Bộ nhớ lõi từ, thứ từng là trí nhớ của máy tính những năm 1950, có tới ít nhất năm “người cha” theo Bảo tàng Lịch sử Máy tính. Năm 1964, IBM đồng ý trả Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) 13 triệu đô la để khép lại tranh chấp bằng sáng chế quanh những chiếc vòng nhỏ hơn hạt gạo này. Câu chuyện đáng quan tâm vì nó cho thấy người nghĩ ra trước không phải lúc nào cũng là người được trả tiền.

Tóm tắt nhanh

An Wang có ý tưởng ghi lại sau khi đọc, Jan Rajchman nộp đơn sớm hơn Jay Forrester tám tháng, Frederick Viehe còn nộp đơn từ 1947. Nhưng chỉ nhóm của Forrester có một cỗ máy không thể sống thiếu bộ nhớ này: Whirlwind, rồi mạng phòng không SAGE. Nhu cầu thật khiến lõi từ bùng nổ, và khi IBM làm ra hàng triệu chiếc vòng, câu hỏi “của ai?” được giải quyết bằng một tấm séc 13 triệu đô thay vì một phán quyết.

Diễn biến chính

Cuối thập niên 1940: máy tính hay quên

Những cỗ máy đầu tiên nhớ bằng ống thuỷ ngân, nơi con số chạy vòng dưới dạng sóng âm và tốc độ thay đổi theo nhiệt độ. Whirlwind, khởi đầu là máy mô phỏng bay cho Hải quân Mỹ, dần trở thành máy tính chạy theo thời gian thực cho nhiệm vụ phòng không, và cần bộ nhớ khoảng hai nghìn con số, truy cập nhanh như nhau ở mọi vị trí.

Ống nhớ tĩnh điện do MIT tự chế không đạt thiết kế: thời gian đọc khoảng 30 micro giây thay vì 6, và không giữ nổi 1.024 bit. Lần đầu theo dõi máy bay thật bằng radar, chương trình còn được nạp bằng hai mươi bảy hàng công tắc gạt tay.

1948–1949: chuỗi lõi của An Wang

An Wang sinh năm 1920 ở Thượng Hải, sang Mỹ tháng 6/1945 và lấy tiến sĩ ở Harvard năm 1948, rồi làm việc trong phòng thí nghiệm của Howard Aiken. Bài toán là đọc một lõi từ thì làm mất số vừa đọc; hướng giải là đọc xong ghi lại ngay. Ông cùng Way-Dong Woo dựng chuỗi lõi và nộp đơn tháng 10/1949, nhưng chuỗi này không cho phép nhảy thẳng tới một ô bất kỳ.

Tháng 6/1949: bàn cờ của Forrester

Jay Forrester, lớn lên ở một trang trại Nebraska chưa có điện, đọc quảng cáo vật liệu Deltamax trên tạp chí kỹ thuật. Ngày 13/6/1949 ông ghi vào sổ tay ý tưởng xếp lõi thành lưới: mỗi dây ngang và dọc mang nửa dòng điện, chỉ lõi ở điểm giao mới đổi chiều. Ông nộp đơn năm 1951 và bằng được cấp tháng 2/1956.

1950: Rajchman và máy dập viên aspirin

Jan Rajchman làm ở RCA, từng chế ống nhớ Selectron 256 bit nhưng nó quá phức tạp, nên ông chuyển sang lõi từ. Ông cải tạo máy dập viên aspirin để ép ra những chiếc vòng gốm từ tính đều nhau, và nộp đơn tháng 9/1950, sớm hơn Forrester tám tháng.

1950–1953: từ phòng thí nghiệm vào Whirlwind

Tháng 10/1950, William Papian dựng nguyên mẫu. Hai năm sau nhóm MIT có tấm 32×32, tức 1.024 lõi, thử trước trên một máy riêng là Memory Test Computer, nơi có Ken Olsen. Hè 1953, các tấm khung được lắp vào Whirlwind; thời gian đọc giảm từ khoảng 25 xuống 9 micro giây, và dự án ống tĩnh điện bị huỷ.

Whirlwind là nguyên mẫu của SAGE, với hai mươi ba trung tâm ở Mỹ và một ở Canada. IBM, nhà thầu chế tạo máy, học được cách làm lõi từ ở đó, rồi đưa vào máy IBM 704 năm 1954. Phụ nữ ngồi dưới kính hiển vi luồn dây đồng qua từng chiếc vòng; về sau máy xâu tự động của IBM rút việc luồn một tấm khung lớn từ 25 giờ xuống 12 phút. Năm 1953 một lõi giá 33 xu; đến 1970, IBM làm 20 tỷ lõi mỗi năm và cứ chừng ba mươi chiếc vòng mới đáng một xu.

1955–1964: các bằng sáng chế và tấm séc

Bằng của Wang được cấp tháng 5/1955. IBM mua lại với giá 500.000 đô la và mua cả bằng của Viehe năm 1956. MIT, chủ sở hữu bằng của Forrester, đòi hai xu cho mỗi bit, một mức mà với quy mô sản xuất của IBM đủ ăn mòn cả ngành. IBM từ chối và cuộc chiến bắt đầu. RCA rút yêu sách rồi rời ngành máy tính; Rajchman ở lại hãng và nhận huy chương Edison năm 1974.

