Luftblase-Gedächtnis ist ein Typ des unvergänglichen Computergedächtnisses, das einen dünnen Film eines magnetischen Materials verwendet, um kleine magnetisierte Gebiete zu halten, die als Luftblasen oder Gebiete, jede Speicherung ein Bit von Daten bekannt sind. Luftblase-Gedächtnis ist als eine viel versprechende Technologie in den 1970er Jahren aufgebrochen, aber hat gewerblich als Festplatte-Leistung gescheitert und hat Verbesserungen gekostet in den 1980er Jahren hat seine Vorteile eingeholt.

Vorgeschichte: Twistor-Gedächtnis

Luftblase-Gedächtnis ist größtenteils das Geistesprodukt einer einzelnen Person, Andrew Bobecks. Bobeck hatte an vielen Arten von magnetics-zusammenhängenden Projekten im Laufe der 1960er Jahre gearbeitet, und zwei seiner Projekte bringen ihn in einer besonders guten Position für die Entwicklung des Luftblase-Gedächtnisses. Das erste war die Entwicklung des ersten magnetischen Kernspeichersystems, das von einem Transistor-basierten Kontrolleur gesteuert ist, und das zweite war die Entwicklung des twistor Gedächtnisses.

Gedächtnis von Twistor hat auf der Magnetostriktion, eine Wirkung basiert, die verwendet werden kann, um magnetische Bit zu bewegen. Wenn ein Muster auf einem Medium gelegt wird (zum Beispiel, magnetisches Band) und dann ein Strom durch das Band passiert wird, werden die Muster unten das Band langsam "gestoßen", während die Muster selbst unverändert bleiben werden. Durch das Stellen eines Entdeckers an einem Punkt über das Band werden die Felder darunter der Reihe nach ohne jede physische Bewegung gehen. Tatsächlich ist es eine Version des festen Zustands einer Einspur von einem Trommel-Gedächtnis. In den 1960er Jahren, AT&T hatte Twistor in mehreren Anwendungen verwendet.

Magnetische Luftblasen

1967 hat sich Bobeck einer Mannschaft an Glockenlaboratorien angeschlossen und hat Arbeit an der Besserung von Twistor angefangen. Er hat gedacht, dass, wenn er ein Material finden konnte, das die Bewegung der Felder leicht in nur einer Richtung erlaubt hat, ein Streifen solchen Materials mehrere Lesen/Schreiben-Köpfe entlang seinem Rand statt nur eines einstellen lassen konnte. Muster würden an einem Rand des Materials eingeführt und sind ebenso in Twistor weitergezogen, aber seitdem sie in einer Richtung nur bewegt werden konnten, würden sie "Spuren" über die Oberfläche natürlich bilden, die Flächendichte vergrößernd. Das würde eine Art "2. Twistor" erzeugen.

Paul Charles Michaelis, der mit Permalloy arbeitet, magnetische dünne Filme haben entdeckt, dass es möglich war, magnetische Gebiete in orthogonalen Richtungen innerhalb des Films fortzupflanzen. Diese Samenarbeit hat zu einer offenen Anwendung geführt. Das Speichergerät und die Methode der Fortpflanzung wurden in einem Vortrag beschrieben, der auf der 13. Jährlichen Konferenz für Magnetismus und Magnetische Materialien, Boston, Massachusetts am 15. September 1967 gehalten ist. Das Gerät hat anisotropic dünne magnetische Filme verwendet, die verschiedene magnetische Pulskombinationen für orthogonale Fortpflanzungsrichtungen verlangt haben. Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit war auch von den harten und leichten magnetischen Äxten abhängig. Dieser Unterschied hat darauf hingewiesen, dass ein isotropisches magnetisches Medium wünschenswert sein würde.

Arbeit anfangend, die dieses Konzept mit orthoferrite erweitert, hat Bobeck eine zusätzliche interessante Wirkung bemerkt. Mit den magnetischen in Twistor verwendeten Band-Materialien mussten die Daten auf relativ großen als "Gebiete" bekannten Flecken versorgt werden. Versuche, kleinere Gebiete zu magnetisieren, würden scheitern. Mit orthoferrite, wenn der Fleck geschrieben wurde und dann wurde ein magnetisches Feld auf das komplette Material angewandt, der Fleck würde unten in einen winzigen Kreis zurückweichen, den er eine Luftblase genannt hat. Diese Luftblasen waren viel kleiner als die "Gebiete" von normalen Medien wie Band, das darauf hingewiesen hat, dass sehr hohe Bereichsdichten möglich waren.

