Mémoire à tambour magnétique

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À la fin des années 1930, dans ce qui a peut-être été la première tentative de construction d’un ordinateur numérique électronique, J. V. Atanasoff a conçu une mémoire dispositif constitué d’un tambour rotatif sur lequel se trouvaient 1600 condensateurs placées, disposées en 32 rangées.
Le principe est le suivant : un tambour est une mémoire de masse magnétique où les pistes sont placées les unes à côté des autres sur un cylindre. Chaque cylindre dispose de sa propre tête de lecture, ce qui limite physiquement le nombre de pistes d’un tambour.

Le travail d’Atanasoff a influencé les développements de la décennie suivante, même si ceux qui l’ont suivi n’ont finalement pas adoptez sa méthode. Au cours des années suivantes, plusieurs personnes ont continué à travailler sur l’idée de dispositifs magnétiques rotatifs pour le stockage de données, par exemple, Perry O. Crawford, qui a décrit un tel appareil dans son maître thèse au MIT.
Après la guerre, le tambour est devenu un appareil fiable, robuste et peu coûteux mais un périphérique de mémoire lent. Au fil du temps le tambour fut amélioré, des ingénieurs ont redécouvert et perfectionné le tambour, cette fois en utilisant le magnétique plutôt que techniques capacitives.

Mémoire à tambour magnétique
Publicité pour les unités de mémoire à tambour magnétique, de ERA. (Source: Electronics Magazine [avril 1953])

Le chef de file de cet effort était l’ERA (Engineering Research Associates) a qui avait été confié l’objectif d’améliorer ce dispositif de stockage mémoire. En 1947, ils avaient fait des progrès significatifs dans les vitesses et les densités d’enregistrement, en utilisant un tambour sur lequel ils avaient papier recouvert d’oxyde collé (figure 1.4). En deux ans, l’ERA avait construit des tambours d’un diamètre compris entre 4,3 et 34 pouces, avec des capacités allant jusqu’à deux millions de bits ou 65 000 mots de 30 bits. Temps d’accès variait de 8 à 64 millisecondes. L’ERA utilisait des tambours dans le 1101 et ont proposé à la vente cette technologie à d’autres fabricants d’ordinateurs.

Ainsi, en 1953, Computer Research Corporation a commencé à vendre le CRC-102A, une version de production d’un ordinateur appelé CADAC qui avait été construit pour l’armée de l’air. C’était un ordinateur polyvalent à programme stocké basé sur une mémoire à tambour.

Le 102A avait une conception simple, utilisant l’arithmétique binaire, mais une version à décimale, le CRC 102D, a été proposée en 1954. Les ingénieurs décrivent son fonctionnement comme étant directement basée sur la logique des états dérivés de l’algèbre de boole. le 102A « pensait » non pas en termes impulsions déclenchées à travers diverses parties d’une machine mais en terme d’états logiques. Avec la maturation de l’ingénierie informatique, des éléments des deux approches de conception ont fusionné et la distinction a finalement disparu.

La mémoire de tambour du 102A stockait 1 024 mots de 42 bits, l’accès moyen à la donnée stockée était de 12,5 milisecondes. Un système de bande magnétique est parvenu à stocker 100 000 mots. Le principal périphérique d’entrée et de sortie était le Flexowriter, un dispositif semblable à une machine à écrire pouvant stocker ou lire des frappes sur des bandes de bande de papier. Il fonctionnait à peu près à la vitesse d’une machine à écrire, dont il est dérivé. Fidèle à ses racines aérospatiales, Computer Research Corporation a également proposé un convertisseur pour entrer des données graphiques ou analogiques dans la machine. Il était également possible d’y connecter un lecteur de carte IBM et une perforatrice.

La vitesse de fonctionnement de l’ordinateur était estimée à environ onze multiplications par seconde.
L’expérience de Computer Research a été répétée avec quelques variations mineures entre 1950 et 1954. Le plus souvent une petite société d’ingénierie concevait un ordinateur autour d’une mémoire à tambour. les entrées sorties étaient gérées par un Flexowriter standard, ou par des machines à cartes perforées loué à IBM.

Bien que certaines de ces machines furent vendues à des entreprises, la majeure partie des commandes étaient issues des sphères militaires.

Bon nombre de ces ordinateurs fonctionnaient bien et représentaient un bon rapport qualité / prix, mais il n’y avait pas moyen de contourner l’inhérent lenteur de la mémoire du tambour. Leurs installations d’entrée / sortie présentait un dilemme. Le Flexowriter était bon marché, mais lent. Attacher l’équipement de cartes perforées signifiait qu’une partie importante des bénéfices irait directement à IBM, et non au nouvel ordinateur.

Ci-dessous, le tableau répertorie plusieurs autres calculateurs à tambour magnétique annoncés ou disponible en 1952. Pour chacun de ces systèmes, le coût de base était de 65 000 $ à 85 000 $ pour un système de base sans mémoire supplémentaire, installation ou équipement d’E/S auxiliaire.

Performances d'une mémoire à tambour magnétique
Symposium sur les ordinateurs numériques électroniques à usage général disponibles dans le commerce à prix modéré (Washington, DC, 14 mai 1952). Source : Données de l’U.S. Navy, Navy Mathematical Computing Advisory Panel

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