트위스터 메모리

트위스터 메모리는 전류가 흐르는 와이어에 자기 테이프를 감아 형성되는 컴퓨터 메모리의 한 형태입니다.동작상 트위스터는 코어 메모리와 매우 유사했습니다.트위스터는 또한 피기백 트위스터로 알려진 재프로그래밍 가능한 형식을 포함하여 ROM 메모리를 만드는 데 사용될 수 있습니다.두 형태 모두 자동화된 프로세스를 사용하여 제조할 수 있었고, 이는 코어 기반 시스템보다 훨씬 낮은 생산 비용으로 이어질 것으로 예상되었습니다.

1957년 Bell Labs에 의해 소개된 최초의 상업적 용도는 1965년에 가동되기 시작한 1ESS 스위치였습니다.트위스터는 반도체 메모리 장치가 거의 모든 초기 메모리 시스템을 대체했던 1960년대 후반과 1970년대 초반에 잠깐 사용되었을 뿐이다.트위스터의 기본 아이디어는 버블 메모리의 개발로 이어졌지만, 버블 메모리는 상업적인 수명이 짧았다.

코어 메모리

건설

X/Y 라인 동시 전류 설정에서의 4×4 자기 코어 메모리의 평면도.X와 Y는 드라이브 라인, S는 센스, Z는 금지입니다.화살표는 쓸 전류의 방향을 나타냅니다.

코어 메모리에서는 작은 링 모양의 자석(코어)이 X와 Y라는 두 개의 교차된 와이어에 의해 나사산되어 평면이라고 불리는 매트릭스를 만듭니다.1개의 X와 1개의 Y와이어에 전력이 공급되면 와이어에 대해 45도 각도로 자기장이 발생합니다.코어 자석은 와이어 위에 45도 각도로 위치하기 때문에 동력 X와 Y 와이어의 교차점을 감싸고 있는 단일 코어가 유도장의 영향을 받습니다.

코어 자석에 사용되는 재료는 매우 "사각형" 자기 이력 패턴을 가지도록 특별히 선택되었습니다.즉, 특정 임계값 바로 아래의 필드는 아무것도 하지 않지만, 이 임계값 바로 위의 필드는 코어를 그 자기장의 영향을 받습니다.정사각형 패턴과 날카로운 플립 상태를 통해 그리드 내에서 단일 코어를 처리할 수 있습니다.근처 코어는 약간 다른 필드를 표시하므로 영향을 받지 않습니다.

데이터 검색

코어 메모리의 기본 조작은 쓰기입니다.이것은 선택한 X와 Y 와이어를 모두 임계 자기장을 생성하는 전류 레벨로 전원 공급함으로써 실현됩니다.이로 인해 교차점의 필드가 코어의 포화점보다 커지며 코어가 외부 필드를 선택합니다.1과 0은 필드의 방향으로 나타나며, 2개의 와이어 중 하나의 전류 흐름 방향을 변경하는 것만으로 설정할 수 있습니다.

코어 메모리에서는, 비트를 쓰거나 읽으려면 , 3번째 와이어(감지/금지 라인)가 필요합니다.읽기에는 쓰기 프로세스가 사용됩니다.X 행과 Y 행은 선택한 코어에 "0"을 쓰는 것과 같은 방식으로 전원이 공급됩니다.그 때, 그 코어가 「1」을 유지하면, 짧은 펄스가 센스/억제 라인으로 유도된다.펄스가 보이지 않으면 코어가 "0"을 유지한 것입니다.이 프로세스는 파괴적입니다.코어가 "1"을 유지한 경우 해당 패턴은 읽기 중에 파괴되며 이후 작업에서 재설정해야 합니다.

감지/금지 라인은 특정 평면의 모든 코어에 의해 공유됩니다. 즉, 한 번에 읽을 수 있는 비트는 1개뿐입니다.코어 플레인은 일반적으로 평면당 단어 1비트를 저장하기 위해 쌓였으며, 모든 평면을 한 번에 처리하여 단어를 읽거나 쓸 수 있었습니다.

읽기 또는 쓰기 사이에 데이터가 자기적으로 저장되었습니다.즉, 코어가 비휘발성 메모리입니다.