Fünf bedeutende Entdeckungen haben an Glockenlaboratorien stattgefunden:

1. Die kontrollierte zweidimensionale Bewegung von einzelnen Wandgebieten in permalloy Filmen
2. Die Anwendung von orthoferrites
3. Die Entdeckung des stabilen zylindrischen Gebiets
4. Die Erfindung der Feldzugriffsart der Operation
5. Die Entdeckung wachstumsveranlassten einachsigen anisotropy im Granat-System und der Verwirklichung, dass Granate ein praktisches Material sein würden

Das Luftblase-System kann durch keine einzelne Erfindung, aber in Bezug auf die obengenannten Entdeckungen beschrieben werden. Andy Bobeck war der alleinige Entdecker von (4) Jahren und (5) und Co-Entdecker von (2) Jahren und (3); (1) wurde in der Gruppe von P. Bonyhard durchgeführt. Einmal arbeiteten mehr als 60 Wissenschaftler am Projekt an Glockenlaboratorien, von denen viele Anerkennung in diesem Feld verdient haben. Zum Beispiel, im September 1974, wurde H.E.D. Scovil, P.C. Michaelis und A.H.Bobeck, der an Glockenlaboratorien in New Jersey arbeitet, dem IEEE Gedächtnispreis von Morris N. Liebmann durch den IEEE mit dem folgenden Zitat zuerkannt: Für das Konzept und die Entwicklung einzeln ummauerter magnetischer Gebiete (magnetische Luftblasen), und für die Anerkennung ihrer Wichtigkeit zur Speichertechnologie.

Es hat Zeit in Anspruch genommen, um das vollkommene Material zu finden, aber sie haben entdeckt, dass sich Granat erwiesen hat, die richtigen Eigenschaften zu haben. Luftblasen würden sich im Material leicht formen und konnten es ziemlich leicht weitergezogen werden. Das folgende Problem war, sie sich zur richtigen Position bewegen zu lassen, wo sie gelesen werden konnten, treten zurück — Twistor war eine Leitung, und es gab nur einen Platz zu gehen, aber in einer 2. Platte würden Dinge nicht so leicht sein. Verschieden von den ursprünglichen Experimenten hat der Granat die Luftblasen nicht beschränkt, sich nur in einer Richtung zu bewegen, aber seine Luftblase-Eigenschaften waren zu vorteilhaft, um zu ignorieren.

Die Lösung war, ein Muster von winzigen magnetischen Bars auf die Oberfläche des Granats aufzudrucken. Als ein kleines magnetisches Feld angewandt wurde, würden sie magnetisiert werden, und die Luftblasen würden zu einem Ende "stecken". Bis dahin das Feld umkehrend, würden sie vom weiten Ende angezogen, die Oberfläche herunterlassend. Eine andere Umkehrung würde sie vom Ende der Bar zur folgenden Bar in der Linie knallen lassen.

Ein Speichergerät wird durch das Aufstellen winziger Elektromagneten an einem Ende mit Entdeckern am anderen Ende gebildet. Luftblasen, die darin geschrieben sind, würden zum anderen langsam gestoßen, eine Platte von neben einander aufgestelltem Twistors bildend. Die Befestigung der Produktion vom Entdecker zurück zu den Elektromagneten verwandelt die Platte in eine Reihe von Schleifen, die die Information so lange, wie erforderlich, halten können.

Luftblase-Gedächtnis ist ein nichtflüchtiger Speicher. Selbst wenn Macht entfernt wurde, sind die Luftblasen geblieben, wie die Muster auf der Oberfläche eines Laufwerks tun. Besser noch haben Luftblase-Speichergeräte keine bewegenden Teile gebraucht: Das Feld, das die Luftblasen entlang der Oberfläche gestoßen hat, wurde elektrisch erzeugt, wohingegen Medien wie Band und Laufwerke mechanische Bewegung verlangt haben. Schließlich, wegen der kleinen Größe der Luftblasen, war die Dichte in der Theorie viel höher als vorhandene magnetische Speichergeräte. Die einzige Kehrseite war Leistung; die Luftblasen mussten zum weiten Ende der Platte Rad fahren, bevor sie gelesen werden konnten.

