ذاكرة الفقاعات

تُعتبر ذاكرة الفقاعات إلى حد كبير من بنات أفكار شخص واحد، هو أندرو بوبيك . عمل بوبيك على العديد من المشاريع المتعلقة بالمغناطيسية خلال ستينيات القرن الماضي، وقد أهّله مشروعان منه بشكل خاص لتطوير ذاكرة الفقاعات. كان المشروع الأول هو تطوير أول نظام ذاكرة ذي نواة مغناطيسية يعمل بوحدة تحكم قائمة على الترانزستور ، أما المشروع الثاني فكان تطوير ذاكرة التويستر .

ذاكرة تويستور هي في الأساس نسخة من ذاكرة النواة ، تستبدل فيها "النوى" بقطع من الشريط المغناطيسي . تتمثل الميزة الرئيسية لذاكرة تويستور في إمكانية تجميعها آليًا، على عكس ذاكرة النواة التي كانت تُجمّع يدويًا بالكامل تقريبًا. علّقت شركة AT&T آمالًا كبيرة على ذاكرة تويستور، معتقدةً أنها ستخفض تكلفة ذاكرة الحاسوب بشكل كبير وتضعها في طليعة الصناعة. لكن في أوائل سبعينيات القرن الماضي، ظهرت ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) في السوق وحلّت سريعًا محل جميع أنظمة ذاكرة الوصول العشوائي السابقة . انتهى المطاف بذاكرة تويستور مستخدمةً في تطبيقات قليلة فقط، معظمها في حواسيب AT&T نفسها.

لوحظت إحدى الآثار الجانبية المثيرة للاهتمام لمفهوم التويستر أثناء الإنتاج: ففي ظل ظروف معينة، يؤدي تمرير تيار كهربائي عبر أحد الأسلاك الكهربائية داخل الشريط إلى تحريك المجالات المغناطيسية على الشريط في اتجاه التيار. وعند استخدامه بشكل صحيح، يسمح ذلك بدفع البتات المخزنة إلى أسفل الشريط وخروجها من نهايته، مُشكلةً نوعًا من ذاكرة خط التأخير ، ولكن مع تحكم الحاسوب في انتشار المجالات، بدلاً من التقدم التلقائي بمعدل ثابت تحدده المواد المستخدمة. ومع ذلك، لم يكن لهذا النظام سوى مزايا قليلة مقارنةً بذاكرة التويستر، خاصةً أنه لا يسمح بالوصول العشوائي.

في عام 1967، انضم بوبيك إلى فريق في مختبرات بيل وبدأ العمل على تحسين ذاكرة التويستور . كانت كثافة ذاكرة التويستور تعتمد على حجم الأسلاك؛ حيث يحدد طول أي سلك عدد البتات التي يحملها، وقد تم وضع العديد من هذه الأسلاك جنبًا إلى جنب لإنتاج نظام ذاكرة أكبر.

سمحت المواد المغناطيسية التقليدية، كالشريط المغناطيسي المستخدم في ذاكرة التويستر، بوضع الإشارة المغناطيسية في أي مكان ونقلها في أي اتجاه. اكتشف بول تشارلز مايكليس، أثناء عمله على أغشية رقيقة مغناطيسية من سبيكة البرمالوي، إمكانية نقل الإشارات المغناطيسية في اتجاهات متعامدة داخل الغشاء. أدى هذا العمل الرائد إلى تقديم طلب براءة اختراع. ^{[ 2 ]} وُصفت آلية الذاكرة وطريقة الانتشار في ورقة بحثية قُدّمت في المؤتمر السنوي الثالث عشر للمغناطيسية والمواد المغناطيسية، في بوسطن، ماساتشوستس، في 15 سبتمبر 1967. استخدم الجهاز أغشية مغناطيسية رقيقة غير متجانسة تتطلب تركيبات مختلفة من النبضات المغناطيسية لاتجاهات الانتشار المتعامدة. كما اعتمدت سرعة الانتشار على المحورين المغناطيسيين الصلب والسهل. يشير هذا الاختلاف إلى أن استخدام وسط مغناطيسي متجانس سيكون مرغوبًا.

