Datamaskinens historie – kjøling, del 1 av 2

Av | juni 13, 2022

Vi har nevnt bestemmelsene som er gjort for å skaffe reservestrømsystemer som involverer generatorer og batteribanker (se datamaskinens historie – redundans). Du kan sikkert se på dette at vi snakker om mye makt her.

Strøm betyr varme, og i datamaskinens krevende verden kan overdreven varme forårsake alle slags problemer. Produsenter hadde svært nære toleranser for driftstemperatur og fuktighet.

I de tidlige dagene med vakuumrør var elektroniske kretser mer tolerante for varme, de fleste komponenter kunne konstrueres for å fungere ved høye temperaturer. For eksempel kunne en motstand designet for en kvart watts dissipasjon i en krets i dag ha blitt erstattet med en 10 watt motstand med samme verdi i rørdesignet, og ha samme effekt i kretsen. Selvfølgelig er 10 watt-motstanden fysisk mye større, men plassen var ikke så kritisk som i dagens kretser.

Problemene med varmeutvikling var imidlertid svært tydelige i vakuumrørdatamaskinen. Vakuumrøret fungerer ved å varme opp katoden slik at den vil avgi elektroner. Katoden har en negativ ladning, mens anoden har en positiv ladning.

På grunn av spenningsforskjellen, på noen hundre volt, blir elektronene tiltrukket av anoden og kan strømme fritt i vakuumet. Denne strømmen reguleres av ett eller flere gitter plassert mellom katoden og anoden. Gitteret har en litt negativ skjevhet sammenlignet med katoden, og kan moduleres, eller endres, for å kontrollere elektronstrømmen, og dermed strømmen.

For eksempel, i en forsterker, kan en triode (et rør med tre elektroder, Anode, Cathode og Grid) lages ved å påføre et varierende signal, kanskje fra en vinylskive, til gitteret. Dens små variasjoner i amplitude, eller størrelse, forsterkes i strømmen som flyter gjennom røret, vanligvis målt over en motstand i anodekretsen.

Men vi går bort! Tilbake til datamaskinen. I datamaskiner som brukte vakuumrør ble de vanligvis brukt som en bryter, på eller av, 0 eller 1, i tråd med det binære systemet. Dette ble enkelt oppnådd ved å legge på en negativ spenning til katoden for å slå av røret, eller en mer positiv for å slå det på. Dette arrangementet fungerer bra i kretser som flip-flops og deres derivater.

Men – det er alltid et men – på grunn av det store antallet kretser som kreves, med hvert rør som genererer varme for å fungere, var kjøleproblemene enorme. Store blåsere og kjølevifter rundt rørene, samt romklimaanlegg var standard. Også væskekjøling ble brukt.

Da transistorer kom, på 1960-tallet, ble det generert mindre varme per krets. Med den nye solid state-teknologien kom imidlertid nye krav til mer sofistikert design og kapasitet. Antall individuelle kretser multiplisert.

I tillegg kom den snevre toleransen for temperaturvariasjoner. En transistor, også vanligvis brukt som en bryter, kan slå seg på når den skal være av, når den er overopphetet, og forårsake kaos i systemet.

En transistor var ikke en perfekt forutsigbar enhet på den tiden. De ville oppføre seg som påkrevd innenfor toleranser, og de ble individuelt valgt for dette. Hvis det er nær toleransegrensen, og i en følsom posisjon i kretsen eller fysisk i maskinen, kan det oppstå et problem. Roms klimaanlegg ble veldig viktig.

I del 2 skal vi se på forholdene i datarommet.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.