Войти
Модуль магнитно-пузырьковой памяти Intel 7110 Пузырьковая память тип энергонезависимой компьютерной памяти, в которой используется тонкая пленка магнитного материала для удержания небольших намагниченных областей, известных как пузырьки или домены, каждая из которых хранит один бит данных. Материал расположен так, что образует серию параллельных дорожек, по которым пузыри могут двигаться под действием внешнего магнитного поля. Пузырьки считываются путем перемещения их к краю материала, где они могут быть считаны обычным магнитным датчиком, а затем перезаписываются на дальнем крае, чтобы память циклически перемещалась по материалу. В работе пузырьковая память аналогична системе памяти линии задержки.
Пузырьковая память зародилась как многообещающая технология в 1980-х годах, предлагая плотность памяти порядка, аналогичную жестким дискам, но производительность более сопоставима с основной памятью без каких-либо движущихся частей. Это побудило многих рассматривать его как претендента на «универсальную память», которую можно было бы использовать для всех нужд хранения. Появление значительно более быстрых микросхем полупроводниковой памяти подтолкнуло пузырь к медленному концу шкалы, а столь же резкое увеличение емкости жесткого диска сделало его неконкурентоспособным в ценовом отношении. Пузырьковая память использовалась в течение некоторого времени в 1970-х и 80-х годах, когда ее неподвижный характер был желателен по причинам технического обслуживания или защиты от ударов. Введение Flash RAM и аналогичных технологий сделало даже эту нишу неконкурентоспособной, и к концу 1980-х пузырь полностью исчез.
Пузырьковая память в значительной степени является детищем одного человека, Эндрю Бобека. Бобек работал над множеством проектов, связанных с магнетизмом, в течение 1960-х годов, и два из его проекта поставили его в особенно благоприятное положение для развития пузырьковой памяти. Первой была разработка первой системы памяти с магнитным сердечником, управляемой контроллером на основе транзистора , а второй была разработка твисторной памяти.
Twistor, по сути, версия основной памяти, которая заменяет «сердечники» на кусок магнитной ленты. Основным преимуществом твистора является его способность собирать автоматизированные машины, в отличие от сердечника, который почти полностью выполнялся вручную. ATT возлагала большие надежды на Twistor, полагая, что это значительно снизит стоимость компьютерной памяти и выведет их на лидирующие позиции в отрасли. Вместо этого в начале 1970-х годов на рынок вышли памяти DRAM, которые быстро заменили все предыдущие системы оперативной памяти. Twistor использовался только в нескольких приложениях, многие из которых были собственными компьютерами ATT.
Один интересный побочный эффект концепции твистора был замечен в производстве; при определенных условиях пропускание тока через один из электрических проводов, проложенных внутри ленты, заставит магнитные поля на ленте двигаться в направлении тока. При правильном использовании он позволял запомненным битам проталкиваться вниз по ленте и выскакивать из конца, образуя тип памяти линии задержки, но такой, в котором распространение полей контролировалось компьютером, а не для автоматического продвижения с заданной скоростью, определяемой используемыми материалами. Однако у такой системы было немного преимуществ перед твистором, тем более что она не допускала произвольного доступа.
Визуализация области пузырьков с помощью CMOS-MagView 
Катушки и направляющие драйвера пузырьковой памяти В 1967 году Бобек присоединился к команде Bell Labs и начал работу над улучшающий твистор. плотность памяти твистора была функцией размера проводов; длина любого одного провода определяла, сколько битов он удерживал, и многие такие провода были проложены бок о бок, чтобы создать большую систему памяти.
Обычные магнитные материалы, такие как магнитная лента, используемая в твисторе, позволяли размещать магнитный сигнал в любом месте и перемещаться в любом направлении. Пол Чарльз Михаэлис, работая с тонкими магнитными пленками из пермаллоя , обнаружил возможность перемещения магнитных сигналов в ортогональных направлениях внутри пленки. Эта плодотворная работа привела к подаче заявки на патент. Устройство памяти и метод распространения были описаны в статье, представленной на 13-й ежегодной конференции по магнетизму и магнитным материалам, Бостон, Массачусетс, 15 сентября 1967 года. В устройстве использовались анизотропные тонкие магнитные пленки, которые требовали различных комбинаций магнитных импульсов для ортогональных направлений распространения. Скорость распространения также зависела от жестких и легких магнитных осей. Это различие предполагало, что желательна изотропная магнитная среда.
Это привело к возможности создания системы памяти, аналогичной концепции твистора с подвижной областью, но с использованием одного блока из магнитного материала вместо множества проволочных твисторов. Начав работу по расширению этой концепции с помощью ортоферрита, Бобек заметил дополнительный интересный эффект. Из-за материалов магнитной ленты, используемых в твисторе, данные должны были храниться на относительно больших участках, известных как домены. Попытки намагнитить меньшие области потерпят неудачу. В случае ортоферрита, если пятно было написано, а затем магнитное поле было приложено ко всему материалу, пятно сжалось в крошечный кружок, который он назвал пузырем. Эти пузырьки были намного меньше, чем домены на обычных носителях, таких как лента, что предполагает возможность очень высокой плотности площади.
В Bell Labs было сделано пять значительных открытий:
Пузырьковая система не может быть описана каким-либо одним изобретением, а может быть описана в терминах вышеупомянутых открытий. Энди Бобек был единственным первооткрывателем (4) и (5) и соавтором (2) и (3); (1) исполнил П. Михаэлис в группе П. Бонихарда. В какой-то момент над проектом в Bell Labs работали более 60 ученых, многие из которых заслужили признание в этой области. Например, в сентябре 1974 г. H.E.D. Сковил и Бобек были награждены IEEE Morris N. Liebmann Memorial Award от IEEE со следующей цитатой: За концепцию и разработку одностенных магнитных доменов (магнитных пузырей) и за признание об их важности для технологии памяти.
