磁芯存储器概述

磁芯存储器是随机存取计算机存储器的主要形式，存在20年。这种存储器通常被称为核心存储器，或者非正式地称为核心存储器。核心使用微小的磁环(环)，核心通过线程来写入和读取信息。 每个核心代表一点信息。 磁芯可以以两种不同的方式(顺时针或逆时针)磁化，存储在磁芯中的位为零或一，取决于磁芯的磁化方向。 布线被布置成允许单个芯被设置为1或0，并且通过向所选择的导线发送适当的电流脉冲来改变其磁化。 读取内核的过程会导致内核重置为零，从而将其擦除。 这称为破坏性读数。 在不进行读写操作时，即使关闭电源，内核也会保持最后的值。 这使它们成为非易失性的。

早期的计算机最常见的存储器是各种磁芯制成的。这种磁芯存储器已被微型集成电路块上的半导体存储器所取代。磁芯存储器是华裔王安于1948年发明的(注)。最初的磁芯存储器只有几百个字节的容量。磁芯的英文名称就是core，磁芯存储器就叫作core memory。如今，虽然磁芯存储器已经被淘汰，但一些人还是出于习惯把内存叫做core。在铁氧体磁环里穿进一根导线，导线中流过不同方向的电流时，可使磁环按两种不同方向磁化，代表“1”或“0”的信息便以磁场形式储存下来。

磁芯在导线上流过一定电流下会被磁化或者改变磁化方向，事先可以通过实验和材料的工艺控制得到这个能够让磁芯磁化的电流最小阈值。每个磁芯都有XY互相垂直的两个方向的导线穿过，另外还有一条斜穿的读出线，上面的照片中可以清楚地看到这些线，这些线组成阵列，XY分别做两个不同方向的寻址。磁芯根据磁化时电流的方向可以产生两个相反方向的磁化，这就可以作为0和1的状态来记录数据。写入的时候在需要写入的磁芯所对应的XY坐标线上各输入稍高于50%磁环磁化阈值的电流，所以这样只有XY坐标对应的那个磁芯上会同时在两条线中都有电流，叠加之后会超过阈值的电流，磁芯因而磁化或者改变磁化方向从而写入一位数据，而其他所有的磁芯内通过的电流或者是0，或者是50%磁化阈值，都达不到磁化电流不能被磁化，所以没有数据写入。读出的时候比较复杂，分别在XY送入读出电流，读出电流的大小和写入的时候一样也是略大于50%磁化阈值的电流，读出电流的方向我们是事先知道的，这样在XY寻址坐标所对应的那个磁芯里就会有超过阈值的电流，如果它的本来磁场方向和读出电流所对应的磁场方向相反的话，那么由于磁芯的磁性状态发生翻转，有巨大的磁通量变化，在斜穿的读出线上就会有大的感应电流，所以我们就知道这个磁芯存储的是和读出信号相反的数据。如果它的本来磁场方向和读出电流所对应的磁场方向一样的话，那么由于磁芯的磁性状态没有发生变化，在斜穿的读出线上就不会有感应电流，所以我们就知道这个磁芯存储的是和读出信号相同的数据。磁芯中的数据就这样被读出了，不过这还没有完，因为值得注意的是这时候在读完数据之后显然无论原来磁芯上存的是什么数据，读过之后就都被写成同样的读出数据了，也就是这个读出是破坏性的，所以必须有个办法在读出之后恢复存储的数据。所以读完之后还需要立即另外重新再写一遍原先的数据进去，恢复本来的数据，方法就是前述的写入数据的方法，用放在缓存中的磁环中原来存储的数据写回去。所以磁芯存储器的读相当麻烦，也比较慢。读出时没被选中的磁芯和写入时一样，都不会改变磁性状态而产生感应电流，所以不会被读出也不会干扰被选中的磁芯读出数据。磁芯存储器有个和一般我们的存储概念不同的地方，就是通常情况下一个存储器的写入总是比读出要慢，但是磁芯存储器恰恰相反，它是读出比写入慢，因为它的读出是破坏性的，所以读出必须包括一个写入的过程以恢复数据。