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Origen de las unidades de estado sólido

Si bien muchos consumidores apenas se están dando cuenta de las unidades de estado sólido, los orígenes de las SSD se remontan a casi 60 años. El SSD nació en la década de 1950 cuando los ingenieros trabajaban para mejorar los sistemas de almacenamiento. Dos tecnologías, el almacenamiento de solo lectura con capacitor cargado (CCROS) y la memoria central, se desarrollaron casi al mismo tiempo y sirvieron como base para los SSD que conocemos hoy.

Si bien muchos consumidores apenas se están dando cuenta de las unidades de estado sólido, los orígenes de las SSD se remontan a casi 60 años. El SSD nació en la década de 1950 cuando los ingenieros trabajaban para mejorar los sistemas de almacenamiento. Dos tecnologías, el almacenamiento de solo lectura con capacitor cargado (CCROS) y la memoria central, se desarrollaron casi al mismo tiempo y sirvieron como base para los SSD que conocemos hoy.

IBM comenzó en la década de 1920 con un enfoque en "Máquinas comerciales". En aquellos días, esto significaba máquinas mecánicas y, más precisamente, máquinas con asistencia de motor. Así surgieron las máquinas de escribir eléctricas, las calculadoras de repetición, las impresoras y las clasificadoras. Estos avances revolucionaron en gran medida los negocios en Estados Unidos y en todo el mundo, especialmente en la banca.

Es importante comprender este legado en relación con los orígenes de las unidades de estado sólido (SSD). IBM tenía un enfoque de ingeniería muy mecánica para resolver problemas. Primero buscaron cómo resolver el problema con una "máquina" mecánica y luego consideraron cómo hacer que esa máquina funcionara mejor y más rápido agregando motores derivados de los sistemas de línea de montaje de fábrica y tubos electrónicos de las industrias de radio y televisión.

Tomaron sus soluciones de máquinas híbridas electromecánicas y crearon un mercado de máquinas comerciales que permitió a la empresa crecer rápidamente durante la década de 1940.
Sin embargo, en poco tiempo descubrieron que sus máquinas necesitaban ser más flexibles. Podían hacer ciertas cosas bien, como una larga serie de sumas o restas individuales, pero eso era todo. No podían hacer sumas, restas, multiplicaciones, divisiones o comparaciones en ninguna combinación deseada en particular. Fue entonces cuando IBM se dio cuenta de que necesitaban hacer que sus máquinas fueran programables y que ese sería el próximo gran avance.

De la mano con esto estaba el requisito de la memoria, tanto temporal como permanente. La solución más fácil fue aprovechar lo que habían estado usando todo el tiempo: papel. Rápidamente idearon formas de usar tarjetas de papel perforado y cinta de papel perforado para el almacenamiento de entrada y salida, junto con el uso de impresoras de tinta para generar resultados.

Para el almacenamiento temporal, desarrollaron matrices de memoria a partir de filas y columnas de condensadores discretos soldados a placas y acoplados a la calculadora repetitiva basada en válvulas. Estos métodos de memoria en papel se utilizaron en muchos de los primeros sistemas digitales desde finales de la década de 1940 hasta principios de la década de 1980.

 

Sin embargo, había un claro inconveniente en este método de memoria basado en papel. El programa de software y los datos iniciales debían cargarse en la máquina cada vez que deseaba ejecutarlo. No había suficiente RAM local para contener todos los programas o cualquiera de los datos de salida. Durante décadas, los programadores y operadores tenían que cargar una pila de tarjetas perforadas o rollos de cintas de papel en la máquina, ejecutar el programa y obtener los resultados al recibir una salida impresa. Si hubiera algún error, sería necesario repetir el proceso. No hace falta decir que. no fue un proceso muy eficiente.

Debido a estas deficiencias, IBM necesitaba desarrollar nuevas alternativas de memoria. Los principales métodos que arraigaron se basaron en el magnetismo. Se sabía desde mediados del siglo XIX que ciertos materiales de ferrita terrestre podían magnetizarse y desmagnetizarse usando un electroimán. Después de mucho trabajo, IBM explotó este método y desarrolló una serie inteligente de sistemas "equivalentes en papel": tarjetas de banda magnética, cinta magnética y disco magnético. Curiosamente, todavía eran máquinas de tubo mecánicas, asistidas por motor, que se usaban “en la periferia” de la máquina comercial principal. Inicialmente, el electroimán era una cabeza fija para todos estos dispositivos. Más tarde, las cabezas de los discos se hicieron móviles como lo son hoy.

Cinta magnética IBMEstos métodos mejoraron en gran medida la flexibilidad, la velocidad y la programabilidad de las máquinas comerciales. Además, IBM desarrolló formas de integrar la cinta magnética y la memoria del disco magnético para no solo proporcionar una memoria no volátil para la entrada y salida del programa, sino también para proporcionar una forma de complementar la RAM capacitiva local. Este fue un avance significativo y estableció el estándar de cómo se usarían los discos en los sistemas en los próximos años.

Con este avance, por primera vez los sistemas informáticos podían conservar los programas de software cuando la máquina estaba totalmente apagada y podían almacenar de forma permanente los resultados del programa sin necesidad de papel alguno. Pronto se eliminó el papel para todo lo que no sea para los informes. El enfoque ahora podría estar en mejorar el sistema informático y, en particular, su memoria no volátil local.

A mediados de la década de 1950, cuando el transistor estaba emergiendo de la investigación de IBM, IBM desarrolló su primera memoria no volátil de estado sólido a granel llamada Charged Capacitor Read Only Store (CCROS). Fue el primer SSD verdadero y fue el predecesor de los dispositivos de memoria EPROM, EEPROM, UVPROM, NVPROM y FLASH actuales.

Núcleo de FeritaCasi al mismo tiempo, se desarrolló otro método de unidad de estado sólido utilizando magnetismo. Esto se llamaba memoria central y funcionaba magnetizando una matriz de pequeños núcleos de ferrita individualmente en una polaridad u otra. Estos núcleos tenían que ser ensartados usando alambre de cobre bajo un microscopio con mano firme.

La tecnología de memoria central avanzó considerablemente a través del uso extensivo por parte de la NASA para los primeros programas espaciales debido a su estabilidad estática y ambiental superior. Es inmune a la radiación, que era una de las principales preocupaciones para su uso en el espacio. Toda la memoria utilizada en las computadoras de la misión Apolo estaba basada en la memoria central de IBM.

La memoria central también se usó hasta 1990 en la mayoría de los sistemas de defensa de misión crítica debido a su confiabilidad y durabilidad de los datos. Después de 1990 más o menos, la tecnología de memoria no volátil basada en capacitiva había avanzado hasta un punto en el que podía retener sus datos almacenados prácticamente de forma indefinida, igualando la ventaja proporcionada durante mucho tiempo por la memoria Core.

Los SSD de hoy en día ofrecen un almacenamiento y una velocidad exponencialmente mayores, y continúan evolucionando a medida que llegan al mercado los avances en memoria, controladores y otros componentes principales.

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