Launch Vehicle Digital Computer (LVDC) memainkan peran kunci dalam program bulan Apollo, menggerakkan roket Saturn 5. Seperti kebanyakan komputer pada masa itu, LVDC menyimpan data dalam inti magnetik kecil. Pada artikel kali ini, Cloud4Y membahas tentang modul memori LVDC dari deluxe Steve Jurvetson.
Modul memori ini diperbaiki pada pertengahan 1960-an. Itu dibangun menggunakan komponen pemasangan permukaan, modul hibrida, dan koneksi fleksibel, menjadikannya urutan besarnya lebih kecil dan lebih ringan daripada memori komputer konvensional saat itu. Namun, modul memori hanya diperbolehkan menyimpan 4096 kata dari 26 bit.
Modul memori inti magnetik. Modul ini menyimpan kata-kata 4K dari 26 bit data dan 2 bit paritas. Dengan empat modul memori yang memberikan kapasitas total 16 kata, beratnya 384 kg dan berukuran 2,3 cm Γ 14 cm Γ 14 cm.
Pendaratan di bulan dimulai pada 25 Mei 1961, ketika Presiden Kennedy mengumumkan bahwa Amerika akan menempatkan manusia di bulan sebelum akhir dekade ini. Untuk ini, roket Saturn 5 tiga tahap digunakan, roket paling kuat yang pernah dibuat. Saturn 5 dikendalikan dan dikendalikan oleh komputer (di sini tentang dia) tahap ketiga dari kendaraan peluncuran, mulai dari lepas landas ke orbit Bumi, dan kemudian menuju Bulan. (Pesawat luar angkasa Apollo terpisah dari roket Saturn V pada titik ini, dan misi LVDC selesai.)
LVDC dipasang di bingkai dasar. Konektor melingkar terlihat di bagian depan komputer. Digunakan 8 konektor listrik dan dua konektor untuk pendinginan cair
LVDC hanyalah salah satu dari beberapa komputer di Apollo. LVDC terhubung ke sistem kontrol penerbangan, komputer analog seberat 45 kg. Apollo Guidance Computer (AGC) onboard memandu pesawat ruang angkasa ke permukaan bulan. Modul komando berisi satu AGC sedangkan modul bulan berisi AGC kedua bersama dengan sistem navigasi Abort, komputer darurat cadangan.
Ada beberapa komputer di atas Apollo.
Perangkat Logika Unit (ULD)
LVDC dibuat menggunakan teknologi hybrid menarik yang disebut ULD, unit load device. Meskipun terlihat seperti sirkuit terintegrasi, modul ULD berisi beberapa komponen. Mereka menggunakan chip silikon sederhana, masing-masing hanya memiliki satu transistor atau dua dioda. Array ini, bersama dengan resistor cetak film tebal yang dicetak, dipasang pada wafer keramik untuk mengimplementasikan sirkuit seperti gerbang logika. Modul-modul ini merupakan varian dari modul SLT () dirancang untuk komputer seri IBM S/360 yang populer. IBM mulai mengembangkan modul SLT pada tahun 1961, sebelum sirkuit terpadu layak secara komersial, dan pada tahun 1966, IBM memproduksi lebih dari 100 juta modul SLT per tahun.
Modul ULD secara signifikan lebih kecil dari modul SLT, seperti yang terlihat pada foto di bawah, membuatnya lebih cocok untuk komputer ruang kompak.Modul ULD menggunakan bantalan keramik sebagai pengganti pin logam di SLT, dan memiliki kontak logam di bagian atas permukaan bukan pin. Klip di papan menahan modul ULD di tempatnya dan terhubung ke pin ini.
Mengapa IBM menggunakan modul SLT alih-alih sirkuit terintegrasi? Alasan utamanya adalah sirkuit terintegrasi masih dalam masa pertumbuhan, yang telah ditemukan pada tahun 1959. Pada tahun 1963, modul SLT memiliki keunggulan biaya dan kinerja dibandingkan sirkuit terintegrasi. Namun, modul SLT sering dipandang lebih rendah daripada sirkuit terintegrasi. Salah satu keunggulan modul SLT dibandingkan sirkuit terintegrasi adalah bahwa resistor di SLT jauh lebih akurat daripada resistor di sirkuit terintegrasi. Selama pembuatan, resistor film tebal dalam modul SLT dengan hati-hati disandblast untuk menghilangkan film resistif hingga mencapai resistansi yang diinginkan. Modul SLT juga lebih murah daripada sirkuit terintegrasi yang sebanding pada 1960-an.
