真空管もトランジスタも不要！？50年代の伝説的国産コンピュータ「パラメトロン」の衝撃

皆さんは「パラメトロン」というコンピュータをご存知でしょうか？1950年代に日本で発明されたこの計算機、実は真空管もトランジスタも一切使っていないんです。磁性体素子を活用した独創的なアーキテクチャは、当時のエンジニアたちの執念と技術力の結晶と言えます。現在のような半導体全盛の時代とは全く異なるアプローチで作られた、知る人ぞ知る日本の技術遺産です。

1954年、後藤英一がパラメトロンを発明した。これは2つのフェライトコアを使った非線形パラメトリック発振を利用する論理デバイスだ。当時普及していた真空管や初期のトランジスタ回路と違って、パラメトロンは非常に安定していて、短寿命な真空管に比べてメンテナンスの手間もかからず、真空管や出始めたばかりのトランジスタよりもかなり安価だった。そのシンプルさと信頼性から、コンピュータ設計における理想的な基盤になったんだ。初期のアプリケーションでは、短寿命な真空管や動作の遅い電磁リレー、不安定な点接触型トランジスタといった競合技術よりも圧倒的に優れた耐故障性を示していたよ。

NEAC-1101。1958年3月、NECは同社初のデジタルコンピュータNEAC-1101を完成させた。このマシンは1954年に後藤英一が発明したパラメトロンを使用し、NECが独自に考案した1ターン変圧器結合方式によって完成度を高めたものだ。科学技術計算用に設計されたこのコンピュータは、日本で初めて浮動小数点演算を採用したマシンでもある。10進7桁の浮動小数点演算が可能で、3,600個のパラメトロン、29種類の命令を備え、加減算で平均3.5ミリ秒、乗除算で8.0ミリ秒の性能だった。メモリにはフェライトコア（異なる周波数の2つのACを使った磁気コアマトリクス方式）が採用され、容量は256ワード（32桁構成）だった。NEAC-1101はその後メモリを512ワードに拡張するなどの改良を経て、NECの研究所で科学技術計算用として約8年間運用された。このコンピュータの開発成果は、NECにおける後続のパラメトロンコンピュータの開発に大きく貢献したよ。

https://museum.ipsj.or.jp/en/computer/dawn/0017.html (https://museum.ipsj.or.jp/en/computer/dawn/0017.html)

Dr.STONEに出てたやつだ！

量子磁束パラメトロンは本当に魅力的な設計だよな。なぜ誰も話題にしないのかずっと不思議に思ってた。簡単にGHz帯まで到達できるし、計算は断熱的になる。ジョセフソン接合がベースだから極低温環境が必要になるけどね。今の量子コンピュータよりも、次世代の計算技術として有望なんじゃないかとずっと思ってたよ。特にSEMを使って自分でSQUIDを描けるようになるとね。SQUIDサンドイッチのための2つの長い長方形（端にパッド、上に薄い絶縁体、さらに接合用の2本のワイヤ）があれば、複雑な量子回路が作れるようになるんだ。

Elliott 803（もう少し後のモデル）も磁気コアロジックを使ってたよ。
https://en.wikipedia.org/wiki/Elliott_803 (https://en.wikipedia.org/wiki/Elliott_803)

原理が似てるかどうかはちょっとわからないな。
（何年も前にブレッチリーのコンピュータ博物館に行ったとき、そこに1台置いてあったのを覚えてる）

計算がどこにでも溢れているという事実はやっぱり興味深いよね！今や何でも「Doomが動く」んじゃないかって気がしてくる。

ページの中ほどにあるリンクのせいで、ページ全体で横スクロールが発生しちゃってるよ。

    [that links selector] {
        text-overflow: ellipsis;
        overflow: hidden;
        white-space: nowrap;
        max-width: 100%;
        display: inline-block;
    }

これで直るけど、やりすぎな気もする。なんで white-space: nowrap; だけじゃダメなんだろう？

それか break-word か。やりたいことに一番名前が合ってるのに、誰も使ってない感じがするんだよね。

まあいいや。

一方アメリカでは、Univac Solid Stateコンピュータ[1]が特許取得済みの「Solid State Logic」[2]で同じような原理を使っていて、これも1958年にリリースされたんだ。

V2ロケットに使われていた磁気増幅器が、磁気コアの面白い利用法のきっかけになったんじゃないかと思ってる。

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/UNIVAC_Solid_State (https://en.wikipedia.org/wiki/UNIVAC_Solid_State)

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_logic (https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_logic)

[3] https://patents.google.com/patent/US2709798A/en (https://patents.google.com/patent/US2709798A/en)

コンピュータの歴史って、たいてい真空管からトランジスタ、そしてICへと順調に進化してきたみたいに語られがちだよね。でも、パラメトロンはその途中で現れた数多くの忘れ去られた技術の1つに過ぎないんだ。トランスフラクサーのような磁気コアロジックはいくつかのコンピュータで使われていたし、超伝導クライオトロンもコンピュータに革命を起こすはずだった。トンネルダイオードロジックだって一時期は未来の技術だと目されていたよ。他にもマイクロ波論理回路やエレクトロルミネッセンス論理回路なんてのもあったね。1950年代はネーミングセンスが最高だったと認めざるを得ないな。今の技術の名前は、トランスフラクサーやパラメトロン、クライオトロンには到底及ばないよ。

『Digital Computer Design Fundamentals』（1962年）の第6章を参照してくれ。

真空管は比較的短寿命だった

これはよく聞くし確かにそうなんだろうけど、親父が大学生の頃から使ってた真空管のHiFiセットは、何十年経ってもまだ現役で動いてたんだよね。

コンピュータみたいに何百、何千もの真空管が使われていると、個々の故障率が低くても、結局どれかが頻繁に壊れちゃうってことなんだろうな。