Ulvenstein minns gamla minnen - och nya

Minnen från förr och nu

Den här artikeln kommer att ge en översiktlig bild av hur minnesarkitekturen på en modern PC ser ut, hur den historiskt sett har sett ut och lite om vad som händer när data hämtas från RAM.

Innan vi börjar tala om hur vårt moderna minne ser ut, kan vi titta lite på hur minne såg ut förr i tiden.

En av de allra första minnesteknologierna var hålkorten och hålremsorna. De började användas före 1800-talets mitt, av mekaniska räknemaskiner och telegrafer. Hastigheten var några få byte per sekund och söktiderna fasansfulla. Vi talar ju inte om en konstant söktid utan om tiden det tar operatören att rota fram rätt kort eller hitta rätt ställe på hålremsan. Hålkorten kom i otaliga format, men ett av de vanligaste var IBMs 8x80 bitars kort på 187x82 mm. Undertecknad har själv använt sådana under sin värnplikt, och de finns garanterat fortfarande i bruk. Det bör dock påpekas att hålkorten inte kan jämföras med dagens primärminne, utan mer kan sägas utgöra en historisk startpunkt för maskinell datalagring.

Det första minnet som liknar det vi använder idag var Williamsminnet, utvecklat av Frederick Williams 1949. Det bestod av Katodstrålerör, alltså bildrör, som lagrade information genom att belysa adresserbara punkter på ett metallraster. Själva minneseffekten uppnåddes genom att fosforescensen fick punkterna att lysa långt efter att de träffats av elektronstrålen. Punkterna lästes och återskrevs kontinuerligt för att behålla data. För att skriva eller läsa fick man vänta tills strålen nått den aktuella punkten. Ett typiskt bildrör lagrade 512 bitar, 64 byte och förbrukare tiotals watt. Katodstrålerören var vare sig billiga eller praktiska, och under 50-talets första hälft kom de att ersättas av ferritkärnminnena.

Dessa utgjordes av en väv av ledningstrådar. Magnetiska ringar, i början ett par millimeter i diameter, vävdes i korsningar mellan trådar. 0 och 1 representerades av olika orienteringar av ringarna. För att ändra tillstånd hos en ring krävdes att ström flöt genom båda trådarna som passerade ringen. Läsning gick till så att man skrev till minnet, och samtidigt läste av en sensortråd för att se om någon ring bytt polaritet. Ordlängden varierade mycket, 32-72 bitar var vanligast. Varje bit i ett ord lagrades på en separat väv, och antalet bitar i varje väv motsvarade antalet hela ord i minnet. Tillverkningen utfördes i början ofta av kvinnor med kunskap i sömnad, såsom var fallet när den svenska superdatorn BESK, en gång Världens kraftfullaste dator, uppgraderades.

Ferritkärnminnen utvecklades mycket fort trots att de länge kom att tillverkas för hand, och runt mitten av 1970-talet hade accesstiderna i komersiella system nått 500 ns. Redan 1967 skrev dock en artikel av IBM-forskare om minnen med accesstider ner emot 67 ns, något som kom att dröja över 20 år och först skulle realiseras med kiselminnen. Minnena var mycket energikrävande och temperaturkänsliga, vilket ledde till en uppsjö av olika lösningar. DEC kylde sina PDP-datorer med luft medan IBM 1620 istället värmdes med luft till en ideal arbetstemperatur på 41°C. Man gick till och med så långt att minne sänktes ned i varm olja för att hålla sig vid rätt temperatur.

Halvledarminnet introducerades i början av 1970-talet, men det skulle dröja ända till 80-talet innan dominansen blev total inom de flesta områden, efterhand som priserna föll och prestanda ökade. Vid den här tiden rörde det sig dock inte om halvmeterstora kulramar nedsänkta i varm olja, utan om pålödda kapslar, några centimeter i fyrkant, som löddes på kretskort. Även om det inte har tillverkats på lång tid används det fortfarande i flera sammanhang, bland annat delar av de amerikanska rymdfärjornas datorsystem. Att kärnminnet dröjt sig kvar här beror till stor del på två fördelar som halvledarminnet i enklare former saknar. Den ena är lagringsbeständighetet, informationen bevaras även utan strömförsörjning. Detta går till viss kostnad att lösa även med halvledarminne, men det kom att dröja länge innan det skulle löna sig. Ett svårare problem är strålningen i rymden, som ställer stora krav på halvledarkomponenter. Det är fullständigt okänsligt för partikelstrålning och har först på senare tid börjat få stå tilbaka för strålningståliga halvledare. Informationsbeständigheten utnyttjades vid flera tillfällen, t ex då den svarta lådan ombord på flygplan och rymdfärjor inte har sparat den allra senaste informationen eftersom bandspelaren var för långsam. Kärnminnet innehöll då fortfarande den sista informationen. En oönskad bieffekt av detta är dock att en skadad apparat med kärnminne kan innehålla hemlig information, precis som en hårddisk.