أدى ذلك إلى إمكانية ابتكار نظام ذاكرة مشابه لمفهوم التويستور ذي المجال المتحرك، ولكن باستخدام كتلة واحدة من المادة المغناطيسية بدلاً من أسلاك التويستور المتعددة. بدأ بوبيك العمل على توسيع هذا المفهوم باستخدام الأورثوفيريت ، ولاحظ تأثيرًا إضافيًا مثيرًا للاهتمام. فمع مواد الشريط المغناطيسي المستخدمة في ذاكرة التويستور، كان لا بد من تخزين البيانات على رقع كبيرة نسبيًا تُعرف بالمجالات . وكانت محاولات مغنطة مناطق أصغر تفشل. أما مع الأورثوفيريت، فإذا كُتبت الرقعة ثم طُبّق مجال مغناطيسي على المادة بأكملها، فإن الرقعة ستتقلص إلى دائرة صغيرة أطلق عليها اسم " فقاعة" . كانت هذه الفقاعات أصغر بكثير من مجالات الوسائط العادية كالشريط، مما يشير إلى إمكانية تحقيق كثافات مساحة عالية جدًا.

شهدت مختبرات بيل خمسة اكتشافات مهمة:

1. الحركة ثنائية الأبعاد المتحكم بها لمجالات الجدار المفرد في أغشية البرمالوي
2. تطبيق الأورثوفيريت
3. اكتشاف المجال الأسطواني المستقر
4. اختراع نمط التشغيل الخاص بالوصول الميداني
5. اكتشاف التباين أحادي المحور الناتج عن النمو في نظام العقيق وإدراك أن العقيق سيكون مادة عملية

لا يمكن وصف نظام الفقاعات باختراع واحد، بل من خلال الاكتشافات المذكورة أعلاه. كان آندي بوبيك المكتشف الوحيد للاكتشافين (4) و(5)، والمكتشف المشارك للاكتشافين (2) و(3)؛ أما الاكتشاف (1) فقد أنجزه بي. مايكليس ضمن مجموعة بي. بونيهارد. في مرحلة ما، كان أكثر من 60 عالماً يعملون على المشروع في مختبرات بيل، وقد نال العديد منهم شهرة واسعة في هذا المجال. على سبيل المثال، في سبتمبر 1974، مُنح كل من إتش. إي. دي. سكوفيل ، وبي. سي. مايكليس ، وبوبيك جائزة موريس إن. ليبمان التذكارية من معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) مع التنويه التالي: " لتقديمهم مفهوم وتطوير المجالات المغناطيسية أحادية الجدار (الفقاعات المغناطيسية)، ولتقديرهم لأهميتها في تكنولوجيا الذاكرة".

استغرق الأمر بعض الوقت للعثور على المادة المثالية، ولكن تبيّن أن بعض أنواع العقيق تمتلك الخصائص المطلوبة. تتشكل الفقاعات بسهولة في المادة، ويمكن دفعها على طولها بسهولة نسبية. تمثلت المشكلة التالية في توجيه هذه الفقاعات إلى الموقع المناسب حيث يمكن قراءتها: كان جهاز التويستر عبارة عن سلك، ولم يكن هناك سوى مسار واحد لها، ولكن في صفيحة ثنائية الأبعاد، لم تكن الأمور بهذه السهولة. على عكس التجارب الأصلية، لم يُقيّد العقيق حركة الفقاعات في اتجاه واحد فقط، ولكن خصائص الفقاعات فيه كانت مفيدة للغاية بحيث لا يمكن تجاهلها.

