셀렉트론 튜브
Selectron tube
| 컴퓨터 메모리 및 데이터 스토리지 유형 |
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| 휘발성 |
| 비휘발성 |
Selectron은 Jan A에 의해 개발된 디지털 컴퓨터 메모리의 초기 형태였다. Vladimir K. Zworykin의 지휘 아래 RCA(Radio Corporation of America)의 Rajchman과 그의 그룹.윌리엄스 튜브 저장장치와 유사한 기술을 이용해 디지털 데이터를 정전하로 저장하는 진공관이었다.이 팀은 자기 코어 메모리가 거의 보편화되기 전에는 상업적으로 실행 가능한 형태의 셀렉트론을 생산할 수 없었습니다.
발전
Selectron의 개발은 1946년 [1]IAS 기계를 설계하고 새로운 형태의 고속 메모리를 찾고 있던 고등연구소의 John von Neumann의 지시로 시작되었다.
RCA의 원래 디자인 컨셉은 4096비트 용량이었고 1946년 말까지 200비트의 생산을 계획했다.그들은 그 장치를 만드는 것이 예상보다 훨씬 더 어렵다는 것을 알았고 1948년 중반까지 여전히 사용할 수 없었다.개발이 지연되면서 IAS 머신은 저장을 위해 Williams 튜브로 전환해야 했고 Selectron의 주요 고객은 사라졌습니다.RCA는 디자인에 흥미를 잃고 엔지니어를 TV 개선에[2] 배치했다.
미 공군의 계약으로 256비트 형식의 기기 재검사가 이루어졌다.Land Corporation은 이 프로젝트를 이용하여 자체 IAS 머신인 JONNIAC를 이 새로운 버전의 Selectron으로 전환하여 80개를 사용하여 메인 메모리 512개의 40비트 워드를 제공했습니다.그들은 RCA와 튜브 한 개당 500달러의 예상 비용으로 충분한 튜브를 생산하기 위한 개발 계약을 체결했다.[2]
이 시기에 IBM은 Selectron에도 관심을 보였지만, 이것이 추가 생산으로 이어지지는 않았습니다.그 결과, RCA는, 칼라 텔레비전 개발에 엔지니어를 배치해, Selectron을 「적격 사원 2명의 장모(이사장과 사장)」의 수중에 넣었습니다."[2]
Selectron과 Williams 튜브는 모두 1950년대 초에 작고 비용 효율적인 마그네틱 코어 메모리로 시장에서 대체되었습니다.JONNIAC 개발자들은 첫 번째 Selectron 기반 버전이 [2]완성되기도 전에 코어로 전환하기로 결정했습니다.
작동 원리
정전 스토리지
Williams 튜브는 저장 튜브로 알려진 일반적인 브라운관(CRT) 장치의 한 예입니다.
기존 CRT의 주요 기능은 튜브 뒷면에 있는 전자총에서 발사되는 전자빔을 사용하여 형광체를 조명하여 이미지를 표시하는 것입니다.빔의 목표점은 편향 자석 또는 정전판을 사용하여 튜브 전면을 중심으로 조타됩니다.
저장관은 CRT를 기반으로 하며, 때로는 수정되지 않았습니다.그들은 튜브에 사용되는 두 가지 보통 바람직하지 않은 인광 원리에 의존했다.하나는 CRT의 전자총에서 나온 전자가 형광체에 부딪혀 불이 붙으면 일부 전자가 튜브에 "고착"되어 국부적인 정전하가 축적된다는 것이었다.두 번째는 다른 물질들과 마찬가지로 형광체도 전자빔에 맞았을 때 새로운 전자를 방출한다는 점인데, 이는 [3]2차 방출로 알려진 과정이다.
이차 방출은 전자 방출 속도가 상당히 비선형적이라는 유용한 특징을 가지고 있었다.일정한 역치를 넘는 전압이 인가되면 방출 속도가 급격히 증가했습니다.이로 인해 점등된 부분이 빠르게 붕괴되어 고착된 전자들도 방출되었습니다.시각 시스템은 이 과정을 사용하여 디스플레이를 지우고 저장된 패턴을 빠르게 사라지게 했습니다.컴퓨터 사용의 경우 충전된 전하가 빠르게 방출되어 저장에 사용할 수 있게 되었습니다.