LVDC dan peralatan terkait menggunakan lebih dari 50 jenis ULD yang berbeda.
Modul SLT (kiri) secara signifikan lebih besar dari modul ULD (kanan). Ukuran ULD adalah 7,6mmΓ8mm
Foto di bawah menunjukkan komponen internal modul ULD. Di sisi kiri pelat keramik terdapat konduktor yang terhubung ke empat kristal silikon persegi kecil. Ini terlihat seperti papan sirkuit, tetapi perlu diingat bahwa ini jauh lebih kecil daripada kuku. Persegi panjang hitam di sebelah kanan adalah resistor film tebal yang dicetak di bagian bawah pelat.
ULD, tampilan atas dan bawah. Kristal silikon dan resistor terlihat. Sementara modul SLT memiliki resistor di permukaan atas, modul ULD memiliki resistor di bagian bawah, yang meningkatkan kerapatan serta biaya.
Foto di bawah ini menunjukkan die silikon dari modul ULD, yang mengimplementasikan dua dioda. Ukurannya luar biasa kecil, sebagai perbandingan, ada kristal gula di dekatnya. Kristal itu memiliki tiga koneksi eksternal melalui bola tembaga yang disolder ke tiga lingkaran. Dua lingkaran bawah (anoda dari dua dioda) diberi doping (area yang lebih gelap), sedangkan lingkaran kanan atas adalah katoda yang terhubung ke alas.
Foto kristal silikon dua dioda di sebelah kristal gula
Bagaimana memori inti magnetik bekerja
Memori inti magnetik adalah bentuk utama penyimpanan data di komputer sejak tahun 1950-an hingga digantikan oleh perangkat penyimpanan solid state pada tahun 1970-an. Memori diciptakan dari cincin ferit kecil yang disebut inti. Cincin ferit ditempatkan dalam matriks persegi panjang dan dua hingga empat kabel melewati setiap cincin untuk membaca dan menulis informasi. Cincin memungkinkan satu bit informasi untuk disimpan. Inti dimagnetisasi menggunakan pulsa arus melalui kabel yang melewati cincin ferit. Arah magnetisasi satu inti dapat diubah dengan mengirimkan pulsa ke arah yang berlawanan.
Untuk membaca nilai inti, pulsa arus menempatkan cincin pada keadaan 0. Jika inti sebelumnya berada pada keadaan 1, medan magnet yang berubah menciptakan tegangan di salah satu kabel yang melewati inti. Tetapi jika inti sudah dalam keadaan 0, medan magnet tidak akan berubah dan kawat sensor tidak akan naik tegangannya. Jadi nilai bit di inti dibaca dengan mengatur ulang ke nol dan memeriksa voltase pada kabel baca. Fitur penting dari memori pada inti magnetik adalah bahwa proses membaca cincin ferit menghancurkan nilainya, sehingga inti tersebut harus "ditulis ulang".
Tidak nyaman menggunakan kabel terpisah untuk mengubah magnetisasi setiap inti, tetapi pada 1950-an, memori ferit dikembangkan yang bekerja berdasarkan prinsip kebetulan arus. Sirkuit empat kawatβX, Y, Sense, Inhibitβtelah menjadi hal biasa. Teknologi tersebut mengeksploitasi properti khusus inti yang disebut histeresis: arus kecil tidak memengaruhi memori ferit, tetapi arus di atas ambang batas akan menarik inti. Ketika diberi energi dengan setengah dari arus yang dibutuhkan pada satu garis X dan satu garis Y, hanya inti yang dilintasi kedua garis menerima arus yang cukup untuk dimagnetisasi ulang, sedangkan inti lainnya tetap utuh.
Seperti inilah tampilan memori IBM 360 Model 50. LVDC dan Model 50 menggunakan tipe inti yang sama, dikenal sebagai 19-32 karena diameter dalamnya 19 mil (0.4826 mm) dan diameter luarnya 32 mil (0,8 mm). ). Anda dapat melihat di foto ini bahwa ada tiga kabel yang melewati setiap inti, tetapi LVDC menggunakan empat kabel.
Foto di bawah menunjukkan satu larik memori LVDC persegi panjang. 8 Matriks ini memiliki 128 kabel X berjalan vertikal dan 64 kabel Y berjalan horizontal, dengan inti di setiap persimpangan. Kabel baca tunggal melewati semua inti yang sejajar dengan kabel-Y. Kabel tulis dan kabel penghambat melewati semua inti yang sejajar dengan kabel X. Kabel bersilangan di tengah matriks; ini mengurangi kebisingan yang diinduksi karena kebisingan dari satu setengah membatalkan kebisingan dari setengah lainnya.