제조업

제조 코어가 큰 문제였습니다.X선과 Y선은 코어를 짜깁기 패턴으로 통과해야 했고 감지/금지선은 평면의 모든 코어를 통과해야 했습니다.상당한 노력에도 불구하고,^{[citation needed]} 1970년대까지 수작업으로 남아있던 코어 생산을 성공적으로 자동화한 사람은 아무도 없었다.메모리 밀도를 높이려면 더 작은 코어를 사용해야 했고, 이로 인해 코어를 회선에 배선하는 것이 훨씬 더 어려워졌습니다.코어의 밀도는 동작 수명 동안 몇 배 증가했지만 코어의 비트당 비용은 안정적이었습니다.

트위스터

Twistor의 초기 반복은 일련의 동심 솔레노이드를 통해 나사산된 꼬임 강자성 와이어로 구성되었습니다(단일 "비트"에 대한 테스트 리그 사진 첨부 참조).솔레노이드가 길수록 SENSE 코일이고 WRITE 코일도 짧습니다.단일 비트는 코일 아래의 나선 영역을 두 방향 중 하나로 자화하기에 충분한 양의 + (1) 또는 -(0) 전류로 WRITE 코일에 펄스를 가하여 작성되었습니다.늘어난 와이어의 한쪽 끝에는 READ 솔레노이드가 있습니다. 펄스를 일으키면 와이어를 통해 음파를 전송합니다.음향 펄스가 각 SENSE 코일 아래를 통과할 때 와이어 영역의 자화 방향에 따라 + 또는 -의 작은 전기 펄스를 유도했습니다.따라서 각 펄스에서 "바이트"를 직렬로 읽을 수 있습니다.

트위스터는 코어 메모리와 비슷한 개념이었지만 패턴을 저장하기 위해 원형 자석을 자기 테이프로 대체했습니다.테이프는 45도 나선을 형성하도록 X선과 같은 와이어 세트를 감쌌다.Y 와이어는 다수의 트위스터 와이어를 감싼 솔레노이드로 교체되었습니다.특정 비트의 선택은 코어에서와 같으며, 1개의 X선과 Y선에 전력이 공급되어 45도의 필드가 생성되었습니다.자기 테이프는 테이프의 길이에 따른 자화만을 허용하도록 특별히 선택되었기 때문에 트위스터의 한 지점만이 올바른 자기장 방향을 가질 수 있습니다.

원래 트위스터 시스템은 300만 개의 구리 와이어를 감싼 퍼머로이 테이프를 사용했습니다.주어진 길이의 와이어에 대해 테이프는 전반부에만 감겨져 있었다.구리선은 테이프가 끝나는 지점에서 구부러져 테이프가 있는 부분을 따라 역류하여 리턴 도체를 형성합니다.이것은 모든 접속이 한쪽에 있다는 것을 의미합니다.이러한 트위스터 라인을 여러 개 나란히 놓고 PET 필름 플라스틱 시트로 적층하여 트위스터와 리턴 와이어를 1/10인치 간격으로 만들었습니다.일반적인 테이프는 5개의 트위스터 와이어와 그 리턴이 있기 때문에 시트의 폭은 1인치가 조금 넘습니다.솔레노이드는 트위스터와 동일한 기본 치수의 플라스틱 테이프에 적층된 0.15인치 폭의 구리 테이프로 구성되어 있습니다.오픈 코어 주위에 와이어가 많이 회전하는 기존의 솔레노이드와는 달리, 이 시스템은 본질적으로 플라스틱 시트 안에 있는 단일 와이어에 지나지 않았습니다.

