11 мая 1951 года подана заявка на патент ферритовой памяти — технология определила облик ОЗУ на два десятилетия
Изобретение родилось из проекта Whirlwind, где ненадёжные вакуумные лампы не справлялись с задачами ПВО времён холодной войны
Первый массив развёрнут в Whirlwind I в августе 1953 года — 32×32 = 1024 ядра, скорость выросла вдвое до 40 KIPS
IBM урегулировала спор с MIT за рекордные на тот момент 13 миллионов долларов, а лично Форрестер получил 1,5 миллиона
Джей Форрестер покинул вычислительную технику в 1956 году, основав направление системной динамики в MIT, и был отмечен Национальной медалью США в области технологий в 1989 году
75 лет назад, 11 мая 1951 года, инженер-электрик Массачусетского технологического института (MIT) Джей Форрестер подал заявку на патент ферритовой памяти на тороидальных сердечниках с совпадением токов (coincident-current magnetic core memory). Эта технология на два десятилетия стала доминирующей формой оперативной памяти в цифровых компьютерах — до того, как её вытеснили полупроводниковые микросхемы в начале 1970-х. По состоянию на 17 мая 2026 года (МСК) юбилей патентной заявки отмечают музеи MIT и Computer History Museum.
🧲 Что такое память на ферритовых сердечниках
Принцип работы был удивительно прост и надёжен. Каждое ядро — это крошечное кольцо из ферромагнитной керамики диаметром примерно с грифель карандаша (около 2 мм). Через массив таких колечек продевалась сетка медных проводов: подавая ток через два пересекающихся провода, можно было перемагнитить ядро в их перекрестье — и тем самым записать 0 или 1. Эта же сетка позволяла и считывать данные.
Модуль памяти объёмом 2 кбит. Источник изображения — Daderot, Wikipedia
Главное преимущество перед электростатическими лампами хранения Уильямса–Килборна, которые использовались ранее: ядра не теряли данные при выключении питания (энергонезависимая память) и обеспечивали истинно случайный доступ к любой ячейке. Время чтения одного бита составило около одной микросекунды — для начала 1950-х это было невиданной скоростью.
🛡️ Проект Whirlwind: от тренажёра пилотов до ПВО
Проект Whirlwind стартовал в 1944 году в лаборатории сервомеханизмов MIT по заказу Управления военно-морских исследований США. Первоначально задача формулировалась как создание универсального тренажёра пилотов на основе аналогового компьютера. Однако руководитель проекта Джей Форрестер довольно быстро переориентировал команду на цифровую вычислительную машину, способную работать в реальном времени.
Это требование оказалось критическим: машина должна была непрерывно отслеживать самолёты в воздухе, а электростатические трубки хранения, которые Форрестер использовал поначалу, постоянно выходили из строя. Нужно было найти принципиально иное решение для памяти.
💡 Озарение в блокноте: 15 июня 1949 года
15 июня 1949 года Форрестер записал в своём лабораторном блокноте идею: хранить цифровые данные не электрическими зарядами, а магнитными полями. Разработку технологии он повёл вместе со своим аспирантом Биллом Папианом — соавтором, чьё имя нередко выпадает из научно-популярных публикаций.
Изначально Форрестер сомневался, что схема «совпадения токов» вообще будет работать: он опасался, что повторное воздействие половинного тока (необходимого для перемагничивания) постепенно деградирует состояние ядра. Для проверки гипотезы был построен отдельный тестовый компьютер. Принцип подтвердился: ядра уверенно держали состояние.
Скриншот из патентной заявки Джея Форрестера. Источник изображения — Патентное ведомство США
🚀 Август 1953: первый рабочий массив на Whirlwind I
Первое практическое внедрение состоялось в августе 1953 года: на Whirlwind I установили массив 32×32 = 1024 ферритовых ядра (так называемая «плоскость», plane). Результаты превзошли ожидания:
- Скорость машины удвоилась — до 40 KIPS (тысяч инструкций в секунду);
- Надёжность резко выросла — отказы памяти стали редкостью;
- Стоимость эксплуатации заметно снизилась.
Whirlwind I стал первым в истории электронным цифровым компьютером с программой в памяти, работающим в реальном времени. На его основе была разработана сеть SAGE (Semi-Automatic Ground Environment) — система ПВО США, объединявшая 23 компьютерно-управляемые радарные станции на территории США и одну в Канаде. SAGE оставалась в эксплуатации до начала 1980-х годов — феноменальная по меркам цифровой техники долговечность.
⚖️ Патентные войны: 1956–1964
Хотя Форрестер подал заявку в 1951 году, патент США № 2 736 880 был выдан только 28 февраля 1956 года — и сразу же оказался в эпицентре судебных разбирательств. Дело в том, что идея ферритовой памяти буквально витала в воздухе, и заявок было несколько:
- 1947 год — заявка изобретателя-любителя Фредерика Виэ (Frederick W. Viehe), исторически самая ранняя;
- 1949 год — заявка гарвардского физика Ань Вана (An Wang) на иной вариант технологии;
- 1950 год (на восемь месяцев раньше Форрестера) — заявка инженера RCA Яна Райхмана (Jan Rajchman) на аналогичную схему;
- 11 мая 1951 года — заявка Форрестера.
В 1955 году IBM выкупила патент Вана за 500 000 долларов — на эти средства тот значительно расширил свою компанию Wang Laboratories, впоследствии ставшую крупным производителем электроники. Затем IBM несколько лет оспаривала более широкий патент Форрестера.
MIT ответил скрупулёзной экспертизой: по архивным записям института были подняты заказы на закупку компонентов, счета за телефонные переговоры, командировочные документы и лабораторные журналы — всё, что могло установить приоритет Форрестера. RCA в итоге отозвала свои претензии, а в 1964 году IBM урегулировала спор за 13 миллионов долларов. На тот момент это была крупнейшая патентная выплата в истории США. Лично Форрестер получил 1,5 миллиона долларов.
📈 Коммерческий триумф и закат технологии
Параллельно с судебными баталиями ферритовая память завоёвывала рынок. В 1954 году IBM анонсировала Model 737 — первый коммерчески доступный блок памяти на ядрах. Он содержал 4096 36-битных слов и арендовался за 6100 долларов в месяц (около 72 000 долларов в год по тем временам).
Десятилетие спустя ёмкости выросли на порядки: суперкомпьютер CDC 6600 от Control Data Corporation использовал расширенное ферритовое хранилище объёмом до 2 миллионов 60-битных слов. Технология оставалась стандартом отрасли вплоть до начала 1970-х годов, когда её окончательно вытеснили полупроводниковые микросхемы DRAM и SRAM.
🎓 Вторая карьера: системная динамика
Форрестер покинул сферу цифровых вычислений в 1956 году — в том же году, когда был выдан его патент. Он перешёл в Школу менеджмента MIT Sloan, где основал новое научное направление — системную динамику. Это методология моделирования сложных социально-экономических и индустриальных систем, которая впоследствии повлияла на работы Римского клуба и доклад «Пределы роста» 1972 года.
В 1989 году Форрестер получил Национальную медаль США в области технологий «за вклад в развитие вычислительной техники». Он скончался 16 ноября 2016 года в возрасте 98 лет, дожив до эпохи, когда объём оперативной памяти в смартфоне в его кармане в миллиарды раз превышал то, что когда-то занимало целую комнату на Whirlwind I.
