버블 메모리

Bubble memory
인텔 7110 자기 버블 메모리 모듈

버블 메모리비휘발성 컴퓨터 메모리의 일종으로, 자성 물질의 얇은 막을 사용하여 버블 또는 도메인으로 알려진 작은 자화 영역을 각각 1비트의 데이터를 저장합니다.재료는 외부 자기장의 작용으로 기포가 이동할 수 있는 일련의 평행 트랙을 형성하도록 배열되어 있습니다.버블은 재료의 가장자리로 이동하여 읽혀지며, 기존 마그네틱 픽업으로 읽을 수 있으며, 그 후 메모리를 재료를 순환시키기 위해 먼 가장자리에 다시 씁니다.작동 시 버블 메모리는 지연 라인 메모리 시스템과 유사합니다.

버블 메모리는 1970년대 하드 드라이브와 유사메모리 밀도를 제공하지만 코어 메모리에 버금가는 성능을 제공하면서도 움직이는 부품이 없는 유망한 기술로 시작되었습니다.이로 인해 많은 사람들은 모든 스토리지 요구에 사용할 수 있는 "범용 메모리"의 경쟁자로 간주하게 되었습니다.획기적으로 빠른 반도체 메모리 칩의 도입은 거품을 느린 속도로 밀어 넣었고, 마찬가지로 하드 드라이브 용량의 극적인 향상으로 가격 경쟁력이 [1]떨어졌습니다.버블 메모리는 1970년대와 1980년대 한동안 유지 보수나 방충 등의 이유로 움직이지 않는 특성이 바람직했던 곳에서 사용되었습니다.플래시 스토리지와 유사한 기술의 도입으로 이 틈새 시장마저 경쟁력을 잃었고 1980년대 후반에는 거품이 완전히 사라졌습니다.

역사

전구체

버블메모리는 주로 앤드류 보벡이라는 한 사람의 아이디어이다.보벡은 1960년대까지 많은 종류의 자기 관련 프로젝트에 종사해 왔으며, 그의 프로젝트 중 두 가지는 그를 버블 메모리 개발에 특히 유리한 위치에 올려놓았다.첫 번째는 트랜지스터 기반 컨트롤러에 의해 구동되는 최초의 자기 코어 메모리 시스템의 개발이었고, 두 번째는 트위스터 메모리의 개발이었다.

트위스터는 기본적으로 코어(core)를 자기 테이프 조각으로 대체하는 코어 메모리 버전입니다.트위스터의 주요 장점은 거의 수동이었던 코어와는 달리 자동화된 기계로 조립할 수 있다는 것입니다.AT&T는 컴퓨터 메모리 비용을 크게 절감하고 업계 최고의 위치에 올려놓을 것이라고 믿으며 트위스터에 큰 기대를 걸고 있었다.대신, D램 메모리는 1970년대 초에 시장에 나와 이전의 모든 랜덤 액세스 메모리 시스템을 빠르게 대체했습니다.Twistor는 AT&T의 컴퓨터 등 몇 가지 애플리케이션에서만 사용되었습니다.

제작 과정에서 트위스터 개념의 흥미로운 부작용 중 하나가 발견되었습니다. 특정 조건에서 테이프 내부에 흐르는 전선 중 하나에 전류를 흘리면 테이프 상의 자기장이 전류 방향으로 이동하게 됩니다.적절하게 사용하면 저장된 비트를 테이프 아래로 밀어내고 끝에서 튀어나오게 하여 지연 라인 메모리의 일종을 형성할 수 있었습니다.그러나 사용된 재료에 의해 정의된 설정 속도로 자동으로 진행되는 것이 아니라 필드의 전파가 컴퓨터 제어 하에 있는 메모리입니다.그러나 이러한 시스템은 특히 랜덤 액세스를 허용하지 않았기 때문에 트위스터에 비해 이점이 거의 없었습니다.

