Ferriitmälu: erinevus redaktsioonide vahel

Allikas: Vikipeedia
Sirvi ajalugu interaktiivselt
← Vanem muudatusUuem muudatus →
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
VisuaalneVikitekst
Zidik (arutelu | kaastöö)
94 muudatust
Zidik (arutelu | kaastöö)
94 muudatust
4. rida: 4. rida:
==Ajalugu==
==Ajalugu==
Ferriitmälu loomisega seostatakse peamiselt järgnevaid isikuid:<ref>http://www.computerhistory.org/revolution/memory-storage/8/253</ref>
Ferriitmälu loomisega seostatakse peamiselt järgnevaid isikuid:<ref>http://www.computerhistory.org/revolution/memory-storage/8/253</ref>
*1947 patenteeris Frederic Viehe ferriitmälu süsteemi.
*1947. aastal patenteeris Frederic Viehe ferriitmälu süsteemi.
*1949 patenteeris An Wang <i>pulse transfer controlling device</i>, mille oli ta koos Way-Dong Woo'ga Harwardis loonud.
*1949. aastal patenteeris An Wang <i>pulse transfer controlling device</i>, mille oli ta koos Way-Dong Woo'ga Harwardis loonud.
*1950 Jan Rajchman
*1950 - Jan Rajchman
*1951 patenteeris Jay Forrester andmesavestusseadme, mis kasutas kolmemõtmelisse struktuuri paigutatud südamikke<ref>Jay W. Forrester, "Digital Information In Three Dimensions Using Magnetic Cores", ''Journal of Applied Physics'' 22, 1951</ref>
*1951 patenteeris Jay Forrester andmesavestusseadme, mis kasutas kolmemõõtmelisse struktuuri paigutatud südamikke<ref>Jay W. Forrester, "Digital Information In Three Dimensions Using Magnetic Cores", ''Journal of Applied Physics'' 22, 1951</ref>


Ferriitmälu kasutati digitaalarvutites 1950 keskpaigast kuni 1970 keskpaigani.<ref>http://www.computerhistory.org/tdih/March/4/</ref>
Ferriitmälu kasutati digitaalarvutites 1950. keskpaigast kuni 1970. keskpaigani.<ref>http://www.computerhistory.org/tdih/March/4/</ref>


Esimene arvuti, mis kasutas ferriitmälu oli 1951. aastal MIT's valminud [[Whirlwind]]. Whirlwind oli asimene arvuti mis töötas reaalajas. Algselt kasutati selles arvutis [[Elektronkiiretoru|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. <ref>http://www.computerhistory.org/revolution/memory-storage/8/253</ref>
Esimene arvuti, mis kasutas ferriitmälu oli 1951. aastal MIT's valminud [[Whirlwind]]. Whirlwind oli asimene arvuti mis töötas reaalajas. Algselt kasutati selles arvutis [[Elektronkiiretoru|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. <ref>http://www.computerhistory.org/revolution/memory-storage/8/253</ref>
Ferriitmälu kasutuselevõtt Whirlwind arvutis vähendas hoolduseks kuluvat aega, kuna ferritmälu oli stabiilsem kui elektronkiiretorul põhinev mälu. Samuti oli pöördusaeg lühem, mis suurendas arvuti kiirust.
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 navigatsiooniarvuti|Apollo navigatsiooniarvutis]] kui ka [[Space Shuttle]] juhtarvutites. <ref>http://web.mit.edu/6.933/www/core.html</ref>
1970 aastatel tõrjus odavnenud pooljuhttehnoloogia ferritmälu välja, kuid selle kasutamist jätkati siiski arvutites, kus töökindlus oli esmatähtis. Näiteks kasutati ferriitmälu [[Apollo navigatsiooniarvuti|Apollo navigatsiooniarvutis]] kui ka [[Space Shuttle]] juhtarvutites. <ref>http://web.mit.edu/6.933/www/core.html</ref>


==Ehitus==
==Ehitus==

Redaktsioon: 7. detsember 2013, kell 20:23

1024 bitti sisaldav 32 x 32 ferriitmälu.
Arvutimälutüübid
Haihtuvad ehk hävimälud
Muutmälu (RAM)
Kavandatavad, väljatöötamisel
Mittehaihtuvad ehk säilmälud
Püsimälu (ROM)
Ajaloolised

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:[1]

  • 1947. aastal patenteeris Frederic Viehe ferriitmälu süsteemi.
  • 1949. aastal 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 kolmemõõtmelisse struktuuri paigutatud südamikke[2]

Ferriitmälu kasutati digitaalarvutites 1950. keskpaigast kuni 1970. keskpaigani.[3]

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. [4] 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 siiski arvutites, kus töökindlus oli esmatähtis. Näiteks kasutati ferriitmälu Apollo navigatsiooniarvutis kui ka Space Shuttle juhtarvutites. [5]

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.[6]

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 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.[7]

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.[8]

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.

Eelised

Ferriitmälus püsib info ilma vooluta lõpmatult kaua. Ferriitmälu oli oma aja alternatiividega võrreldes väga stabiilne ja usaldusväärne mälu tüüp. Lisake ei mõjuta seda ioniseeriv kiirgus. Nende omaduste tõttu oli ferritmälu väga sobilik kasutamiseks kosmoses ja sõjanduses.[9]

Probleemid

Südamiku hüstereesisilmus sõltub temperatuurist, seetõttu tuleb erinevatel temperatuuridel kasutada kirjutamiseks ja lugemiseks erinevaid voolutugevusi. Kasutamise käigus aga südamikud soojenevad. Probleem tõuseb esile eriti siis, kui ühte südamikku adresseeritakse mitmeid kordi lühikese aja jooksul.[10] Üheks lahenduseks oli termistoride kasutamine. Nende abil mõõdeti südamike temperatuuri ja korrigeeriti voolutugevusi vastavalt. Teine lahendus oli hoida kogu mälu konstantsel temperatuuril. Selleks soojendati mälu ruumi temperatuurist kõrgemale ja hoiti stabiilsena näiteks õlivannis. Mälu soojendamine jahutamise asemel tundub tänapäeval küll imelik, kuid ferriitmälu kastamisel oli tähtis vaid temperatuuri püsivus. Püsiva temperatuuri hoidmine soojendamise teel on palju lihtsam kui jahutamise teel.[11]

Ferriitmälude valmistamine oli keerukas ja tolleagsete masinatega võimatu. Seetõttu valmistatis seda käsitsi.

Viited

  1. ↑ http://www.computerhistory.org/revolution/memory-storage/8/253
  2. ↑ Jay W. Forrester, "Digital Information In Three Dimensions Using Magnetic Cores", Journal of Applied Physics 22, 1951
  3. ↑ http://www.computerhistory.org/tdih/March/4/
  4. ↑ http://www.computerhistory.org/revolution/memory-storage/8/253
  5. ↑ http://web.mit.edu/6.933/www/core.html
  6. ↑ http://www.corememoryshield.com/report.html
  7. ↑ http://www.cs.ubc.ca/~hilpert/e/coremem/
  8. ↑ http://www.cs.ubc.ca/~hilpert/e/coremem/
  9. ↑ http://www.redorbit.com/education/reference_library/technology_1/computer-tech/2583350/core_memory/
  10. ↑ Microprocessors & Computer Architecture|A.P.Godse, D.A.Godse|lk 58
  11. ↑ http://www.redorbit.com/education/reference_library/technology_1/computer-tech/2583350/core_memory/
Pärit leheküljelt "https://et.wikipedia.org/w/index.php?title=Ferriitmälu&oldid=3795232"