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May 17, 2023

Supercon 2022: Andy Geppert sta ripristinando la memoria centrale

Many Hackaday readers will be familiar with the term “core memory”, likely

Molti lettori di Hackaday avranno familiarità con il termine "memoria di base", probabilmente grazie alla sua stretta associazione con l'Apollo Guidance Computer. Ma sapere che la tecnologia esisteva ad un certo punto e capire effettivamente come funzionava è tutta un’altra cosa. È un po' l'equivalente elettronico della zangola del burro - ne hai sentito parlare, probabilmente potresti anche identificarne una immagine - ma se qualcuno te ne porgesse uno e ti chiedesse di azionarlo, probabilmente il risultato non sarà troppo appetitoso .

È qui che entra in gioco Andy Geppert. Ha trasformato il suo interesse personale per la memoria a nucleo magnetico in un tentativo di introdurre questa affascinante tecnologia a un'intera nuova generazione grazie ad alcuni miglioramenti moderni attraverso il suo progetto Core64. Unendo l'antiquata tecnologia di archiviazione con un moderno microcontrollore e LED, si trasforma in un'esperienza visiva interattiva. Contro ogni previsione, è riuscito a trasformare una tecnologia che ha contribuito a portare gli stivali sulla Luna mezzo secolo fa in un gadget che affascina grandi e piccini.

In questo discorso all'Hackaday Supercon del 2022, Andy spiega innanzitutto al pubblico le basi della memoria a nucleo magnetico così come è stata originariamente implementata. Da lì, spiega la catena di eventi che hanno portato allo sviluppo del progetto Core64 e parla un po' di dove spera possa andare in futuro.

Quindi, naturalmente, la grande domanda è: come funziona effettivamente la memoria a nucleo magnetico? Se hai familiarità con la tecnologia del programma Apollo, probabilmente sai che prevedeva l'intreccio di fili ed era abbastanza robusto fisicamente da raggiungere la Luna e ritorno. Ma oltre a ciò, tutto sembra un po’ magico, soprattutto agli occhi moderni.

Eppure, in soli pochi minuti, Andy espone i principi di base in un modo straordinariamente accessibile. Naturalmente, con la sua esperienza pratica, questo non dovrebbe essere una sorpresa. Dato il numero di unità Core64 che ha assemblato personalmente, probabilmente ci sono poche persone sul pianeta che hanno tessuto tanta memoria di base quanto lui negli ultimi anni.

Come suggerisce il nome, la memoria principale inizia con nuclei di ferrite... moltissimi. Ciascun nucleo può essere magnetizzato in senso orario o antiorario, il che corrisponde a uno zero o a uno. I fili di rame intrecciati attraverso le ferriti nelle dimensioni X e Y possono invertire l'orientamento del campo magnetico del nucleo quando sufficientemente energizzati, il che consente la "scrittura" su un bit specifico nell'array. Un filo di rilevamento intrecciato diagonalmente viene utilizzato per rilevare quando l'orientamento magnetico di un nucleo è cambiato per leggerne il valore, ma poiché si tratta di un'operazione distruttiva, ogni lettura deve essere seguita da una scrittura se si vuole preservare i dati.

Scalare questo concetto per aumentare la capacità di archiviazione dell'array è semplice, purché sia ​​possibile gestire il numero di cavi richiesti. Negli anni '60 questo poteva essere un compito arduo, ma fortunatamente i microcontrollori moderni come il Raspberry Pi Pico offrono un sacco di GPIO, e i transistor abbastanza robusti da invertire l'orientamento magnetico di ciascun core sono disponibili in contenitori SMD non molto più grandi dei core stessi.

In breve, anche se l'operazione manuale di tessitura è ancora altrettanto complicata quanto lo era ai tempi delle missioni Apollo, ora disponiamo della tecnologia per ridurre l'hardware di supporto fino al punto in cui è possibile inserire 64 bit di memoria principale. il palmo della tua mano. Naturalmente, ciò non è molto utile quando puoi ottenere una scheda SD da 128 GB che è una frazione della dimensione. Ma poi, come ha scoperto Andy, la memoria centrale è capace di alcuni trucchi che la rendono un po' più interessante.

Andy non ha trovato carenza di informazioni sulla memoria del nucleo magnetico ed è stato anche in grado di rintracciare alcuni esempi fisici in diversi musei di storia del computer. Ma niente di tutto ciò è paragonabile all'esperienza di costruirlo da solo, quindi ha iniziato a cercare progetti esistenti per trarne ispirazione.

Ciò lo ha portato a Magnetic Core Memory Reborn, un progetto di Ben North e Oliver Nash. Il loro lavoro non serve solo per approfondire il processo attraverso il quale funziona la memoria a nucleo magnetico, ma descrive anche in dettaglio la costruzione di un prototipo di array di memoria a 32 bit a cui è possibile accedere con un Arduino standard. Anche se i due non sembravano interessati a commercializzare il progetto da soli, hanno fornito tutti gli schemi e i file di progettazione affinché altri potessero costruire.