Đúng 75 năm trước, vào ngày 11 tháng 5 năm 1951, kỹ sư điện Jay Forrester của MIT đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho "bộ nhớ lõi từ tính dùng dòng điện đồng thời" — công nghệ trở thành nền tảng bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên của máy tính kỹ thuật số suốt hai thập kỷ. Phát minh này sau đó kéo theo vụ hòa giải bằng sáng chế trị giá 13 triệu USD (khoảng 331.500.000.000 VND theo tỷ giá hiện tại) với IBM — kỷ lục lớn nhất thế giới vào thời điểm đó.
Từ máy mô phỏng bay đến giải pháp lưu trữ đột phá
Phát minh của Forrester xuất phát từ dự án Project Whirlwind của MIT, ban đầu được Hải quân Mỹ tài trợ nhằm xây dựng máy mô phỏng bay vào giữa thập niên 1940, sau đó chuyển hướng thành máy tính kỹ thuật số thời gian thực. Vấn đề cốt lõi là các ống lưu trữ tĩnh điện mà Forrester sử dụng liên tục bị hỏng, không đáp ứng được yêu cầu theo dõi máy bay theo thời gian thực.
Giải pháp ông nghĩ ra có vẻ đơn giản đến bất ngờ: sắp xếp các vòng nhỏ bằng ferrite — đường kính chỉ bằng ruột bút chì — trên một lưới dây đồng. Khi cho dòng điện chạy đồng thời qua hai dây giao nhau, vòng ferrite tại điểm giao sẽ bị từ hóa theo một chiều để biểu diễn "1", chiều ngược lại là "0". Phương pháp "dòng điện đồng thời" (coincident-current) này cho phép định địa chỉ hàng triệu bit trong mảng ba chiều chỉ với số lượng dây dẫn tối thiểu — một bước tiến vượt bậc về hiệu quả.
Nguyên mẫu đầu tiên được nghiên cứu sinh William Papian lắp ráp vào tháng 10/1950. Đến ngày 8/8/1953, mô-đun bộ nhớ lõi từ tính hoàn chỉnh đầu tiên được tích hợp vào máy tính Whirlwind.
2 kilobit bảo vệ bầu trời nước Mỹ
Thành công tại Whirlwind mở đường cho mạng lưới phòng không SAGE — hệ thống gồm 23 trạm radar điều khiển bằng máy tính trên đất Mỹ và 1 trạm tại Canada, hoạt động liên tục đến tận thập niên 1980. Mô-đun bộ nhớ 2 kilobit (2Kb) chính là "trái tim" của hệ thống phòng thủ quốc gia này.
Để dễ hình dung: smartphone hiện đại trang bị vài gigabyte RAM, tức gấp hàng triệu lần dung lượng đó. Vậy mà chỉ với 2Kb, hệ thống SAGE đã theo dõi và điều phối phòng thủ không phận toàn quốc trong nhiều thập kỷ — con số này phản ánh rõ nét tốc độ tiến hóa chóng mặt của công nghệ bán dẫn.
Cuộc chiến bằng sáng chế và khoản hòa giải 13 triệu USD
Bằng sáng chế Forrester nộp năm 1951 phải chờ đến tháng 2/1956 mới được cấp (U.S. Patent 2736880). Trong khoảng thời gian đó và sau đó, một loạt tranh chấp pháp lý phức tạp đã diễn ra:
| Bên liên quan | Diễn biến |
|---|---|
| Jan Rajchman (RCA) | Nộp bằng sáng chế tương tự sớm hơn Forrester 8 tháng |
| An Wang (Harvard) | Độc lập phát triển và cấp bằng sáng chế công nghệ lõi từ tính theo phương pháp khác; IBM mua lại năm 1955 với giá 500.000 USD (khoảng 12.750.000.000 VND) |
| IBM | Liên tục phản đối bằng sáng chế rộng của Forrester trong nhiều năm |
| MIT | Truy lục toàn bộ hóa đơn mua hàng, cước điện thoại, phiếu công tác, sổ thí nghiệm để chứng minh quyền ưu tiên của Forrester |
RCA cuối cùng rút khiếu nại. Năm 1964, IBM chấp nhận hòa giải với MIT bằng khoản thanh toán 13 triệu USD (khoảng 331.500.000.000 VND) — kỷ lục bằng sáng chế lớn nhất thế giới tính đến thời điểm đó. Cá nhân Forrester nhận được 1,5 triệu USD (khoảng 38.250.000.000 VND). An Wang dùng tiền bán bằng sáng chế để mở rộng Wang Laboratories.
