UNIVACソリッドステート

UNIVAC Solid State は、1958 年 12^月にSperry Rand社がIBM 650への対抗策として発表した、磁気ドラム ベースのソリッド ステート コンピュータ^です。これは、700個のトランジスタ、3000 個の磁気増幅器(FERRACTOR) をプライマリ ロジックに、20 個の^真空管を主に電力制御に使用した、(ほぼ) 完全にソリッド ステートとして販売された最初のコンピュータの1 つです [1] [2] [^{要出典]。Solid} State 80 (IBM スタイルの 80 列カード) と Solid State 90 (Remington-Rand の 90 列カード) の 2 つのバージョンがありました。"80/90" の指定に加えて、Solid State には SS I 80/90 と SS II 80/90 の 2 つのバリエーションがありました。SS II シリーズには、1,280 ワードのコア メモリの追加と磁気テープ ドライブのサポートという 2 つの機能強化が含まれていました。 SS I には、この記事で説明した標準の 5,000 ワード ドラム メモリしかなく、テープ ドライブはありませんでした。

メモリ ドラムには、通常のアクセス速度の領域と高速アクセス領域がありました。4,000 ワードのメモリ バンクには、アクセスするための読み取り/書き込み(R/W) ヘッドが 1 セットありました。プログラマーは、R/W ヘッドの下にあり、読み取りまたは書き込み可能なメモリ ワードを把握する必要がありました。最悪の場合、プログラムは必要なメモリ ロケーションにアクセスするためにドラムが完全に 1 回転するのを待たなければなりませんでした。しかし、1,000 ワードのメモリには 4 セットの R/W ヘッドがあり、必要なワードにアクセスするにはドラムを最大でも 90 度回転させるだけで済みました。プログラミングでは、メモリ ロケーションの内容を変更する関数は、まず影響を受けるワードの内容をドラムから静的レジスタに転送する必要がありました。これらのレジスタは 3 つ (AXL) あり、ドラム メモリ ロケーションに含まれる値を加算するために、プログラマーは特定のドラム ロケーションの内容をレジスタ A に転送し、次に 2 番目のオペランドを X レジスタにコピーします。ADD 命令が実行され、結果が X レジスタに残ります。その後、X レジスタの内容がドラム上の適切なワードに書き戻されます。

どちらのバージョンにも、カード リーダー、カード パンチ、およびこの記事で説明したライン プリンターが含まれていました。唯一の「コンソール」は、10 キーの加算機タイプのキーパッドで、オペレーターはそこからコマンドを入力してコンピューターを起動しました。このキーパッドは、デバッグ プロセスでプログラマーによっても使用されました。近年知られているようなオペレーティング システムはありませんでした。実行を開始するブート ローダーを含め、すべてのプログラムは完全に自己完結型でした。すべてのプログラムはパンチ カードからロードされました。テープ ドライブを備えた SS II でも、それらのドライブからプログラムを起動することはできませんでした。

SS IIの重量は、2台のテープドライブを含めて約12,027ポンド（6.0ショートトン、5.5t）でした。^[3]

UNIVAC Solid State は、2 アドレスの25 進コード化 10 進コンピュータで、符号付き 10 桁ワードを使用します。メイン メモリ ストレージは、ヘリウム雰囲気で 17,667 RPM で回転する 5,000 ワードの磁気ドラムによって提供されました。効率を上げるために、プログラマーは、特定のデータ項目が書き込まれた後、読み取り可能な位置まで回転するのに必要な時間であるドラム レイテンシを考慮する必要がありました。

ソリッドステートは、主にソリッドステート部品を使用した最初の商業用コンピュータの 1 つでした。^{[1] [2] [要出典]}ただし、コンピュータのロジックの多くは、トランジスタではなく磁気増幅器で構成されていました。磁気増幅器を使用することになったのは、当時利用可能だった点接触ゲルマニウム トランジスタの特性が非常に変動しやすく、信頼性が十分ではなかったためです。磁気増幅器は、磁気コアを形成するために 1/32 インチ幅の 4-79 モリパーマロイ磁性材料を 2 層ほど巻いた小さな (内径約 1/8 インチ) トロイダル ステンレス鋼スプールをベースとしていました。これらのコアには、4-79 モリパーマロイを囲むように #60 銅線が 2 回巻かれていました。