كان الحل هو نقش نمط من قضبان مغناطيسية دقيقة على سطح العقيق، تُسمى عناصر الانتشار. عند تطبيق مجال مغناطيسي صغير، تُصبح هذه القضبان ممغنطة، وتلتصق الفقاعات بأحد طرفيها. عند عكس اتجاه المجال، تنجذب الفقاعات إلى الطرف الآخر، وتتحرك على السطح. يؤدي عكس اتجاه المجال مرة أخرى إلى فصلها عن طرف القضيب والانتقال إلى القضيب التالي في الصف، وهكذا، للتحكم في اتجاه حركة الفقاعات أو توجيهه. استُخدمت قضبان/موجهات على شكل حرف T، تشبه الحروف، في التصاميم المبكرة لذاكرة الفقاعات، ولكن تم استبدالها لاحقًا بأشكال أخرى مثل الأشكال المتعرجة غير المتماثلة. ^{[ 3 ]} عمليًا، يدور المجال المغناطيسي ويتم توفيره بواسطة زوج من الملفات، التي تُنتج مجالًا مغناطيسيًا دوارًا على المحورين X وZ، وهذا المجال المغناطيسي الدوار هو الذي يُحرك الفقاعات في الذاكرة.

تمّ النظر في الأغشية المغناطيسية غير المتبلورة نظرًا لإمكاناتها الأكبر في تحسين ذاكرة الفقاعات مقارنةً بالأغشية المغناطيسية العقيقية، إلا أن الخبرة السابقة مع الأغشية العقيقية حالت دون انتشارها على نطاق واسع. تتمتع الأغشية العقيقية بخصائص مغناطيسية مماثلة أو أفضل من أغشية الأورثوفيريت، التي اعتُبرت أقل جدوى بالمقارنة. يمكن لمواد العقيق (كأغشية على سطح الركيزة) أن تسمح بسرعات انتشار أعلى للفقاعات (سرعة الفقاعة) مقارنةً بالأورثوفيريت. الفقاعات الصلبة أبطأ وأكثر عشوائية من الفقاعات العادية، وهي مشكلة غالبًا ما يتم التغلب عليها عن طريق زرع أيونات النيون في الغشاء المغناطيسي العقيقي، ^{[ 4 ]} ويمكن أيضًا تحقيق ذلك عن طريق طلاء الغشاء المغناطيسي العقيقي بالبرمالوي. ^{[ 5 ]}

تُصنع وحدة الذاكرة عن طريق محاذاة مغانط كهربائية صغيرة في أحد طرفيها مع كاشفات في الطرف الآخر. تُدفع الفقاعات المكتوبة ببطء إلى الطرف الآخر، مُشكّلةً صفيحة من اللفائف المتراصة بجانب بعضها البعض. يؤدي توصيل مخرج الكاشف بالمغانط الكهربائية إلى تحويل الصفيحة إلى سلسلة من الحلقات، التي يمكنها الاحتفاظ بالمعلومات طالما دعت الحاجة. ^{[ 3 ]}

تتكون ذاكرة الفقاعة من غلاف يحتوي على لوحة دوائر مطبوعة (PCB) متصلة بشريحة أو أكثر من شرائح ذاكرة الفقاعة، والتي قد تكون شفافة. تُحيط بالشرائح على لوحة الدوائر المطبوعة لفّتان مصنوعتان من سلك نحاسي أو مادة موصلة للكهرباء، تُغطيان معظم المساحة، تاركتين مساحة كافية لمرور لوحة الدوائر المطبوعة عبر اللفّتين والاتصال بالشرائح. تُلفّ اللفّتان في اتجاهين متعاكسين، فمثلاً، إحدى اللفّتين تحتوي على أسلاك موجهة على طول المحور X والأخرى على طول المحور Z. تُحيط باللفّتين مغناطيسين دائمين، أحدهما أسفل اللفّتين والآخر فوقهما. يُشكّل هذا التجميع الموجود داخل الغلاف درعًا مغناطيسيًا، ويُوفّر مسارًا لعودة المجال المغناطيسي من المغناطيسين. يُعدّ المغناطيسان الدائمان عنصرين أساسيين؛ فهما يُولّدان مجالًا مغناطيسيًا ثابتًا (تيار مستمر)، يُستخدم كمجال تحيز يُتيح الاحتفاظ بمحتويات الذاكرة، أي أنهما يُتيحان لذاكرة الفقاعة أن تكون غير متطايرة. عند إزالة المغناطيس، ستختفي جميع الفقاعات، وبالتالي سيتم حذف جميع المحتويات. تُولّد اللفائف مجالًا مغناطيسيًا دوارًا موازيًا لاتجاه ذاكرة الفقاعات، بتردد يتراوح بين 100 و200  كيلوهرتز. هذا المجال يُحرّك الفقاعات في الغشاء المغناطيسي بشكل دائري تقريبًا، موجهًا أو مُقيدًا بواسطة عناصر الانتشار. على سبيل المثال، يُمكن للمجال المغناطيسي الدوار أن يُجبر الفقاعات على الدوران باستمرار حول حلقات، قد تكون مُستطيلة، وتُحدد مواقع عناصر التوجيه مسارها. ^{[ 3 ] [ 6 ]}

