Tambour magnétique
On peut le dire avec humilité et sans jugement : le monde informatique a connu d'étranges machines à ses débuts. Parmi elles, un cylindre tournant a dominé trois décennies d'évolution technologique. Gustav Tauschek, inventeur autrichien, créa en 1932 un objet qui allait changer la face du stockage de données : le tambour magnétique.
Un cylindre métallique enduisait sa surface d'une couche ferromagnétique captant les informations binaires. Tout autour du tambour, des têtes de lecture-écriture captaient et inscrivaient des données sous forme de minuscules points magnétisés. La rotation constante du cylindre donnait accès aux informations stockées, dans un ballet mécanique précis et régulier.
Les premières versions des années 1940 montraient déjà les limites techniques de l'époque. La densité d'enregistrement atteignait seulement 50 bits par pouce, avec une vingtaine de pistes par pouce. Le réglage demandait une finesse d'horloger, si bien que les techniciens ajustaient l'écart entre têtes et surface au millième de pouce près, grâce à des vis différentielles et un usinage de haute précision.
L'IBM 650, commercialisé dès 1954, incarna parfaitement cette technologie. Son tambour, fait d'un alliage cobalt-nickel, mesurait 4 pouces de diamètre pour 14 pouces de longueur. Il tournait à la vitesse folle de 12 500 tours par minute sur des roulements à billes ultra-précis. Sa densité d'enregistrement atteignait 50 points magnétiques par pouce, pulsant à 128 kHz. L'organisation des données suivait une logique particulière : stockage parallèle au niveau du bit dans chaque chiffre, mais sériel pour les chiffres d'un même mot. Cinquante mots s'inscrivaient sur une circonférence du tambour, chacun contenant dix chiffres décimaux et un signe. Le système codait le signe moins par le chiffre 8, et le signe plus par le chiffre 9. Un espace équivalent à un chiffre séparait chaque mot, et cinq pistes parallèles encodaient chaque valeur.
David Macklin, programmeur chez Republic Aviation en 1957, raconte les contraintes posées par cette architecture. Les développeurs devaient tenir compte de la position physique réelle des données sur le tambour pour optimiser les temps d'accès. Avec ses 2 000 positions adressables réparties sur des pistes parallèles, la machine imposait une gymnastique intellectuelle constante. Le programmeur calculait l'emplacement de l'instruction suivante ou laissait l'assembleur SOAP s'en charger. En moyenne, trois ou quatre exécutions par tour complétaient le travail, selon les positions précédentes des données.
La technologie évolua significativement avec l'invention du palier hydrodynamique. Cette avancée, mise au point par IBM pour l'ordinateur SAGE de défense aérienne, permit d'atteindre des densités comparables aux bandes magnétiques sans recourir aux ajustements mécaniques complexes d'antan.
L'héritage du tambour magnétique survit dans certains systèmes UNIX modernes, où /dev/drum désigne le périphérique virtuel de swap. Ce nom vient directement de l'utilisation historique du tambour comme support de pagination mémoire.
L'arrivée des mémoires à tores magnétiques sonna le déclin progressif du tambour comme mémoire principale. Toutefois, ces cylindres tournants restèrent utilisés comme extensions mémoire jusque dans les années 1960, grâce à leur fiabilité et leur coût modéré comparé aux alternatives contemporaines.
Le cœur électronique du tambour magnétique battait au rythme d'environ 2 000 tubes, principalement des modèles 5955, 6211, 12AY7, 6AL5, 2D21 et 5687. Les types 6211 et 5965 s'apparentaient au 12AV7 mais répondaient aux tests d'acceptation spécifiques d'IBM. Près de 3 600 diodes à cristal complétaient les circuits logiques. L'alimentation électrique engloutissait 16 à 18 KVA en 208V, 60 cycles, monophasé. Des redresseurs au sélénium fournissaient le courant continu, évitant le recours à une régulation électronique complexe.
Au-delà du simple stockage, le tambour magnétique façonna la conception des premiers ordinateurs et la méthode d'écriture des programmes. Les développeurs plongeaient dans la réalité physique du stockage pour optimiser leurs codes, créant une symbiose matériel-logiciel caractéristique du XXe siècle. Ses limites en termes d'accès et de capacité stimulèrent la recherche d'alternatives. Ces travaux aboutirent aux disques magnétiques, plus rapides et plus volumineux. Le RAMAC d'IBM, premier disque dur commercialisé en 1956, marqua le début de la fin pour le tambour magnétique comme dispositif de stockage principal.