자기코어 메모리
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
자기코어 메모리는 작은 페라이트 자성체 고리를 사용하여 데이터를 저장하는 비휘발성 컴퓨터 메모리 기술이다. 1949년 왕안과 제이 포레스터 등에 의해 개발되었으며, 1950년대부터 1970년대 초까지 컴퓨터 주기억장치로 널리 사용되었다. 자기 코어 메모리는 비휘발성, EMP에 대한 저항성 등의 장점으로 인해 군사, 우주 항공 분야에서도 활용되었으며, 아폴로 우주선의 유도 컴퓨터에도 사용되었다. 1970년대 인텔의 DRAM 개발로 인해 반도체 메모리에 대체되었으나, 초기 컴퓨터 기술 발전에 크게 기여했다.
더 읽어볼만한 페이지
- 비휘발성 메모리 - EPROM
EPROM은 자외선을 사용하여 내용을 지울 수 있는 읽기 전용 메모리이며, MOSFET의 부유 게이트를 사용하여 데이터를 저장하고, 펌웨어 업데이트가 용이하여 소량 생산에 사용되었으나 EEPROM과 플래시 메모리에 의해 대체되었다. - 비휘발성 메모리 - 플래시 메모리
플래시 메모리는 전기적으로 데이터의 쓰기 및 삭제가 가능한 비휘발성 메모리 기술로, 마스오카 후지오 박사가 발명하여 카메라 플래시와 유사한 소거 방식으로 인해 명명되었으며, NOR형과 NAND형으로 나뉘어 각기 다른 분야에 적용된다. - 컴퓨터 메모리 - 플래시 메모리
플래시 메모리는 전기적으로 데이터의 쓰기 및 삭제가 가능한 비휘발성 메모리 기술로, 마스오카 후지오 박사가 발명하여 카메라 플래시와 유사한 소거 방식으로 인해 명명되었으며, NOR형과 NAND형으로 나뉘어 각기 다른 분야에 적용된다. - 컴퓨터 메모리 - 메모리 계층 구조
메모리 계층 구조는 CPU 데이터 접근 속도 향상을 위해 레지스터, 캐시, RAM, 보조 기억 장치 등으로 구성되며, 속도, 용량, 비용이 다른 계층들을 통해 효율적인 메모리 관리를 가능하게 한다.
| 자기코어 메모리 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 유형 | 컴퓨터 메모리 |
| 발명 | 프레드릭 뷰힐 |
| 발명 연도 | 1949년 |
| 개발 | 왕 안 |
| 개발 연도 | 1951년 |
| 사용 시기 | 1955년 ~ 1975년 |
| 상세 | |
| 구성 요소 | 작은 자성 링 (코어) |
| 작동 원리 | 각 코어는 개별적인 비트의 정보를 저장 |
| 접근 방식 | 무작위 접근 방식 |
| 읽기 방식 | 파괴적인 읽기 방식 (데이터를 읽으면 지워짐) |
| 쓰기 방식 | 읽기 후 다시 쓰기 필요 |
| 장점 | 비휘발성 (전원 공급 없이 데이터 유지) 내구성 |
| 단점 | 비용이 많이 듦 부피가 큼 전력 소비가 큼 |
| 역사 | |
| 초기 사용 | 군사, 항공우주, 산업 제어 시스템 |
| 발전 | 반도체 메모리의 발전으로 대체됨 |
| 참고 자료 | |
| 관련 기술 | 자기 버블 메모리 |
2. 역사
상하이 출신의 미국인 물리학자 왕안과 웨이-동 우(Way-Dong Woo)는 1949년에 펄스 전송 제어 장치를 개발했다. 이 장치는 코어의 자기장을 이용하여 전기 기계식 시스템을 제어하는 데 쓰였다.[10] 하버드 대학교에서 연구하던 왕안과 우는 MIT와 달리 자신들의 발명을 지원하지 않는 대학 측의 태도에, 우가 병으로 고생하는 동안 왕안이 특허를 자신의 것으로 만들었다. 매사추세츠 공과대학교의 훨윈드 프로젝트를 이끌던 제이 포레스터 그룹은 왕안의 업적을 알게 되었다. 훨윈드는 실시간 비행 시뮬레이션에 사용될 예정이었고, 빠른 속도의 메모리가 필요했다. 초기에는 윌리엄스관이 사용되었으나 신뢰성이 낮았다.
자기코어 메모리 개발에는 왕안의 라이트 애프터 리드 사이클(write-after-read cycle)과 제이 포레스터의 일치 흐름(coincident-current) 시스템, 두 가지 발명이 핵심적인 역할을 했다. 라이트 애프터 리드 사이클은 정보를 읽으면 사라지는 문제를 해결했고, 일치 흐름 시스템은 여러 개의 코어를 몇 개의 선으로 제어할 수 있게 했다.
