令人拍案称奇的存储器演变简史(图文)

　　电子发烧友网讯【编译/David】：比尔盖茨曾说过一句很著名的话，640K的PC RAM足以满足任何人的需求!当你看完本文时，你将会由此可以证实此话的真实性，与此同时你也会领略到640K是多么庞大的一个存储数字。

　　穿孔卡片

　　在磁和电子存储器尚未出现之前，工程师就使用穿孔卡片的方法解决了计算和记忆所带来的挑战。在18世纪末到19世纪后期，穿孔磁带和穿孔卡片被用于“程序化”的织机和其他工业机器。这项技术被赫尔曼·霍尔瑞斯用于为1890年的人口普查中的数据存储中。他最初设计了一个12行24列数组的圆孔阵列原型。1928年，IBM发布了最新版广场洞10 x 80或12 x 80阵列。容量随系统——例如IBM 1401，需要花三列孔来完成对一个36位词进行编码。(图片由IBM提供)

　　威廉姆斯管

　　1946年，威廉姆斯管是威廉姆斯吉尔伯恩用形成一个阴极射线管来解决内存的一个解决方案。当一股电子射到CRT表面上，它会自动创建一个正电荷，这代表了一个位的数据，这被认为是写步骤;当一个金属皮卡板覆盖在面板支撑一个电压脉冲，而且每次充电为写或抹去，这是系统如何读取数据。因为电荷流失有时限性，因此，数据必须定期刷新。威廉姆斯kilburn管则要求高精度的光束控制技术，这使他们温度敏感和更容易失效。这些设备的存储能力可达1024位;IBM 701计算机就使用了一组直径三寸的72 Williams-Kilbur。

 

　　选数管

　　1946年1月，Rajchman和他的同事们在RCA发明了选数管，它是一个真空管建立的数字存储设备，存储数据的形式为静态电荷。它包括一个阴极封闭式的圆柱形网格线，同时是一个多层结构包围的金属板，关键部件是写板和阅读板。电线网格划分为写板到存储“孔”，单位为比特。选择性地应用电压的两个正交双相邻的电线，允许定义任何一点积累(写)或释放(删除)静态电荷。如果读盘捕捉到了该电荷，随后的电子流将读出数据。这个宽76毫米，直径250毫米的长型设备每个存储容量为4096位。

　　IBM 650磁鼓存储器

　　这是一个非易失性存储器。广泛应用于早期的计算机，磁鼓内存主要包括旋转圆筒包围铁磁介质条和一排固定读/写磁头。下图是一个三维模拟的一个旋转磁盘的硬盘。这是一种低成本的实现方法，它大幅提升了存储器的存储能力和速度。

　　磁滚筒存储成功地运用在IBM 650超级计算机中，并于1953年发布。IBM 650长为16英寸，直径4英寸，鼓旋转速度为750千赫，可以存储高达8.5 KB的数据。

　　磁心存储器

　　早期的计算机最常见的存储器是各种磁芯制成的。这种磁芯存储器已被微型集成电路块上的半导体存储器所取代。磁芯存储器是华裔王安于1948年发明的。最初的磁芯存储器只有几百个字节的容量。

　　在铁氧体磁环里穿进一根导线，导线中流过不同方向的电流时，可使磁环按两种不同方向磁化，代表“1”或“0”的信息便以磁场形式储存下来。

　　美籍华人王安博士利用这一思想研制的“脉冲传输控制装置(Pulse transfer controlling device)”于1949年获得了美国专利，开创了磁芯存储器时代。

　　原理是这样的，磁芯在导线上流过一定电流下会被磁化或者改变磁化方向，事先可以通过实验和材料的工艺控制得到这个能够让磁芯磁化的电流最小阈值。每个磁芯都有XY互相垂直的两个方向的导线穿过，另外还有一条斜穿的读出线，上面的照片中可以清楚地看到这些线，这些线组成阵列，XY分别做两个不同方向的寻址。磁芯根据磁化时电流的方向可以产生两个相反方向的磁化，这就可以作为0和1的状态来记录数据。

　　延迟线存储器

　　延迟线存储器的使用是J. Presper Eckert在20世纪40年代中期为EDVAC和EDVAC等计算机发明的。

　　延迟线存储器(Delay line memory)是用在早期计算机上的一种内存存储媒体。类似现代的许多中电子存储设备，延迟线存储器是一种可以重刷新(refreshable)的存储器，但是与现代的随机存取存储器不同的是，延迟线存储器的工作方式为循序存取。在最早的延迟线存储器中，以电脉冲形式存入的数据信息被转换成在媒介(例如充满水银的圆柱体、一个磁致伸缩线圈或者一个压电晶体)中传播相对较慢的机械波。传播媒介能够在任何时候支持上千个脉冲。当脉冲到达传播媒介的另一个终端时，机械波又被重新转换到电脉冲，并经过放大、整流等过程还原到其最初的过程，从而重刷新存储器。存取希望得到的信息内容时，必须等候对应的脉冲到达媒介的终端，这个时间通常是微秒级别。