در طول تاریخ رایانه، "فضای ذخیرهسازی دایم" یکی از جنبههای دردسرآفرین بوده است و بیش از هر عامل دیگری برای کاربر، ایجاد محدودیت کرده است. از زمانی که رایانهها از کارتهای پانچ و نوارهای مغناطیسی برای دریافت دادههای ورودی و ذخیرهسازی آنها در هارد دیسکی به اندازهی یخچال استفاده میکردند، تا دنیای دیجیتال امروز استفاده از حافظههای غیر فرار از موارد مورد اهمیت بوده است.
برای درک تفاوت میان سیستم ذخیرهسازی رایانه و حافظهی رایانه (حافظهی فرار: DRAM) باید به گذشته برگردیم. زمانی که IBM کارت پانچهای معروفش را به دنیا معرفی کرد.
کارت پانچ و نوار
خیلی سالها قبلتر از این که رایانههای دیجیتالی در سال ۱۹۴۰ پدیدار شوند، کارتهای پانچ جهت ذخیرهی دادههای ورودی به داخل سیستمهای مکانیکی، از دستگاههای بافندگی و پیانو گرفته تا ماشینهای جدولبندی داده، مورد استفاده قرار میگرفت و درست نقطهی شروع ماجرا از همینجا آغاز شد.
چنانچه به سالهای ۱۹۲۰ و ۱۹۳۰ برگردیم شاهد این موضوع خواهیم بود که IBM شرکتی متخصص در عرصهی ساخت کارت پانچ و ماشینهای جدولبندی است. این ماشینها و کارتها به موسسات مجاز مانند دولت آمریکا اجازه میدادند که حجم زیادی از اطلاعات مانند اطلاعات مربوط به مشاغل، امنیت اجتماعی و نتایج حاصل از سرشماریها را پردازش کنند. سال ۱۹۳۷ بود که IBM روزانه ۱۰ میلیون کارت پانچ تولید میکرد. البته با در نظر گرفتن این نکته که تولید آنها تا سال ۱۹۵۰ بیشتر طول نکشید، این آمار تعجبآور نخواهد بود.
کارت پانچ با استاندارد ۸۰ ستون ( در تصویر بالا ) تنها قادر به ذخیرهسازی ۷۰ بایت داده بود. از این رو کل آن ۱۰میلیون کارت پانچ، تنها قادر بود که ۶۷۹ مگابایت داده را ذخیره کند.
نوار مغناطیسی
سال ۱۹۵۱ نخستین رایانهی تجاری با نام یونیواک UNIVAC عرضه شد که شامل بخشی به نام یونیورسو UNIVERSO بود. یونیورسو اطلاعات نوار مغناطیسی را بازخوانی میکرد. این نوار از یک رشتهی نازک مسی نیکلاندود ساخته شده بود. (به جای پلاستیکی فلزی بود) این نوار مغناطیسی در مقایسه با کارتهای پانچ از توانایی بیشتری برای ذخیرهی داده برخوردار بود و میتوانست ۷۲۰۰ کاراکتر در ثانیه را انتقال دهد.
در همان زمان بود که IBM در زمینهی ذخیرهسازی اطلاعات روی نوار پلاستیکی پوشیده شده از مواد فرومغناطیس مشغول به کار شد. این نوع نوار شباهت زیادی به نوار کاستهای صوتی داشت. نوارهای جدید IBM در ۷۰۰ رایانه مورد استفاده قرار گرفت و در سال ۱۹۵۲ معرفی شد. موفقیت تجاری و سهولت تولید این نوارها باعث شد که به سرعت جایگزین کارتهای پانچ شوند و برای ذخیرهی اطلاعات رایانهها مورد استفاده قرار گیرند.
درام مغناطیسی
درام مغناطیسی تشکیل دهندهی هارد دیسک است که سیلندرهای فلزی آن از مواد ضبط کنندهی فرومغناطیس پوشیده شده و مشابه نوارهای مغناطیسی است. مانند یک هارد دیسک، درامهای مغناطیسی هم دارای چند هد هستند. با این تفاوت که هدهای درام مغناطیسی به جای جستجوی اطلاعات در انتظار قرارگیری سکتور مغناطیسی در جهت درست هستند. اندازه و سرعت درامها متفاوت است. یکی از موفقترین مدلهای این نوع درامها، مدل کوچکی از IBM است که ۴ اینچ قطر و ۱۶ اینچ طول دارد. این درامها با چرخش ۱۲۵۰۰ دور بر ثانیه اطلاعات را به شکل سریعی جستجو میکنند. درامهای مغناطیسی به طور گسترده در ظرفیتهای متنوع، موجود هستند اما در حالت کلی میتوانند چند هزار بایت اطلاعات را ذخیره کنند.
درامهای مغناطیسی، حافظهی اصلی تمام رایانههای الکتریکی موجود تا پایان دههی ۱۹۵۰ بودند. زمانی که حافظهی مغناطیسی هستهای و دیسکهای سخت پدید آمد.
حافظه مغناطیسی هستهای
برای مدت زمان بسیار طولانی تا دههی ۱۹۸۰، تنها راه خواندن و نوشتن دادههای غیر فرار استفاده از مغناطیس کنترلی بود. کارتهای پانچ و نوار مغناطیسی مورد استفاده در آنها برای دادههای ورودی به کار گرفته میشد اما از سرعت بسیار کمی برخوردار بودند. با ورود حافظهی مغناطیسی هستهای، اولین حافظهی غیر فرار تصادفی (RAM) وارد عرصه شد.
حافظهی مغناطیسی هستهای با تنظیم خاصیت مغناطیسی بسیار کوچک حلقههای فریت (به ضخامت ۲mm) توانایی خواندن و نوشتن دادهها را دارد. با قرار دادن حافظهی هستهای زیر لنز میکروسکوپ میتوان فهمید که این ساختار با دست هم قابل ساختن است. در ابتدا تولیدکنندگان پوشاک از حافظهی هستهای برای فرآیندهای تولید خود در ساخت محصولات کاملا یکسان استفاده میکردند. هر چند که حافظهی اصلی اوایل دههی ۵۰ اختراع شد اما باز هم جایگزین درامهای مغناطیسی نشد. با این وجود، در دههی ۶۰ بود که قیمت این نوع حافظه ارزانتر شد و توانست روی کار بیاید.