Satu matriks memori ferit LVDC berisi 8192 bit. Koneksi dengan matriks lain dilakukan melalui pin di bagian luar
Matriks di atas memiliki 8192 elemen, masing-masing menyimpan satu bit. Untuk menyimpan kata memori, beberapa matriks dasar ditambahkan bersama-sama, satu untuk setiap bit dalam kata tersebut. Kabel X dan Y mengular melalui semua matriks utama. Setiap matriks memiliki baris baca terpisah dan baris penghambat tulis terpisah. Memori LVDC menggunakan tumpukan 14 matriks dasar (di bawah) yang menyimpan "suku kata" 13-bit bersama dengan bit paritas.
Tumpukan LVDC terdiri dari 14 matriks utama
Menulis ke memori inti magnetik membutuhkan kabel tambahan, yang disebut garis penghambat. Setiap matriks memiliki satu garis penghambat yang melewati semua inti di dalamnya. Selama proses penulisan, arus melewati garis X dan Y, memagnetisasi ulang cincin yang dipilih (satu per bidang) ke status 1, mempertahankan semua 1 dalam kata. Untuk menulis 0 pada posisi bit, garis diberi energi dengan setengah arus yang berlawanan dengan garis X. Akibatnya, inti tetap pada nilai 0. Dengan demikian, garis penghambat tidak memungkinkan inti untuk beralih ke 1. Setiap kata yang diinginkan dapat ditulis ke memori dengan mengaktifkan garis penghambat yang sesuai.
modul memori LVDC
Bagaimana modul memori LVDC dibangun secara fisik? Di tengah modul memori terdapat tumpukan 14 larik memori feromagnetik yang ditunjukkan sebelumnya. Itu dikelilingi oleh beberapa papan dengan sirkuit untuk menggerakkan kabel X dan Y dan garis penghambat, garis baca bit, deteksi kesalahan, dan menghasilkan sinyal jam yang diperlukan.
Secara umum, sebagian besar sirkuit terkait memori ada di logika komputer LVDC, bukan di modul memori itu sendiri. Secara khusus, logika komputer berisi register untuk menyimpan alamat dan kata data dan mengubah antara serial dan paralel. Ini juga berisi sirkuit untuk membaca dari garis bit baca, pengecekan kesalahan, dan clocking.
Modul memori menunjukkan komponen utama. MIB (Papan Interkoneksi Multilayer) adalah papan sirkuit tercetak 12 lapis
Papan driver memori Y
Sebuah kata dalam memori inti dipilih dengan melewatkan garis X dan Y masing-masing melalui tumpukan papan utama. Mari kita mulai dengan menjelaskan rangkaian penggerak-Y dan bagaimana rangkaian itu menghasilkan sinyal melalui salah satu dari 64 jalur Y. Alih-alih 64 sirkuit driver terpisah, modul ini mengurangi jumlah sirkuit dengan menggunakan 8 driver "tinggi" dan 8 driver "rendah". Mereka terhubung dalam konfigurasi "matriks", sehingga setiap kombinasi driver tinggi dan rendah memilih baris yang berbeda. Jadi, 8 driver "tinggi" dan 8 "rendah" memilih salah satu dari 64 (8 Γ 8) garis Y.
Papan driver Y (depan) menggerakkan garis pilih Y di tumpukan papan
Pada foto di bawah ini Anda dapat melihat beberapa modul ULD (putih) dan sepasang transistor (emas) yang menggerakkan garis pilih Y. Modul "EI" adalah jantung dari driver: ini memasok pulsa tegangan konstan (E ) atau melewatkan pulsa arus konstan (I) melalui jalur pemilihan. Jalur pemilihan dikontrol dengan mengaktifkan modul EI dalam mode voltase di salah satu ujung jalur dan modul EI dalam mode arus di ujung lainnya. Hasilnya adalah pulsa dengan tegangan dan arus yang benar, cukup untuk memagnetisasi ulang inti. Dibutuhkan banyak momentum untuk membalikkannya; pulsa tegangan ditetapkan pada 17 volt, dan arus berkisar dari 180 mA hingga 260 mA tergantung pada suhu.
Foto makro papan driver Y menunjukkan enam modul ULD dan enam pasang transistor. Setiap modul ULD diberi label dengan nomor bagian IBM, jenis modul (misalnya, "EI"), dan kode yang artinya tidak diketahui
Papan ini juga dilengkapi dengan modul monitor kesalahan (ED) yang mendeteksi ketika lebih dari satu jalur pemilihan Y diaktifkan pada saat yang sama.Modul ED menggunakan solusi semi-analog sederhana: menjumlahkan tegangan input menggunakan jaringan resistor. Jika tegangan yang dihasilkan di atas ambang batas, kunci dipicu.
