Твисторлық жад - Twistor memory

Твистор есте сақтау компьютер жады орау арқылы қалыптасады магниттік таспа ток өткізетін сымның айналасында. Операциялық жағынан бұралу өте ұқсас болды негізгі жад. Твисторды жасау үшін де қолдануға болады Тұрақты Жадтау Құрылғысы деп аталатын қайта бағдарламаланатын форманы қоса, естеліктер бұралмалы бұралу. Екі форманы да автоматтандырылған процестерді қолдану арқылы жасауға болатын, бұл негізгі шығындарға негізделген өндірістік шығындарға қарағанда әлдеқайда төмен шығындарға әкеледі.

Ұсынған Bell Labs 1957 жылы олардың алғашқы коммерциялық қолданылуы болды 1ESS қосқышы ол 1965 ж. іске қосылды. Твистор тек 1960-шы жылдардың аяғында және 1970-ші жылдардың басында қолданылды жартылай өткізгіш жады құрылғылар бұрынғы барлық дерлік жад жүйелерін ауыстырды. Твистордың негізгі идеялары да дамуына әкелді көпіршік жады, бірақ оның коммерциялық өмірі де қысқа болды.

Негізгі жады

Құрылыс

X / Y сызығындағы магниттік ядро ​​жадының 4 × 4 жазықтығының схемасы. X және Y - қозғаушы сызықтар, S - мағыналы, Z - ингибирленген. Көрсеткілер жазу үшін ағым бағытын көрсетеді.

Негізгі жадта кішкентай сақина тәрізді магниттер - өзектер - қиылысқан екі сыммен бұрандалы, X және Y, а деп аталатын матрица жасау үшін ұшақ. Бір X және бір Y сымнан қуат алған кезде магнит өрісі 45 градуста пайда болады бұрыш сымдарға. Өзек магниттері сымдарда 45 градус бұрышта отырады, сондықтан қуатты X және Y сымдарының қиылысу нүктесіне оралған бір ядролы индукцияланған өріс әсер етеді.

Магнит үшін қолданылатын материалдар өте «квадрат» болу үшін арнайы таңдалған магниттік гистерезис өрнек. Бұл дегеніміз, белгілі бір шектен сәл төмен орналасқан өрістер ешнәрсе жасамайды, бірақ осы шектен сәл жоғары орналасқан магнит өрісі ядроға әсер етеді. Квадраттық өрнек және күрт бұрылыс күйлері тор ішінде бір ядроны шешуге мүмкіндік береді; жақын ядролар сәл өзгеше өрісті көреді және оған әсер етпейді.

Деректерді іздеу

Негізгі жадтағы негізгі амал - жазу. Бұл таңдалған X және Y сымдарын ағымдағы деңгейге дейін күшейту арқылы жүзеге асады, бұл өздігінен magnetic сыни магнит өрісін тудырады. Бұл қиылысу нүктесіндегі өрістің өзектің қанығу нүктесінен үлкен болуына әкеледі, ал ядро ​​сыртқы өрісті алады. Ондықтар мен нөлдер өрістің бағытымен ұсынылған, оны жай екі сымның біріндегі ток ағынының бағытын өзгерту арқылы орнатуға болады.

Негізгі жадта үшінші сым - сызықты сезіну / тежеу - жазу немесе оқу үшін қажет бит. Оқу жазу процесін қолданады; X және Y сызықтары таңдалған ядроға «0» жазу керек болатындай қуат алады. Егер сол кезде өзек «1» ұстап тұрса, электр қуатының қысқа импульсі сезім / ингибирлеу сызығына индукцияланады. Егер импульс көрінбесе, ядро ​​«0» -ді ұстайды. Бұл процесс жойқын; егер ядро ​​«1» -ді ұстап тұрса, бұл үлгіні оқу кезінде жойылады және оны келесі әрекетте қайта орнату керек.

Сезім / тежеу ​​сызығы белгілі бір жазықтықтағы барлық ядролармен бөлінеді, яғни бірден бір битті (немесе жазуды) бірден оқуға болады. Әдетте бір жазықтықта сөздің бір битін сақтау үшін негізгі ұшақтар бір-біріне жинақталған болатын, және сөзді барлық жазықтықтарды бірден жұмыс жасау арқылы бір әрекетте оқуға немесе жазуға болатын.

