ABC (Atanasoff - Berry Computer)

ABC は、1942年にアイオワ州立大学のアタナソフ (John Vincent Atanasoff) と ベリー (Clifford Edward Berry) によって作られた最初の電子計算機です。 「アタナソフとベリーのコンピュータ」 の頭文字をとって、ABC と名付けられました。

一般的には ENIAC (1946) が最初のコンピュータとされていますが、 実際には ABC や Colossus (1943) がすでに作られていました。
Colossus は第２次世界大戦中、 軍事目的で研究されていましたから機密のベールに覆われていましたし、 ABC も出力装置の動作が不安定で、 未完成のままアタナソフもベリーも他の軍事目的の研究に従事しましたので、 世に広く知られることがなかったのです。

ENIAC は真空管を 18,000本以上も使用し、 一部屋を占有する大規模なものでしたが、 ABC の真空管は約300本、 装置全体の大きさも やや大きめの机程度にすぎません。
ABC には２進数の採用、 AND回路や OR回路 といった論理回路を使用して演算装置を構成しているなど、 数々の特徴がありますが、 私がもっとも興味をひかれるのはメモリです。

下の写真や図で、小さな突起が規則的に並んでいる円筒が目につきます。これが ABC のメモリです。

ドラムの中には左図のように多数の （50bit×32 ＝ 1,600個） コンデンサが納められています。 突起はコンデンサの端子です。
ドラムはモーターによって１秒間に約１回転します。
回転するドラムの端子にブラシが接触すると、 個々のコンデンサがプラスに充電されている (1) か、 マイナスに充電されている (0) かを読みとることができます。

コンデンサに充電されている電荷は、 短時間のうちに洩れてしまうので、 コンデンサは読み出すたびに再充電 （リフレッシュ） されます。

コンデンサの電荷で 1、または 0 を記憶させるというアイデアは、 DRAM そっくりです。
現在、 私たちがパーソナルコンピュータで使っているメモリ、 DRAM のルーツが、 なんとこんなところにあります。

しかし、 ABC のメモリは回転ドラムですから、 RAM (random access memory) ではなく、 SAM (sequential access memory) です。
1 秒間に 1 回転だと、 データを読み始めるまでに最大 1 秒、 平均で 0.5 秒かかります。 更に、 50bit のデータを全部読むのに約 0.8 回転 ＝ 0.8秒 が必要ですから、 データの読み書きに平均して 1.3 秒かかることになります。
コンピュータの CPU とメモリは、 二人三脚のように協力しあって処理を進めます。 速度のバランスがとれていないと、 どちらが遅くても、 遅いほうのスピードでしか二人三脚は走れません。
メモリ素子にコンデンサを使うのは画期的なアイデアですが、 回転ドラムという機構を使ったため、 メモリのアクセス速度はドラムの回転速度に制限されます。
ABC の演算回路は電子式で高速ですが、 メモリアクセスが遅いため、 マシンの処理速度は遅くなります。

ABC の長所も短所も、このメモリに集約されているように思えます。

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update: 2009.06.28