Di bawah papan driver terdapat diode array yang berisi 256 dioda dan 64 resistor. Matriks ini mengubah 8 pasang sinyal atas dan 8 pasang bawah dari papan driver menjadi 64 sambungan Y-line yang berjalan melalui tumpukan papan utama. Kabel fleksibel di bagian atas dan bawah papan menghubungkan papan ke larik dioda. Dua kabel fleksibel di sebelah kiri (tidak terlihat di foto) dan dua busbar di sebelah kanan (satu terlihat) menghubungkan matriks dioda ke susunan inti. Kabel fleksibel yang terlihat di sebelah kiri menghubungkan papan Y ke seluruh komputer melalui papan I/O, sedangkan kabel fleksibel kecil di kanan bawah menghubungkan ke papan pembuat jam.
Papan Driver Memori X
Tata letak untuk menggerakkan garis X sama dengan skema Y, kecuali ada 128 garis X dan 64 garis Y. Karena jumlah kabel X dua kali lebih banyak, modul memiliki papan driver X kedua di bawahnya. Meskipun papan X dan Y memiliki komponen yang sama, kabelnya berbeda.
Papan ini dan yang di bawahnya mengontrol X baris yang dipilih dalam tumpukan papan inti
Foto di bawah ini menunjukkan bahwa beberapa komponen rusak di papan tulis. Salah satu transistor bergeser, modul ULD putus menjadi dua, dan yang lainnya putus. Kabel terlihat pada modul yang rusak, bersama dengan salah satu kristal silikon kecil (kanan). Dalam foto ini, Anda juga dapat melihat jejak jalur konduktif vertikal dan horizontal pada papan sirkuit tercetak 12 lapis.
Close-up dari bagian papan yang rusak
Di bawah papan driver X terdapat matriks dioda X yang berisi 288 dioda dan 128 resistor. Array X-dioda menggunakan topologi yang berbeda dari papan dioda Y untuk menghindari penggandaan jumlah komponen. Seperti papan dioda Y, papan ini berisi komponen yang dipasang secara vertikal di antara dua papan sirkuit tercetak. Metode ini disebut "cordwood" dan memungkinkan komponen dikemas dengan rapat.
Foto makro susunan dioda X yang menunjukkan dioda cordwood yang dipasang secara vertikal di antara 2 papan sirkuit tercetak. Dua papan driver X duduk di atas papan dioda, dipisahkan oleh busa poliuretan. Harap dicatat bahwa papan sirkuit tercetak sangat dekat satu sama lain.
Amplifier Memori
Foto di bawah ini menunjukkan papan amplifier pembacaan. Memiliki 7 saluran untuk membaca 7 bit dari tumpukan memori; papan identik di bawah ini menangani 7 bit lebih banyak dengan total 14 bit. Tujuan dari penguat indra adalah untuk mendeteksi sinyal kecil (20 milivolt) yang dihasilkan oleh inti yang dapat dimagnetisasi ulang dan mengubahnya menjadi output 1-bit. Setiap saluran terdiri dari penguat dan penyangga diferensial, diikuti oleh transformator diferensial dan penjepit keluaran. Di sebelah kiri, kabel fleksibel 28 kabel terhubung ke tumpukan memori, mengarahkan kedua ujung setiap kabel sensor ke sirkuit amplifier, dimulai dengan modul MSA-1 (Memory Sense Amplifier). Komponen individu adalah resistor (silinder coklat), kapasitor (merah), transformer (hitam), dan transistor (emas). Bit data keluar dari papan penguat indera melalui kabel fleksibel di sebelah kanan.
Pembacaan papan amplifier di bagian atas modul memori. Papan ini memperkuat sinyal dari kabel indra untuk membuat bit keluaran
Tulis Inhibit Line Driver
Menghambat driver digunakan untuk menulis ke memori dan terletak di bagian bawah modul utama. Ada 14 baris penghambat, satu untuk setiap matriks pada tumpukan. Untuk menulis 0 bit, driver kunci yang sesuai diaktifkan dan arus melalui garis penghambat mencegah inti dari beralih ke 1. Setiap baris digerakkan oleh modul ID-1 dan ID-2 (tulis driver garis penghambat) dan sepasang dari transistor. Resistor presisi 20,8 ohm di bagian atas dan bawah papan mengatur arus pemblokiran. Kabel fleksibel 14-kawat di sebelah kanan menghubungkan driver ke 14 kabel penghambat di tumpukan papan inti.