Williams 튜브에서 다른 전형적인 CRT의 배면에 있는 전자총은 메모리 위치를 나타내는 그리드의 형광체 위에 1 또는 0을 나타내는 일련의 작은 패턴을 부착하기 위해 사용된다.디스플레이를 읽기 위해 빔이 튜브를 다시 스캔했는데, 이번에는 2차 배출 임계값에 매우 가까운 전압으로 설정되었습니다.패턴은 튜브를 매우 약간 양 또는 음으로 치우치도록 선택되었습니다.저장된 정전기가 빔 전압에 추가되었을 때 총 전압이 2차 방출 임계값을 초과하거나 초과되지 않았습니다.만약 그것이 역치를 넘으면, 점이 부패하면서 전자의 폭발이 방출되었다.이 버스트는 [4]튜브의 디스플레이 바로 앞에 배치된 금속 플레이트에서 정전 용량으로 판독되었습니다.
저장관에는 윌리엄스 튜브로 대표되는 "표면 재배포형", 라데천 튜브로 RCA에 의해 상용화되지 않은 "배리어 그리드" 시스템, 상업적으로 사용되지 않은 "고착 가능성" 유형, 그리고 셀렉트론이 특정한 시험인 "보류 빔" 개념의 네 가지 일반적인 클래스가 있었다.플리[5]
홀딩 빔 개념
가장 기본적인 구현에서 홀딩 빔 튜브는 3개의 전자총을 사용합니다. 하나는 쓰기용, 다른 하나는 읽기용, 그리고 다른 하나는 패턴을 유지하는 "홀딩 건"입니다.일반적인 작동 방식은 윌리엄스 튜브와 매우 유사합니다.주요 차이점은 홀딩건이었는데, 이 홀딩건은 지속적으로 발사되고 초점이 맞지 않아 형광체의 저장 영역 전체를 덮었습니다.이로 인해 형광체는 2차 방출 [6]임계값보다 약간 낮은 선택된 전압으로 지속적으로 충전되었습니다.
필기는 Williams 튜브와 유사한 방식으로 필기총을 저전압으로 발사하여 형광체에 전압을 더함으로써 수행되었습니다.따라서 저장 패턴은 튜브에 저장된 두 전압 사이의 약간의 차이로, 일반적으로 수십 볼트만 [6]다릅니다.이에 비해 Williams 튜브는 훨씬 더 높은 전압을 사용하여 판독성 이하로 부패하기 전에 짧은 시간 동안만 저장할 수 있는 패턴을 생성했습니다.
판독은 리딩 건을 저장 영역 전체에 스캔하여 수행되었습니다.이 총은 전체 디스플레이의 2차 배출 임계값을 초과하는 전압으로 설정되었습니다.스캔 영역에 홀딩 건 전위가 있으면 일정 수의 전자가 방출되고, 필기 건 전위가 있으면 그 수가 더 커집니다.전자는 디스플레이 뒤에 있는 가는 와이어 그리드에서 읽혔고, 시스템은 완전히 자급자족했습니다.이와는 대조적으로 윌리엄스 튜브의 판독판은 튜브 앞에 있었고, 올바르게 [6]작동하기 위해서는 지속적인 기계적 조정이 필요했다.그리드는 또한 Williams 시스템의 엄격한 초점을 필요로 하지 않고 디스플레이를 개별 위치로 분해할 수 있는 장점이 있었습니다.
일반적인 조작은 윌리엄스 시스템과 같았지만, 홀딩 컨셉은 두 가지 큰 장점이 있었다.하나는 훨씬 낮은 전압차이로 작동하기 때문에 더 오랜 시간 동안 데이터를 안전하게 저장할 수 있었다는 것입니다.다른 하나는 동일한 편향 자석 드라이버를 여러 전자총에 보내 전자제품의 복잡성 증가 없이 하나의 더 큰 장치를 생산할 수 있다는 것입니다.
설계.
셀렉트론은 더 예측 가능하고 오래 지속되는 방식으로 추가 전하를 저장하기 위해 사용된 개별 금속 아일릿을 사용하여 기본 홀딩건 개념을 더욱 수정했습니다.
전자총이 필라멘트와 단일 충전 가속기로 구성된 단일 점 소스인 CRT와 달리 셀렉트론에서 "총"은 플레이트이고 가속기는 와이어 그리드입니다(따라서 배리어 그리드 튜브에서 설계 노트를 일부 차용).스위칭 회로를 사용하면 와이어에 전압을 인가하여 와이어를 켜거나 끌 수 있습니다.총이 구멍으로 발사되면, 포커스가 약간 떨어집니다.일부 전자는 아일릿에 부딪혀 전하를 입힌다.
원래 4096비트[7] Selectron은 1024x4비트로 구성된 10인치 길이(250mm)x3인치(76mm) 진공관이었다.원통형 그리드 어레이를 형성하는 두 개의 분리된 와이어 세트(하나는 방사형, 다른 하나는 축형)로 둘러싸인 가운데를 따라 올라가는 간접 가열된 음극이 있었고, 마지막으로 신호판이라고 불리는 금속 실린더의 네 개의 세그먼트 안쪽에 유전체 저장 재료 코팅이 있었습니다.비트는 신호판의 매끄러운 표면에 개별 전하 영역으로 저장되었습니다.
