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TUhjnbcbe - 2024/10/9 17:17:00

今日,无处不在的科技,都离不开网络、计算和存储。其间信息存储的开展前史最悠长,堪称万年进化史。关于电脑三大件,人们总是在说“CPU主板显卡”,但是每个方位都是无可替代的,这也是不争的现实,存储文件的介质一直是机械硬盘作为主导,近几年慢慢变更为固态硬盘,那内存作为主板上一条插着的“电路板”,究竟经历过什么样的开展呢?

今日,科技拾遗就带大家探寻内存的开展史。

年5月1日,德国半导体巨子英飞凌(Infineon)分拆了内存事业部在纽交所上市,股票代码叫做Qi。官方说Qi有两个意思,一个是中文的“气”,代表活动的能量(EnergyFlow);另一个意思是它的发音,念作Key,表示敞开世界的钥匙。

奇梦达内存芯片,图片来自网络

这家拥有如此哲学称号的公司叫做奇梦达(Qimonda),相信今日很多硬件爱好者都不知道这家公司,因为这家曾今位列世界第二的内存公司,只是存活了三年。

其实,各大半导体巨子拆分内存事业部在业内有着悠长的前史。从年开端,排名世界第三的韩国现代半导体强制收买了LG半导体;日立和NEC合并了其内存部门产生了尔必达(Elpida);IBM退出和东芝合资的Dominion然后退出内存业务;刚刚完结收买德州仪器(TI)内存部门的镁光(Micron)也是在年正式进入大陆商场。

为什么各个电子巨子都纷纷剥离自己的内存业务呢?

因为内存价格波动巨大,而且经常是亏多赚少。上市母公司和投资者可不喜爱财报上面的盈亏起伏过大的。但是内存的中心技能和不定期的巨大利润,又让巨子们不愿意彻底抛弃这项技能,所以只能名义上剥离,但实际暗地操控。简单来说,内存芯片的性质和大宗产品相似,属于通用原材料,价格由供需决定。而内存便是电子行业的石油,几乎每个产品都需要。

从人类文明诞生以来,人类就一直在寻求能够更有用存储信息的办法,从4万年前的洞穴壁画、年前泥板上的楔形文字,到今日遍及的SSD/闪存,再到对量子存储、DNA存储技能的探究,脚步从未中止。

远古时期的楔形文字,图片来自网络

那么,内存是如何开展到如今这个高度,导致一切电子产品都必须依靠它呢?它又是如何一步步走到现在的高度呢?

改动数据处理的第一步

在19世纪的英国,有位闻名的数学家查尔斯·巴贝奇,在年初次想到能够使用机械来计算数学表,也便是“可编程计算器”,于是在年到他去世的年期间,一直在企图建立一个叫“剖析机(AnalyticalEngine)”的东西,而剖析机实际上便是现代计算机的前身。便是使用打孔卡,作为剖析机的只读存储器,而这种世界上最早的可编程计算器可贮存相当于现在个字节的信息。

然后一个名叫赫尔曼·霍列瑞斯的教授想到,如果运用打孔技能进行数据计算,那么会节约十分多的时刻和人力成本,而且这种办法相较于人为计算来说愈加不容易出现失误。在美国人口局工作过的霍列瑞斯首要把穿孔纸带改造成穿孔卡片,以适应人口数据收集的需要。因为每个人的查询数据有若干不同的项目,如性别、籍贯、年纪等等。他把每个人一切的查询项目依次排列于一张卡片,然后依据查询结果在相应项目的方位上打孔。

例如,穿孔卡片“性别”栏目下,有“男”和“女”两个选项;“年纪”栏目下有从“0岁”到“70岁以上”等系列选项,如此等等。计算员能够依据每个查询对象的具体情况,分别在穿孔卡片各栏目相应方位打出小孔。每张卡片都代表着一位公民的个人档案。于是,年,世界上首个运用打孔卡技能的数据处理机器-主动制表机诞生了。

赫尔曼·霍列瑞斯和他的主动制表机,图片来自网络

这项创造在年的美国第三次人口普查中获得了全面运用,平均每台机器可替代人进行工作,仅耗时1年时刻就完结了美国的人口普查工作,要知道在年的美国第一次人口普查但是耗费了七年半的时刻。

尽管霍列瑞斯创造的并不是通用计算机,除了能计算数据表格外,它几乎没有别的什么用途,但是,制表机穿孔卡第一次把数据转变成二进制信息。在今后的计算机系统里,用穿孔卡片输入数据的办法一直沿用到20世纪70年代,数据处理也开展成为电脑的主要功能之一。

赫尔曼·霍列瑞斯创建了IBM前身,图片来自网络

而这台机器的创造者赫尔曼·霍列瑞斯依托自己创造的制表机,“下海”创办了一家专业制表机公司,但不久就因资金周转不灵陷入困境,被另一家CTR公司兼并。年,CTR公司正式更名为“世界商业机器公司”,也便是咱们现在所了解的IBM,专门出产打孔机、制表机一类产品。而诞生于年的这台机器则被后人称之为IBM机。

乔布斯只是站在了巨人的肩膀上

IBM机在全世界百货大楼、电气公司、药品公司、钢铁厂、铁路公司的大放异彩,人们开端认识到数据的贮存和计算中蕴含着多大的商机。跟着第二次技能革命落下帷幕,电磁技能得到广泛的运用。这也给贮存技能带来了天翻地覆的改动。

