Feritová paměť: Porovnání verzí

[[Soubor:Ferit_paměť_blok_1.jpg|odkaz=https://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Ferit_pam%C4%9B%C5%A5_blok_1.jpg|náhled|214x214pixelů|Feritová paměť 16x16×(32x3232×32) bitů]]

Pokud součet proudů '''''I_x'''''+'''''I_y''''' protékajících vodiči '''''X''''' a '''''Y''''' dosáhne nabude hodnoty '''''I_m''''' , schopné dosáhnout v jádře [[Intenzita magnetického pole|intenzity magnetického pole]] '''''H''''' větší, než je intenzita nasycení '''''H_s''''' (resp. -'''''H_s'''''), pak v závislosti na výchozím směru [[Magnetická indukce|magnetické indukce]] '''''B''''' a na polaritě protékajících proudů může dojít k překlopení magnetizace do opačného směru. Oba alternativní směry toku magnetického pole reprezentují paměťové stavy '''''0''''' a '''''1.'''''

Každý přístup do paměťové buňky, ať už se jedná o přečtení jejího stávajícího logického stavu, či o záznam stavu nového, tvoří tzv. [[paměťový cyklus]],^{([https://www.pcmag.com/encyclopedia/term/46768/memory-cycle anglicky])} který je složen z fáze čtení a fáze zápisu.

Proces zápisu probíhá analogicky k fázi čtení, pouze s tím rozdílem, že v obou vodičích '''''X''''' a '''''Y''''' proteče proud I_x = I_y = I_m /2 ''kladné'' polarity. Pokud by nebyl použit vodič '''''Z''''' (tzv. ''Inhibit''), došlo by v této fázi v každém případě k překlopení adresovaného jádra do stavu '''''1'''''. Jestliže však bude vodičem '''''Z''''' po dobu trvání impulzu protékat adresovaným jádrem proud I_z stejné velikosti jako proud protékající vodiči '''''X''''' a '''''Y''''', ale ''opačné'' polarity, potom nebude součet proudů  '''''I_x'''''+'''''I_y'''''-'''''I_z'''''='''''I_m''''' /2 pro překlopení stačit. Jádro zůstane v logickém stavu '''''0'''''.

Na obrázku vpravo je fotografie jedné z desek (vrstev) bloku feritové paměti, užité v&nbsp;1024-kanálovém analyzátoru gama záření, vyrobeného koncem šedesátých let 20. stol. v&nbsp;Ústavu jaderného výzkumu ČSAV&nbsp;v&nbsp;Řeži (viz obr.obrázek v úvodu článku). Desku dodala na zakázku ÚJV šumperská firma Pramet, která byla v&nbsp;tehdejší době jediným českým výrobcem součástek z magneticky měkkých i&nbsp;tvrdých feritů . Velikost (ručně vypletených) desek je 225x225mm225&times;225mm. Vnější průměr každého ze 32&times;32=1024 feritových jader, která se ve vrstvě nacházejí, je 2mm.<ref name=":0">Soukromá sbírka autora článku</ref>. Jak je patrné z detailního pohledu přiloženou lupou, jsou jádra vzájemně propojena do maticové sítě, tvořené vodorovně a svisle protaženými vodiči '''''X''''' a '''''Y''''', šikmo k&nbsp;nim pak vodiči '''''Z''''' a '''''S'''''. Schematicky je toto síťové propojení znázorněno na obrázku vlevo.

Adresa slova, které má být přečteno nebo zapsáno, je vložena z [[CPU]] počítače do adresového registru. Na dolním blokovém schematu je zobrazen desetibitový registr, logicky rozdělený na dvě pětibitové části, připojené k '''''B-D''''' (binárně dekadickým) [[konvertorům]],^{([https://www.google.cz/search?q=binary+to+decimal+circuit+diagram&dcr=0&tbm=isch&source=iu&ictx=1&fir=YAj-OX9pjjhuYM%253A%252CNRzecWUEstI9uM%252C_&usg=__CD63T8i9X237SPnKIdBiH2EEUDI%3D&sa=X&ved=0ahUKEwjpmf-m3rfZAhWzhqYKHcv0CVsQ9QEIKTAA#imgrc=6_IAYtsY-zXKvM: anglicky])}, které převádějí binární obsah adresového registru na dvojici čísel '''''X''''' a '''''Y'''''. Na průsečíku jim přiřazených vodičů leží v&nbsp;každé ze všech '''''k''''' vrstev paměťového bloku jádro, které odpovídá některému z '''''k''''' bitů ('''''D_m''''') datového registru '''''D''''', obsahujícího adresované slovo. Jednotka '''''TG''''' zajišťuje správnou délku a polaritu proudových impulzů v&nbsp;obou fázích paměťového cyklu. Délka generovaných impulzů bylaje řádově jednotky mikrosekund.

