“但光有存储器不够,运算部件必须跟上。”他转身在黑板上“电子管”符号旁画了个微小的矩形,标注“半导体晶体管”:“柏则善,你们半导体厂做出的晶体管,体积只有电子管的百分之一,功耗更是千分之一。如果用晶体管替代电子管做逻辑电路,运算器的体积能从一张桌子缩小到一个木箱,功耗从数百千瓦降到几十瓦,这才是半导体计算机的核心优势。”
会议到此,大家围绕着如何实现这种新设备展开了讨论。
方文在讨论中,一点点将自己掌握的相关理论知识倒出来。
但光有理论可不行,必须通过不断的科研实践,才能排除各种问题,实现晶体管计算机技术。
从芷江机场回来后,方文开了一场科研会,便全身心投入了晶体管计算机的研发中。
首先是存储架构设计。
磁芯存储器由大量的铁氧体磁芯组成,这些磁芯通过细导线交叉编织成网格阵列,每个磁芯位于两根导线线和 y线的交叉点,形成唯一的地址。
在晶体管计算机中,需要设计相应的电路来控制这些 线和 y线的电流,以便能够准确地寻址到每个磁芯,实现数据的读写操作。
同时,还需要有一条斜穿磁芯的读出线,用于检测磁芯磁化方向变化时产生的感应电流,从而读取存储的数据。
然后是如何实现读写电路:
写入数据时,在需要写入的磁芯所对应的 、y坐标线上各输入稍高于 50%磁环磁化阈值的电流,只有 、y坐标对应的那个磁芯上会同时在两条线中都有电流,迭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。
读出数据时,分别在 、y送入读出电流,读出电流的大小和写入时一样也是略大于 50%磁化阈值的电流,如果磁芯的本来磁场方向和读出电流所对应的磁场方向相反,那么由于磁芯的磁性状态发生翻转,会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,由此可知这个磁芯存储的是和读出信号相反的数据;
如果磁芯的本来磁场方向和读出电流所对应的磁场方向一样,那么在斜穿的读出线上就不会有感应电流,即磁芯存储的是和读出信号相同的数据。
由于读出是破坏性的,所以读完之后还需要立即用放在缓存中的原来存储的数据重新再写一遍回去,以恢复本来的数据。
整体性存储器设计后,方文便带着技术研究人员进行试验调整。
借助于奥丁戒指,他能看到电场的变化,让试验少走了很多弯路,只用了一周时间便确定了存储器。
光有存储器可不行。
还要与晶体管逻辑电路配合:
晶体管逻辑电路包括运算器、控制器。
控制器需要根据程序的指令,控制磁芯存储器的读写操作,以及将数据在磁芯存储器和运算器之间进行传输;运算器则需要从磁芯存储器中读取数据进行运算,并将运算结果写回磁芯存储器。
除此之外,还需要输入和输出设备。
整整一个半月时间。
方文都待在研究院。
他全力以赴,并用了上异能来开发这个划时代的技术。
每一个部件,每一个问题,他都需要顾虑。
那枚以前感觉没有太大作用的奥丁符文戒指,现在终于派上了大用处。
利用戒指可以感应电场的能力,方文在整个研发过程中少走了很多弯路,让研发速度大幅提升。
当然,这种设备和未来的计算机比起来,还有很大差距。
但和几年后美国国家实验室造出的那种大型电子管计算机比起来,方文制作的这种半导体计算机设备就先进很多了。
整个设备,包括三个部件。
输入输出设备,控制器和逻辑集成电路,存储器。
泰山晶体管计算机输入装置按键,输出装置小型显示器
泰山晶体管计算机,存储器磁芯板
泰山晶体管计算机,控制器和逻辑集成电路板
体积方面来说,只用半个房间就可以容纳。
相比电子管计算机如eniac需占用 3个教室,晶体管计算机如 ibm 7090需要2个房间容纳,这款设备小了很多。
而计算能力却更高。
同时能耗也降低许多,只用配备一个风冷装置就能实现设备运行降温。
泰山研究院会议室。
全研究院各项目组负责人全部参与本次会议。
方文面带笑容上台主持。
“经过一个多月时间攻坚,我们泰山研制出了世界上第一款晶体管计算机。”
下面一阵议论,大家都对这种新设备很好奇。
方文抬手,制止议论声,继续道:“设备已经经过测试,可以使用。现在有了先进的计算设备,自然是将其物尽其用。但考虑到设备非常珍贵,必须有专人操作维护,因此,我准备成立计算中心,从各部门招一批数学能力强的人才,作为计算中心的运算维护工作人员。”
他说完后,立即有人询问。
“总经理,这个先进计算设备,到底有多先进。”
方文回道:“你平常需要用一个月计算量,在这台设备上运算,估计只需要一个小时。”
这种比喻,极大的颠覆了在场技术人员的认知。
也让他们意识到,科研工作将会面临大改变。
为此,各部门的负责人都积极面对此事。
会议结束后,各部门都在内部召开了数学人才引荐活动,都希望自己部门的人可以更多一些去计算中心。
(本章完)