Хто хотів пам’ять на феритових сердечниках Hodor
50-60 роки минулого сторіччя.
Розквіт феритової пам'яті припав на 50-60-ті роки минулого століття. До появи як пам'ятних пристроїв комп'ютерів доводилося використовувати всілякі екзотичні і придатні до масового застосування прилади - осцилографічні трубки, ртутні лінії затримки і т.п. Феритові матриці вигідно відрізнялися від них насамперед найвищою надійністю та малими габаритами. Протрималися вони аж до масового розвитку напівпровідникових інтегральних схем, з якими ферити не змогли конкурувати через свою нетехнологічність (відповідно, і ціни), а надалі - і обмежений обсяг інформації, що зберігається.
Для систем зберігання даних цифрових машин використовуються ферити з нелінійними магнітними характеристиками - ферити з прямокутною петлею гістерези (ППГ). Ці ферити особливі тим, що сердечники, виготовлені з них, можуть перебувати у двох стійких станах намагніченості - B, яке відповідає коду «1», і В, відповідне коду «0» в двійковій системі числення. Для того, щоб перемагнітити, наприклад феритовий стрижень або кільце, необхідно створити магнітне поле певної напруженості. Якщо магнітне поле має напруженість менше, ніж порогове значення H, то ферит не перемагнітиться навіть при багаторазовому і тривалому додатку цього магнітного поля.
Класична схема використання феритів з ППГ для пристроїв, що запам'ятовують, заснована на збігу напівструмів, тобто. на тому принципі, що під дією магнітного поля H/2 тороїд не змінює свого магнітного стану, а під дією поля H повністю перемагнічується.
У цьому випадку оперативний запам'ятовуючий пристрій представляєсобою матрицю з тороїдів, через які у двох напрямках проходять провідники - токонесучі шини для збудження магнітних полів та обмотка зчитування для зняття кодів інформації. З метою спрощення технології виготовлення матриці всі обмотки тороїдів виконуються одновитковими. Для того, щоб записати в якомусь тороїді код «1», необхідно порушити поле H/2 у шинах, на перетині яких він знаходиться. У вибраному тороїді ампервітки обох напрямків складуться і на нього буде діяти поле, що дорівнює H. При записі коду «0» збуджуючі поля, створювані шинами х і y, подаються з тимчасовим зрушенням або всі тороїди забезпечуються додатковою обмоткою, званої обмоткою заборони одиниці і призначеної для того, щоб у потрібний час створити поле зворотного по відношенню до поля, що записує полярності, рівне –H/2. Результуюче поле і в тому і в іншому випадку дорівнює H/2 і перемагнічування тороїда зі стану не відбудеться. При читанні записаної інформації з тороїда треба порушити за допомогою шин, що перетинаються в ньому, поле –H/2. Тоді тороїд, на якому був записаний код «1», перемагнітиться зі стану в стан -В і на зчитувальному дроті наведеться е.д.с. сигналу коду "1". Тороїд, на якому був записаний код «0», не перемагнітиться (залишиться в стані -В) і на проводі, що зчитує е.р.с. сигналу не наведеться. Слід зазначити, що після її зчитування інформація руйнується. Для повторного використання інформації у машині потрібно її відновлення (регенерація).
Через всі сердечники проплітається один провід зчитування та один провід заборони. Таким чином, матриця дозволяє зчитувати чи записувати біти лише послідовно.
Також феритові осердя застосовувалися і для побудови вузлів постійної пам'яті. Запис двійкової інформаціїв них проводилася при складанні шляхом відповідної прошивки сердечників проводами зчитування. При цьому проходження дроту через сердечник еквівалентно двійковій одиниці, проходження дроту повз осердя означає запис двійкового нуля.
Запам'ятовують пристрої на магнітних феритових сердечниках являють собою агрегати, що складаються з великої кількості (до сотень тисяч) феритових кільцевих магнітів, розташованих правильними рядами у вигляді плоскої або просторової решітки. Кожен тороїдальний сердечник служить для запам'ятовування однієї двійкової цифри: нуля чи одиниці. Сердечники мають розміри 1-5 мм у діаметрі (у західних ЦВМ мінімальний діаметр досягав 0,25-0,30 мм).
Вітчизняні блоки пам'яті на феритах, як правило, були пристроями приватного застосування, що розроблялися для кожного виробу окремо і тому малотиражні. Характерний приклад такого блоку – плата ЫЭ7.102.044. Виняток становили так звані Куби пам'яті, які знайшли застосування в ЕОМ другого-третього поколінь, що зумовило їхню серійність і уніфікованість.
При всіх перевагах пристроїв, що запам'ятовують, виконаних на феритових сердечниках, вони мали ряд істотних недоліків. До цих недоліків слід віднести: - велику трудомісткість виготовлення числового блоку: прошивка сердечників була операцією, що вимагає значних витрат ручної праці; - неможливість заміни сердечника у разі його поломки; при необхідності заміни одного кільця доводилося перешивати значну кількість сердечників; - сильний вплив навколишньої температури на властивості сердечників, зокрема - на ширину петлі гістерезису; втратами на гістерезис,що обмежувало граничну частоту роботи ЗУ; - велика кількість сердечників. Ці недоліки намагалися подолати, як у рамках традиційних схем - ускладнюючи схеми прошивки або застосовуючи багатообмотувальні сердечники - так і використовуючи нові передові для того часу розробки. Так з'явилися запам'ятовуючі пристрої на багатовідкритих пластинах, біакси, шаруваті ферити та системи на тонких магнітних плівках. Що характерно, технологічні прийоми виготовлення таких систем (фотолітографія, вакуумне та хімічне осадження тощо) передбачили напівпровідникове виробництво.
Але фактично, після "вибухового" розвитку інтегральних схем пам'яті, з середини 70-х років системи феритової пам'яті застосовувалися лише в тих областях, де були критичні такі їх плюси, як стійкість до радіації та електромагнітних перешкод - космічні системи, промислове обладнання тощо. п.
Додано о 18:45Куби пам'яті
Ранні серійні модулі феритової пам'яті були плоскими 2-D матрицями, але незабаром для поліпшення компонування були розроблені т.зв. куби пам'яті. Окремі матриці складалися в "етажерку", їх однойменні координатні шини та/або ланцюги запису/зчитування з'єднувалися послідовно, виходила 3-D конструкція, що іноді дійсно виглядала як куб :))) При цьому кожна матриця була призначена для запам'ятовування цифр одного розряду всіх чисел і, відповідно, число матриць дорівнювало розрядності куба.
Конструкція куба, як правило, передбачала можливість заміни окремих феритових матриць. Крім плат із сердечниками, куб міг містити елементи комутації з електронними схемами, контрольні гнізда для вимірювання величин струмів, вимірювальні опори, шини заземлення та екранування тощо. Нерідко куби мали зовнішню оболонку,що забезпечувала допустимий температурний режим та стійкість до механічних впливів. Куби пам'яті мали ємність від кількох десятків до кількох десятків тисяч слів.