BUFFERIN’, EDP BAŞ AĞRILARI İÇİN ASPİRİNDİR
Ernest Jacobi
Litton Industries
Beverly Hills, California
Elektronik veri işleme sistemleri giderek daha büyük ve daha karmaşık hâle gelmektedir; ancak buna eşlik eden arabellekleme ekipmanları alanındaki eğilim ters yöndedir—daha fazla sadelik ve dolayısıyla daha düşük maliyet yönünde. Bunun nedeni kısmen geliştirilmiş tasarım teknikleridir; ancak büyük ölçüde, arabellekleme gereksiniminin fark edilmesi ve bunun sonucunda özel türde ekipmanların geliştirilmesidir.
Genel bir kural olarak, bunlar daha işlevseldir ve bu nedenle, çok çeşitli uygulamalara uygun genel amaçlı arabelleklerden daha ekonomiktir.
Bu eğilim, California, Los Angeles merkezli Telemeter Magnetics, Inc. tarafından geliştirilen ürün serisinde yansımaktadır. Firma, ferromanyetik bellek çekirdekleri kullanan tamamen transistörlü bir arabellek tasarlayan ilk kuruluş olmuştur. Bugün, yaklaşık üç yıl sonra bile, dünyanın herhangi bir yerinde kurulu ve kullanımda olan hemen hemen her çekirdek arabelleği üretmiş olduğunu iddia edebilmektedir.
Arabellek Nedir?
Genel anlamda bir arabellek, iki veya daha fazla ilişkili veri işleme ekipmanı türü arasındaki hız farklarından kaynaklanan veri akışındaki düzensizlikleri gidermek için dijital verilerin geçici olarak saklanmasında kullanılan bir bellektir.
Tipik örnekler şunlardır:
- Birbiriyle uyumsuz veri biçimlerini yeniden düzenleyen ve uyarlayan veri çeviriciler.
- Elektronik olarak üretilmiş verilerin mekanik yollarla aktarılması için çıkış arabellek sistemleri.
- Örneğin uçuş hâlindeki bir füzeden gelen sürekli verileri, belirli bir bilgisayar için uygun bir biçime dönüştüren giriş arabellekleri.
Birinci gruba somut bir örnek, yakın zamanda Florida, Cape Canaveral’daki Patrick Hava Kuvvetleri Üssü Veri İndirgeme Merkezi’ne teslim edilen bir Veri Dönüştürücüdür. Sistem, beş farklı bant ve format arasında uyumluluk sağlamak için (çok sayıda karmaşık düzenleme işlevini yerine getirmenin yanı sıra) biri giriş, diğeri çıkış için olmak üzere iki arabellek kullanır.
Örneğin IBM 704’ten FLAC kağıt banda bir dönüştürme sırasında, giriş arabelleği IBM Manyetik Bant biriminin hızında (A) yüklenir ve dönüştürme ve/veya düzenleme gereksinimlerinin belirlediği hızda (B) bir ara arabellek bölgesine boşaltılır. Çıkış arabelleği daha sonra, dönüştürme sırasında yeni karakterler eklenmiş olması nedeniyle (B)’den farklı olmak zorunda olan bir hızda (C) yüklenir ve nispeten yavaş olan kağıt bant delgecinin hızında (D) boşaltılır.
Asenkron Veri Akışı
Bu örnek, bir sistemden geçen veri akışı asenkron olduğunda arabelleğe alma gereksinimini göstermektedir. Ayrıca, bu tür özel uygulamalarda arabellekten durum sinyallerinin (FULL ve EMPTY) alınmasının arzu edilirliğini de güçlü biçimde ortaya koyar. Çünkü yükleme ve boşaltma işlemleri iç içe geçmiş olsa da, IBM Manyetik Bant birimi ile bir kağıt delgeci arasındaki gibi çok büyük bir hız farkı bulunduğunda, iki arabellekten birinin kaçınılmaz olarak dolacağı ya da boşalacağı ve bu noktada yükleme ya da boşaltmanın durdurulması gerektiği açıktır.
Bu sistemde kullanılan arabellekler manyetik depolama çekirdekleri kullanır. Tamamen transistörlüdürler, 1092 adet yedi bitlik karakter kapasitesine sahiptirler ve 100 KC’ye (karakter başına 10 mikrosaniye) kadar frekanslarda çalışırlar. Karakterleri ardışık olarak depolar ve alındıkları sırayla kullanılabilir hale getirirler; yükleme ve boşaltma birbirinden tamamen bağımsızdır, böylece her iki kip de kesintiye uğratılabilir, değiştirilebilir ve daha sonra aynı adresten yeniden sürdürülebilir. Ayrıca, birimler, bu durumların hangi adreste oluştuğuna bakılmaksızın FULL ve EMPTY darbeleri üretir.
Yüksek derecede esnekliği nedeniyle bu tür arabellekler çok geniş bir özel uygulama yelpazesi için son derece kullanışlıdır. Patrick Veri Dönüştürücüsünün yanı sıra, Ulusal Güvenlik Ajansı’nın SWALLOW Veri Çeviricisinin, FLAC Yüksek Hızlı Çıkış Arabelleği sisteminin, California merkezli Electronic Engineering Co. tarafından geliştirilen çok sayıdaki veri çevirici sisteminin ve Lincoln Laboratories, Bell Telephone Laboratories, San Diego Deniz Araştırma Merkezi gibi kuruluşlardaki araştırma grupları tarafından kendi kullanımları için özel olarak tasarlanan birçok laboratuvar varyasyonunun da kalbini oluşturur.
Yeni Modeller
Bu son derece çok yönlü, genel amaçlı arabellek için bir pazar varlığını sürdürdüğünden, üretici yakın zamanda aynı genel tipte iki yeni model tanıtmıştır. Ancak yeni modeller, toplam devre sayısında yaklaşık yüzde 20’lik bir azalmaya eşdeğer olan tasarım sadeleştirmeleriyle öne çıkmaktadır. Buna ek olarak, yeni modellerden biri önceki depolama kapasitesinin iki katını sunmakta ve her ikisinde de karakter uzunluğu yedi bitten sekiz bite çıkarılmıştır.