzalra, és csak az egyiknek kell megváltoztatnia a mágnesezés irányát. Meg kell jegyezni, hogy az a minimális áram, amely megváltoztathatja a mag mágnesezettségét, a mag hőmérsékletétől függ. A számítástechnikai berendezések gyártói különböző módon oldották meg ezt a problémát. A DEC PDP sorozatú számítógépei termisztorral szabályozták a gerjesztőáramot . Az IBM számítógépekben a memóriatömböket levegős "kemencében" vagy olajfürdőben [1] helyezték el , amelyben állandó magas hőmérsékletet tartottak fenn.
A ferrit memória más változatai is léteztek, amelyek mind a vezetékezésben, mind a magok konfigurációjában különböztek. Például az olvasási és letiltási funkciók egy vezetékben kombinálhatók.
Egyes számítógépekben - például a Packard Bell 440 -ben és a BESM család egyes számítógépeiben - nem gyűrű alakú magokkal, hanem kéttengelyesekkel telepítették a memóriát . A kéttengelyen két merőleges lyuk volt; az egyiken átment az olvasó vezeték, a másikon az író vezeték. Egy ilyen séma lehetővé tette, hogy egy kicsit olvassunk az információk megsemmisítése nélkül. [2]
A ferritmagokból álló mátrix formájában kialakított tárolóeszköz ötlete először 1945 -ben merült fel John Presper Eckertnél , az ENIAC egyik alapítójában . Jelentését széles körben terjesztették az amerikai informatikusok körében. 1949 -ben Wang An és Wo Weidong , a Harvard Egyetem fiatal kínai származású alkalmazottai feltalálták a mágneses mag shift regisztert (Wang „ impulzusátvitelt vezérlő eszköznek ” nevezte) és az „írás-olvasás-visszaállítás” elvet, amely lehetővé tette a olyan magok használata, amelyekben az olvasási folyamat tönkreteszi az információt. 1949 októberében Wang szabadalmat kért, és 1955-ben megkapta. [3] Az 1950-es évek közepén a mágneses magos memória már széles körben elterjedt volt. Wang beperelte az IBM -et , és az IBM-nek 500 000 dollárért ki kellett vásárolnia Wang szabadalmát.
Eközben Jay Forrester az MIT -n dolgozott a Whirlwind számítógépes rendszeren . Azok a kezdeti tervek, amelyek a memória használatára vonatkoztak egy tároló katódsugárcsöves mátrixon, nem vezettek sikerre. 1949-ben, mint Van, Forresternek is megvolt a mágneses magmemória ötlete. Forrester maga szerint Wangtól függetlenül jutott erre a döntésre. 1950 márciusában Forrester és csapata kifejlesztett egy ferrit memóriát, amely az áramok egybeesésének elvén működik; javasolt négyvezetékes áramköre - X, Y, olvasás, tiltás - általánosan elfogadottá vált (lásd fent a leírást ). 1951 májusában a Forrester szabadalmat kért, amelyet 1956-ban adtak meg. [négy]
1970 -ben az Intel kiadta a DRAM -ot egy félvezető chipen . A mágneses magmemóriával ellentétben a mikroáramkörök memóriája nem igényel nagy teljesítményű áramforrást működés közben, és fáradságos kézi munkát a gyártás során, kapacitása pedig exponenciálisan nőtt a Moore-törvény szerint . Így a mágneses magmemória az 1970-es években kiszorult a piacról.
A félvezetőkkel ellentétben azonban a mágneses magok nem féltek a sugárzástól és az elektromágneses impulzusoktól , ezért a mágneses magmemóriát egy ideig továbbra is katonai és űrrendszerekben használták – különösen a Shuttle fedélzeti számítógépeiben használták egészen addig. 1991 . [5]
A ferrites memória mindenütt jelenlévő korszakának nyomai megmaradtak a számítógépes core dump kifejezésben (szó szerint „a magok tartalmának kinyomtatása”, a modern Unix és Linux rendszerekben ez annak a fájlnak a neve, amelybe az operációs rendszer a munka tartalmát menti). a hibakeresési folyamat memóriája ), valamint a „firmware” (memóriába való rögzítés - a ferrit ROM-okat fizikailag villogtatták egy vezetékkel a „rögzített” bitek sorrendjének megfelelően).