1950년대 후반, 극동 지역에 메모리 제조 공장이 설립되면서 수백 명의 노동자들이 저임금을 받으며 코어 메모리를 조립했다. 이로 인해 코어 메모리 가격이 하락하여 1960년대 초에는 주기억장치로 널리 사용되었고, 저렴하지만 성능이 낮은 드럼 메모리와 비싸지만 성능이 좋은 진공관 메모리는 점차 사용되지 않게 되었다.
자기코어 메모리 기술 개발 비용은 무어의 법칙을 따랐다. 초기에는 한 비트당 1달러 정도였으나, 나중에는 0.01달러까지 하락했다. 이후 자기코어 메모리는 1970년대에 실리콘 반도체 메모리칩(램)으로 대체되었다.
왕안의 특허는 1955년에 승인되었지만, 이미 자기코어 메모리가 사용되고 있었기 때문에 소송 문제가 발생했다. IBM은 왕안에게 수백만 달러를 지불하고 특허권을 매수했으며, 왕안은 이 자금으로 매사추세츠에 왕 연구소를 설립하여 크게 확장하였다.
자기코어 메모리는 스위치와 증폭에 자기 특성을 이용하는 기술 중 하나였다. 1950년대에는 진공관이 첨단 기술이었지만 수명이 제한적이고 전력 소모가 컸다. 자기 장치는 트랜지스터와 같은 솔리드 스테이트 장치의 장점을 가지며 군사 및 우주 비행 분야에 응용되었다. 코어 메모리는 비휘발성 메모리로, 전원 공급 문제나 소프트웨어 충돌에도 내용이 손실되지 않았다.
아폴로 우주선의 유도 컴퓨터에는 1024개의 코어를 가진 32×32 규격의 자기코어 메모리가 사용되었다.
2. 1. 개발자
자기 코어 메모리의 기본 개념은 컴퓨터 개발 초기부터 알려져 있었으나, 실질적인 개발은 여러 독립적인 연구자들에 의해 이루어졌다.- 왕 안 (앤 왕)과 웨이-동 우: 상하이 출신의 미국 물리학자들로, 1949년에 '펄스 전송 제어 장치'를 개발했다.[10] 이 장치는 코어의 자기장을 이용하여 전기 기계식 시스템을 제어하는 방식이었다. 왕과 우는 하버드 대학교에서 연구했지만, 대학 측은 이들의 발명을 지원하지 않았다. 우가 병으로 귀국 한 후, 왕은 1955년에 단독으로 특허를 취득했다.
- 얀 A. 라즈만: RCA사의 연구원으로, 1949년에 페라이트 밴드를 금속 튜브에 감는 독특한 코어 시스템을 설계했다.[17] 그러나 그는 RCA에서 셀렉트론 튜브 개발에 주력했고, 코어 메모리 연구는 더 진행되지 않았다.
- 제이 포레스터: 매사추세츠 공과대학교(MIT) 프로젝트 윌윈드의 연구원으로, 여러 개의 코어를 몇 개의 선으로 제어할 수 있는 '전류 일치 시스템'을 발명했다.[12][13] 이를 통해 정보의 3차원 저장이 가능해졌다. 1953년 여름, 포레스터의 기술을 기반으로 한 최초의 자기 코어 메모리가 윌윈드 컴퓨터에 설치되었다.[14]
한국에서는 1950년대 후반, 전전자계산기연구전문위원회에서 고토 에이이치의 이중 주파수 메모리 발명을 시작으로 자기 코어 메모리 연구가 본격화되었다. 이는 파라메트론 컴퓨터 개발과 맞물려 진행되었다.
