Ferriitmälu: erinevus redaktsioonide vahel

Mine navigeerimisribale Mine otsikasti
Eemaldatud 109 baiti ,  4 aasta eest
resümee puudub
Resümee puudub
Resümee puudub
[[Pilt:KL CoreMemory.jpg|pisi|1024 bitti sisaldav 32 x 32 ferriitmälu]]
{{Mälu_tüübid}}
'''Ferriitmälu''' (inglise keelesingl. ''magnetic-core memory'') on [[muutmälu|suvapöördusega]] [[säilmälu]], kus info salvestamiseks kasutatakse väikeseid ferriitrõngakesi – südamikke, millest igaüks talletab ühte [[bitt]]i. Südamik võib olla [[Magneetumine|magnetiseeritud]] kahte pidi:kas päripäeva või vastupäeva ja, need olekud määravad talletatud biti väärtuse (traditsiooniliselt "0" ja "1"). Südamikest on läbi punutud traadid, mille abil on võimalik lugeda või muuta iga südamiku magneetumissuunda. Ferriitmälu ei vaja info säilitamiseks toidet, kuid lugemise käigus sinna salvestatud info kustub – toimub hävitav lugemine.
 
==Ajalugu==
Aastal 1947 patenteeris [[Frederic Viehe]] ferriitmälu, mille ta oli loonud oma kodulaboris. 1956, neli aastat enne tema surma, ostis [[IBM]] tema patendi.
Viehest sõltumatult leiutasid 1947. aastal ferriitmälu ka Hiina päritolu Ameerika teadlased [[An Wang]] ja [[Way-Dong Woo]] [[Harvardi ülikool]]is. 1950. aastal tegi sama ka [[Jan Rajchman]]. 1951 patenteeris [[Jay Forrester]] andmesalvestusseadme, mis kasutas kolmemõõtmelisse struktuuri paigutatud südamikke. See oli esimene digitaalarvutis kasutatud ferriitmälu.<ref name="hZtIu" /><ref name="MemoryMuseum" /><ref name="EdwinD" />
 
Esimene ferriitmälu kasutav arvuti oli 1951. aastal [[MIT]]-is valminud [[Whirlwind]]., Whirlwindmis oli kaühtlasi esimene reaalajas töötav arvuti. Algselt kasutati selles arvutis [[elektronkiiretoru]]del põhinevat mälu, kuid seemis oli aga aeglane ja ebausaldusväärne. Seepärast püüdis Jay Forrester leida kiiremat ja stabiilsemat alternatiivi, mille ta ka 1951. aastal ferriitmälu näol leidis. 1953. aastal asendati WhirlwindisWhirlwindi kogu mälu ferriitmäluga.<ref name="MemoryMuseum" /> Ferriitmälul olid elektronkiiretorude ees mitmed eelised. See oli töökindlam ning seeläbi vähenes Whirlwind arvutis hoolduseks kuluv aeg märgatavalt. Samuti oli ferriitmälu pöördusaeg lühem (ferriitmälul ~9 ms, elektronkiiretoru ~25 ms), mis suurendas arvuti kiirust. <ref name="QYVik" />
 
Ferriitmälu kasutati digitaalarvutites 1950. aastate keskpaigast kuni 1970. aastate keskpaigani.<ref name="3Ek3f" /> 1970. aastatel tõrjus odavnenud pooljuhttehnoloogia ferritmälu välja, kuid selle kasutamist jätkati siiski arvutites, kus töökindlus oli esmatähtis. Näiteks kasutati ferriitmälu [[Apollo navigatsiooniarvuti|Apollo navigatsiooniarvutis]] ning ka [[Space Shuttle]] juhtarvutites. <ref name="f3gLl" />
==Ehitus==
===Südamik===
Südamikuks nimetatakse ferriidist rõngast, mida on võimalik püsivalt magnetiseerida kahes eri suunas püsivalt magnetiseerida: päri- ja vastupäeva. SeadesNende nendeseisundite kahe seisundigaseadmine vastavusse väärtustega 0 ja 1, saabvõimaldab rõngasse salvestada ühe biti infot., Infomis säilib sellises südamikusseal ka elektrivoolu puudumisel.<ref name="BenNorth" />
 
Südamiku materjal peab olema suure [[jääkmagneetumus]]ega, et magneetumus oleks pärast kirjutamist võimalikult suur. Samas peab materjal olema kergesti ümber magneeditav (väikese [[koertsiivsus]]ega), et ümbermagneetimisele kuluks vähe energiat.
 
