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Bild 4.9 Magnetblasenspeicher
Bild 4.9 zeigt einen typischen Magnetblasenspeicher. Er wurde entwickelt von den Bell Telephone Laboratories, um vier Speicherchips aufzunehmen. Zum Zeitpunkt der Vorstellung der Chips hatte jeder eine Speicherfähigkeit von 68 kBit, aber dasselbe Modul kann Chips mit größerer Speicherfähigkeit aufnehmen. Die vier Chips sind umgeben von Elementen, die die nötigen Magnetfelder erzeugen. Zwei Spulen, eine innere und eine äußere, erzeugen das Rotationsfeld. Ein Permanentmagnet erzeugt das Vormagnetisierungsfeld, welches sowohl im ein- als auch im ausgeschaltetem Zustand vorhanden ist, wodurch die gespeicherte Information erhalten wird. Dieser Grundaufbau ist kennzeichnend für alle Magnetblasensysteme.
Die Chips selbst können auf verschiedene Arten organisiert sein. Die eine Art, die relativ raschen Zugriff ermöglicht, wird in Bild 4.10 dargestellt. Eine derartige Organisation wird als MAJOR/MINOR LOOP Organisation bezeichnet. Die Information wird hierbei zunächst auf die WRITE MAJOR LOOP gebracht. Die WRITE GATES lassen, wenn sie angesprochen sind, ein Bit von der WRITE MAJOR LOOP in die entsprechende MINOR LOOP. Zum Lesen dieser Sequenz werden die READ GATES angesprochen, wenn die Information in den MINOR LOOPs die entsprechende Position erreicht hat. Auf der READ MAJOR LOOP gelangen die Magnetblasen zum Detektor, bei dem das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein (entspricht Bit gesetzt oder gelöscht) der Magnetblase festgestellt wird. Die mittlere Zugriffszeit auf ein Bit ist hierbei die halbe Zeit, die für einen Durchgang der MINOR LOOP benötigt wird plus der Transferzeit zum Detektor. Eine andere Organisationsmöglichkeit wären einfache Schieberegister, wo die Magnetblasen einfach durch ein langes Schieberegister geschoben werden. Diese Organisation benötigt keine Schalter und ist damit vom Aufbau her einfacher, hat aber wesentlich längere Zugriffszeiten.
Bild 4.10 Schematischer Aufbau eines 68 kBit Chips
Bild 4.11 Experimenteller Magnetblasenspeicher
Da ein 68 kBit Chip zu groa ist, um im Detail gezeigt zu werden, möchte ich hier einen kleiner experimentellen Magnetblasenspeicher zeigen. Der gezeigte Teil beinhaltet zwölf 20 Bit MINOR LOOPs. Man kann auf diesem Bild von links nach rechts folgende Steuerleitungen erkennen:
- Generatorsteuerleitung
- Steuerleitung der WRITE GATES
- Steuerleitung der READ GATES
- Detektorleitung
Das große Gebilde auf der rechten Seite ist eine Sektion, in der die Magnetblase vergrößert wird, sodaa sie leichter detektiert werden kann.
Dieser Magnetblasenspeicher ist mit anderen als den TI-Elementen, nämlich mit asymmetrischen Chevron-Elementen aufgebaut.
Zum Abschlua möchte ich noch einige allgemein verwendbare Speichereinheiten auf Magnetblasenbasis beschreiben, um die Möglichkeiten und Abmessungen zu demonstrieren.
Die ersten Speichereinheiten wurden von der Firma Bell Telephone Laboratories gebaut. Diese haben zwei Substrate, von denen jedes 14 64 kBit-Chips beinhaltet, womit sich eine Gesamtkapazität von etwa 5 MB ergibt. Bei einer Frequenz von 100kHz haben sie eine Zugriffszeit von 2,7 ms und einen Datenflua von 0,7 MB/s.
Rockwell International stellte 100kBit Chips vor, die aus einem langen Schieberegister aufgebaut sind. Es sind hier 8 derartige Chips in einem Modul, womit 100kB Speicherfähigkeit erreicht werden. Die Abmessungen dieser Module sind 11,5x19x3,8 cm und sie wiegen 1,14kg.
Hitachi stellte eine Konfiguration mit 4 256 kBit-Chips vor, die zu einer 1MBit Einheit vereinigt sind, und auf einer 18x15cm Grundplatte montiert sind. Diese Speichereinheit kommt mit einer 5V Versorgung aus.
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