Оқу немесе жазу арасында деректер магниттік түрде сақталды. Бұл дегеніміз, а тұрақты жад.

Өндіріс

Өндіріс ядросы басты мәселе болды. X және Y сымдарын өзекшелер арқылы тоқу үлгісінде бұрау керек, ал сезім / ингибирлеу сызығы жазықтықта әр өзектен өтеді. Үлкен күш-жігерге қарамастан, ешкім өзек өндірісін ойдағыдай автоматтандырған жоқ,[дәйексөз қажет ] 1970 жылдарға дейін қолмен жұмыс болып қалды. Арттыру жад тығыздығы кішігірім өзектерді қолдануға тура келді, бұл оларды сызықтарға қосу қиынға соқты. Ядроның тығыздығы оның жұмыс істеу мерзімінде бірнеше есе артқанымен, ядроның бір биттік құны тұрақты болып қалды.

Твистор

Твистордың ерте қайталануы бірқатар концентрлі соленоидтар арқылы бұралған ферромагниттік сымнан тұрды (жалғыз «бит» үшін сынақ қондырғысының суретін қараңыз). Соленоид ұзағырақ - SENSE катушкасы, соғұрлым қысқа - WRITE катушкасы. Бір разряд WRITE катушкасын екі бағыттың біреуінде катушка астындағы спираль аймағын магниттеуге жеткілікті + (1) немесе - (0) токпен импульстеу арқылы жазылды. Созылған сымның бір ұшында READ электромагниті болды - импульстелген кезде ол сым арқылы акустикалық толқын жіберді. Акустикалық импульс әр SENSE катушкасының астынан өткенде, сым аймағының магниттелу бағытына байланысты + немесе - кішігірім электр импульсін тудырды. Осылайша, әрбір импульс кезінде «байт» сериялы түрде оқылатын болды.

Твистор тұжырымдамасы бойынша негізгі жадқа ұқсас болды, бірақ өрнектерді сақтау үшін дөңгелек магниттерді магниттік таспамен алмастырды. Таспа X сызығының эквиваленті бар сымдардың бір жиынтығына оралып, ол 45 градусқа айналды. спираль. Y сымдары ауыстырылды соленоидтар бірқатар бұрандалы сымдарды орау. Белгілі бір битті таңдау өзектегідей болды, бір X және Y сызықтары жұмыс істеп, 45 градус өріс шығарды. Магниттік лента лентаның ұзындығы бойымен магниттелуге мүмкіндік беру үшін арнайы таңдалған, сондықтан бұралудың тек бір нүктесінде магниттелетін өрістің дұрыс бағыты болады.

Қолданылған бастапқы бұралу жүйесі пермалоид таспа 3 миль мыс сымға оралған. Сымның кез-келген ұзындығы үшін таспа тек бірінші жартысында оралған. Содан кейін мыс сым таспаның аяқталатын жерінде бүгіліп, таспамен бірге бөлігімен қатар кері қайтып, кері өткізгіш құрады. Бұл барлық байланыстардың бір ұшында болғандығын білдіреді. Осындай бірнеше бұралу сызықтары қатарластырылып салынып, сосын ламинатталған PET фильм бұрандалар мен олардың қайтарылатын сымдары бір-бірінен 1/10 дюйм аралықта орналасқан пластикалық парақ. Әдеттегі таспада бес бұрандалы сымдар және олардың қайтарымы болуы мүмкін, сондықтан парақтың ені дюймнан сәл асады. Электромагнит те дәл осылай салынған, ол бұралу сияқты негізгі өлшемдері бар пластикалық таспаға ламинатталған ені 0,15 дюймдік мыс ленталарынан тұрады. Ашық өзектің айналасында көптеген сымдар бұралатын дәстүрлі электромагниттен айырмашылығы, бұл жүйе негізінен пластмасса парағындағы жалғыз сымдардан басқа ешнәрсе болған жоқ.

