Paměť zpožděné linky je typ počítačové paměti používaný v raných digitálních počítačích , jako jsou EDSAC , ACE a BESM , v radarové technologii a dekodérech barevného signálu pro analogové barevné televizory PAL a SECAM .
Základní myšlenka zpožďovacích linek vznikla během vývoje radaru během druhé světové války , konkrétně pro snížení rušení odrazy od země a stacionárních objektů. Tehdejší radary využívaly periodické pulsy rádiových vln , odražené rádiové vlny byly přijímány a zesilovány pro zobrazení na obrazovce. Pro odstranění stacionárních objektů z obrazovky radaru byl odražený signál rozdělen na dva, z nichž jeden byl použit přímo a druhý byl zpožděn. V elektrickém obvodu byl zpožděný signál předchozího cyklu odečten od nového signálu. (Normální signál byl přidán se zpožděnou inverzí.) Výsledný signál byl ponechán pouze se změnami mezi dvěma signály a byl zobrazen na obrazovce. Na obrazovce se tak zobrazovaly pouze pohybující se objekty.
Před použitím zpožďovacích linek jako digitálních paměťových zařízení se první takové systémy se zpožďovacími linkami skládaly z trubic naplněných rtutí s piezoelektrickým měničem na koncích (analogy reproduktoru a mikrofonu na vysílací a přijímací straně). . Signály z radarového zesilovače byly posílány do piezokrystalu na jednom konci trubice, který při pulzování generoval malé kolísání rtuti. Kmitání se rychle přeneslo na druhý konec elektronky, kde je jiný piezokrystal převrátil a přenesl na stínítko. Přesné mechanické přizpůsobení bylo zapotřebí k zajištění volitelné doby zpoždění mezi impulsy, která je specifická pro každý použitý radar.
Rtuť byla použita, protože její měrný akustický odpor se téměř rovná akustickému odporu piezokrystalů. Tím se minimalizovaly energetické ztráty, ke kterým dochází při přenosu signálu z krystalu na rtuť a naopak. Vysoká rychlost zvuku ve rtuti (1450 m/s) umožnila zkrátit čekací dobu na příchod pulsu na přijímací straně ve srovnání s čekací dobou v jiném, pomalejším přenosovém médiu (jako je vzduch), ale také znamenala že konečný počet pulsů, které by mohly být uloženy v rozumném počtu rtuťových trubic, byl omezen. Dalšími negativními aspekty používání rtuti byla její hmotnost, cena a toxicita. Navíc, aby bylo dosaženo co největšího přizpůsobení akustické impedanci, musí být rtuť udržována na +40 °C, což činí servis rtuťových trubic horkou a nepohodlnou prací.
Pro počítačové aplikace byly časové intervaly také kritické, ale z jiného důvodu. Všechny tradiční počítače měly přirozenou dobu paměťového cyklu potřebnou k provádění operací, které obvykle začínají a končí čtením a zápisem do paměti. Zpožďovací linky tedy musely být synchronizovány tak, aby impulsy dorazily do přijímače přesně v okamžiku, kdy byl počítač připraven je přečíst. Obvykle se ve zpožďovacích linkách pohybovalo mnoho pulsů současně a počítač musel pulsy počítat a porovnávat je s hodinovými pulsy, aby našel požadovaný jednotlivý bit .
Rtuťová zpožďovací linka, kterou vynalezl John Presper Eckert pro počítač EDVAC a používaná v UNIVAC I , přidala opakovač na přijímací konec rtuťové zpožďovací linky, aby posílal výstupní signál zpět na vstup. V tomto případě pulz odeslaný do systému pokračoval v cirkulaci tak dlouho, dokud bylo napájení.
Udržování signálu bez šumu na zpožďovací lince vyžadovalo značné množství inženýrského úsilí. K vytvoření velmi úzké akustické vlny, která by se nedotýkala stěn trubice, bylo použito množství měničů. Dále bylo potřeba postarat se o eliminaci odrazu signálu od opačného konce elektronky. Vzhledem k tomu, že vlna byla úzká, byla nutná výrazná úprava nástroje, aby piezokrystaly byly přesně naproti sobě. Vzhledem k tomu, že se rychlost zvuku měnila s teplotou (v důsledku závislosti hustoty na teplotě), byly elektronky v termostatech tak, aby jejich teplota byla konstantní. Místo toho, aby dosáhly stejného efektu, jiné systémy upravily takt počítače tak, aby odpovídal okolní teplotě.
EDSAC , první skutečně fungující počítač s digitálním uloženým programem , pracoval s 512 35bitovými slovy paměti uloženými ve 32 zpožďovacích linkách, z nichž každá obsahovala 576 bitů (36. bit byl přidán ke každému slovu jako začátek). /stop) . V UNIVAC 1 byl obvod poněkud zjednodušen, každá elektronka uložila 120 bitů a pro vytvoření paměti pro 1000 slov bylo zapotřebí 7 velkých paměťových bloků s 18 elektronkami. V kombinaci se zesilovači a pomocnými obvody tvořily paměťový subsystém a zabíraly celou samostatnou místnost. Průměrná doba přístupu do paměti byla asi 222 µs, což bylo výrazně rychlejší než mechanické systémy používané v dřívějších počítačích.
Pozdější verze zpožďovacích linek používala jako nosič informací kovový drát s magnetostrikčními měniči. Malé kousky magnetostrikčního materiálu, obvykle niklu , byly připojeny ke každé straně jednoho konce drátu, který byl uvnitř elektromagnetu . Když byly bity z počítače přeneseny na magnet, nikl by se smrštil nebo roztáhl a zkroutil konec drátu. Výsledná torzní vlna se pohybovala po drátu stejným způsobem, jako se zvuková vlna pohybovala po trubici se rtutí.
Na rozdíl od kompresní vlny však byla torzní vlna výrazně odolnější vůči problémům spojeným s mechanickými závadami, a to natolik, že drát byl navinut do cívky a připevněn k desce. Díky schopnosti kroucení mohly být drátové systémy tak dlouhé, jak je potřeba, a pomohly uložit mnohem více dat na jeden prvek. Na desku o velikosti 0,093 m² se obvykle vejde 1000 paměťových prvků . Pravda, to také znamená, že čas potřebný k vyhledání každého jednotlivého bitu byl o něco delší kvůli pohybu po drátu a přístupový čas byl v průměru řádově 500 µs.
Paměti zpožďovací linky byly mnohem levnější a mnohem spolehlivější než elektronkové klopné obvody a rychlejší než samodržná relé (západková relé). To bylo používáno až do konce šedesátých let , zejména v britských komerčních počítačích LEO I , různých počítačích Ferranti a v stolní programovatelné kalkulačce Olivetti Programma 101 vydané v roce 1965. Kompaktní bezrtuťové drátové magnetostrikční zpožďovací linky byly instalovány v počítačích s elektronickou klávesnicí (EKVM) řady Iskra a také v Elektronika-155 .
Po nejdelší dobu (až do počátku 21. století) existovala paměť zpožďovací linky v analogových barevných televizorech, kde se používala k ukládání signálů barevných rozdílů po dobu rovnající se délce jednoho řádku televizního rastru. V systému PAL je to nutné pro kompenzaci fázových zkreslení přenosové cesty signálu a v systému SECAM pro zajištění existence dvou barevných rozdílových signálů současně v každé lince, přenášených sekvenčně po lince.