磁気増幅器には、当時のトランジスタでは生成できなかった大電流のクロック パルスが必要でした。このシステムでは、メイン ストレージ ドラムに記録されたタイミング バンドから得られるクロックが使用されていました。この信号は読み取られ、増幅され、処理されて、ドライバー チューブ (6146 パワーペントード出力チューブのペア) に送られました。これらのチューブからの出力は、プッシュプル/並列で動作する 6 つの4CX250B金属/セラミック パワーテトロードチューブで構成されるメイン クロック パワー アンプに送られ、1 キロワットの出力を生み出しました。強力な高電圧信号は、マシン全体に分散されたオイル充填トランスによって 36 ボルトの高電流クロックに降圧されました。SS80/90 コンピューターは、AM 放送バンドの 707 kHz と 1414 kHz で非常に明瞭に聞こえました。4CX250B テトロードは、強制空冷の要件により、接地プレート (アノード) を使用していました。このチューブは、アマチュア無線家の間で今でも需要があります。クロック管はシールド ボックス内に収められており、無線の放出と Univac の現場技術者以外の目による視認性の両方が制限されていました。電源出力は、カソード電源が -1.6 kV、スクリーン グリッド電源が -800 V で、容量は 1.8 A でした。電源の重量はほぼ 100 ポンドで、電源スタックの最上部に取り付けられていました。したがって、SS 80/90 は、その動作の中心として、マーケティング戦略として、置き換えると主張していた技術そのものに依存していました。

このコンピュータは、1957 年にマサチューセッツ州ケンブリッジ近郊のローレンス G. ハンスコム飛行場に納入された、米国空軍向けに製造されたコンピュータの後継機です。Solid State 80 (IBM-Hollerith 80 列カード) と Solid State 90 (Remington-Rand 90 列カード) の 2 つのバージョンが製造されました。このマシンは Solid State 80-90 と命名され、主にヨーロッパで販売されました。SS80/90 は、汎用ビジネス市場を対象としていました。UNIVAC SS80/90 は、60 年代初期にワシントン DC の DC Transit、SBA、CWA に設置されました。

ラインプリンターは、連続回転印刷ドラム技術を使用して 1 分間に 600 行の速度で動作し、文字、数字、句読点が各列でドラムの周囲に分散されていました。132 個のソレノイド作動式平面印刷ハンマーが 1 インチに 10 文字の印刷行を構成していました。目的の文字が印刷位置に到達すると (ドラムの端にあるタイミング マークで示される)、サイラトロンが点火して印刷列ソレノイドに電力を供給し、ハンマーを印刷用紙の背面に押し出します。用紙は幅広のインク リボンとドラムに跳ね返され、目的の文字が印刷されます。ハンマーは次にバネで跳ね返り、次のサイラトロン点火を待ちます。このプロセスは、シートの次の行で繰り返されます。ドラム プリンターは、適切に調整されていない場合、またはコンポーネントの摩耗により、文字の垂直方向の位置がずれることがあります。

カードパンチの最大速度は毎分 150 枚でした。カードパンチ、カードリーダー、プリンターの動作全体を通してタイミングが非常に重要であり、これらはすべて電気機械原理に基づいています。基本的なカードパンチ機構は、 80 列のパンチカードマシンの特許を所有していたフランスの会社Bullによって製造されました。マシンには P147 と P67 の 2 つのバージョンがあり、主な違いはパンチサイクルを開始するための電磁クラッチまたはソレノイド作動の機械式「ドッグ」クラッチです。多くのギア、電気接点カムがテーパーピンでメインシャフトに固定されていたため、P 67 の厳しい停止ドッグクラッチではP 147 よりも頻繁にタイミングロスが発生します。緊急メンテナンスのほとんどの時間は、摩耗して損傷したテーパーピンの交換とマシンの再タイミングに費やされました。カードパンチには、事前読み取りステーション、パンチステーション、チェック読み取りステーションがありました。マシンのメンテナンスは非常に難しく、トラブルシューティングとメンテナンスには多くのスキルが必要でした。マシン サイクルは奇妙なことに 420 の「ポイント」または「ブル度」に分割されていました。

ブルパンチは UNIVAC Solid State 80 で 80 列のカードに使用されていましたが、UNIVAC Solid State 90 では 90 列のカードに Univac 製の「タワーパンチ」が使用されていました。1 分間に 150 枚のカードで動作するタワーパンチは、パンチ前の読み取りステーションとパンチ後の読み取りステーションで機械式ピン感知を使用し、カードを読み取り、カードに追加情報をパンチし、パンチ後のステーションで結果をチェック読み取りする機能を提供しました。

• UNIVAC製品一覧
• コンピュータハードウェアの歴史

• UNIVAC ソリッド ステート コンピュータ - Unisys 歴史ニュースレター、第 1 巻、第 2 号、1992 年 12 月 (1999 年改訂)、Wayback Machine (2016 年 3 月 4 日アーカイブ)
• Univac ソリッドステート マニュアルとドキュメント
• ソリッド ステート コンピュータのさまざまなユニットを紹介する商業パンフレット (1958 年)