لتمكين الفقاعات من الحركة داخل رقائق الفقاعات وتوجيهها عبرها، تحتوي الرقائق على نمط معين مصنوع من معدن مغناطيسي حديدي، قد يتضمن، على سبيل المثال، أشكالًا متعرجة غير متماثلة. ^{[ 3 ]} فعلى سبيل المثال، يمكن للفقاعات أن تتحرك حول حواف هذه الأشكال. تُسمى هذه الأنماط عناصر الانتشار لأنها تسمح للفقاعات بالحركة أو الانتشار عبرها. وهي تُحدد مسارات لتخزين الفقاعات واسترجاعها للقراءة، ويقوم المجال المغناطيسي الدوار بتحريك الفقاعات على طول هذه المسارات. في ذاكرة الفقاعات، تُستخدم مادة مثل غارنيت الغادولينيوم الغاليوم (GGG) كركيزة في الرقائق. ^{[ 3 ]} توجد فوق الركيزة طبقة مغناطيسية (مضيف الفقاعات أو طبقة/غشاء الفقاعات) ^{[ 5 ] [ 4 ]} مثل غارنيت يحتوي على الغادولينيوم ^{[ 5 ]} أو في أغلب الأحيان، غارنيت حديد الإيتريوم أحادي البلورة المُستبدل ^{[ 4 ]} الذي يحمل الفقاعات المغناطيسية، والذي يُنمى بالنمو المتناحي باستخدام الترسيب المتناحي في الطور السائل مع تدفق أكسيد الرصاص كسائل مع أكسيد الإيتريوم وأكاسيد أخرى، ثم تُطعم الطبقة بزرع أيوني لعنصر واحد أو أكثر، لتقليل الخصائص غير المرغوب فيها. ^{[ 5 ] [ 3 ]} تُجرى عملية الترسيب المتناحي باستخدام بوتقة بلاتينية وحامل رقاقة. ^{[ 4 ]} تُبنى الأشكال المتعرجة والأجزاء الأخرى فوق الطبقة. ^{[ 3 ]} يمكن صنع عناصر الانتشار، بما في ذلك الأشكال المتعرجة، من مادة مثل سبيكة النيكل والحديد. تُختار المواد المستخدمة في ذاكرة الفقاعات بشكل أساسي لخصائصها المغناطيسية. ^{[ 3 ]} يُستخدم غارنيت الغادولينيوم الغاليوم كركيزة لأنه يدعم النمو المتناحي لأغشية الغارنيت المغناطيسية، وهو غير مغناطيسي، ^{[ 4 ]} على الرغم من أن بعض ذاكرات الفقاعات تستخدم ركائز النيكل والكوبالت بدلاً من ذلك.

