Микросхемы памяти

Микросхемы памяти – устройства, предназначенные для хранения данных и программ.
На сегодняшний день практически любое устройство обладает запасом собственной, единолично адресуемой памяти. Это может быть оперативная память устройства, используемая им в целях внутренней обработки данных, или же, например, кэш (cache) – память для буферизации доступа.

Варианты использования памяти
ROM (Read Only Memory, память только для чтения, ПЗУ) – постоянная память, информацию из которой можно только считывать. На такую память в компьютере, например, помещена BIOS (Basic Input/Output System, Базовая Система Ввода/Вывода).

RAM (Random Access Memory, оперативная память, ОЗУ) – временная, непосредственно адресуемая центральным процессором память, заполняемая программным кодом и данными для их обработки процессором. Данные содержатся в этой памяти только пока компьютер включен. Оперативная память компьютера устанавливается в специальные разъемы на материнской плате.

Cache (кэш-память) – состоит из относительно быстрых элементов памяти и призвана синхронизировать работу устройств относительно медленных с более быстрыми путем удерживания наиболее часто используемой информации. Такая память может присутствовать практически в любом устройстве: в материнской плате для увязывания работы процессора с оперативной памятью, в процессоре – для взаимодействия с материнской платой как с устройством более медленным, а, например, в винчестере или CD-ROM – с той же материнской платой как с устройством более быстрым.

Flash (флэш-память или флэш-диск) – устройство на энергонезависимых элементах, выполненных по технологии Flash (см. NVRAM), используемое как альтернатива традиционным механическим устройствам хранения данных. Как следует из определения, она может удерживать информацию даже при отсутствии питания, также ее отличает невосприимчивость к вибрациям, устойчивость к ударам и широкий диапазон рабочих температур. Диапазон использования таких ус-тройств весьма широк – это цифровые камеры, радиотелефоны, блокнотные компьютеры и так далее, одним словом, компактные устройства, предъявляющие относительно небольшие требования к объему постоянно сохраняемых данных и, наоборот, высокие – к физическим размерам.

Типы памяти
DRAM (Dynamically RAM) – динамическая память – наиболее распространенный тип памяти, использующий в качестве элемента хранения конденсатор. Свое название этот тип получил в связи с функциональной необходимостью постоянного "освежения" конденсаторов (refresh) во избежание их разряжения (и утери хранящихся данных). Такая регенерация осуществляется постоянно через равные промежутки времени, требуя постоянного расхода энергии и, естественно, снижает производительность системы. Однако простота устройства делает его производство относительно недорогим. В сущности, все описанные в этом разделе типы памяти, за исключением SRAM и NVRAM, относятся к динамической памяти и являются ее модификациями. DRAM используется в качестве оперативной памяти и видеопамяти.

SDRAM (Synchronous DRAM) – стандарт модулей памяти, в которых все операции синхронизированы с тактовой частотой процессора. Это дает возможность сократить время, затрачиваемое на передачу данных за счет исключения циклов ожидания. Оперативная память SDRAM в модулях типа DIMM стандарта PC100 поддерживает работу системной шины на частоте 100MHz, а PC133 – соответственно 133MHz. SDRAM используется в качестве оперативной памяти и видеопамяти.

EDO RAM (Extended Data Output RAM) – память с расширенным выводом данных – cтандарт модулей памяти, применяемых в PC с CPU Pentium. Отличается от обычной памяти наличием дополнительных регистров, за счет которых увеличивается поток выводимых из нее данных. Ускорение по сравнением с обычной, неEDO, памятью достигает 10-15%.

FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM) – память с ускоренным страничным режимом. Это тот самый тип памяти, который использовался в последних версиях PC с 486-м процессором, скорее всего именно его вам предложат как "неEDO".

SRAM (Statically RAM) – статическая память – память, не требующая регенерации. Несмотря на явное преимущество перед DRAM, она имеет значительно большую стоимость и, как результат, используется для выполнения специальных задач, в основном, в качестве кэш-памяти. На SRAM также на-ходятся значения изменяемых настроек BIOS.

