Ferriitmälu

1024 bitti sisaldav 32 x 32 ferriitmälu.

Ferriitmälu on suvapöördusega säilmälu, kus info salvestamiseks kasutatakse väikeseid ferriitrõngakesi - südamikke. Iga südamik talletab endas ühte bitti. Südamik võib olla magnetiseeritud kahte pidi: päripäeva või vastupäeva - need kaks olekut määravad talletatud biti väärtuse (traditsiooniliselt "0" ja "1"). Südamikest on läbi punutud traadid, mille abil on võimalik lugeda iga südamiku magneetumissuunda ning ka seda muuta. Ferriitmälus olev info säilib ka pärast voolu kaotust, kuid lugemise käigus sinna salvestatud info kustub - toimub hävitav lugemine.

Ajalugu

Ferriitmälu loomisega seostatakse peamiselt järgnevaid isikuid:

• 1947 patenteeris Frederic Viehe ferriitmälu süsteemi.
• 1949 patenteeris An Wang pulse transfer controlling device, mille oli ta koos Way-Dong Woo'ga Harwardis loonud.
• 1950 Jan Rajchman
• 1951 patenteeris Jay Forrester andmesavestusseadme, mis kasutas kolmemõtmelisse struktuuri paigutatud südamikke

Ferriitmälu kasutati digitaalarvutites 1950 keskpaigast kuni 1970 keskpaigani.

Esimene arvuti, mis kasutas ferriitmälu oli 1951. aastal MIT's valminud Whirlwind. Whirlwind oli asimene arvuti mis töötas reaalajas. Algselt kasutati selles arvutis elektronkiiretorudel põhinevat mälu, kuid need olid aeglased ja ebausaldusväärsed. Seepärast püüdis Jay Forrester leida neile kiiremat ja stabiilsemat alternatiivi, mille ta ka 1951. aastal ferriitmälu näol leidis. 1953. aastal asendati Whirlwindis kogu mälu ferriitmäluga. Ferriitmälu kasutuselevõtt Whirlwind arvutis vähendas hoolduseks kuluvat aega, kuna ferritmälu oli stabiilsem kui elektronkiiretorul põhinev mälu. Samuti oli pöördusaeg lühem, mis suurendas arvuti kiirust.

1970 aastatel tõrjus odavnenud pooljuhttehnoloogia ferritmälu välja, kuid selle kasutamist jätkati siiki arvutites, kus töökindlus oli esmatähtis. Näiteks kasutati ferriitmälu Apollo navigatsiooniarvutis kui ka Space Shuttle juhtarvutites.

Ehitus

Südamik

Südamikuks nimetatakse ferriidist rõngast, mida on võimalik kahes eri suunas püsivalt magnetiseerida: päri- ja vastupäeva. Seades nende kahe seisundiga vastavusse 0 ja 1, saame me salvestada sellesse ühe biti infot. Info säilib sellises südamikus ka elektrivoolu puudumisel.

Südamiku materjal peab olema suure jääkmagneetumusega, et magneetumus oleks pärast kirjutamist võimalikult suur. Samas peab materjal olema kergesti ümber magneeditav (väikese koertsiivsusega), et ümbermagneetimisele kuluks vähe energiat.

Mälu

Mälu kiht

Ferriitmälu koosneb tavaliselt kihtidest, kus Aadresseerimiseks mõeldud X- ja Y-liinid moodustavad kahemõõtmelise võrgustiku. Selle võrgustiku ristumispunktides asuvadki südamikud. Ühe lugemise/kirjutamise tsükli jooksul on kihis võimalik adresseerida vaid ühte bitti. Lisaks läbib kõiki kihi südamikke diagonaalselt tagasiside traat, mida kasutatakse südamiku magnetvälja muutumise poolt tekitatud pingeimpulsi lugemiseks. See traat on aadressiliinidega 45 kraadise nurga all ning ületab neid kord ühte, kord teistpidi, et vähendada induktsiooni mõju lugemile.

Virn mälukihte

Et korraga kirjutada mällu rohkem kui üks bitt, on võimalik laduda mälukihid üksteise peale virna ning kirjutada neisse paralleelselt. Et kirjutada mällu üks korraga üks bait, tuleb kasutada 8 kihilist mälu.

Tööpõhimõte

Lugemine

Südamiku hüstereesisilmus ning sellel liikumine lugemisoperatsiooni käigus. Olenevalt südamiku algsest magneetumissuunast, lugemise käigus tekib või ei teki vooluimpulssi tagasiside traadil

Et lugeda südamikul olevat infot, püütakse see seada "0" asendisse.

• Kui loetav südamik oli juba "0" asendis, siis südamiku magneetumissuund jääb samaks.
• Kui loetav südamik oli "1" asendis, siis südamiku magneetumissuund pöördub ja põhjustab sellega pingeimpulsi tagasiside traadil.

Kuna lugemise käigus kustub südamikel olev info, siis tuleb info säilimiseks kirjutada loetud informatsioon uuesti tagasi. Selle eest hoolitseb arvuti mälu haldav elektroonika.

Kirjutamine

Et kirjutada mõnele südamikule (muuta selle magneetumise suunda), tuleb sellest südamikust läbi juhtida piisavalt suur vool. Seda tehakse X- ja Y-aadressiliinidega. Kummastki liinist juhitakse läbi vool, mis üksi ei ole piisav südamiku ümbermageetimiseks, kuid millede summa on selleks piisav. Seeläbi muudab magneetumise suunda ainult see südamik, mida läbivad mõlemad liinid. Mõlemad voolud peavad sisenema südamikku samalt poolt. Vastasel juhul nad tühistavad teineteist ja kirjutamist ei toimu. Vastavalt sellele kas mõlemad voolud sisenesid südamikku paremalt või vasakult, on südamik nüüd magneeditud päri- või vastupäeva.

Omadused

Ferriitmälu ei mõjuta ioniseeriv kiirgus.

Viited