تم اقتراح استخدام عناصر الانتشار التي تم تشكيلها عن طريق زرع الأيونات بدلاً من البرمالوي لزيادة سعة ذاكرة الفقاعات إلى 16  ميجابت/سم ² . ^{[ 4 ]}

سرعان ما تمكن فريق بوبيك من ابتكار ذاكرات بحجم سنتيمتر مربع واحد (0.16 ^{بوصة مربعة} ) تخزن 4096 بت، وهو نفس حجم ذاكرة النواة القياسية آنذاك . أثار هذا الاكتشاف اهتمامًا كبيرًا في الصناعة. لم تقتصر إمكانية استبدال ذاكرة النواة على ذاكرة الفقاعات فحسب، بل بدا أنها قادرة أيضًا على استبدال الأشرطة والأقراص. في الواقع، بدا أن ذاكرة الفقاعات ستصبح قريبًا الشكل الوحيد للذاكرة المستخدم في الغالبية العظمى من التطبيقات، باستثناء سوق الأداء العالي الذي لم تستطع تلبيته. 

أُدرجت هذه التقنية في أجهزة تجريبية من مختبرات بيل عام 1974. ^{[ 8 ]} وبحلول منتصف السبعينيات، كان لدى كل شركة إلكترونيات كبرى تقريبًا فرق تعمل على ذاكرة الفقاعات. ^{[ 9 ]} طرحت شركة تكساس إنسترومنتس أول منتج تجاري يستخدم ذاكرة الفقاعات عام 1977، وقدمت أول ذاكرة فقاعات متاحة تجاريًا، وهي TIB 0103 بسعة 92 كيلوبت. ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]} وبحلول أواخر السبعينيات، كانت عدة منتجات متوفرة في السوق، وأصدرت شركة إنتل نسختها الخاصة بسعة ميغابت واحد، وهي 7110، عام 1979. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]} ومع ذلك، بحلول أوائل الثمانينيات، وصلت تقنية ذاكرة الفقاعات إلى طريق مسدود مع ظهور أنظمة الأقراص الصلبة التي توفر كثافات تخزين أعلى، وسرعات وصول أسرع، وتكاليف أقل. في عام 1981، أغلقت الشركات الكبرى العاملة في مجال تقنية ذاكرة الفقاعات عملياتها، ^{[ 16 ] [ 17 ]} ولا سيما روكويل، وناشونال سيميكوندكتور، وتكساس إنسترومنتس، وبليسي، ليتبقى خمس شركات فقط لا تزال تعمل على تطوير "الجيل الثاني" من ذاكرة الفقاعات بحلول عام 1984: إنتل، وموتورولا، وهيتاشي، وساجيم ، وفوجيتسو . [ ^{18 ] وفي} عام 1983، طُرحت ذاكرات الفقاعات بسعة أربعة ميغابت، مثل إنتل 7114، ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} ، ثم طُوّرت ذاكرة الفقاعات بسعة ستة عشر ميغابت. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

قال جيري بورنيل من شركة بايت عام 1987، عند استبداله بطاقة توسعة ذاكرة الفقاعات بسعة 512 كيلوبايت في حاسوب IBM الشخصي ببطاقة صلبة ، إنه توقع نجاح ذاكرة الفقاعات نظرًا لسرعتها العالية، وطبيعتها غير المتطايرة، ومتانتها، لكن "للأسف، لم تتمكن إنتل من تصنيع رقائق ذاكرة الفقاعات صغيرة الحجم أو رخيصة الثمن بما يكفي لتكون منافسًا جديًا، بينما استمرت الأقراص الصلبة في الانخفاض بشكل متزايد". ^{[ 24 ]} وجدت ذاكرة الفقاعات استخدامات في أسواق متخصصة خلال ثمانينيات القرن الماضي في الأنظمة التي تحتاج إلى تجنب معدلات الأعطال الميكانيكية المرتفعة لمحركات الأقراص، وفي الأنظمة التي تعمل في بيئات شديدة الاهتزاز أو قاسية. أصبح هذا التطبيق قديمًا أيضًا مع تطور ذاكرة الفلاش ، التي جلبت معها مزايا في الأداء والكثافة والتكلفة.