완전한 메모리 시스템을 구축하기 위해 솔레노이드 시트를 X 방향을 따라 평평하게 펼친 후 트위스터 시트를 Y축을 따라 직각으로 위에 배치했습니다.그리고 나서 솔레노이드 테이프를 접어서 트위스터 시트를 감싸 일련의 U자형 솔레노이드를 만들었습니다.이제 솔레노이드 테이프의 다른 층이 첫 번째 층 위에 겹쳐지고 트위스터 테이프가 접혀져 새로운 솔레노이드 테이프의 상단을 가로질러 음의 Y축을 따라 흐른 다음 솔레노이드 테이프가 접혀져 두 번째 루프 세트를 형성합니다.이 과정은 트위스터 스트립이 "소모"되어 메모리의 콤팩트한 큐브를 형성할 때까지 계속됩니다.각 솔레노이드 루프에 연결된 메모리의 한쪽 면에는 스위칭 전용으로 사용되는 일련의 작은 코어가 있었습니다(메모리는 나중에 개발됩니다).

Bell이 트위스터를 개발한 주된 이유는 프로세스가 고도로 자동화될 수 있기 때문입니다.트위스터를 완성한 접기 공정은 손으로 할 수도 있지만, 시트의 레이업과 적층 작업은 기계로 쉽게 처리할 수 있었습니다.트위스터의 개량된 버전도 처음에는 리턴 경로로만 사용되었던 베어 구리 부분을 포장하여 생산 기술을 변경하지 않고 밀도를 두 배로 높였습니다.

작동

트위스터에 쓰는 것은 사실상 코어와 동일했습니다. 특정 비트는 트위스터 와이어 중 하나와 솔레노이드 루프 중 하나를 필요한 전력의 절반으로 공급하여 선택되었으며, 필요한 전계 강도는 두 개의 교차점에서만 생성되었습니다.

판독에는 다른 프로세스가 사용되었습니다.코어와 달리 트위스터에는 센스/억제선이 없었습니다.대신 솔레노이드에 더 큰 전류를 사용하고 루프의 모든 비트를 뒤집을 수 있을 정도로 큰 전류를 사용한 다음 트위스터 와이어를 읽기 라인으로 사용했습니다.

따라서 트위스터는 한 번에 평면당 1비트만 사용할 수 있는 코어가 아닌 한 번에 한 평면을 읽고 썼다.

영구 자석 트위스터

트위스터를 수정하여 쉽게 재프로그래밍할 수 있는 ROM을 생성할 수 있습니다.이를 위해 각 솔레노이드 루프의 절반이 알루미늄 카드로 교체되었으며, 이 카드에는 작은 바이칼로이 바 자석이 내장되어 있습니다.솔레노이드는 전류가 흐르려면 완전한 회로여야 하므로 접힌 시트로 삽입되었지만, 이 경우 루프가 트위스터 주위가 아닌 접힌 부분 사이에 삽입되었습니다.이를 통해 단일 시트가 트위스터의 위아래 두 접힘에 대한 솔레노이드 루프의 절반 역할을 할 수 있었습니다.루프를 완성하기 위해, 자석 카드를 트위스터 테이프의 반대편에 배치했습니다.

판독은 쓰기에 필요한 솔레노이드의 절반 정도까지 전원을 공급하여 수행되었습니다.이 필드는 알루미늄 시트에 의해 "반사"되어 루프가 자기적으로 닫힙니다.결과 필드가 쓰기 강도보다 커서 퍼머로이 상태가 반전되었습니다.비트가 카드의 미자성 막대 자석 옆에 있으면 필드가 반대되지 않고 플립으로 인해 트위스터 와이어에 전류 펄스가 발생하여 "1"을 읽습니다.그러나 그 비트로 바를 자화함으로써 막대 자석이 솔레노이드 전류에 의해 생성되는 필드에 반대하여 쓰기 강도를 밑돌게 하여 플립을 방지하였다.이 글자는 "0"입니다.

영구 자석 트위스터(PMT)는 플레이트를 분리하여 커스텀 라이터 위에 올려놓음으로써 다시 프로그래밍되었습니다.바이칼로이가 사용된 이유는 퍼머로이 테이프보다 재자화에 훨씬 더 많은 전력이 필요하기 때문입니다.그래서 메모리 시스템에서 사용 중인 영구 자석을 다시 설정하는 데 시스템이 근접하지 않습니다.라이터 시스템은 이 저항을 극복하는 훨씬 더 큰 전류를 사용했다.