2. 2. 특허 분쟁
왕안의 특허는 1955년에 승인되었지만, 당시에는 이미 자기코어 메모리가 사용되고 있었다. 이 때문에 긴 소송 문제가 일어났지만, 결국 IBM이 왕안에게 수백만 달러를 지불하고 특허권을 매수하는 방식으로 해결되었다.[24] 왕안은 이 자금을 이용하여 매사추세츠에 위치한 왕 연구소를 크게 확장하였다.한편, 제이 포레스터의 특허를 두고도 IBM과 MIT 사이에 소송이 있었다. MIT는 코어 메모리에 대해 IBM에 비트당 0.02달러의 로열티를 부과하려 했다. 1964년, 수년간의 법적 분쟁 끝에 IBM은 포레스터의 특허 사용 권한을 위해 MIT에 1,300만 달러를 지불했는데, 이는 당시까지의 최대 특허 합의 금액이었다.[25][26]
2. 3. 생산 경제학
초기에는 비트당 1달러에 달했던 자기 코어 메모리의 가격은 생산량 증가와 기술 발전에 따라 1970년대에는 비트당 0.01달러까지 하락했다. 이는 거의 무어의 법칙을 따르는 추세였다.[48]코어 메모리 생산은 노동 집약적인 수작업으로 이루어졌으며, 1950년대 후반부터 한국, 일본, 대만 등 극동 지역의 저임금 여성 노동력이 주로 투입되었다.[48] 이들은 현미경을 이용해 정밀한 작업을 수행했다. TDK 이치카와 공장(1956년 설립), 히타치 모바라 공장 등에서 자기 코어 메모리가 생산되었다. TDK는 파라메트론 컴퓨터용 페라이트 코어 제작에도 참여했다.
1956년, IBM은 자동화 기계에 대한 특허를 출원하여 생산 효율을 높이려 했으나, 완전 자동화에는 한계가 있었다.[48][49]
2. 4. 반도체 메모리로의 대체
1970년대 초, 인텔이 DRAM인 인텔 1103을 개발하면서 자기 코어 메모리는 점차 반도체 메모리로 대체되었다.[53] 인텔 1103은 자기 코어 메모리와 동등한 집적도를 가지면서도 더 저렴한 가격으로 시장에 출시되어, 메인프레임에서 자기 코어 메모리에서 DRAM으로의 대체가 빠르게 진행되었다.[53] 인텔의 초기 로고는 아래로 내려간 "e"가 코어 메모리를 갉아먹는 모습을 형상화했는데, 이는 DRAM이 저렴한 가격, 신뢰성, 공간 절약성을 바탕으로 코어 메모리의 시장 점유율을 잠식하며 보급되었음을 상징한다. 인텔 뮤지엄의 설명에 따르면, 1972년에 인텔 1103 DRAM의 점유율이 자기 코어 메모리의 점유율을 넘어섰다고 한다.[53]
한국에서는 1973년경부터 NEC, 히타치 등에서 반도체 메모리 양산이 시작되었다.[53]
3. 구조와 원리
자기 코어 메모리는 작은 페라이트 자성체 고리(코어)에 케이블이 통과하는 격자 구조로 되어 있다. 각 코어는 1비트를 저장하며, 초기 시스템에는 X, Y, 감지(Sense), 억제(Inhibit)의 4개 전선이 사용되었으나, 이후에는 감지/억제(Sense/Inhibit) 라인으로 통합되었다.[32] 쓰기 케이블은 가로와 세로로 배열되어 각 교차점에 코어가 위치한다.
특정 코어에 데이터를 쓰려면 해당 코어를 지나는 두 가닥의 쓰기 케이블에 전류를 흘려 자화시킨다. 전류 방향에 따라 코어의 자기장 방향(0 또는 1)이 결정된다. 코어는 한 가닥의 쓰기 케이블에 전류를 흘렸을 때는 자화되지 않지만, 두 가닥에 전류를 흘리면 자화되는 특성을 가지고 있다. 자화된 코어는 전류가 멈춰도 자화 상태를 유지하므로 비휘발성 메모리에 속한다.
데이터를 읽을 때는 쓰기 케이블에 전류를 흘려 코어의 자기장 방향을 바꾸고, 읽기 케이블의 전류 변화를 감지한다. 자기장 방향이 바뀌면 읽기 케이블에 전류가 흐르고, 바뀌지 않으면 흐르지 않는다. 이 과정에서 데이터가 초기화되므로, 읽은 후 다시 쓰기 작업이 필요하다(파괴적 읽기).
코어 메모리의 자기 재료는 높은 수준의 자기 잔류성(높은 자화 상태를 유지하는 능력)과 낮은 보자력(자화 방향을 변경하는 데 더 적은 에너지가 필요)을 요구한다. 코어는 한 비트를 인코딩하는 두 가지 상태를 가질 수 있으며, 전원이 꺼져도 내용을 유지하는 비휘발성 메모리이다. 그러나 코어를 읽으면 "0" 값으로 재설정되며, 이후 회로가 정보를 복원한다.