Толық есте сақтау жүйесін құру үшін электромагниттің парағын, мысалы, X бағыты бойынша тегіс етіп орналастырды, содан кейін бұралу парағын Y осі бойымен оған тік бұрышпен орналастырды. Содан кейін электромагнитті лента бүктелді, осылайша ол бұрандалы парақты орап, U тәрізді соленоидтар сериясын шығарды. Енді электромагниттік лентаның тағы бір қабаты төселді, бұралмалы лента бүктелген, сондықтан ол енді жаңа электромагниттік таспаның жоғарғы жағында теріс Y осі бойымен өтеді, содан кейін электромагниттік лента бүктеліп, екінші жиынтығын құрайды ілмектер. Бұл процесс бұрандалы жолақ «таусылғанға» дейін жалғасып, жадтың ықшам кубын құрайды. Электромагниттік ілмектердің әрқайсысына қосылған жадының бір жағында тек коммутация үшін пайдаланылатын бірнеше ядролардың тізбегі болды (олардың бастапқы мақсаты, жады ретінде дамуы кейінірек пайда болды).

Беллдің твисторды дамытуының басты себебі - бұл процесс өте автоматтандырылған болуы мүмкін. Бұралуды аяқтаған бүктеу процесі қолмен жүргізілуі мүмкін болғанымен, парақтарды төсеу және ламинаттау машинамен оңай шешілді. Твистордың жетілдірілген нұсқалары бастапқыда тек қайтару жолында пайдаланылған жалаң мыс бөлігін орап, өндіріс техникасына өзгеріс енгізбей тығыздығын екі есеге арттырды.

Пайдалану

Твисторға жазу тиімді негізге ұқсас болды; бұрандалы сымдардың бірін және электромагниттік ілмектердің бірін қажетті қуаттың жартысына қосу арқылы белгілі бір бит таңдалды, осылайша өрістің қажетті кернеулігі екеуінің қиылысында ғана құрылды.

Оқу басқа процесті қолданды. Твистордың ядродан айырмашылығы сезім / тежеу ​​сызығы болған жоқ. Керісінше, ол электромагниттегі үлкен циклды пайдаланды, сол циклдегі барлық биттерді айналдыруға жеткілікті, содан кейін бұралу сымдарын оқу сызығы ретінде пайдаланды.

Твисторды бір жазықтықта бірден бір бит қолдануға болатын ядрода емес, бір уақытта бір жазықтық оқып, жазды.

Тұрақты магнит бұрандасы

Твисторды оңай қайта бағдарламаланатын ROM шығару үшін өзгертуге болады. Мұны істеу үшін әрбір электромагниттің жартысы алюминий картасына ауыстырылды, оның ішіне кішкене түсті vicalloy бар магниттер ендірілген. Электромагниттер токтың өтуі үшін толық тізбектер болуы керек болғандықтан, олар бүктелген парақ ретінде енгізілген, бірақ бұл жағдайда цикл енгізілген арасында айналасындағы орнына бұралу қатпарлары. Бұл бір параққа жоғарыдан және төменнен бұралған екі қатпар үшін электромагниттік ілмектің жартысы ретінде қызмет етуге мүмкіндік берді. Ілгекті аяқтау үшін магниттер картасы твисторлы таспаның екінші жағына қойылды.

Оқу электромагнитті жазу үшін қажет шаманың жартысына жуығы арқылы орындалды. Бұл өріс магнитті түрде циклды жауып, алюминий парағымен «шағылысқан». Алынған өріс жазу күшінен үлкен болды, бұл пермаллой күйін аударып жіберді. Егер бит карточкадағы магниттелмеген магниттің жанында болса, өріске қарсы болмады және флип бұрандалы сымда ток импульсін тудырды, «1» мәнін оқыды. Алайда, штанга магнитін сол битте магниттеу арқылы магнит магниті электромагниттік ток тудыратын өріске қарсы тұрды, оның жазу күшінен төмен болуына әкеліп соқтырды. Бұл «0» мәнін оқыды.