年,奥地利IT工程师GustavTauschek创造了-“磁鼓存储器”。这也是世界上第一个被广泛运用的计算机存储器。尽管这种存储器在年被创造了出来,但是通过20多年的时刻,这项技能才被广泛运用。在“磁鼓存储器”被创造的后十年中,还有一些其他类型的存储器被世界各地的科学家创造。

最早磁鼓存储器的模型,图片来自网络

比方德国工程师KonradZuse创造的Z3计算机,就运用了机械滑动金属存储器,而Z3则被称之为世界上第一台“图灵彻底”的计算机(一种可不受存储容量限制的遐想计算机)。而被称之为世界上第一台计算机的阿塔纳索夫-贝瑞计算机,则运用电容器列阵配合两个旋转鼓,进行打孔计算,与打孔板相同存储解决方案。而闻名的ENIAC计算机使用汞和镍构成水银延迟线存储器。

世界上第一台计算机阿塔纳索夫-贝瑞计算机(复刻版),图片来自网络

到了20世纪50年代,由水银延迟线、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯等设备,构成了最前期的电子计算机的主存储器。

磁芯存储器是别的一个广泛选用的存储技能,也是现代计算机主存储器开展的第二个重要的里程碑式的技能。尽管大多数人以为,这项技能的一切关键部件直到年才被开发出来,但是实际上,这一切的想法都要追溯到年,麻省理工学院的JayForrester首要在他的硕士论文中首要提出了这项技能的构想。

与此同时,美籍华裔科学家王安博士,也提出对磁芯存储器的研讨稍微不同的观点。磁芯存储器对中心的最基本的原理,便是运用了一个“磁芯”,磁芯在导线上流过必定电流下会被磁化或者改动磁化方向,就产生了两个彻底不同的结果,这就能够作为0和1的状态来记录数据。在20世纪60年代到20世纪70年代初,全球90%以上的电脑都开端运用非易失性磁芯存储器技能。

最早的磁芯存储器都是以绳结形式出现的,图片来自网络

这种磁芯存储器,能够在没有电源的情况下无限期的保存计算机上的数据内容,而且也相对不受EMP和辐射的影响。这个重要的特征构成了第一代工业可编程操控器,使其在军事装置和战斗机等航空航天领域得到广泛的运用。例如IBMAP-B飞行计算机开始运用的磁芯存储器,即便在年挑战者发射失败解体后,其操控数据也能得以保存。这也便是咱们现在所熟知安装在航天器上“黑匣子”的雏形。

磁芯存储器的运用催生了黑匣子的诞生,图片来自网络

而在家用电脑的运用上面,磁芯存储器的发挥同样优秀。前期的磁性存储器的在功能提高上的有着十分大的效果,就连苹果第一位员工BillFernandez在承受采访时说:“其时我和乔布斯的梦想便是得到一块老式磁芯存储器,那是最早的电子内存。如果咱们得到它,那么咱们就能够组装自己的计算机了!”

年青的乔布斯和他的AppleI,图片来自网络

从上面的采访对话中咱们能够看出,在那个年代,磁芯存储器对于乔布斯这样的创业者有多么的重要,他们想:谁能得到它就能得到全世界。

而现实也确实如此,在之后的个人电脑领域,苹果的好口碑和超高的功能得到商场的认可,时至今日它依旧是改动世界的科技公司,而乔布斯更是被科技圈的从业人士亲切的奉为“乔帮主”。但这一切的背面,全部都是因为受磁芯贮存器而影响,而规划出来的AppleII的一炮而红,然后也彻底让千万家庭翻开大门,迎接个人电脑的到来。

兵家必争之地

跟着乔布斯和他的AppleII获得巨大的成功,让许多半导体制造商认识到了存储器技能对于个人电脑的重要性。作为存储器开山祖师的IBM自然不能让自己发家的战场让他人占据。AppleII的爆红则直接让后来的存储技能也从最开端侧重数据存储转向了提高计算机功能,也便是咱们后来说的计算机内存技能

一炮而红的AppleII,图片来自网络

年IBMThomasJ.Watson研讨中心的RobertH.Dennard创造了动态随机存取存储器(DRAM),也便是咱们现在所熟知内存条雏形。它能够与CPU直接交换数据,而且具有超快的读写速度,这在很大程度上提高了计算机实时运行的工作效率和运算量,与磁芯存储器不同的是,它无法在断电后继续保存数据,其规划的初衷便是为了提高计算机的实时读写速度。这项技能在年由IBM申请了专利。

尽管IBM将这项技能创造出来,但是其昂贵的成本是个人计算机用户无法承担的。就在这时,一个由四个仙童半导体的“叛逃者”创建的小公司跳了出来,凭借着每bit存储只要一美分的DRAM产品,从巨子IBM手中抢夺商场。这个产品则是ikb内存芯片,其背面的制造商便是咱们现在所熟知的芯片巨子:Intel!而这款划年代的内存产品,则为Intel赚取了公司成立今后的第一桶金!

i内存芯片为Intel赚取了第一桶金,图片来自网络

后来跟着年代的开展,三星、镁光、金士顿等新式内存厂商不断涌现,加快了个人电脑内存开展,咱们手中的电脑也从最开端的M内存,变成了32GB和64GB。超大的内存容量使得个人PC和主机能够运行更多更杂乱的运算任务和游戏,然后催生出了根据电脑的各行各业。

小探不由在想,达尔文的进化论考究生命为了适应环境而产生进化,那么科技是否如此呢?一百多年前的查尔斯·巴贝奇和赫尔曼·霍列瑞斯可能从未想过,自己根据计算学所研制出来的技能,在一百年后会彻底改动人类的年代进程,让科技跟着年代的潮流自在“进化”或许也是大自然的选择。

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