초기 코어 배열은 45도 교대 배치를 사용했지만, 대각선 감지 와이어를 제거하면서 더 조밀한 배치가 가능해졌다.[33]
3. 1. 코어 로프 메모리
코어 로프 메모리는 읽기 전용 메모리(ROM)의 한 형태로, 코어가 변압기로 활용된다. 각 주소 와이어는 이진수 [1]을 나타내기 위해 코어를 통과하거나, 이진수 [0]을 나타내기 위해 코어 바깥쪽을 둘러싸도록 배선된다. 정보는 코어 내부에 자기적으로 저장되지 않으며, 각 단어의 비트마다 하나의 코어가 사용된다. 주어진 메모리 주소의 내용을 읽으면 해당 주소에 해당하는 와이어에 전류 펄스가 생성된다.이러한 방식은 읽기-쓰기 코어 메모리에 비해 물리적으로 큰 코어를 사용하지만, 매우 높은 신뢰성을 제공한다. 대표적인 예로 NASA의 달 착륙에 사용된 아폴로 유도 컴퓨터가 있다.
4. 응용 및 영향
자기 코어 메모리는 비휘발성 메모리의 일종으로, 전원이 꺼져도 내용이 보존되는 특성을 지녔다. 또한 EMP나 방사선에 강한 특성 덕분에, 컴퓨터의 주기억장치뿐만 아니라 다양한 분야에서 활용되었다.[44]
- 군사 및 우주항공 분야: 자기 코어 메모리는 높은 신뢰성과 내방사선성을 요구하는 군사 장비, 전투기, 우주선 등에 사용되었다. 일례로, 우주왕복선의 AP-101B 비행 컴퓨터는 자기 코어 메모리를 사용하여 1986년 챌린저호 폭발 사고 후에도 메모리 내용을 보존할 수 있었다.[44] 아폴로 우주선의 유도 컴퓨터에도 1024개의 코어를 가진 32×32 규격의 자기코어 메모리가 이용되었다.
- 산업 분야: 1세대 산업용 프로그래머블 컨트롤러에도 사용되었다.[44]
한국에서는 파라메트론 컴퓨터 개발과 함께 자기 코어 메모리 연구가 진행되었다. 초창기 컴퓨터인 MUSASINO-1 등에 자기 코어 메모리가 사용되었다.
자기 코어 메모리는 컴퓨터 용어에도 영향을 주었다. 예를 들어, '코어 덤프', 'locore.s', 'caddr_t' 등의 용어는 자기 코어 메모리에서 유래했다.
5. 한국의 자기 코어 메모리 역사
1954년, 도쿄 대학의 고토 에이이치가 파라메트론 소자를 발명하고, 파라메트론에 적합한 이중 주파수 메모리를 개발했다.[55] 1957년, 전전공사 전기통신연구소(통연)의 MUSASINO-1이 일본 최초로 자기 코어 메모리를 채택한 계산기가 되었다.
1950년대 후반부터 일본 제조업체들은 미국과의 기술 제휴를 통해 계산기 기술을 도입하고, 자기 코어 메모리 생산을 시작했다. TDK, 히타치 등은 독자적인 기술 개발을 통해 미국 특허를 취득하기도 했다.
1960년대 후반, 한국의 가오슝 히타치(현 가오슝 징제다 광전 기술) 등에서 코어 메모리 생산이 시작되었다.[60] 일본이나 대만 등 극동의 인건비가 싼 나라의 공장에서 대량의 여공을 투입하여 사람의 손으로 엮는, 전형적인 노동 집약형 제조 방법을 취했다.
1970년대 반도체 메모리의 등장으로 자기 코어 메모리는 점차 대체되었으나, 한국의 전자 산업 발전에 중요한 역할을 했다. 특히 인텔사가 1970년에 출시한 세계 최초의 DRAM인 Intel 1103의 출시 이후, 메인프레임에서 자기 코어 메모리에서 DRAM으로의 대체가 급속히 진행되었다.
참조
[1]
episode
Computer for Apollo
https://www.youtube.[...]
1965
[2]
학술지
A Survey of Digital Computer Memory Systems
IEEE
1953-10
[3]
특허
Magnetic storage and sensing device
1956-04-10
[4]
특허
Magnetic storage and sensing device
1956-04-10
[5]
특허
Sensing device for magnetic record
1960-03-01
[6]
특허
Magnetic storage devices
1962-05-15
[7]
특허
Coincidence detectors
1962-01-09
[8]
특허
Ferroresonant devices
1966-04-12
[9]
서적
Milestones in computer science and information technology
https://archive.org/[...]
Greenwood Press
[10]
학술지
Wang Interview, An Wang's Early Work in Core Memories
https://books.google[...]
Technical Publishing Company
1976-03
[11]
특허
Pulse Transfer Controlling Device
https://patents.goog[...]
[12]
학술지
Digital Information Storage In Three Dimensions Using Magnetic Cores
[13]
특허
Multicoordinate digital information storage device
[14]
학술지
Whirlwind
http://research.micr[...]