Тұрақты магнит бұрағышы (PMT) тақталарды алып тастап, оларды арнайы жазушының үстіне қою арқылы қайта бағдарламаланды. Vicalloy пермаллой таспасына қарағанда қайта магниттелу үшін әлдеқайда көп қуатты қажет ететіндіктен қолданылды, сондықтан жүйе ешқашан есте сақтау жүйесінде тұрақты магниттерді қайта орнатуға жақын болмайды. Жазушы жүйесі бұл қарсылықты жеңген әлдеқайда үлкен ағымдарды қолданды.

1ESS жүйесінде қолданылған PMT әрқайсысында 2818 магниті бар (64 44 биттік сөз) 128 карточкалы модульдерді қолданды. Бұл 8192 сөзден тұратын модуль шығарды (8 кибивордтар ). Толық дүкенде 16 модуль пайдаланылды, барлығы 131 072 сөзге (128 киби сөз), 720,896 8 биттік байтқа (704 КБ) балама.

Piggyback бұралуы

Твисторлы ROM-дің тағы бір түрі тұрақты магниттік карталарды «пигберг» конфигурациясында бұрандалы сызықтарға біріншісіне оралған екінші магниттік таспамен ауыстырды. Бұл таспа магниттік жағынан әлдеқайда «қиын» болатын пермаллойдың орнына кобаллопластпен қапталған, оны сырғыту үшін өріс шамамен екі есе қажет. Жүйені одан да қиын ету үшін кобальпалық таспа пермаллойға қарағанда екі жарым есе қалың болды, сондықтан алынған өрістің кернеулігі бес есе болды. Кобальпалық лентаның күйін аудару үшін қажет сыртқы ток қалыпты жұмыс тогынан 15 есе артық болды.

Пигбергтегі оқу операциялары магниттің тұрақты нұсқасымен бірдей. Жазбалар сәл күрделірек болды, өйткені пигмерлердің бұралуы магниттік таспаны X сымының бүкіл ұзындығы бойымен орналастырды. Бұл кез-келген соленоид жазылатын битті де, қайтару сымының бөлігін де орайтынын білдірді. Біреуін де, екіншісін де орнату үшін электромагнит алдымен бір бағытта, содан кейін екінші бағытта жұмыс істеді, ал бұралу сызығындағы ток тұрақты болып қалды. Бұл екі магнит өрісін өз кезегінде жасады, олардың біреуі сымның бірінші бөлігімен, содан кейін екіншісіне сәйкес келеді. Барлық оқылымдар мен жазулар осы тәсілмен жұптасқан биттер бойынша жүзеге асырылды.

Қолданбалар

Твистор бірқатар қосымшаларда қолданылған. Даму қаржыландыруының көп бөлігі қаржыландырылды АҚШ әуе күштері, өйткені бұралу негізгі жад ретінде қолданылуы керек еді LIM-49 Nike Zeus жоба.

Америка Құрама Штаттарында Қоңырау жүйесі (Американдық телефон және телеграф ) сонымен қатар тұрақты магниті бар бұралмалы бұрамаларды «бағдарламалар дүкені» ретінде қолданды немесе олардың алғашқы электронды телефон коммутация жүйесінде жедел жады, 1ESS басқалар сияқты ESS электронды серия телефон қосқыштары, және мұны дейін жасады 4ESS қосқышы 1976 жылы енгізіліп, 1980 жылдары сатылды.

Сонымен қатар, бұралу бұрышы қолданылған Қозғалыс қызметінің орналасу жүйесі (TSPS), Беллдің мұрагері телефондық қалқандар жергілікті және халықаралық қоңыраулар үшін қоңыраулармен жұмыс істеуді және монеталарды жинауды басқаратын.

2008 жылдың қазан айынан бастап қалған кейбір TSPS және ESS қондырғылары Америка Құрама Штаттарының ауылдық жерлерінде, сондай-ақ Мексика және Колумбия мұнда АҚШ-тағы көптеген жүйелер сатылған және Құрама Штаттардағы қызметтен шығарылғаннан кейін қайта орнатылған.

Әдебиеттер тізімі

Дәйексөздер
Библиография

Сыртқы сілтемелер