关于半导体之前的内存长什么样:磁芯存储器
之前提到过阿波罗飞船内存只有4KB,其实这是由结构决定的。
二战结束后,计算机问世,然而内存问题却持续困扰着人们。那时的内存设备形态为一个两三米长的磁性滚筒,每分钟1万转,其表面排列着读写数据的磁头。尽管这个设备重达几百斤,却仅能存储几KB的数据,读取速度缓慢,且无法进行随机存取。
华裔科学家王安设计了一个装置,将大量导线垂直交错排列,每个交点处串联一个圆环状的磁铁,这便是磁芯。磁芯的磁场具有方向性,因此能够用来记录信息。那么,它是如何实现信息记录的呢?简单来说是使用电磁感应和电生磁,数以百万计的磁芯被串联在一起,利用垂直的导线进行连接,一条导线负责通电和数据输入,另一条负责传输感应电流和读取数据,这样就可以实现0和1的数据存储了。
将8192个磁环串连在一起即可实现1KB的内存存储。如果需要更大容量的内存,可以将多片内存堆叠在一起。这种存储器没有任何机械活动零件,因此能够实现非常快速的读取速度。而且没有真空管的维护和寿命问题。
然而,在制造过程中有一个要求,就是必须巧妙地把这些纵横交错的导线准确穿过磁芯圆环,就像编织毛衣时不断重复一样。这种工作需要灵巧的手艺,在这方面,女性相比男性更具优势,因此当时大多数内存的制造工作都由女性完成。
磁芯具有极高的可靠性,即使断电也能保留数据,因此非常适合在航空航天领域使用。
美国于1977年发射了旅行者一号,该探测器依靠磁芯内存实现了非常精确的轨道控制,并利用木星、土星、天王星和海王星进行了史无前例的4次引力弹弓加速。这使得人类探测器首次飞出太阳系,至今已过去了五十多年,目前距离地球已达到240亿公里。
尽管旅行者一号的所有内存加起来只有70KB,但它成功完成了极为复杂的飞行轨迹,并传回了上万份数据。
最近几年,旅行者一号的数据传回开始出现混乱,经分析发现其中有3%的磁芯内存发生了故障。NASA找来了几位资深工程师,他们是唯一能够解读60年前磁芯内存代码的人选,随后他们制定了解决故障的程序,并成功让所有数据绕过了这3%的损坏内存区域。