“640K deberían ser suficientes para cualquiera". Eso es lo que el famoso Bill Gates dijo una vez, refiriéndose a la RAM en los ordenadores. O al menos eso es lo que se rumorea que ha dicho, aunque él se niega enérgicamente a aceptarlo. Dicho esto, como demuestra este post, 640 KB fue una estupenda cantidad de memoria para la época. Algunas de las primeras tecnologías utilizadas para el almacenamiento de datos digitales contenían probablemente la misma capacidad que la llave de nuestro coche y ocupaban, en ocasiones, lo que ocupa la oficina donde trabajamos.
Pero no todo son ventajas en el progreso de las memorias. El dilema documental, planteado por Paul Conway, de la Universidad de Yale, explica que, si bien a lo largo de la humanidad se han utilizado múltiples métodos de retención de información que han ido aumentado exponencialmente las densidades de almacenamiento, la vida de esas memorias ha ido disminuyendo de forma equivalente. En ocasiones es mucho más importante que la información perdure que almacenar ingentes cantidades de información, muchas veces irrelevante, sin esperar mantenerla apenas unos años.
Longevidad vs Densidad en archivo documental
Antes de las memorias magnéticas y electrónicas, los ingenieros resolvieron el problema de computación y memoria mediante tarjetas perforadas. Desde finales del siglo 18 y a lo largo de 19, las cintas perforadas y las tarjetas perforadas fueron utilizadas para "programar" telares y otras máquinas industriales. La tecnología fue adaptada para el almacenamiento de datos del censo en 1890 por Herman Hollerith. Sus diseños iniciales eran de matrices de 12 filas por 24 columnas de orificios redondos. En 1928, IBM lanzó una versión actualizada con orificios cuadrados en un 10 x 80 o 12 x 80 matriz. La capacidad variaba en función del sistema - para el IBM 1401, por ejemplo, se necesitaron tres columnas para codificar una palabra de 36-bit. (Imagen cortesía de IBM).
Tubo Williams-Kilburn
Desarrollado en 1946, el tubo de Williams-Kilburn era una solución de memoria formada por un tubo de rayos catódicos (TRC).
Este dispositivo se basaba en el efecto de “emisión secundaria”, debido al cual, un punto dibujado en el tubo de rayos catódicos genera un área pequeña a su alrededor de carga positiva, mientras que en la zona contigua de carga negativa, creando una "zona de carga". Esta zona permanece en la superficie del tubo durante una fracción de segundo, permitiendo al dispositivo actuar como memoria una memoria. La duración de la zona de carga depende de la resistencia eléctrica en el interior del tubo.
El punto puede ser borrado dibujando un segundo punto inmediatamente a continuación del primero, llenando de esta manera la zona de carga. Muchos sistemas hacían esto dibujando una corta línea en la posición del punto; de esta manera la extensión de la línea borraba la carga inicialmente almacenada en la posición del punto.
El computador lee la información del tubo a través de una placa de metal que cubre el frente del tubo. Cada vez que un punto es creado o borrado, el cambio en la carga eléctrica induce un pulso de voltage en la placa. Debido a que la computadora sabe qué lugar de la pantalla está siendo apuntado en cada momento, se puede usar el pulso de voltaje de la placa para "leer" el dato almacenado en la pantalla.
Al leerse una ubicación de memoria se crea una nueva zona de carga, destruyendo el contenido original de esa localización. Esto implica que por cada lectura se debe realizar una reescritura del dato leido. Muchos sistemas hacían esto dibujando una corta línea comenzando en la posición del punto si la nueva zona de carga necesitaba borrarse. Además, debido a que la carga gradualmente se pierde, era necesario rastrear el tubo periódicamente y re-escribir cada punto (similar al refresco de memoria de la DRAM en los sistemas modernos).
Estos dispositivos, al que requerir tecnología de haz de dirección de alta precisión, eran muy sensibles a la temperatura y propensos a fallas prematuras. Los equipos tenían una capacidad de hasta 1024 bits. La computadora IBM 701 utilizaba un conjunto de 72 tubos Williams-Kilburn de 7.5 cm de diámetro y una capacidad total de 2048 palabras de 36 bits.
El selectrón
Es una válvula termoiónica capaz de actuar como memoria de acceso aleatorio (RAM), diseñada por RCA en 1946, pero que no estuvo disponible comercialmente hasta la primavera de 1948.
Se fabricó con capacidades de 4096 bits, para el ordenador LAS, pero debido a las dificultades de RCA para poner a punto el tubo, finalmente LAS utilizó tubos Williams. Diseños posteriores del selectrón condujeron a modelos de 1024 y 256 bits, este último utilizado en el ordenador JOHNNLAC, de 1953. El selectrón era de acceso directo y mucho más fiable que el tubo de Williams, pero también más caro.
El diseño original de 4096 bits se diferencia de los posteriores en que los eyelets se forman sobre un dieléctrico circular, dividido en cuatro cuadrantes.
El selectrón se basa en pequeñas celdas aisladas, llamadas eyelets, capaces de permanecer en dos estados estables: con carga eléctrica y descargadas. Una fuente termoiónica de electrones mantiene la carga de estos eyelets. Cuando está descargado, los electrones que inciden sobre ellos traen gran energía y producen la emisión de gran cantidad de electrones secundarios que impiden que el eyelet adquiera más carga; pero, si está cargado, los electrones provenientes del cátodo se encuentran con una barrera de potencial que los frena, de modo que al incidir sobre el eyelet ya no tienen energía para producir electrones secundarios.
Para grabar un bit se altera temporalmente el potencial del eyelet, haciendo que se cargue cuando se disminuye su potencial, o se descargue por emisión secundaria cuando éste se aumenta. Durante el proceso de grabación solo inciden electrones sobre el eyelet que se está manipulando.