1ESS 시스템에서 사용된 PMT는 각각 2818개의 자석이 있는 128개의 카드를 가진 모듈을 사용했습니다(64개의 44비트 워드용).이를 통해 8192단어(8키비워드)의 모듈이 생성되었습니다.전체 저장소는 16개의 모듈을 사용하여 총 131,072개의 단어(128개의 키비워드)를 사용했으며, 이는 720,896개의 8비트 바이트(704KiB)에 해당합니다.

피기백 트위스터

또 다른 형태의 트위스터 ROM은 영구 자석 카드를 트위스터 라인의 첫 번째 자기 테이프를 "피그백" 구성으로 감싼 두 번째 자기 테이프로 대체했습니다.이 테이프는 퍼머로이 대신 코발로이(coballoy)로 코팅되었습니다.퍼머로이(permalloy)는 자기적으로 훨씬 더 단단하고 뒤집기 위해서는 약 두 배의 필드가 필요합니다.시스템을 더욱 어렵게 만들기 위해 코발로이 테이프는 퍼머로이 테이프보다 2.5배 더 두껍기 때문에 결과적으로 발생하는 전계 강도는 5배였습니다.코볼로이 테이프의 상태를 뒤집는 데 필요한 외부 전류는 정상 작동 전류의 약 15배였습니다.

피기백의 읽기 조작은 영구 자석 버전과 동일합니다.피기백 트위스트에는 모두 X선 전체에 걸쳐 자기 테이프가 붙어 있었기 때문에 쓰기가 조금 더 복잡했습니다.즉, 어느 하나의 솔레노이드가 기록 중인 비트와 리턴 와이어 섹션의 비트를 모두 감싸고 있었습니다.한쪽을 설정하고 다른 한쪽을 설정하지 않기 위해 트위스터 라인의 전류가 일정하게 유지되는 동안 솔레노이드는 먼저 한 방향으로 전원을 공급받았습니다.이로 인해 두 개의 자기장이 차례로 생성되었는데, 하나는 와이어의 첫 번째 부분과 정렬되어 있고 다른 하나는 와이어의 두 번째 부분에 정렬되어 있습니다.모든 읽기와 쓰기는 이러한 방식으로 쌍으로 이루어졌습니다.

적용들

트위스터는 많은 응용 프로그램에서 사용되었습니다.개발 자금의 상당 부분은 미 공군이 지원했는데, 이는 트위스터가 림-49 나이키 제우스 프로젝트의 주 기억 장치로 사용되기 때문이었다.

미국에서는 벨 시스템 또한 영구 자석과 그들의 최초의 전자식 전화 교환기의"프로그램 스토어"또는 주요 기억 장치, 1ESS뿐만 아니라 전자 전화 스위치의 ESS 시리즈의 다른 사람들처럼, 그래서 4ESS 스위치까지 1976년 같고 팔아 도입됬니 twistors을 사용했다(미국 전화&전신).몸 상태에그는 1980년대입니다.

또한, 트위스터는 시내 및 국제 전화를 위한 통화 처리 및 동전 수집을 제어하는 코드 전화 교환기의 후속 모델인 TSPS(Traffic Service Position System)에 사용되었습니다.

2017년까지 미국 시골 지역에서 전화 서비스를 제공하기 위해 사용된 TSPS 및 ESS 설비는 모두 제거되었다.일부 시스템은 멕시코 및 콜롬비아에서 계속 사용될 수 있습니다.이곳에서는 많은 미국 시스템이 판매되었다가 ^{[citation needed]}미국에서 서비스가 종료된 후 다시 설치되었습니다.

레퍼런스

인용문

참고 문헌

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외부 링크

Tisone, T.; Grupen, W.; Chin, Gilbert (1970). "Stress insensitive permalloys for memory application". IEEE Transactions on Magnetics. 6 (3): 712–6. Bibcode:1970ITM.....6..712T. doi:10.1109/TMAG.1970.1066864.
메모리^{[dead link]} 유닛 - 1960년대 후반에 작성된 컴퓨터 메모리 시스템의 일반적인 논의. 여기에는 트위스터에 대한 논의가 포함됩니다.
Rostky, G. (2008). "Bubbles: the better memory". Misunderstood Milestones. EETimes. Archived from the original on 2008-09-05.

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