核心存儲器使用硬磁材料（通常是半硬鐵氧體）的環形（環）作為變壓器磁芯，其中穿過磁芯的每根導線都用作變壓器繞組。兩根或多根電線穿過每個芯。磁滯允許每個核心“記住”或存儲狀態。

每個核心存儲一位信息。磁芯可以順時針或逆時針方向磁化。根據該磁芯的磁化方向，存儲在磁芯中的位的值為零或一。通過磁芯的某些導線中的電流脈沖允許將該磁芯中的磁化方向設置為任一方向，從而存儲一或零。通過每個核心的另一根線，即感測線，用于檢測核心是否改變了狀態。

讀取核心的過程會導致核心重置為零，從而將其擦除。這稱為破壞性讀出。當不被讀取或寫入時，即使關閉電源，內核也會保持它們的最后一個值。因此它們是一種非易失性存儲器。

使用更小的核心和電線，核心的存儲密度緩慢增加，到1960年代后期，典型的密度約為每立方英尺32千比特（每升約0.9千比特）。然而，要達到這個密度，需要極其小心的制造，盡管多次努力使該過程自動化，但幾乎總是手工進行。在此期間，成本從每比特約1美元下降到每比特約1美分。1960年代后期推出的xxx個半導體存儲芯片，最初創建了靜態隨機存取存儲器(SRAM)，開始侵蝕核心存儲器市場。xxx個成功的動態隨機存取存儲器(DRAM)，英特爾1103，緊隨其后的是1970年。它以每比特1美分的數量提供，標志著核心內存終結的開始。

半導體制造的改進導致存儲容量的快速增加和每千字節價格的下降，而核心存儲器的成本和規格變化不大。核心內存在1973年至1978年間逐漸退出市場。

為了讀取內核存儲器的位，電路嘗試通過驅動在該內核處相交的選定X和Y線來將該位翻轉到分配給0狀態的極性。

• 如果該位已經為0，則內核的物理狀態不受影響。
• 如果該位先前為1，則磁芯會改變磁極。這種變化在延遲后會在Sense線路中感應出一個電壓脈沖。

檢測到這種脈沖意味著該位最近包含一個1。沒有脈沖意味著該位包含一個0。感測電壓脈沖的延遲稱為核心存儲器的訪問時間。

在任何這樣的讀取之后，該位包含一個0。這說明了為什么將核心內存訪問稱為破壞性讀取：讀取核心內容的任何操作都會擦除這些內容，并且必須立即重新創建它們。

要寫入內核存儲器的位，電路假定已經進行了讀取操作并且該位處于0狀態。

• 要寫入1位，驅動選定的X和Y線，電流方向與讀取操作相反。與讀取一樣，X線和Y線交叉處的磁芯會改變磁極性。
• 要寫入0位（換句話說，禁止寫入1位），同樣量的電流也通過Inhibit線發送。這將流過相應內核的凈電流減少到選擇電流的一半，從而抑制極性變化。

訪問時間加上重寫時間就是內存循環時間。

Sense線僅在讀取期間使用，Inhibit線僅在寫入期間使用。出于這個原因，后來的核心系統將兩者組合成一條線，并使用內存控制器中的電路來切換線的功能。

核心內存控制器的設計使得每次讀取都緊跟在寫入之后（因為讀取強制所有位為0，并且因為寫入假設這已經發生）。計算機開始利用這一事實。例如，內存中的值可以被讀取和遞增（例如通過PDP-6AOS上的指令）幾乎與讀取一樣快；硬件只是增加了單個內存周期的讀取階段和寫入階段之間的值（可能向內存控制器發出信號，使其在周期中間短暫暫停）。這可能比通過讀寫周期獲取值、增加某個處理器寄存器中的值、然后通過另一個讀寫周期寫入新值的過程快兩倍。

字線核心存儲器通常用于提供寄存器存儲器。這種類型的其他名稱是線性選擇和二維。這種形式的核心存儲器通常通過平面上的每個核心編織三根線，字讀取、字寫入和位檢測/寫入。讀取或清除字，將全電流施加到一條或多條字讀取線；這將清除選定的內核和任何翻轉在其位感測/寫入線中感應電壓脈沖的內核。對于讀取，通常只選擇一個字讀取線；但為了清楚起見，可以在位感測/寫入時選擇多個字讀取線行被忽略。為了寫入字，將半電流施加到一條或多條字寫入線，并且將半電流施加到每條位感測/寫入線以設置位。在某些設計中，字讀取線和字寫入線組合成一條線，從而形成一個每位只有兩條線的存儲器陣列。對于寫入，可以選擇多條字寫入線。這提供了優于X/Y線重合電流的性能優勢因為可以在單個周期內清除或寫入相同值的多個字。典型機器的寄存器集通常只使用這種形式的核心內存的一個小平面。使用該技術構建了一些非常大的存儲器，例如CDC6600中的擴展核心存儲(ECS)輔助存儲器，最多可容納200萬個60位字。

另一種形式的核心內存稱為核心繩內存，提供只讀存儲。在這種情況下，具有更多線性磁性材料的磁芯被簡單地用作變壓器；實際上，沒有信息以磁性方式存儲在各個核心中。這個詞的每一位都有一個核心。讀取給定內存地址的內容會在對應于該地址的導線中產生電流脈沖。每條地址線要么穿過內核以表示二進制，要么繞在內核的外部以表示二進制。正如預期的那樣，內核在物理上比讀寫內核內存大得多。

早期核心存儲器的性能可以用今天的術語描述為與1MHz的時鐘頻率非常大致相當（相當于1980年代早期的家用計算機，如AppleII和Commodore64）。早期的核心內存系統的周期時間約為6μs，到1970年代初下降到1.2μs，到70年代中期下降到600ns(0.6μs)。一些設計具有更高的性能：CDC6600在1964年的內存周期時間為1.0μs，使用的內核需要200mA的半選擇電流。為了減少訪問時間和提高數據速率（帶寬），我們盡了一切可能，包括同時使用多個核心網格，每個網格存儲一個數據字的一位。例如，一臺機器可能使用32個內核網格，每個內核中只有一個32位字，控制器可以在單個讀/寫周期內訪問整個32位字。

核心內存是非易失性存儲——它可以在沒有電源的情況下無限期地保留其內容。它也相對不受EMP和輻射的影響。這些對于xxx代工業可編程控制器、軍事設施和飛行器等車輛以及航天器等應用來說是重要的優勢，并導致在半導體MOS存儲器（另請參見MOSFET）問世后使用核心多年.例如，航天飛機IBMAP-101B飛行計算機使用了核心內存，即使通過挑戰者也保留了內存的內容'1986年解體并隨后墜入海中。早期核心的另一個特點是矯頑力對溫度非常敏感；一個溫度下的正確半選電流不是另一溫度下的正確半選電流。因此，內存控制器將包括一個溫度傳感器（通常是熱敏電阻），以根據溫度變化正確調整電流水平。DigitalEquipmentCorporation為其PDP-1計算機使用的核心存儲器就是一個例子。這種策略在DEC為其PDP構建的所有后續核心內存系統中繼續進行風冷計算機系列。另一種處理溫度敏感性的方法是將磁芯“堆疊”封裝在溫度受控的烘箱中。這方面的例子是IBM1620的熱空氣核心內存（可能需要30分鐘才能達到工作溫度，大約106°F（41°C）和IBM7090的熱油浴核心內存，早期的IBM7094和IBM7030。