La lectura se produce debido a que cuando el eyelet está cargado repele los electrones incidentes, mientras que si está descargado, algunos de ellos lo atraviesan. Midiendo esta corriente se sabe el estado del eyelet.
Memoria de tambor magnetico IBM 650
La memoria estaba en el tambor giratorio, que proporcionaba 2000 palabras, cada una con signo y de 10 dígitos (5 caracteres por palabra). Las direcciones de estos 2000 registros iban de 0000 a 1999 (en decimal).
Una desventaja del tambor giratorio es que hacía muy lento el acceso a memoria (tiempo de acceso medio: 2,5 ms), ya que para leer o escribir una dirección de memoria, había que esperar a que el área mas apropiada del tambor pasara por debajo del cabezal de lectura/escritura.
Para optimizar esto, el código de instrucciones se encontraba salteado por el tambor, a intervalos que dependían en cada momento del tiempo de ejecución de la instrucción anterior. Por eso, era necesario guardar junto con cada instrucción la dirección de la próxima instrucción a ejecutar. computadora.
El IBM 650 era un auténtico mastodonte tecnológico que casaba con la imagen de esas computadoras que ocupaban toda una habitación y eran extremadamente ruidosas. IBM pensó en la contabilidad con la principal aplicación del IBM 650 y se basó en las máquinas contables que existían en la época para el diseño de su computadora. Esta máquina estuvo en la industria hasta el año 1969, cuando IBM dejó de dar soporte.
El sistema estaba formado por tres subsistemas que tenían, cada uno, el tamaño de un armario y algunos periféricos:
Una consola, que era el IBM 650 y pesaba la nada despreciable cifra de 900 Kg
Un dispositivo de alimentación, el IBM 655 que pesaba 1350 Kg
Un lector de tarjetas perforadas y un perforador de tarjetas (el IBM 533 o el IBM 537)
Periféricos: terminal de consultas (IBM 838), Unidad de cinta magnética (IBM 727), etc
La computadora costaba 500.000 dólares de la época, todo un capital que no podían gastar muchas empresas. Pensando en esto y, a la vez, en las ventajas que ofrecía esta máquina a la industria, IBM apostó por el alquiler de estos computadores, es decir, instauró un sistema de renting por el cual las empresas podrían acceder al sistema por 3.500 dólares mensuales (un método de ventas que les funcionó extraordinariamente bien).
Memoria de toros
La memoria de toros o memoria de núcleos magnéticos, fue una forma de memoria principal de los computadores, hasta comienzos de 1970.
Tras desplazar a otras tecnologías de almacenamiento, la memoria de toros dominó la industria informática durante los años 50 y 60. Fue usada de manera extensa en computadoras y otros dispositivos electrónicos como las calculadoras. Intel fue creada con la idea de convertir la memoria de estado sólido en la memoria dominante en la industria de los computadores. Para 1971, Intel logro posicionar una memoria tipo DRAM como un dispositivo de buenas prestaciones y relativo bajo precio copando los mercados de la memoria de núcleos y relegándola al pasado.
El mecanismo de memoria se basa en la histéresis de la ferrita. Los toros de ferrita se disponen en una matríz de modo que sean atravesadas por dos hilos, X e Y, que discurren según las filas y columnas. Para escribir un bit en la memoria se envía un pulso simultáneamente por las líneas Xi e Yj correspondientes. El toro situado en la posición (i, j) se magnetizará en el sentido dado por los pulsos. Los demás toros, tanto de la fila como de la columna, no varían su magnetización ya que sólo reciben un pulso (X o Y), cuyo campo magnético es insuficiente para vencer la histéresis del toro.
Y por esto los toros se metían en corrales para soportar los hilos X e Y. El dato se lee mediante un nuevo hilo Z, que recorre todos los toros de la matriz. Escribimos un cero por el método descrito anteriormente, luego sólo el toro (i, j) puede cambiar de estado. Si contiene un cero, no cambia, luego en la línea Z no se tiene señal; pero si el toro tiene un uno, pasa a valer cero, su sentido de magnetización cambia e induce un pulso en la línea Z, que se leerá como "uno". Como se ve, el proceso descrito destruye el dato que se lee, luego en las memorias de toros es necesario reescribir el dato tras leerlo.
Una memoria con un tamaño de palabra de n bits, pongamos 16 bits, necesita 16 matrices como la descrita, con 16 líneas Z, una por bit.
Memoria de línea de Retardo
Una memoria de línea de retardo es un dispositivo capaz de almacenar datos aprovechando el tiempo que necesita una señal para propagarse por un medio físico. Un ejemplo típico son las memorias de línea de retardo de mercurio. Estas están constituidas por un tubo relleno de mercurio con un transductor, habitualmente piezoeléctrico, en cada extremo.
El primer transductor convierte los datos, en forma eléctrica, a una onda acústica que se propaga por el mercurio líquido. Cuando dicha onda llega al otro extremo genera una señal eléctrica en el segundo transductor, la cual es amplificada y realimentada al primero. Se forma así un circuito cerrado en el que los datos circulan constantemente por el mercurio. Leyendo la señal de salida del segundo transductor es posible acceder a los datos almacenados, y alterando adecuadamente la señal inyectada en el primero se pueden modificar éstos.
La capacidad de cada línea de retardo depende de la velocidad de propagación de una onda en el medio físico que constituye la memoria, del tamaño o duración de cada bit y de la longitud de la línea de retardo. Así, si la señal eléctrica de cada bit dura B segundos y la velocidad de propagación en el medio es V metros/segundo, tenemos que la perturbación de cada bit en el medio ocupa B*V metros; por tanto, una memoria con una longitud de L metros podrá almacenar L/(B*V) bits.