Från kärnminnet har vi också behållit många uttryck och konstruktioner som är lätta att glömma bort. Rad- och kolonnadressering har inte förändrats speciellt mycket på 50 år, undantaget RAMBUS, och utryck som att "dumpa kärnan", ja till och med hela begreppet "kärna" i ett operativsystem syftar just på kärnminnet. På den tiden avsåg uttrycket den den av operativsystemet som alltid låg laddat i kärnminnet.

5

Asus lanserar plånboksvänliga Vivobook S15 och Vivobook Pro

Förutom påkostade flaggskeppsdatorer bjuder även Asus presskonferens på två nya datorer i Vivobook-familjen, vars syfte är att erbjuda en prisvärd bärbar lösning med hög kvalitetskänsla. Läs mer

15

Nintendo uppges öka produktionen av Switch

Inför den kommande julhandeln och lanseringen av Super Mario Oddyssey ökar Nintendo produktionen av Switch ytterligare, från 16 miljoner till 18 miljoner under det kommande året. Läs mer

9

European Hardware Association utser årets produkter på Computex 2017

Veckor av överläggningar är förbi och inför Computex 2017 presenterar EHA vinnarna i European Hardware Awards 2017, där utmärkelser i 41 olika kategorier delas ut. Läs mer

2

Konstverk och akvarium plockar hem moddpriser under Birdie 27

SweClockers var på plats under Birdie 27 och har bevittnat den traditionsenliga moddtävlingen. Fyra unika byggen kammade hem en hel del priser från Corsair. Läs mer

34

Cryorigs skrivbordschassi Taku lanseras på Kickstarter

Istället för att gå via traditionella kanaler väljer nu Cryorig att lansera chassit Taku via Kickstarter. Detta då produkten anses vara nischad och företaget vill se om intresset finns bland kunder. Läs mer

17

Asus Zenbook Flip S är världens tunnaste bärbara hybriddator

Asus rivstartar Computex 2017 med avtäckandet av Zenbook Flip S – en bärbar hybriddator som sägs vara tunnast i sin klass med en vridbar skärm i 360 grader. Läs mer

55

AMD Ryzen Threadripper med 16 kärnor hittar ut på webben

Efter Ryzen 7 satsar AMD på entusiastsegmentet med Ryzen Threadripper, där två modeller ur processorfamiljen listas nu på en prisjämförelsesajt. Läs mer

12

SweClockers på plats för Computex 2017

Inom kort drar årets upplaga av världens största mässa för datorkomponenter, Computex, igång i Taipei. SweClockers redaktion är givetvis på plats för att rapportera om alla spännande nyheter. Läs mer

16

Yami by Zoyadog

Med ett redan läckert yttre i härdat glas har "zoyadog" utöver mandala-inspirerade mönster fokuserat på ett konstverk invändigt, med hennes tredje stora projekt – Yami. Läs mer

97

Bland datorer, drakar och nördar: Kyffens "hörna"

Det finns gallerier och så finns det gallerier. Den som hängt på SweClockers länge minns kanske drakälskaren Kyffen, brorsan och den där datorhörnan, som för snart sex år sedan gjorde succé. Läs mer

79

Test: Radeon RX 580 från Asus och MSI

Det blir ytterligare en batalj i mellanklassen när Asus och MSI äntrar testlabbet med sina varianter av Radeon RX 580, med allt ifrån fläskiga kylare till fabriksöverklockning på menyn. Läs mer

92

Bugg i Windows 7 och Windows 8 kraschar datorn via webbläsaren

En nyupptäckt sårbarhet i Windows Vista, Windows 7 och Windows 8 gör att webbplatser kan utnyttja hur operativsystemet läser av vissa typer av filer för att krascha systemet. Läs mer