Kommerzialisierung

Die Mannschaft von Bobeck hatte bald 1-Cm-Quadraterinnerungen, die 4,096 Bit, dasselbe als ein dann Standardflugzeug des Kerngedächtnisses versorgt haben. Dieses befeuerte beträchtliche Interesse an der Industrie. Nicht nur konnten Luftblase-Erinnerungen Kern ersetzen, aber es ist geschienen, dass sie Bänder und Platten ebenso ersetzen konnten. Tatsächlich ist es geschienen, dass Luftblase-Gedächtnis bald die einzige Form des Gedächtnisses sein würde, das in der großen Mehrheit von Anwendungen mit dem Hochleistungsmarkt verwendet ist, der der einzige ist, dem sie nicht dienen konnten.

Durch die Mitte der 1970er Jahre praktisch hatte jede große Elektronik-Gesellschaft Mannschaften, die am Luftblase-Gedächtnis arbeiten. Bis zum Ende der 1970er Jahre waren mehrere Produkte auf dem Markt, und Intel hat ihre eigene 1-Megabit-Version, die 7110 veröffentlicht. Am Anfang der 1980er Jahre, jedoch, ist Luftblase-Gedächtnis ein toter Punkt mit der Einführung der höheren Dichte, schneller, und preiswertere Festplatte-Systeme geworden. Fast die ganze Arbeit daran hat angehalten.

Luftblase-Gedächtnis hat Gebrauch auf Nische-Märkten im Laufe der 1980er Jahre in Systemen gefunden, die die höheren Raten von mechanischen Misserfolgen von Laufwerken, und in Systemen vermeiden müssen, die im hohen Vibrieren oder den harten Umgebungen funktionieren. Diese Anwendung ist veraltet auch mit der Entwicklung des Blitz-Gedächtnisses geworden, das auch Leistung, Dichte gebracht hat, und Vorteile gekostet hat.

Eine Anwendung war das Luftblase-Systemarkade-Videospiel-System von Konami, eingeführt 1984. Es hat austauschbare Luftblase-Speicherpatronen auf einem 68000-basierten Ausschuss gezeigt. Das Luftblase-System hat eine "Aufwärmen"-Zeit von ungefähr 20 Sekunden verlangt (veranlasst durch einen Zeitmesser auf dem Schirm, wenn eingeschaltet), bevor das Spiel geladen wurde, weil Luftblase-Gedächtnis zu ungefähr 30 bis 40 °C geheizt werden muss, um richtig zu funktionieren. Sharp hat Luftblase-Gedächtnis in ihrem PC 5000 Reihen, ein einem Laptop ähnlicher tragbarer Computer von 1983 verwendet. Nicolet hat Luftblase-Speichermodule verwendet, um Wellenformen in ihrem Oszilloskop des Modells 3091 zu sparen, wie HP in ihrem Spektrum-Analysator des Modells 3561 getan hat. GRiD Systems Corporation hat es in ihren frühen Laptops verwendet.

Weitere Anwendungen

2007 wurde die Idee, microfluidic Luftblasen als Logik (aber nicht Gedächtnis) zu verwenden, von MIT Forschern vorgeschlagen. Die Luftblase-Logik würde Nanotechnologie verwenden und ist demonstriert worden, um Zugriffszeiten von 7 Millisekunden zu haben, der schneller ist als die Zugriffszeiten der 10 Millisekunde, die anwesende Festplatten haben, obwohl es langsamer ist als die Zugriffszeit des traditionellen RAM und traditioneller Logikstromkreise, den Vorschlag nicht gewerblich praktisch zurzeit machend.

Siehe auch

• (Zeichentrickfilm)

Links

• Große Mikroprozessoren der Vergangenheit und Gegenwart. Anhang F: Speichertypen - Website durch John Bayko
• Das Arkade-Pilot-Archiv - Konami Luftblase-Systempilot
• Luftblasen: das bessere Gedächtnis
• Was auch immer zufällig zum Luftblase-Gedächtnis?
• Magnetische Luftblase-Erinnerungen - Website durch George S. Almasi