遅延記憶装置

遅延記憶装置とは

遅延記憶装置（ちえんきおくそうち）は、音波の伝播速度の遅れを活用してデータを記憶する装置です。信号が周囲の媒体を通じて伝わる際の時間差を利用し、デジタルデータを保存します。この技術は音波通信やレーダー技術に起源を持ち、主に初期のコンピュータシステム、特に真空管式コンピュータにおいて重要な役割を担いました。

遅延記憶装置の一種である遅延線記憶装置（delay line memory）は、メモリー機能を持ちつつも部品数を抑制できるため、コストパフォーマンスと信頼性を両立させることができます。この特性は、初期コンピュータの構築において特に重要であり、時に限られたリソースの中で多くの情報を扱うための有効な手段となりました。

水銀遅延線

黎明期のコンピュータで特に注目されたのが、水銀遅延線（すいぎんちえんせん）です。これは水銀を媒体とし、圧電素子を用いて信号を入力することで超音波を生成します。入力された信号は水銀内を伝わり、反対側の圧電素子によって再度電気信号として取り出される仕組みになっています。この振動を増幅し、再度入力側に戻すことで、データが循環し記憶装置として機能します。例えば、ENIACや日本初の電子計算機FUJICにおいて広く採用されました。

水銀遅延線は、簡潔でありながら高い信頼性を有していたため、EDSACやUNIVAC Iといった初期のコンピュータでも主記憶装置として利用されました。

他の材料

水銀以外にも、遅延記憶装置として利用された材料はいくつかあります。例えば、ガラスを用いたETL Mark IIIや、磁性体ワイヤを使った磁歪遅延線などがあります。また、同軸ケーブル内を利用した電磁遅延線も、電子機器のレジスタとして使用されることがありました。これらの素材は、時にアナログ信号処理の部品としても活用されていました。

さらに、初期の電卓でも固体遅延線がメモリとして使われたことが特徴です。加えて、一部の磁気ドラムでは遅延線のようにトラックを使用した例も見受けられます。

ユニークな提案

興味深いエピソードとして、1947年にアラン・チューリングが水銀よりも安価な記憶媒体として「ジン」を提案したという話があります。これは、室温での温度変化に対する動作安定性を重視した提案であり、水銀遅延線が直面していた温度変化への対策を考える上での意義も持っています。特にFUJICでは、水銀遅延線の動作速度を温度に合わせて調整する方法が採用され、計算機全体のパフォーマンスを向上させました。

現代の技術との関連

遅延記憶装置は、波の伝播の物理現象を利用することで、シフトレジスタのような新たな技術とも関連することがあります。さらに、近年の研究では、NHK放送技術研究所による「微小磁区記録デバイス」など、磁性細線中を移動する磁区を利用した記憶装置も登場しており、遅延記憶装置の可能性をさらに広げています。

このように、遅延記憶装置は初期のコンピュータ技術において重要な役割を果たし、今後の技術発展においても影響を与え続ける存在であると言えます。

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