===Mälu kiht===
Ferriitmälu koosneb tavaliselt kihtidest, kus adresseerimiseks mõeldud X- ja Y-liinid moodustavad kahemõõtmelise võrgustiku. Selle, võrgustikumille ristumispunktides asuvadkiasuvad südamikud. Ühe lugemise/kirjutamise tsükli jooksul on kihis võimalik adresseerida vaid ühte bitti. Lisaks läbib kõiki kihi südamikke diagonaalseltdiagonaalne tagasisidetraat, mida kasutatakse südamiku magnetvälja muutumisest tekkinud pingeimpulsi lugemiseks. See traat on aadressiliinidega 45-kraadise nurga all ning ületab neid kord ühte, kord teistpidi, et vähendada [[Elektromagnetiline induktsioon|elektromagnetilise induktsiooni]] mõju lugemile.<ref name="BrentHilpert" />
 
===VirnMälukihtide mälukihtevirn===
Et korraga kirjutadaKorraga mällu rohkem kui üksühe bitt,biti kirjutamiseks on võimalik laduda mälukihid üksteise peale virna laduda ning kirjutada neisse paralleelselt. Et kirjutada mällu korraga üksÜhe [[baitBait|baidi]], kirjutamiseks tuleb kasutada 8-kihilistkaheksakihilist mälu.<ref name="BrentHilpert" />
 
==Tööpõhimõte==
=== Lugemine ===
[[Pilt:Ringkernspeicher hysteresekurven.agr.png|pisi|Südamiku [[hüsterees]]isilmus ning sellel liikumine lugemisoperatsiooni käigus. Olenevalt südamiku algsest magneetumissuunast, lugemise käigus tekib või ei teki vooluimpulssi tagasiside traadil]]
Südamikul asuva info lugemiseks püütakse see seada "0" asendisse 0.
* Kui loetav südamik oli juba "0" asendis 0, siis südamiku magneetumissuund jääbei samaks.muutu;
* Kui loetav südamik oli "1" asendis 1, siis südamiku magneetumissuund pöördub ja põhjustab sellega pingeimpulsi tagasisidetraadil pingeimpulsi.
Kuna lugemise käigus kustub südamikel olev info kustub, siis tuleb infoselle säilimiseks kirjutada loetud informatsiooninfo uuesti tagasi kirjutada. Selle eest hoolitseb arvuti mälu haldav elektroonika.
 
=== Kirjutamine ===
Südamikule kirjutamiseks (selle magneetumise suuna seadmiseks) tuleb sellest läbisüdamikust juhtida läbi piisavalt suur vool. Seda tehakse X- ja Y-aadressiliinidega. Kummastki liinist juhitakse läbi vool, mis üksi ei ole südamiku ümbermagneetimiseks piisav, kuid mille summa on selleks piisav. Seeläbi muudab magneetumise suunda ainult see südamik, mida läbivad mõlemad liinid. Mõlemad voolud peavad sisenema südamikku samalt poolt, vastasel juhul need tühistavad teineteist ja kirjutamist ei toimu. Vastavalt sellele, kas mõlemad voolud sisenesid südamikku paremalt või vasakult, on südamik nüüd magneeditud päri- või vastupäeva.
 
==Eelised==
 
==Probleemid==
Südamiku hüstereesisilmus sõltub temperatuurist, seetõttumistõttu 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.<ref name="KknVL" /> Üheks lahenduseks on [[termistor]]ide kasutamine, mille abil mõõdetakse südamike temperatuuri ja korrigeeritakse vastavalt voolutugevusi. Teine lahendus on kogu mälu hoidmine püsival temperatuuril. Selleks soojendatakse mälu ruumi temperatuurist kõrgemale ja hoitakse stabiilsena, näiteks õlivannisõlivanni abil. Ferriitmälu kasutamisel on tähtis vaid temperatuuri püsivus. Püsiva temperatuuri hoidmine soojendamise teel on palju lihtsam kui jahutamise teel.<ref name="RedOrbit" />
 
Ferriitmälude valmistamine oli keerukas ja tolleagsete masinatega võimatu., Seetõttumistõttu valmistati sedaneid käsitsi. Töölised kasutasid peenikeste traatide läbi südamike viimiseks stereomikroskoope.<ref name="EdwinD" />
 
==Omadused==
Viiekümnendate alguses olid südamikud ~2 mm suurused, kuid 1970. lõpuks oli seeneed vähenenud suuruseni ~0,4 mm. Sama aja jooksul tõusis taktsagedus 200 kHz-st üle 1 MHz-ni,<ref name="BenNorth" /> mälu maht aga paisus kuni 2 miljoni südamikuni.<ref name="BrentHilpert" />
 
== Viited ==

Navigeerimismenüü