Jak vyplývá z popisu paměťového cyklu, je vodič '''''S''''' využíván jen k detekci přechodu buňky ze stavu '''''1''''' do stavu '''''0'''''., tedy pouze ve fázi čtecí. Vodič '''''Z''''' je využíván k&nbsp;zákazu přechodu jádra ze stavu '''''0''''' do stavu '''''1,''''', k&nbsp;němuž dochází naopak pouze ve fázi zápisu. Tím je umožněno využít pro obě funkce fyzicky jednoho a téhož vodiče. Snížení počtu vodičů ze 4 na 3 vede k tomu, že se pracné vyplétání desky se výrazně zjednoduší. V&nbsp;takovém případě přibude v&nbsp;blokovém schématu zeleně označený obvod '''''P''''', kterým se funkce společného vodiče '''''ZSZ/S''''' mezi fází čtecí a fází zápisovou přepínají.

První úvahy o tom, jak využít pravoúhlou [[Hysterezní křivka|hysterezní smyčku]] některých ferromagnetických materíálů pro realizaci pamětí, se datují do roku&nbsp;1945. Za autory této myšlenky jsou pokládání [[J.Presper Eckert|J.&nbsp;Presper Eckert]]^{([[:en:J. Presper Eckert|anglicky]])} a [[Jeffrey ChuanChu|Jeffrey Chuan&nbsp;Chu]]^{([[:en:Jeffrey Chuan Chu|anglicky]])} z pensylvánské univerzity [[Moore School]]^{([[:en:Moore School|anglicky]])}, kteří se v&nbsp;té době podíleli na utajovaném vývoji počítače [[ENIAC]]<ref>{{Citace periodika

}}</ref>. První patent na zařízení, využívající paměťových vlastností feritových jader, byl udělen v&nbsp;roce 1947 dvěma americkým fyzikům čínského původu, kterými byli [[An Wang]] ^{([[:en:An_Wang|anglicky]])} a Way-Dong&nbsp;Woo. Nejednalo se ještě o paměť v dnešním slova smyslu, ale o obvod zvaný [[posuvný registr]], používající tehdy dvou feritových jader na jeden bit. Obvod je dosud vystaven v kalifornském [[Computer History Museum|Muzeu historie počítačů]]^{([[:en:Computer history museum|anglicky]])}.

Použití feritových jader jako prvků operačních pamětí umožnily dva důležité vynálezy z roku 1951. Prvním bylo rozdělení přístupu do paměti na shora popsanoupopsané fázifáze čtení a zápisu, jehož autorem byl již zmíněný An Wang. Druhým vynálezem klíčového významu, jehož držitelem se stal [[Jay Wright Forrester|Jay Wright Forrestet]], byl koincidenční přístup k individuálním jádrům, založený na rozdělení magnetizačního proudu '''''I_m''''' do shora zmíněných složek '''''I_m'''''/2 , protékajících vodiči '''X''',&nbsp;'''''Y.'''''&nbsp;a&nbsp;'''''Z'''''.

V roce 1953 let byla první prakticky použitelná feritová paměť o&nbsp;kapacitě (32×32) 16&nbsp;bitových slov s dobou přístupu 9μs instalována na počítači [[Whirlwind I|Whirlwind&nbsp;I]]^{([[:en:Whirlwind_I|anglicky]])}, vyvinutýmvyvinutém nav [[MIT]] pro US&nbsp;Navy. Patent na tuto feritovou paměť získal zmíněný [[Jay Wright Forrester]], a to na základě funkčního modelu, kterým byla matice 32 feritových jader Φ9mm.

PoBěhem dlouhédlouhého období mezi léty 1955 a 1975<ref>{{Citace elektronického periodika

}}</ref> byla feritová paměť v několika patentovaných (nebo patenty různě obcházejíchobcházejících) verzích používána v&nbsp;převážné většině vyráběných počítačů, mnohokanálových analyzátorů a v&nbsp;dalších elektronických zařízeních.