Luật sư của MIT lục lại đơn đặt hàng vật liệu, hoá đơn điện thoại và sổ tay thí nghiệm. Câu hỏi hóc búa là Forrester có biết chuỗi lõi của Harvard hay không. Ông cho rằng nó đắt, rườm rà và không ảnh hưởng đến cách ông làm bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên. Năm 1964, sau khoảng bảy, tám năm, IBM dàn xếp, không có phán quyết, chỉ có con số 13 triệu đô. Forrester đã rời máy tính từ 1956 để sang trường quản trị Sloan và lập ra ngành động lực học hệ thống, trong khi Wang xây Wang Laboratories và năm 1984 được Forbes xếp người giàu thứ năm nước Mỹ.

Điều còn tranh cãi hoặc cần thận trọng

  • Năm IBM mua bằng của Wang: tài liệu của Bảo tàng Lịch sử Máy tính ghi 1955 ở nơi này và tháng 3/1956 ở nơi khác. Số tiền 500.000 đô la cũng bị một nguồn khác ghi là vài triệu đô.
  • Việc ai trong nhóm MIT được chia bao nhiêu từ 13 triệu đô chủ yếu do báo chí về sau kể lại; kịch bản chưa thấy văn bản gốc của MIT.
  • Khoảnh khắc Wang chợt nghĩ ra ý tưởng ghi lại sau khi đọc chỉ là giai thoại, theo lời kể của người khác. Lời phủ nhận của Forrester là hồi ức sau hơn sáu mươi năm.
  • Hình ảnh những người thợ dệt cũ trở thành thợ xâu lõi, và cảnh cả nhóm đứng quanh bàn điều khiển hôm bật máy, đều là chuyện “người ta kể”, không phải dữ kiện đã kiểm chứng.
  • Câu hỏi “ai phát minh” có nhiều đáp án: đi trước trong sổ tay và đi trước ở phòng nộp đơn là hai cuộc đua khác nhau.

Vì sao câu chuyện này đáng nhớ?

Cuộc đua này không được quyết ở bàn thí nghiệm. Whirlwind rồi SAGE biến một ý tưởng thú vị thành nhu cầu sống còn, có tiền, có hạn chót và hàng nghìn bàn tay đan khung. Một ý tưởng không có khách hàng chỉ là một trang sổ tay đẹp.

Lõi từ thống trị khoảng hai mươi năm rồi nhường chỗ cho chip bán dẫn như Intel 1103 năm 1970, nhưng chữ “core dump” vẫn còn trong tiếng lập trình viên. Câu chuyện gợi một câu hỏi cho hôm nay: những ý tưởng trí tuệ nhân tạo nào đang nằm yên trong sổ tay, chờ một cỗ máy thật sự cần đến chúng?

Câu hỏi thường gặp

Ai phát minh ra bộ nhớ lõi từ?

Không có một đáp án duy nhất. Frederick Viehe nộp đơn năm 1947, An Wang có ý tưởng ghi lại sau khi đọc, Jan Rajchman nộp đơn tháng 9/1950 và Jay Forrester ghi ý tưởng bàn cờ vào sổ tay ngày 13/6/1949. Bảo tàng Lịch sử Máy tính ghi Forrester là người hoàn thiện nó.

IBM đã trả bao nhiêu tiền trong vụ tranh chấp bằng sáng chế bộ nhớ lõi từ?

Năm 1964, IBM đồng ý trả MIT 13 triệu đô la để dàn xếp, khoản dàn xếp bằng sáng chế lớn nhất tính đến lúc đó. Trước đó IBM đã mua bằng của An Wang với giá 500.000 đô la.

Vì sao Forrester lại là người được nhắc nhiều nhất?

Vì chỉ nhóm của ông có một cỗ máy cần đến bộ nhớ này: Whirlwind, sau đó là mạng phòng không SAGE. Nhu cầu thật, có tiền và có hạn chót đã biến ý tưởng thành sản phẩm.

Bộ nhớ lõi từ hoạt động thế nào?

Mỗi lõi là một chiếc vòng từ, bị từ hoá theo một trong hai chiều để biểu diễn số 0 hoặc 1. Các vòng xếp thành lưới, dây ngang và dây dọc mang mỗi dây nửa dòng điện, nên chỉ vòng ở điểm giao mới đổi chiều và có thể gọi thẳng tới đúng ô cần.

Bộ nhớ lõi từ bị thay thế khi nào?

Nó thống trị khoảng hai mươi năm, cho đến khi chip nhớ bán dẫn như Intel 1103 năm 1970 rẻ hơn và nhỏ hơn. Thuật ngữ «core dump» của lập trình viên vẫn còn dùng đến nay.

Nguồn tham khảo

  • Computer History Museum — Revolution: Magnetic Core Memory; This Day in History (An Wang Sells Core Memory Patent to IBM)
  • IEEE Computer Society — Computer Pioneers: Jan A. Rajchman; Linda Hall Library — Scientist of the Day: Jan Rajchman
  • L. James — Jay Forrester filed the first practical computer RAM patent 75 years ago this week (Tom's Hardware, 2026); MIT 6.933 — Project History: Magnetic Core Memory
  • Lane & Sterman — Jay W. Forrester 1918–2016 (NAE Memorial Tributes, 2019)
  • Pugh, Johnson & Palmer — IBM's 360 and Early 370 Systems (MIT Press, 1991); Redmond & Smith — Project Whirlwind (1980)
  • Wikipedia — Magnetic-core memory; Whirlwind I; An Wang; Jay Wright Forrester; National MagLab — Magnetic Core Memory, 1949

Bài viết tóm tắt từ video của kênh; nội dung mang tính giới thiệu.