Papan penghambat di bagian bawah modul memori. Papan ini menghasilkan 14 sinyal penghambat yang digunakan selama perekaman
Memori driver jam
Driver jam adalah sepasang papan yang menghasilkan sinyal jam untuk modul memori. Setelah komputer memulai operasi memori, berbagai sinyal jam yang digunakan oleh modul memori dihasilkan secara asinkron oleh driver jam modul. Papan penggerak jam terletak di bagian bawah modul, di antara tumpukan dan papan penghambat, sehingga papan sulit dilihat.
Papan driver jam berada di bawah tumpukan memori utama tetapi di atas papan kunci
Komponen papan biru pada foto di atas adalah potensiometer multi-putaran, mungkin untuk pengaturan waktu atau voltase. Resistor dan kapasitor juga terlihat di papan. Diagram menunjukkan beberapa modul MCD (Memory Clock Driver), tetapi tidak ada modul yang terlihat di papan. Sulit untuk mengatakan apakah ini karena visibilitas yang terbatas, perubahan sirkuit, atau adanya papan lain dengan modul ini.
Panel I/O memori
Papan modul memori terakhir adalah papan I/O, yang mendistribusikan sinyal antara papan modul memori dan komputer LVDC lainnya. Konektor 98-pin hijau di bagian bawah terhubung ke sasis memori LVDC, menyediakan sinyal dan daya dari komputer. Sebagian besar konektor plastik rusak, itulah sebabnya kontaknya terlihat. Papan distribusi dihubungkan ke konektor ini dengan dua kabel fleksibel 49-pin di bagian bawah (hanya kabel depan yang terlihat). Kabel fleksibel lainnya mendistribusikan sinyal ke X Driver Board (kiri), Y Driver Board (kanan), Sense Amplifier Board (atas), dan Inhibit Board (bawah). 20 kapasitor di papan menyaring daya yang disuplai ke modul memori.
Papan I/O antara modul memori dan komputer lainnya. Konektor hijau di bagian bawah terhubung ke komputer dan sinyal ini disalurkan melalui kabel datar ke bagian lain dari modul memori
Keluaran
Modul memori LVDC utama menyediakan penyimpanan yang ringkas dan andal. Hingga 8 modul memori dapat ditempatkan di bagian bawah komputer. Ini memungkinkan komputer untuk menyimpan 32 Kata 26-bit atau 16 kilokata dalam mode "dupleks" redundan yang sangat andal.
Salah satu fitur menarik dari LVDC adalah modul memori dapat dicerminkan untuk keandalan. Dalam mode "duplex", setiap kata disimpan dalam dua modul memori. Jika terjadi kesalahan dalam satu modul, kata yang benar dapat diperoleh dari modul lain. Meskipun ini memberikan keandalan, ini memotong setengah jejak memori. Alternatifnya, modul memori dapat digunakan dalam mode "simpleks", dengan setiap kata disimpan satu kali.
LVDC menampung hingga delapan modul memori CPU
Modul memori inti magnetik menyediakan representasi visual saat penyimpanan 8 KB memerlukan modul seberat 5 pon (2,3 kg). Namun, ingatan ini sangat sempurna pada masanya. Perangkat semacam itu tidak digunakan lagi pada tahun 1970-an dengan munculnya DRAM semikonduktor.
Isi RAM tetap terjaga saat daya dimatikan, sehingga kemungkinan besar modul tersebut masih menyimpan perangkat lunak dari terakhir kali komputer digunakan. Ya, ya, di sana Anda bisa menemukan sesuatu yang menarik bahkan beberapa dekade kemudian. Akan menarik untuk mencoba memulihkan data ini, tetapi sirkuit yang rusak menimbulkan masalah, sehingga konten mungkin tidak dapat diambil dari modul memori selama satu dekade lagi.
Apa lagi yang bisa Anda baca di blog?
β
β
β
β
β
Berlangganan kami -channel, agar tidak ketinggalan artikel selanjutnya! Kami menulis tidak lebih dari dua kali seminggu dan hanya untuk bisnis. Kami juga mengingatkan Anda bahwa Cloud4Y dapat memberikan akses jarak jauh yang aman dan andal ke aplikasi bisnis dan informasi yang diperlukan untuk kelangsungan bisnis. Pekerjaan jarak jauh adalah penghalang tambahan untuk penyebaran virus corona. Rincian dari manajer kami.
Sumber: www.habr.com