Op-Amp-Wettbewerb: Magnetischer Kernspeicher nach der Art von Dr. Cockroach

Jun 11, 2023

Egal wie sich die Speichertechnologie weiterentwickelt, Magnetkernspeicher sind immer noch cool. Strahlungshart, nichtflüchtig und so hübsch. Was gibt es nicht zu lieben? [Mark Nesselhaus] ist kein Unbekannter, wenn es um spaßige elektronische Bauten geht – seinen hackaday.io-Projekten nach zu urteilen – und dieser Beitrag zum Hackaday Op-Amp-Wettbewerb ist kein Ausreißer. Dabei handelt es sich um einen 16-Bit-RAM-Demonstrator mit Magnetkern, der auf Glas mit Kupferband und Lötzinn aufgebaut ist. Er sieht immer gut aus und ist eigentlich gar nicht so schwer selbst zu machen, vorausgesetzt, Sie nehmen vorher eine neue Skalpellklinge aus der Packung.

Für den Uneingeweihten: Die gekreuzten X- und Y-Drähte beherbergen jeweils einen hartmagnetischen Ringkern, der aufgrund der Form der BH-Kurve von Ferritmaterialien nur durch ein Feld über einem bestimmten Schwellenwert magnetisiert werden kann. Die Idee besteht darin, für einen erforderlichen Schwellenstrom die ausgewählte X-Leitung und die Y-Leitung jeweils mit einem Strom zur Hälfte dieses Werts anzusteuern, sodass nur das ausgewählte Kernbit den vollen Feldwert „sieht“ und den Zustand umschaltet. Das bedeutet, dass für jede Kernebene nur ein einziges Bit geschrieben werden kann. Um längere Wörter zu bilden, werden diese Schichten gestapelt, wodurch wunderbare kubische Strukturen entstehen. Diese Magnetkreise sind dafür verantwortlich, dass ein Mensch auf den Mond gelangt.

Das Lesen des Bitzustands ist im Grunde das Gegenteil. Ein dritter Lesedraht wird nacheinander durch jedes Bit im Array geführt. Wenn ein Strom in umgekehrter Richtung durch den ausgewählten Kernbohrer geleitet wird und der Kern zuvor magnetisiert war, liest der Sensordraht einen kurzen Impuls, der verstärkt und registriert werden kann. Der Scharfsichtige wird erkennen, dass das Lesen ein destruktiver Prozess ist, daher muss darauf ein Rückschreibprozess folgen, um das Bit aufzufrischen, obwohl der Kernzustand ohne Strom bestehen bleibt, was dem Speicher ein nichtflüchtiges Verhalten verleiht.

[Mark] verwendet ein einfaches, diskretes Transistor-Differentialtransistor-Frontend, das den winzigen Stromimpuls erfasst und ihn zur Visualisierung an einen Set-Reset-Latch weiterleitet. Dieses einfache Konzept könnte leicht erweitert werden, um daraus einen praktischen Speicher zu machen, aber im Moment erfolgt die Adressierung mit Hilfe eines Paares von Krokodilklemmen und eines diskreten Schreib-/Leseimpulsschalters. Wir werden mit Interesse beobachten, wie weit das geht.

DIY-Kernspeicher-Builds kommen in diesen Teilen nicht regelmäßig vor, aber wir sehen sie von Zeit zu Zeit, wie dieses ausgefeilte 64-Bit-Setup. Kernarrays sind nicht die einzigen magnetischen Speicher in der Stadt, wir haben auch DIY-Kernseilspeicher gesehen.