The Computer Museum
1983-Winter
[15]
학술지
Conversation: Jay W. Forrester
1983-07
[16]
웹사이트
Jay Forrester's Shock to the System
http://sloanreview.m[...]
2009-02-04
[17]
특허
Magnetic System
1957-05-14
[18]
학술지
Jan A. Rajchman
http://books.nap.edu[...]
National Academy of Engineering
[19]
서적
Computer Architecture and Organization
McGraw-Hill International Book Company
[20]
서적
Project Whirlwind - The History of a Pioneer Computer
Digital Press
1980
[21]
서적
Proceedings of the 1952 ACM national meeting (Pittsburgh) on - ACM '52
1952-05-02
[22]
서적
IBM's 360 and Early 370 Systems
MIT Press
1991
[23]
특허
Selectors for Automatic Phonographs
1960-02-02
[24]
웹사이트
An Wang Sells Core Memory Patent to IBM
http://www.computerh[...]
Computer History Museum
2010-04-12
[25]
웹사이트
Magnetic Core Memory
http://www.computerh[...]
Computer History Museum
2018-04-01
[26]
문헌
[27]
문헌
[28]
특허
Method and Apparatus for Threading Perforated Articles
1960-11-01
[29]
서적
IBM's Early Computers
MIT Press
[30]
특허
Wire Threading Method and Apparatus
1967-04-18
[31]
특허
Core Patch Stringing Method
1975-03-25
[32]
특허
Magnetic core storage device having a single winding for both the sensing and inhibit function
1967-07-04
[33]
특허
High Density Core Memory Matrix
1973-01-16
[34]
웹사이트
Project History: Magnetic Core Memory
https://web.mit.edu/[...]
2023-07-14
[35]
간행물
The new AP101S General-Purpose Computer (GPC) for the Space Shuttle
[36]
서적
Proceedings of National Aerospace and Electronics Conference (NAECON'94)
1994-05-23
[37]
문서
[38]
간행물
Project MAC. Progress Report IV. July 1966-July 1967
https://apps.dtic.mi[...]
Massachusetts Institute of Technology
2020-12-07
[39]
문서
The New Hacker's Dictionary
[40]
서적
FABRI-TEK Mass Core 'Moby' Memory
https://www.computer[...]
1967-08-04
[41]
웹사이트
Moby Memory
http://ljkrakauer.co[...]
2020-12-07
[42]
문서
Hackers: Heroes of the Computer Revolution
[43]
서적
Control Data 6600 Training Manual
Control Data Corporation
1965-06
[44]
웹사이트
Magnetic Core Memory
http://www.magnet.fs[...]
National High Magnetic Field Laboratory: Museum of Electricity and Magnetism
[45]
문서
[46]
특허
Magnetic System
1957-05-14
[47]
학술지
Jan A. Rajchman
http://books.nap.edu[...]
National Academy of Engineering
[48]
특허
Method and Apparatus for Threading Perforated Articles
1960-11-01
[49]
서적
IBM's Early Computers
MIT Press
[50]
특허
Wire Threading Method and Apparatus
1967-04-18
[51]
특허
Core Patch Stringing Method
1975-03-25
[52]
특허
Magnetic core storage device having a single winding for both the sensing and inhibit function
1967-07-04
[53]
특허
High Density Core Memory Matrix
1973-01-16
[54]
웹사이트
Jay Forrester's Shock to the System
http://sloanreview.m[...]
2009-02-04
[55]
특허
Digital memory system
[56]
문서
パラメトロン用記憶装置の開発
東京大学
[57]
웹사이트
パラメトロン計算機pc-1
http://museum.ipsj.o[...]
[58]
웹사이트
2016/3/10 DIPS4150形磁気ドラム記憶装置が「情報処理技術遺産」に認定されました。
http://www.hct.ecl.n[...]
NTT技術史料館
[59]
웹사이트
【福田昭のセミコン業界最前線】Intelの歴史を「インテルミュージアム」から振り返る【メモリ編】
https://pc.watch.imp[...]
PC Watch
[60]
잡지
『日立評論』
[61]
잡지
『日立評論』
[62]
특허
[63]
웹사이트
発見と発明のデジタル博物館： 磁性薄膜メモリの発明開発 (専門向け)
https://dbnst.nii.ac[...]
[64]
웹사이트
ワイヤメモリーシステム
https://www.museum.u[...]
電通大 UEC コミュニケーション ミュージアム所蔵
[65]
트위터
阪口哲男のtwitter
https://twitter.com/[...]
2020-08-01
[66]
문서
[67]
문서
[68]
서적
困ります、ファインマンさん
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com