발전

CMOS-MagView를 사용한 버블 도메인 시각화
버블 메모리 드라이버 코일 및 가이드

1967년, 보벡은 연구소의 에 합류하여 트위스터를 개선하는 작업을 시작했습니다.트위스터의 메모리 밀도는 와이어의 크기에 따라 달라지며, 와이어 한 개의 길이가 비트 수를 결정하며, 이러한 와이어를 여러 개 나란히 배치하여 더 큰 메모리 시스템을 만들었습니다.

트위스터에 사용되는 자기 테이프와 같은 기존의 자성 재료는 자기 신호를 어떤 위치에 배치하고 어떤 방향으로도 이동할 수 있게 했다.Paul Charles Michael은 퍼마로이 자성 박막으로 작업하고 있으며 필름 내에서 자기 신호를 직교 방향으로 이동하는 것이 가능하다는 것을 발견했습니다.이 중요한 작업은 특허 [2]출원으로 이어졌다.기억 장치와 전파 방법은 1967년 9월 15일 매사추세츠 주 보스턴에서 열린 제13회 자기 및 자기 물질에 관한 연례 회의에서 제시된 논문에서 설명되었습니다.이 장치는 직교 전파 방향에 대해 서로 다른 자기 펄스 조합을 필요로 하는 이방성 박막을 사용했습니다.전파 속도 또한 단단하고 쉬운 자기 축에 의존했습니다.이 차이는 등방성 자기 매체가 바람직하다는 것을 시사했다.

이로 인해 메모리 시스템은 이동 도메인 트위스터 개념과 유사하지만 많은 트위스터 와이어 대신 자성 재료로 구성된 단일 블록을 사용하는 것이 가능해졌다.Orthoferrite를 사용하여 이 개념을 확장하는 작업을 시작하면서, Bobeck는 추가적인 흥미로운 효과를 발견했습니다.트위스터에 사용되는 자기 테이프 재료를 사용하면 데이터를 도메인이라고 하는 비교적 큰 패치에 저장해야 했습니다.작은 영역을 자화하려고 하면 실패합니다.오르소페라이트를 사용하여 패치가 기록되고 전체 재료에 자기장이 가해지면 패치는 작은 원으로 줄어들게 되는데, 그는 이를 버블이라고 불렀습니다.이러한 버블은 테이프와 같은 일반 미디어의 영역보다 훨씬 작아서 매우 높은 면적 밀도가 가능하다는 것을 시사합니다.

Bell Labs에서는 5가지 중요한 발견이 있었습니다.

  1. 퍼머로이 필름에서 단벽 영역의 제어된 2차원 운동
  2. 오르소페라이트 적용
  3. 안정된 원통형 영역의 발견
  4. 필드 액세스 작동 모드 발명
  5. 가넷 시스템에서 성장 유도 단축 이방성의 발견과 가넷이 실용적인 재료가 될 것이라는 인식

거품 시스템은 어떤 하나의 발명으로도 설명할 수 없지만, 위의 발견으로 설명할 수 있다.앤디 보벡은 (4)와 (5)의 유일한 발견자이며 (2)와 (3)의 공동 발견자이다. (1)은 P에 의해 수행되었다.P의 마이클리스Boneyhard의 그룹.한때 60명이 넘는 과학자들이 벨 연구소에서 이 프로젝트를 진행하고 있었는데, 그들 중 다수는 이 분야에서 인정을 받았다.예를 들어 1974년 9월, H.E.D. 스코빌, P.C. Michaelis와 Bobeck는 IEEE Morris N. Liebmann 메모리얼 어워드를 다음과 같은 표창과 함께 수여받았다.단벽 자기 영역(자기 버블)의 개념과 개발, 메모리 테크놀로지에 있어서의 중요성의 인식.

완벽한 재료를 찾는데 시간이 걸렸지만, 가넷이 올바른 성질을 가지고 있다는 것을 알게 되었다.재료에 거품이 쉽게 생기고 거품을 따라 상당히 쉽게 밀릴 수 있습니다.다음 문제는 다시 읽을 수 있는 적절한 위치로 이동시키는 것이었습니다. 트위스터는 와이어였고 갈 곳은 하나뿐이었지만 2D 시트에서는 상황이 그렇게 쉽지 않았습니다.원래 실험과는 달리 가넷은 거품을 한 방향으로만 움직이도록 제한하지 않았지만 거품의 특성은 무시하기에는 너무 유리했다.