كان أحد تطبيقاتها نظام ألعاب الفيديو " Bubble System" من شركة كونامي ، الذي طُرح عام 1984. يتميز هذا النظام بخرطوشات ذاكرة فقاعية قابلة للتبديل على لوحة تعتمد على معالج 68000. كان نظام "Bubble System" يتطلب فترة "تسخين" تبلغ حوالي 85 ثانية (يتم التنبيه إليها بواسطة مؤقت على الشاشة عند التشغيل) قبل تحميل اللعبة، حيث تحتاج الذاكرة الفقاعية إلى التسخين إلى حوالي 30 إلى 40 درجة مئوية (86 إلى 104 درجة فهرنهايت) لتعمل بشكل صحيح. استخدمت شركة فوجيتسو الذاكرة الفقاعية في جهازها FM-8 عام 1981، واستخدمتها شركة شارب في سلسلة أجهزة الكمبيوتر المحمولة PC 5000 ، وهي أجهزة كمبيوتر محمولة تشبه أجهزة الكمبيوتر المحمولة صدرت عام 1983. استخدمت شركة نيكوليت وحدات الذاكرة الفقاعية لحفظ أشكال الموجات في جهاز راسم الإشارة موديل 3091، وكذلك فعلت شركة إتش بي التي قدمت خيار ذاكرة فقاعية بسعر 1595 دولارًا أمريكيًا لتوسيع الذاكرة في محلل الإشارات الرقمية موديل 3561A. استخدمت شركة GRiD Systems Corporation هذه التقنية في أجهزة الكمبيوتر المحمولة الأولى لديها. استخدمت شركة TIE للاتصالات هذه التقنية في المراحل الأولى لتطوير أنظمة الهاتف الرقمية بهدف خفض معدلات متوسط ​​الوقت بين الأعطال (MTBF) وإنتاج معالج مركزي لنظام الهاتف غير المتطاير. ^{[ 25 ]} كما استُخدمت ذاكرة الفقاعات في نظام Quantel Mirage DVM8000/1 VFX.  

لتخزين الفقاعات، تُوضع عناصر الانتشار في أزواج متجاورة، وتُرتب في صفوف تُسمى حلقات. تُسمى هذه الحلقات بحلقات التخزين، لأن الفقاعات المخزنة في كل حلقة تدور باستمرار حولها بفعل المجال المغناطيسي الدوار الذي يُمكنه أيضًا نقل الفقاعات إلى أماكن أخرى. تحتوي ذاكرة الفقاعات على حلقات احتياطية إضافية لزيادة الإنتاجية أثناء التصنيع، حيث تحل محل الحلقات المعيبة. تُبرمج قائمة الحلقات المعيبة على الذاكرة، في حلقة خاصة منفصلة تُسمى حلقة التمهيد، وغالبًا ما تُطبع أيضًا على ملصق الذاكرة. يقرأ متحكم ذاكرة الفقاعات حلقة التمهيد في كل مرة يُشغل فيها نظام ذاكرة الفقاعات، وأثناء التهيئة، يضع المتحكم بيانات حلقة التمهيد في سجل حلقة التمهيد. تتم الكتابة في ذاكرة الفقاعات بواسطة مُهيئ داخل متحكم الذاكرة، وتُضخم الإشارات من البتات المقروءة في ذاكرة الفقاعات بواسطة مُضخم الاستشعار الخاص بالمتحكم، وتُشير هذه الإشارات إلى سجل حلقة التمهيد لتجنب الكتابة فوق البيانات الموجودة في حلقة التمهيد أو قراءتها مرة أخرى. ^{[ 3 ]}

