Les anciennes technologies
On
peut faire remonter la première réalisation mécanique de la fonction
mémoire au mécanisme à roues de la Pascaline, mécanisme dont le
principe a été conservé jusqu'aux années 1950 dans les totalisateurs
des tabulatrices mécanographiques.
Durant les trois premières décennies de l'ère des ordinateurs (1940-1975), des technologies très diverses ont été essayées:
Mémoires à accès direct
- technologies à relais (Bell)
- technologies à tubes électroniques (double-triode).
On utilise pour un point mémoire un circuit multivibrateur bistable (appelé communément flip-flop).
Cette technologie représentait un saut technologique dans la vitesse de
calcul des ordinateurs de première génération. Elle avait
l'inconvénient d'une fiabilité réduite et d'un coût extrêmement élevé.
- technologies de registres transistorisés.
Directement dérivée de la mémoire à tubes électroniques, la mémoire à
base de transistors a été utilisée pour les registres, tampons et
autres éléments logiques maintenant intégrés dans le circuit des
processeurs.
Beaucoup plus fiable que son équivalent à tubes, elle est moins
coûteuse mais sera néanmoins remplacée pour la mémoire principale par
des circuits intégrés à effet de champ (MOSFET).
- mémoire à tube cathodique (tube de Williams).
Découverte simultanément par RCA et par l'université de Manchester
(UK), la mémoire utilisant la rémanence d'un tube cathodique semblait
associer grande capacité, coût modéré et temps d'accès réduit. Ce fut
la mémoire de choix des premiers grands ordinateurs IBM (701, 702).
Cependant la fiabilité laissait sérieusement à désirer et dès 1958,
cette technologie fut remplacée par celle des mémoires à tores.
- mémoires à tores de ferrite
Inventée au milieu des années 1950 autour du MIT de Boston (Whirlwind),
cette technologie parut pendant deux décennies devoir être celle des
ordinateurs. Son gros avantage était une capacité relativement grande,
un temps d'accès de l'ordre de la microseconde, la permanence (maintien
de l'information en l'absence d'alimentation) et la fiabilité.
A la fin des années 1960, furent essayés des procédés industriels
d'utilisation du même phénomène de mémoire magnétique (films minces,
mémoires à fils). D'autre part, des essais furent menés pour fournir
des mémoires de grande capacité en sacrifiant quelque peu le temps
d'accès (Bulk Core Storage)
Mémoires à accès séquentiel
Lignes à retard
La
technologie des lignes à retard avait fait ses preuves dans le domaine
du radar. Elle s'accordait bien avec l'architecture en série des
ordinateurs moyens, solution de choix dans les années 1950 pour réduire
le coût des processeurs à tubes électroniques. On distingue :
- lignes à retard ultrasoniques dans un bain de mercure :
La propagation des impulsions ultrasoniques dans un bain de mercure fut
utilisée dans l'UNIVAC 1, premier ordinateur de gestion en 1950.
- lignes à retard à magnétostriction :
D'autres constructeurs eurent recours au même principe, mais plutôt que
des bains de mercure, ils utilisèrent des mémoires où les impulsions
sont retardées dans des lignes à magnétostriction. La magnétostiction
est la propriété de certains matériaux, par exemple le nickel, de se
déformer sous l'effet d'un champ magnétique. Si on envoie une
succession d'impulsions magnétiques à l'extrémité d'un fil de nickel,
une suite de torsions se propagera le long de ce fil qui, rebouclé sur
lui-même, constituera une mémoire.
- lignes à retard électriques :
Elles sont constituées d'une succession de cellules self-capacité qui
peuvent être à constantes localisées ou à constantes réparties. On voit
sur la photo une ligne à retard à constantes localisées du Gamma 3 de
Bull (1953). A droite détail. On distingue nettement les bobines de
self et les capacités.
Les
tambours magnétiques avaient sur les mémoires précédentes un avantage
incontestable de capacité (près de 100 millions d'octets), sans compter
la permanence et une bonne fiabilité. Par contre le temps d'accès aux
informations était important (~10 ms) et variable (de 1 à 20 ms). Les
tambours purent subsister jusque 1960 (SEA CAB500), mais étaient déjà
en train d'être relégués au rang de mémoire secondaire.
La
mémoire à tambour est limitée par son coût (une tête et son
électronique par piste), son temps d'accès (10 ms) et une relative
faible densité d'enregistrement (due à la distance tête-surface).