해결책은 작은 마그네틱 바의 패턴을 가넷 표면에 각인시키는 것이었다.작은 자기장이 가해지면, 그들은 자화가 되고, 기포는 한 끝에 "붙어" 붙습니다.그런 다음 필드를 역방향으로 함으로써 그들은 먼 끝으로 끌려가 지표면을 따라 내려갈 것이다.또 다른 역전은 그들을 바 끝에서 라인의 다음 바까지 밀어낼 것이다.

기억장치는 작은 전자석을 한쪽 끝에 배치하고 다른 한쪽 끝에 검출기를 배치함으로써 형성된다.써진 거품은 서로 천천히 밀리면서 서로 옆으로 늘어선 트위스터 시트를 형성합니다.검출기의 출력을 전자석에 다시 부착하면 시트가 일련의 루프로 바뀌어 필요한 만큼 정보를 유지할 수 있습니다.

버블 메모리는 비휘발성 메모리입니다.전원이 차단되어도 디스크 드라이브의 표면에 있는 패턴과 마찬가지로 버블이 남아 있었습니다.게다가 버블 메모리 디바이스는 움직이는 부품이 필요하지 않았습니다.표면을 따라 버블을 밀어내는 필드는 전기적으로 생성된 반면 테이프나 디스크 드라이브와 같은 미디어는 기계적인 움직임이 필요했습니다.마지막으로, 기포의 크기가 작기 때문에, 이론적으로 밀도는 기존의 자기 저장 장치보다 훨씬 더 높았다.유일한 단점은 퍼포먼스였습니다.버블을 읽으려면 시트의 끝부분까지 순환해야 했습니다.

상용화

MemTech(Intel Magnetics 구매자)의 버블 메모리.
소련제 버블 메모리.

보벡 팀은 곧 당시 표준 코어 메모리의 평면과 동일한 4,096비트를 저장하는 1cm(0.39인치)의 정사각형 메모리를 갖게 되었습니다.이것은 업계에 상당한 관심을 불러일으켰다.버블 메모리는 코어를 대체할 수 있을 뿐만 아니라 테이프와 디스크도 대체할 수 있을 것 같았다.사실, 버블 메모리는 곧 대부분의 애플리케이션에서 사용되는 유일한 메모리 형태가 될 것이며, 고성능 시장만이 그들이 서비스를 제공할 수 없는 유일한 형태가 될 것으로 보입니다.

이 기술은 1974년에 [3]Bell Labs의 실험 장치에 포함되었습니다.1970년대 중반까지 거의 모든 대형 전자 회사에는 버블 [4]메모리 관련 팀이 있었습니다.Texas Instruments는 1977년에 [5]버블 메모리를 내장한 최초의 상용 제품을 선보였다.1970년대 후반에는 여러 제품이 출시되었고, 인텔은 그들만의 1메가비트 버전인 7110을 출시했다.그러나 1980년대 초에 이르러서는 버블 메모리 기술은 더 높은 스토리지 밀도, 더 높은 액세스 속도 및 더 낮은 비용을 제공하는 하드 디스크 시스템의 도입으로 막다른 골목에 다다랐습니다.1981년에 이 기술에 종사하는 주요 기업들은 버블 메모리 [6]운영을 중단했습니다.

버블 메모리는 1980년대까지 틈새 시장에서 디스크 드라이브의 기계적 고장 비율을 높여야 하는 시스템 및 고진동 또는 가혹한 환경에서 작동하는 시스템에서 사용되었습니다.이 애플리케이션은 플래시 스토리지가 개발되면서 더 이상 사용되지 않게 되었고, 이로 인해 성능, 밀도 및 비용 측면에서도 이점을 얻었습니다.