تُنشأ الفقاعات (تُكتب الذاكرة) باستخدام فقاعة بذرة تُقطع باستمرار بواسطة سلك موصل كهربائيًا على شكل دبوس شعر (مثل سبيكة الألومنيوم والنحاس) باستخدام تيار قوي بما يكفي للتغلب محليًا على المجال المغناطيسي الناتج عن المغناطيسات وعكسه، وبالتالي يعمل سلك دبوس الشعر كمغناطيس كهربائي صغير. تستعيد فقاعة البذرة حجمها الأصلي بسرعة بعد القطع. تدور فقاعة البذرة تحت رقعة دائرية من البرمالوي تمنعها من الانتقال إلى مكان آخر. بعد التكوين، تدور الفقاعات في "مسار إدخال" ثم إلى حلقة تخزين. يمكن نقل الفقاعات القديمة من الحلقة إلى "مسار إخراج" لتدميرها لاحقًا. يصبح الفراغ الذي خلفته الفقاعات القديمة متاحًا للفقاعات الجديدة. ^{[ 3 ]} إذا فُقدت فقاعة البذرة، يمكن تكوين فقاعة جديدة عبر إشارات خاصة تُرسل إلى ذاكرة الفقاعات وتيار أعلى من اللازم لقطع الفقاعات من فقاعة البذرة بمقدار 2 إلى 4 مرات. ^{[ 4 ]}

تدور الفقاعات في حلقة التخزين (والفراغات المخصصة لها) باستمرار. لقراءة فقاعة، تُنسخ بنقلها إلى عنصر انتشار أكبر لتمديدها، ثم تُمرر أسفل موصل على شكل دبوس شعر لتقسيمها إلى قسمين بنبضة تيار على شكل موجة حادة ذات حافة خلفية طويلة. يؤدي ذلك إلى تقسيم الفقاعة إلى قسمين، أحدهما يستمر في الدوران في حلقة التخزين، مما يحافظ على سلامة الفقاعة وبالتالي البيانات في حالة انقطاع التيار الكهربائي. أما الفقاعة الأخرى فتُنقل إلى مسار إخراج لتصل إلى كاشف، وهو عبارة عن جسر مغناطيسي مقاوم، مصنوع من عمود من أعمدة شيفرون متصلة من سبيكة بيرمالوي، حيث تكون الأعمدة متتابعة، وقبلها أعمدة مماثلة من أعمدة شيفرون غير متصلة. تعمل هذه الأعمدة على تمديد الفقاعات لتوليد خرج أكبر عند الكاشف. يحتوي الكاشف على تيار كهربائي ثابت، وعندما تمر الفقاعات أسفله، فإنها تُغير قليلاً المقاومة الكهربائية وبالتالي التيار في الكاشف، وتُولد حركة الفقاعات جهدًا كهربائيًا في حدود الميلي فولت، ويُقرأ هذا الجهد إما كـ 1 أو 0. ولأن الفقاعة يجب أن تُنقل إلى منطقة محددة ليتم قراءتها، فهناك قيود على زمن الاستجابة. بعد الكاشف، تُدفع الفقاعات إلى حاجز واقٍ لتدميرها. يُمثل الرقم 1 بوجود فقاعة، بينما يُمثل الرقم 0 بعدم وجود فقاعة. ^{[ 3 ]}

كانت رقائق غارنيت الغاليوم الغادولينيوم المستخدمة كركائز لرقائق الفقاعات بقطر ثلاث بوصات وتكلف 100 دولار لكل منها في عام 1982 حيث تطلب إنتاجها استخدام بوتقات الإيريديوم. ^{[ 4 ]}

في عام 2007، اقترح باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا فكرة استخدام فقاعات الموائع الدقيقة كدوائر منطقية (بدلاً من الذاكرة) . تعتمد هذه الدوائر المنطقية على تقنية النانو، وقد أثبتت قدرتها على الوصول إلى البيانات في غضون سبعة أجزاء من الألف من الثانية، وهو أسرع من زمن الوصول الذي كان يبلغ عشرة أجزاء من الألف من الثانية في محركات الأقراص الصلبة التقليدية، إلا أنه أبطأ من زمن الوصول في ذاكرة الوصول العشوائي التقليدية ودوائر المنطق التقليدية، مما يجعل هذا الاقتراح غير عملي تجارياً. ^{[ 26 ]}

إن عمل شركة IBM لعام 2008 على ذاكرة المسار السباقي هو في الأساس نسخة أحادية البعد من الفقاعة، ويرتبط ارتباطًا أوثق بمفهوم التوريستر التسلسلي الأصلي. ^{[ 27 ]}