Потребовалось время, чтобы найти идеальный материал, но было обнаружено, что гранат имеет правильные свойства. В материале легко образовывались пузырьки, и их можно было довольно легко продвигать по нему. Следующая проблема заключалась в том, чтобы заставить их переместиться в нужное место, где их можно было бы прочитать обратно: твистор был проводом, и было только одно место, куда можно было пойти, но с 2D-листом все было бы не так просто. В отличие от первоначальных экспериментов, гранат не заставлял пузыри двигаться только в одном направлении, но его свойства пузырей были слишком выгодны, чтобы их игнорировать.
Решение заключалось в том, чтобы отпечатать узор из крошечных магнитных стержней на поверхности граната. Когда было приложено небольшое магнитное поле, они намагничивались, и пузыри «прилипали» к одному концу. Затем, изменив направление поля, они будут привлечены к дальнему концу, двигаясь вниз по поверхности. Другой разворот приведет к тому, что они переместятся с конца бара на следующий бар в строке.
Запоминающее устройство образовано соединением крошечных электромагнитов на одном конце с детекторами на другом конце. Записанные пузыри будут медленно толкаться друг к другу, образуя лист твисторов, выстроенных рядом друг с другом. Присоединение выхода детектора обратно к электромагнитам превращает лист в серию петель, которые могут удерживать информацию столько, сколько необходимо.
Пузырьковая память - это энергонезависимая память. Даже после отключения питания пузырьки остались, как и узоры на поверхности диска . Более того, устройства с пузырьковой памятью не нуждались в движущихся частях: поле, которое толкало пузырьки по поверхности, генерировалось электрически, в то время как носители, такие как ленты и дисководы, требовали механического движения. Наконец, из-за небольшого размера пузырьков плотность теоретически была намного выше, чем у существующих магнитных запоминающих устройств. Единственным недостатком была производительность; пузырьки должны были пройти до дальнего конца листа, прежде чем их можно было прочитать.
Пузырьковая память от MemTech (покупатель Intel Magnetics). 
Пузырьковая память, произведенная в СССР. Команда Бобека вскоре получила квадратную память размером 1 см (0,39 дюйма), в которой хранилось 4096 бит, то же самое, что и стандартная тогда плоскость основной памяти. Это вызвало значительный интерес в отрасли. Пузырьковые воспоминания могли не только заменить ядро, но и казалось, что они могут заменить ленты и диски. Фактически, казалось, что пузырьковая память скоро станет единственной формой памяти, используемой в подавляющем большинстве приложений, а рынок высокопроизводительной памяти будет единственным, с которым они не смогут работать.
Эта технология была включена в экспериментальные устройства Bell Labs в 1974 году. К середине 1970-х годов практически каждая крупная электронная компания имела команды, работавшие над пузырьковой памятью. Texas Instruments представила первый коммерческий продукт с пузырьковой памятью в 1977 году. К концу 1970-х годов на рынке появилось несколько продуктов, и Intel выпустила свою собственную 1-мегабитную версию 7110. Однако к началу 1980-х гг. технология пузырьковой памяти зашла в тупик с появлением систем жестких дисков, предлагающих более высокую плотность хранения, более высокую скорость доступа и более низкую стоимость. В 1981 году крупные компании, работающие над этой технологией, закрыли свои операции с пузырьковой памятью.
Пузырьковая память нашла применение на нишевых рынках в течение 1980-х годов в системах, в которых требовалось избежать более высоких показателей механических отказов дисковых накопителей, а также в системах, работающих в высокая вибрация или суровые условия окружающей среды. Это приложение также устарело с разработкой флэш-памяти, которая также принесла выгоду в производительности, плотности и стоимости.
Одним из приложений была аркадная игровая система Konami Bubble System, представленная в 1984 году. В ней использовались сменные пузырьковые картриджи памяти на 68000 -основная доска. Пузырьковой системе требовалось время «разогрева» около 85 секунд (с указанием таймера на экране при включении) перед загрузкой игры, поскольку пузырьковая память должна быть нагрета примерно до 30-40 ° C (от 86 до 104 ° F) для правильной работы. Sharp использовала пузырьковую память в своей серии PC 5000, портативных компьютерах 1983 года выпуска. Nicolet использовал пузырьковые модули памяти для сохранения сигналов в осциллографе модели 3091, как и HP, которая предложила вариант пузырьковой памяти за 1595 долларов, который расширил память их цифрового анализатора сигналов модели 3561A. GRiD Systems Corporation использовала его в своих первых ноутбуках. Связь TIE использовала его на ранних этапах развития цифровых телефонных систем, чтобы снизить их среднюю наработку на отказ и создать энергонезависимый центральный процессор телефонной системы. Пузырьковая память также использовалась в системе Quantel Mirage DVM8000 / 1 VFX.
В 2007 году идея использования микрофлюидных пузырьков как логика (а не память) была предложена исследователями MIT. В пузырьковой логике будут использоваться нанотехнологии, и было продемонстрировано, что время доступа составляет 7 мс, что быстрее, чем время доступа в 10 мс, которое имеют существующие жесткие диски, хотя и медленнее, чем время доступа традиционной оперативной памяти и традиционных логических схем. что делает это предложение коммерчески неприемлемым в настоящее время.
Недавняя работа IBM по ипподрому, по сути, представляет собой одномерную версию пузыря, имеющую еще более близкое отношение к исходной концепции последовательного твистора.
 | Викискладе есть носители, относящиеся к Магнитная пузырьковая память. |
 | Найдите пузырьковая память в Викисловаре, бесплатном словаре. |