1984년에 도입된 코나미버블 시스템 아케이드 비디오 게임 시스템이 그 중 하나입니다.68000 베이스의 보드에, 교환 가능한 버블 메모리 카트리지를 탑재했습니다.버블 시스템이 정상적으로 작동하려면 버블 메모리를 30~40°C(86~104°F) 정도로 가열해야 하기 때문에 버블 시스템이 게임을 로드하기 전에 약 85초의 "워밍업" 시간이 필요했다.후지쯔는 1981년 FM-8에 버블 메모리를, 샤프는 1983년부터 노트북과 같은 휴대용 컴퓨터인 PC 5000 시리즈에 버블 메모리를 사용했습니다.Nicolet는 모델 3091 오실로스코프에 파형을 저장하는 데 버블 메모리 모듈을 사용했습니다. HP는 모델 3561A 디지털 신호 분석기에서 메모리를 확장하는 1595달러 버블 메모리 옵션을 제공했습니다.GRiD Systems Corporation은 초기 노트북에서 이를 사용했습니다.TIE 통신은 디지털 전화 시스템의 초기 개발에서 MTBF 비율을 낮추고 비휘발성 전화 시스템의 중앙 [7]프로세서를 생산하기 위해 이 기술을 사용했습니다.버블 메모리는 Quantel Mirage DVM8000/1 VFX [citation needed]시스템에도 사용되었습니다.

기타 응용 프로그램

2007년 MIT 연구진은 마이크로 유체 기포를 (기억이 아닌) 논리로 사용하는 아이디어를 제안했다.버블 로직은 나노테크놀로지를 사용하여 기존 하드 드라이브의 액세스 시간인 10ms보다 빠른 7ms의 액세스 시간을 가지고 있는 것으로 입증되었으며, 이는 기존 RAM 및 기존 논리 회로의 액세스 시간보다 느리지만 현재 [8]이 제안이 상업적으로 실용적이지 않습니다.

IBM의 2008년 레이스 트랙 메모리 작업은 기본적으로 1차원 버블 버전으로, 원래의 직렬 트위스터 [9]개념과 더욱 밀접한 관계를 맺고 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Bubble Memory". 10 Technologies that were Supposed to Blow Up but Never Did. Complex. 2012-09-25. Archived from the original on 2012-10-08. Retrieved 2012-10-03.
  2. ^ 미국 특허 3,454,939, 1969-07-08 발행
  3. ^ Stacy V. Jones (Feb 2, 1974). "Computer-Memory Aid Devised". New York Times. New York, N.Y. p. 37. ISSN 0362-4331. Archived from the original on 2018-01-12.
  4. ^ Victor K. McElheny (Feb 16, 1977). "Technology: A Test for Magnetic Bubble Memories". New York Times. New York, N.Y. p. 77. ISSN 0362-4331. Archived from the original on 2018-01-11. Among manufacturers of magnetic bubble units, besides Bell Labs and I.B.M., are Texas Instruments, the Honeywell Inc. process control division in Phoenix, and Rockwell International...
  5. ^ "Texas Instruments Introduces Portable Computer Terminal: Model Said to Be First With Mass Memory and Using Bubble Memory Device". Wall Street Journal. New York, N.Y.: Dow Jones & Company Inc. Apr 18, 1977. p. 13. ISSN 0099-9660.
  6. ^ Banks, Howard (September 20, 1981). "The Computer Bubble That Burst". New York Times. Archived from the original on 24 May 2015. Retrieved 17 October 2013.
  7. ^ GRiD 나침반 1101 컴퓨터 Wayback Machine 2008-09-16에서 아카이브(oldcomputers.net)
  8. ^ Prakash, Manu; Gershenfeld, Neil (9 February 2007). "Microfluidic Bubble Logic". Science. 315 (5813): 832–5. Bibcode:2007Sci...315..832P. doi:10.1126/science.1136907. JSTOR 20038959. PMID 17289994. S2CID 5882836.
  9. ^ Parkin (11 April 2008). "Magnetic Domain-Wall Racetrack Memory". Science. 320 (5873): 190–4. Bibcode:2008Sci...320..190P. doi:10.1126/science.1145799. PMID 18403702. S2CID 19285283.

외부 링크