Restauración de RAM: reparación de memoria dentro de un mainframe IBM de 50 años

Las computadoras centrales pueden parecer extrañas ahora, pero gobernaron la industria informática durante décadas a partir de la década de 1950. Una sola empresa dominó la industria durante gran parte de ese tiempo: IBM. Uno de los sistemas más pequeños, pero críticamente importantes de la compañía, fue el IBM 1401, una solución de procesamiento de datos producida por primera vez en 1959. Estos sistemas de bajo costo (alquilados por aproximadamente $ 20 mil al mes en dólares de 2015) se basaban en una arquitectura de seis bits y utilizaban memoria de núcleo de ferrita.

La memoria del núcleo de ferrita se basa en cables enhebrados a una serie de anillos toroidales para establecer una carga en sentido horario o antihorario. Los bits se pueden establecer en 1 o 0 de esta manera, aunque el proceso de lectura de un bit también lo restablece (lo que se denomina lectura destructiva). A diferencia de la RAM moderna, los núcleos mantuvieron su estado de carga cuando se desactivó la energía. Y, a diferencia de la SRAM moderna, la memoria central generalmente se diseñaba y construía a mano, lo que imponía límites estrictos a su capacidad de escalar. Un articulo reciente se sumerge en los desafíos de la resolución de problemas de este tipo de memoria obsoleta y la propia IBM 1401, y es una mirada fascinante a lo diferente que solía ser la reparación de una computadora.

Memoria de núcleo de ferrita. Imagen de Ken Shirriff

Memoria de núcleo de ferrita. Imagen de Ken Shirriff



La memoria central del IBM 1401 se muestra arriba. Cada cuadrícula de cables de 80 × 50 contiene 4.000 núcleos de memoria. Cada una de estas placas contiene 500 bytes de memoria; El 4K de memoria del 1401 constaba de ocho placas base, y había 16 placas en el módulo adicional 1406. Todos los planos defectuosos en este caso estaban ubicados en la misma área contigua de 4K RAM (el 1401 es anterior al estándar de ocho bits que usamos hoy; usa caracteres de seis bits). Como señala el artículo, todas las direcciones que estaban fallando terminaron en 2, 4 y 6, pero desenredando por qué esas direcciones estaban fallando tomó tiempo adicional y cierto conocimiento íntimo del esquema de codificación de memoria del sistema.

Ocho de estos jabalíes juntos componían 4K de RAM. Imagen de Ken Shirriff

Ocho de estas placas juntas componían 4K de RAM. Imagen de Ken Shirriff

Lo que es particularmente interesante de este sistema es el grado de documentación que proporcionó IBM (cientos de hojas impresas que detallan la función exacta de cada tarjeta, cable y sistema en la computadora) y la pura física de los distintos componentes. Con solo 1-2 transistores por tarjeta de sistema modular estándar, puede ver, literalmente, todos los componentes que se conectan a todas las demás partes del sistema. Incluso la memoria está dispuesta en alambre y disponible para inspección. Cada componente del sistema está documentado en papel, incluso si los planos antiguos son increíblemente difíciles de leer y se ejecutan en miles de páginas.

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Dos transistores (tapados en rojo). Imagen de Ken Shirriff.

Incluso a principios de la década de 1960, era obvio que algunas de estas tendencias no podían persistir, pero una de ellas, el uso de memoria con núcleo de ferrita, se mantuvo hasta la introducción de DRAM a principios de la década de 1970. La disposición de los cables y los diseños de la memoria con núcleo de ferrita presentaban barreras para el escalado que la miniaturización no podía superar, ya que la mayor parte de la memoria central era hecha a mano. Hoy, podemos empaquetar 4K de RAM en estructuras que sobrepasan los límites del Mark One Eyeball. Pero es fascinante ver las reliquias de otra época, cuando la estructura y la lógica de la computación era algo que cualquiera podía observar sin siquiera un microscopio.

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