ذاكرة مغناطيسية النواة

الشكل الأكثر شيوعاً من الذاكرة الرئيسية يتألف من عدد كبير من الحلقات الحديدية والذواكر والمرتبطة معا بتركيب يشبه الشبكةِ بأسلاكِ منسوجة خلال الفتحات في المنتصف. في الأنظمة المبكرة كان هناك أربعة أسلاك X، Y والحساس والمانع، لكن الذواكر التي أتت لاحقا دمجت السلكين الأخيران في خط واحد يدعى الخط المانع - الحساس. تخزن كل حلقة وحدة ذاكرة (bit) واحدة (0 أَو 1). تَعتمدُ الذواكر الرئيسية على استقرار المادة المغناطيسية المستَعملة في تشكيل الحلقات. حقل مغناطيسي واحد فقط من خلال كثافة محددة (تولدت بالأسلاك خلال الحلقة) يمكن أَن يسبب تغيير القطبية المغناطيسيِة للحلقة. من أجل اختياَر موقع الذاكرة، يمكن أن يحفز خط X واحد وخط Y واحد بنصف التيار المطلوب ليسبب هذا التغيير (تغيير القطبية). فقط الحقل المغناطيسي المتشابك والمولد حيث ناقل خطوط X و Y كاف لتَغيير الحالة، وإن حلقات أخرى تتطلب فقط نصف الحقل المطلوب أَو لا شيء مطلقاً. بتحفيز التيار خلال الأسلاك في اتجاه معين فإن الحقل المحرض الناتج يجبر حقل الحلقة المغناطيسيِ إلى نقطة معينة في أحد الاتجاهات أَو الآخر (شمال أَو جنوب).[2]</ref>

إن القراءة من الذاكرة الرئيسية معقدة بعض الشيء. أساساً إن عملية القراءة تَشمل عملية «نقرة إلى (0)» إلى bit التي نحن في صددها أي أن تحفيز خطوط X و Y بنِصْف الطاقة في الاتجاه الذي يجعل قطبية الحلقة تتحول إلى قطبية تعتبرها الآلة صفر. إذا كانت الذاكرة مسبقاً في حالة الـ (0)، لا شيء سيحدث. على أية حال إذا كَانَت الذاكرة في الحالة (1)فإنها ستقلب إلى (0) إذا حدث هذا التحول فإن نبضة صغيرة من الطاقة سوف يتحول إلى خَطّ الحساس. إذا لم ير النبضِ، فهذا يعني أنه لم يحدث أي تحول، لذا يجب أن تكون الذاكرة مسبقاً في الحالة الـ (0). لاحظ أن كل قَراءة تجبر الذاكرة التي نحن بصددها على التحول إلى حالةِ الـ (0)، لذا القراءة تخريبية والتي هي أحد شذوذ الذاكرة الرئيسية. إن الكتابة مماثلة في المفهوم، لكن دائماً تَشمل تحولاً إلى عملية الـ1 ، بالاعتماد على الذاكرة التي كانت مسبقاً في حالة الـ (0) في القَراءة السابقة إذا كانت الذاكرة التي نحن بصددها تحمل نبضة (1) فإن العملية تتابع بشكل طبيعي والذاكرة تتحول إلى (1).و لكن إذا حملت الذاكرة (0) بدلاً من ذلك فإن كمية صغيرة من التيار ترسل إلى خَطّ التثبيط بما فيه الكفاية لتخفيض الحقلِ المشكل من X و Y ويثبط الخطوط إلى ما دون الكمية اللازمة لإنجاز التحول وهذا ما يترك الذاكرة في الحالة (0). لاحظ أن أسلاك الحساس والمانع تستعمل الواحدة تلو الأخرى وليس في نفس الوقت. لهذا السبب فإن أنظمة الذواكر لاحقاً دمجت الاثنان في سلك واحد واستعملت مجموعة الدارات الكهربائية في وحدة التحكم المركزية لنقل مهمة السلك من الحساسِ إلى الماَنع. لأن الذاكرة تتطلب دائماً الكتابة بعد القراءة فإن العديد من الحاسبات تَضمنت الأوامر التي استغلت هذه الميزة. هذه الأوامر ستستَعمل عندما نفس الموقع كَان سيقرأ حيث يتَغير وبعد ذلك يكَتب، مثل عملية زيادة. في هذه الحالة فإن الحاسوب سوف يطلب من وحدة التحكم المركزية الَقراءة، لكنه بعد ذلك سيشير إليه بالتوقف قبل عملية الَكتابة التي ستأتي لاحقاً. عندما يكتمل الأمر فإن وحدة التحكم المركزية سيكون غير متَوقف، والكتابة ستظهر بقيمة جديدة وفي أنواع محددة من العمليات فإن هذا سيضاعف السرعة عملياً.

