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May 17, 2023

スーパーコン 2022: アンディ ゲッパートがコア メモリを復活させる

Molti lettori di Hackaday avranno familiarità con il termine "memoria di base".

Hackaday 読者の多くは、アポロ誘導コンピューターとの密接な関係のおかげで、「コア メモリ」という用語に精通しているでしょう。 しかし、そのテクノロジーがある時点で存在していたことを知ることと、それがどのように機能するかを実際に理解することは全く別のことです。 これは、バター撹拌機に相当する電子機器のようなものです。聞いたことはあるでしょうし、その画像を思い浮かべることもできるでしょう。しかし、もし誰かがあなたにそれを渡して操作するように頼んだとしても、その結果はおそらくあまり食欲をそそるものではないでしょう。 。

そこに、Andy Geppert が登場します。彼は、磁気コア メモリに対する自身の個人的な関心を、Core64 プロジェクトによる最新の機能強化のおかげで、この魅力的なテクノロジーをまったく新しい世代に紹介するという探求に変えました。 時代遅れのストレージ テクノロジーを最新のマイクロコントローラーと LED と組み合わせることで、インタラクティブな視覚体験に変わります。 あらゆる逆境をものともせず、彼は半世紀前にブーツを月に着陸させるのに貢献した技術を、老若男女を魅了するガジェットに変えることに成功しました。

2022 Hackaday Supercon でのこの講演では、アンディはまず最初に実装された磁気コア メモリの基本について聴衆に説明します。 そこから、彼は Core64 プロジェクトの開発に至る一連の出来事を説明し、それが将来どのような方向に進むことを望んでいるのかについて少し話します。

したがって、当然のことながら大きな疑問は、磁気コア メモリが実際にどのように機能するのかということです。 アポロ計画のテクノロジーに詳しい人なら、ワイヤーを編むことが含まれていて、月に行って帰ってくるのに十分な物理的堅牢性があったことをおそらくご存知でしょう。 しかしそれを超えて、特に現代人の目には、すべてが少し魔法のように見えます。

それでも、アンディはほんの数分で、基本原則を非常に親しみやすい方法で説明します。 もちろん、彼の実践的な経験を考えれば、これはそれほど驚くべきことではありません。 彼が個人的に組み立てた Core64 ユニットの数を考えると、過去数年間に彼ほど多くのコア メモリを編んだ人はおそらく地球上にほとんどいないでしょう。

名前が示すように、コア メモリはフェライト コアから始まります…たくさんのフェライト コア。 各コアは時計回りまたは反時計回りに磁化でき、これは 0 または 1 に対応します。 X および Y 次元のフェライトに織り込まれた銅線は、十分に通電されるとコアの磁場の方向を反転させることができ、これによりアレイ内の特定のビットへの「書き込み」が可能になります。 斜めに編まれたセンスワイヤは、コアの磁気方向が変化したことを検出してその値を読み取るために使用されますが、これは破壊的な操作であるため、データを保存する場合は、各読み取りの後に書き込みを行う必要があります。

必要なワイヤの数に対処できれば、このコンセプトをスケールアップしてアレイのストレージ容量を増やすことは簡単です。 60 年代ではそれは難しい注文かもしれませんが、幸いなことに、Raspberry Pi Pico のような最新のマイクロコントローラーは豊富な GPIO を備えており、各コアの磁気方向を反転できるほど頑丈なトランジスタは、コア自体よりもそれほど大きくない SMD パッケージで提供されています。

つまり、ウィービングの手動操作はアポロの時代と同じくらい依然として面倒ですが、私たちは現在、64 ビットのコア メモリを搭載できるレベルまでサポート ハードウェアを縮小するテクノロジーを持っています。あなたの手のひら。 もちろん、サイズが数分の一である 128 GB の SD カードを入手できる場合は、それほど便利ではありません。 しかし、アンディが発見したように、コア メモリにはそれをもう少し面白くするいくつかのトリックが可能です。

アンディは磁気コア メモリに関する情報に事欠かず、さまざまなコンピューター歴史博物館でいくつかの物理的な例を追跡することさえできました。 しかし、どれも自分で構築する経験に匹敵するものではないため、彼はインスピレーションを得るために既存のプロジェクトを探し始めました。

それが彼をベン・ノースとオリバー・ナッシュのプロジェクトであるMagnetic Core Memory Rebornに導きました。 彼らの研究は、磁気コアメモリが動作するプロセスを深く掘り下げる役割を果たすだけでなく、標準のArduinoでアクセスできるプロトタイプの32ビットメモリアレイの構築についても詳しく説明します。 二人は自分たちで設計をマーケティングすることに興味がないようでしたが、他の人がそれを基にして構築できるように、すべての回路図と設計ファイルを提供しました。

さらに検索すると、Jussi Kilpelainen がまさにそれを実行し、32 ビット Arduino アレイのよりコンパクトなバージョンを作成したことが判明しました。 さらに良いことに、彼はそれをキットとして Tindie で利用できるようにしました。これは、Andy が探し求めていたコア メモリを実際に体験できることを意味します。

しかし、よく言われるように、最終結果よりも期待の方が興奮することがよくあります。 アンディは、Jussi のコア メモリ キットを構築した後、それをどうすればよいのかまったくわかりませんでした。 LED を追加するとすべてが改善されるため、各コアの状態を視覚化する方法として LED をアレイの後ろに配置するというアイデアを思いつき、ほぼ標準の状態の既製の LED モジュールを見つけることもできました。織りと同じ寸法とピッチ。

この初期バージョンを披露した後、彼は得たフィードバックが非常に好意的だったので、思い切って、これら 2 つのまったく異なるテクノロジをより大きな 64 ビット アレイに統合する独自のカスタム PCB を設計することにしました。

アンディ氏によると、手持ちの磁石でコアに影響を与えると、その背後にある LED に「描画」できることに気づいたのは単なる偶然だそうです。 磁石が各コアの状態を反転できることは、振り返ってみれば明白に思えるかもしれませんが、その背後に LED アレイを新たに追加しなければ、実用化はできなかったでしょう。 1960 年には欠陥とみなされていたものが、今では機能になっています。

もしあなたがアポロ誘導コンピュータのエンジニアの一人に、60年後には子供たちが現在使っているコアメモリで実際に遊んでいるだろうと言ったら、彼らはあなたが頭がおかしくなったと思うだろう。 しかし、ここにいます。

Core64 は、背面に RGB LED を追加し、前面に透明な保護パネルを配置することで、メモリのアレイを低解像度のタッチ スクリーンに変えます。 そこから、単純な描画アプリケーションや Snake のような古典的なゲームのバージョンなど、ほとんどのアプリケーションが独自に作成されました。 このインタラクティブな機能により、これは強力な教育ツールとなり、現代の視聴者に共感できる方法で初期のコンピューティングの概念を示します。

総合すると、これはおそらく、わずか 64 ビットの RAM から絞り出すことができた、最も有用な作業です。