두 세트의 직교 그리드 와이어는 보통 약간 양성이어서 음극에서 나오는 전자가 그리드를 통해 유전체에 도달하도록 가속되었습니다.전자의 연속적인 흐름은 전자의 2차 방출에 의해 저장된 전하가 지속적으로 재생될 수 있게 했다.읽거나 쓸 비트를 선택하기 위해 2개의 그리드의 인접 와이어 2개를 제외한 모든 와이어가 바이어스 음으로 되어 있어 전류가 한 곳에서만 유전체에 흐를 수 있었습니다.
이 점에서 셀렉트론은 윌리엄스 튜브와 반대되는 의미로 작동합니다.Williams 튜브에서 빔은 데이터 재생에도 사용되는 읽기/쓰기 사이클에서 지속적으로 스캔됩니다.반면, Selectron은 거의 항상 튜브 전체를 재생성하며, 실제 읽기 및 쓰기를 수행하기 위해 주기적으로 튜브를 중단합니다.이로 인해 필요한 일시 정지가 부족하여 운영 속도가 빨라졌을 뿐만 아니라 데이터를 지속적으로 갱신할 수 있기 때문에 훨씬 더 안정적이었습니다.
쓰기는 위와 같이 비트를 선택한 후 신호판에 양의 펄스와 음의 퍼텐셜 펄스를 전송함으로써 수행되었습니다.비트를 선택하면 전자가 (양전위를 가진) 유전체 위로 당겨지거나 (음전위를 가진) 유전체에서 밀어집니다.그리드의 바이어스가 떨어졌을 때 전자는 정전기의 한 점으로서 유전체에 갇혔다.
디바이스에서 읽기 위해 비트 위치를 선택하고 음극에서 펄스를 보냈습니다.만약 그 비트의 유전체에 전하가 포함되어 있다면, 전자는 유전체에서 밀려나와 신호판의 짧은 전류 펄스로 읽힐 것입니다.그러한 펄스가 없다는 것은 유전체가 전하를 유지하지 않았다는 것을 의미한다.
더 작은 용량의 256비트(128x2비트)의 "생산[8]" 디바이스도 비슷한 진공관 봉투에 들어 있었습니다.직사각형 플레이트에 8개의 캐소드로 이루어진 열로 분리된 분리된 "아이렛" 저장 배열 두 개를 사용하여 제작되었습니다.핀 카운트는 4096비트 디바이스의 44개에서 31핀과 2개의 동축 신호 출력 커넥터로 감소했습니다.이 버전에서는 각 아이릿에[citation needed] 눈에 보이는 녹색 인광을 포함하므로 비트 상태도 눈으로 확인할 수 있습니다.
특허
레퍼런스
인용문
- ^ Metropolis N, Rajchman, JA(1980) RCA 컴퓨터 초기 연구 20세기 컴퓨팅의 역사 pp 465-469, ISBN0-12-491650-3
- ^ a b c d Greuenberger JF (1968) JOHNIAC의 역사 pp 25-27
- ^ Knoll & Kazan 1952, 1페이지
- ^ Eckert 1998, 19-20페이지.
- ^ Eckert 1998, 18페이지
- ^ a b c Eckert 1998, 페이지 21
- ^ Rajchman, JA (1947). "The Selectron - A Tube for Selective Electrostatic Storage" (PDF). Mathematical Tables and Other Aids to Computation. 2 (20): 359–361. doi:10.2307/2002239. JSTOR 2002239.
- ^ Rajchman, JA (1951). "The Selective Electrostatic Storage Tube". RCA Review. 12 (1): 53–97.
참고 문헌
- Eckert Jr., J. Presper (October 1953). "A Survey of Digital Computer Memory Systems" (PDF). Proceedings of the IRE. 41 (10): 1393–1406. doi:10.1109/jrproc.1953.274316. S2CID 8564797. IEEE 컴퓨팅 역사 연보 제20권 제4호(1988년 10월), 페이지 11-28 doi:10.1109/85.728227에 재게재
- Knoll, Max; Kazan, B. (1952). Storage Tubes and Their Basic Principles (PDF). John Wiley and Sons.
외부 링크
- 셀렉트론
- [ Early Devices ]화면: 메모리 - 페이지 중간쯤에 256비트 Selectron 이미지가 있습니다.
- 더 많은 사진
- RCA 셀렉트론의 역사