ذاكرة لغة الآلة في أغلب الأحيان تستَعمل لتَزويد ذاكرة المسجل. يربط هذا الشكلِ من الذاكرة الرئيسية ثلاثة أسلاك خلال كل حلقة على الشريحة، ذاكرة القراءة والكتابة لقراءة أَو توضيح الكلمات فإن كامل التيار يطبق على خط قراءة واحد أَو أكثر، هذا يوضح أن الحلقات المختارةَ التي تحول نبضات الجهد إلى خطوط القَراءة والإحساس. عادة من أجل القراءة فإن خَط لغة واحد سيتم اَختياره؛ لكن من أجل لغة القراءة المتعددة والواضحة فإن خطوط القراءة يمكن أَن تَختار بينما خطوط الإحساس والَكتابة ستهمل. لكتابة الكلمات فإن نصف التيار يطبق على كلمة واحدة أَو أكثر ونصف التيار يطبق على كل خط إحساس كتابة خَطاً قليل لوضع bitواحدة. من أجل عدة كتابات فإن خطوط الكتابة يمكن أَن يتم اَختيارهاَ.إن وضع سجل الآلة النموذجي يستخدم عادة شريحة واحدة من هذا الشكلِ من الذاكرة الرئيسية. شكل آخر من أشكال الذاكرة الرئيسية يدعى ذاكرة القراءة فقط، والتي زودت بمخزون للقراءة فقط وفي هذه الحالة فإن الذواكر استعملت ببساطة كمحولات؛ ولا معلومات خزنت مغناطيسياً ضمن الذاكرة الفرديِة.

سرعة الذواكر الرئيسية المبكرة يمكن أَن تميز في مصلحاتنا اليومِ بأنها قريبة إلى سرعة الساعةِ من ميغاهيرتز واحد (0.001 هرتز) (والمساوية للحاسبات المنزلية في الثمانينات مثل أبل II وCommodore 64). أنظمة الذاكرة الرئيسية المبكرة فيها دورات وقت حوالي 6 ميكرو ثانية والتي انخفضت إلى 1.2 ميكرو ثانية في أوائل السبعينات، وفي منتصف السبعينات هبطت حتى 0.6 ميكرو ثانية. الذاكرة الرئيسية هي ذاكرة دائمة ويمكن أَن تحتفظ بمحتوياتها بشكل غير محدد بدون طاقة كهربائية.وهي غير متأثرة نسبياً أيضاً من قبل النبض الكهرومغناطيسي أو الإشعاع. هذه كَأنت فوائد مهمة من أجل بعض التطبيقات مثل المواقع العسكرية والعربات مثل الطائرة المقاتلة، بالإضافة إلى المركبات الفضائية، وذلك أدى إلى أن تستعمل الذاكرة لعدد مِن سنوات بعد توفر ذواكر FET. على سبيل المثال، استعملت حاسبات طيرانِ المكوك الفضائي ذاكرةَ رئيسية أولياً والتي أبقت على محتويات الذاكرة حتى خلال انفجار مكوك Challenger والهبوط اللاحق في البحر 1986. إحدى خاصيات الذواكر الرئيسية هي أن أساس عملها هو التيار ولَيس الجهد. «نصف التيار المنتقى» كَان نموذجياً حوالي 400ميلي أمبير من أجل الذواكر اللاحقة الأصغر والأسرع. سابقاً الذواكر الأكبر تَطلبت تيار أكثر. الخاصية الأخرى للذواكر هي أن حلقة لا التباطؤ كَأنت حساسة للحرارة، نصف التيار المنتقى في درجة حرارة معينة هو لَيس نفس نصف التيار المنتقى في درجة حرارة أخرى. لذا أجهزة سيطرة الذاكرةَ يمكن أَن تتضمن حساسات درجة الحرارة (نموذجياً مقاومة حرارية) لتَدقيق الحرارة وتعديل مستويات التيار من أجل تَصحيح تغييرات درجة الحرارة. و مثال على هذه الذاكرة الرئيسية هي المستعملة من قبل لحاسوب PDP-1.هذه الإستراتيجية استمرت خلال كل أنظمة الذاكرة الرئيسية اللاحقة والتي بنيت من قبل Digital Equipment Corporation من أجل خَطّ PDP للحاسبات المبردة بالهواءِ. الطريقة الأخرى لمعالجة حساسية درجة الحرارة هي أَنْ ترفق «المكدس» في فرنِ ذو درجة حرارة متحكم به. أمثلة هذه الذاكرةَ الرئيسية المسخنة بالهواء للـ IBM 1620 (التي يمكن أَن تَستغرق 30 دقيقة لوصول تشغيل درجة الحرارة، حول 106 ° فهرنهايت، 41 °سيليسيوس).