Rời máy tính, sáng lập cả một ngành khoa học mới
Điều thú vị là ngay trong năm 1956 — năm bằng sáng chế được cấp — Forrester quyết định rời bỏ thế giới máy tính kỹ thuật số. Ông chuyển sang MIT Sloan School of Management và sáng lập ngành "System Dynamics" (Động lực học hệ thống), một lĩnh vực hoàn toàn mới nghiên cứu cách các hệ thống phức tạp vận hành theo thời gian.
Bài tập mô phỏng chuỗi cung ứng ông thiết kế — ban đầu gọi là "trò chơi tủ lạnh" — về sau được biết đến rộng rãi với tên Beer Game, hiện vẫn là bài học kinh điển trong các chương trình quản trị kinh doanh toàn cầu. Hiện tượng "bullwhip effect" (hiệu ứng roi da) trong chuỗi cung ứng ban đầu được gọi là "Forrester effect". Cuốn sách Urban Dynamics của ông còn được xem là nguồn cảm hứng cho tựa game huyền thoại SimCity.
Các giải thưởng lớn ông nhận được bao gồm IEEE Medal of Honor (1972), IEEE Computer Pioneer Award (1982) và National Medal of Technology (1989). Jay Forrester qua đời ngày 16/11/2016, hưởng thọ 98 tuổi.
Bộ nhớ lõi từ tính hồi sinh trong cộng đồng DIY
Dù đã bị thay thế hoàn toàn trong thương mại, bộ nhớ lõi từ tính đang trải qua một cuộc hồi sinh thú vị trong cộng đồng kỹ sư tự chế (maker/DIY) toàn cầu. Hai dự án nổi bật:
- Core64: Andy Geppert kết hợp bộ nhớ lõi từ tính với vi điều khiển và LED, tạo ra thiết bị trực quan hóa trạng thái từ hóa từng bit — vừa là công cụ học tập, vừa là tác phẩm nghệ thuật công nghệ.
- Mô-đun 512-bit tự chế: Kỹ sư Han thiết kế MagneticCoreMemoryController 512-bit và đạt kết quả không lỗi sau 24 giờ kiểm tra liên tục.
Sức hút của công nghệ này đến từ hai đặc tính đặc biệt: không mất dữ liệu khi mất điện và khả năng chống bức xạ cao. Máy tính trên tàu con thoi vũ trụ đầu tiên của NASA sử dụng bộ nhớ lõi từ tính, và theo ghi chép, hệ thống này vẫn hoạt động bình thường ngay cả trong thảm họa tàu Challenger năm 1986.
Đối với cộng đồng công nghệ tại Việt Nam, câu chuyện của Jay Forrester là minh chứng rõ ràng rằng một phát minh kỹ thuật — dù xuất phát từ nhu cầu quân sự hay dân sự — có thể định hình toàn bộ hướng đi của ngành công nghiệp trong nhiều thập kỷ. Trong bối cảnh Việt Nam đang đẩy mạnh đầu tư vào nghiên cứu bán dẫn và vi mạch, lịch sử phát triển bộ nhớ máy tính như thế này cung cấp góc nhìn quý giá về tầm quan trọng của bảo hộ sở hữu trí tuệ và đầu tư dài hạn cho R&D.