CDRAM (Cached DRAM) – буферизированная DRAM. Комбинированный вариант статической и динамической памяти, в котором первая служит кэшем для второй.

NVRAM (Non Volatile RAM, постоянная память) – энергонезависимая память, сохраняющая информацию длительное время при полном отсутствии питания, выполненная по технологии flash, разработанной компанией Intel. Стоимость 1 Мb памяти на такой микросхеме колеблется от 10 до 24 долларов, что заметно выше, чем в устройствах с динамической организацией памяти. Существенным является то, что скорость записи на такой памяти весьма невелика – до 500 Кb (да-да, килобайт!!!) в секунду.

Новые и разрабатываемые в настоящее время типы памяти
FeRAM (Ferroelectric RAM) – ферроэлектрическая память. Данная память является энергонезависимой (аналогично флэш-памяти), что обеспечивает хранение данных без использования источников энергии. В настоящее время опытные образцы FeRAM имеют время доступа 60 нс. Данный тип памяти найдет свое применение в качестве оперативной памяти и в качестве памяти видеоадаптеров.

DRDRAM (Direct RAMBus DRAM) – этот тип памяти отличается наличием собственной внутренней шины (RAMBus Channel) с высокой пропускной способностью. Является возможным претендентом на широкое применение в будущем в качестве оперативной памяти.

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) – синхронная память с удвоенной передачей данных. Является улучшенным вариантом архитектуры SDRAM. Память этого типа имеет большую ширину полосы пропускания, но только в случае передачи длинных пакетов данных. Максимальная величина ширины полосы пропускания может достигать 1.6Gb/sec при частоте шины 100MHz. Основным достоинством этого типа памяти с точки зрения пользователя является возможность установки этих модулей в обычные разъемы DIMM вместо памяти SDRAM (в отличие от технологии RAMBus).

ESDRAM (Enhanced SDRAM – улучшенная SDRAM) – более быстрый вариант архитектуры SDRAM. Отличается значительно меньшим временем доступа к основному массиву памяти и наличием встроенного блока кэш-регистров SRAM. Обеспечивается более высокая производительность, чем у SDRAM и даже DDR SDRAM. ESDRAM совместима со стандартными модулями SDRAM, но требует наличия специального контроллера.
FCRAM (Fast Cycle RAM) – RAM с быстрым циклом. Имеет существенные отличия от DRAM. По скорости работы этот тип памяти близок к SRAM, а по объему не отличается от SDRAM.

MRAM (Magnetic RAM) – магнитное ОЗУ. Технология хранения информации в MRAM заключается в размещении элемента, содержащего молекулы платины и кобальта, между двумя магнитопроводящими слоями. Запись и чтение производится путем изменения магнитной активности в управляющих слоях. Цикл чтения данного типа памяти составляет всего 6 нс.

Типы памяти по способу объединения носителей в форм-фактор:
DIP (Dual In-line Package). Это типичная микросхема с двумя рядами ножек по бокам, как у сороконожки. В прежние времена, когда человеческий гений еще не додумался до "симов", половина поверхности материнской платы была покрыта такими микросхемами, составляющими целый мегабайт оперативной памяти. Возможности добавления памяти при этом оказывались весьма ограниченными.

SIMM (Single In-line Memory Module). Представляет собой печатную плату с установленными на ней совместимыми микросхемами памяти (обычно DIP), имеющую один ряд двусторонних выводов и устанавливаемую в устройство как единый модуль, так называемая SMT-технология (Surface Mounting Technology, технология поверхностного монтажа). Существуют SIMM-модули с 30 и 72 контактами.

SIP (Single In-line Package). Устаревший вариант 30-контактного SIMM, у которого вместо контактов типа "вилка" использовался контакт типа "штырек".

DIMM (Dual In-line Memory Module). Плата памяти, сходная по внутренней архитектуре с SIMM, но отличающаяся от нее более широкой шиной, благодаря которой достигается повышение скорости обмена данных. DIMM-модули имеют 168 контактов.

1, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512Mb – объем памяти. В настоящее время повсеместным стандартом стал объем оперативной памяти 64Mb. Минимально необходимые условия функционирования современных систем обеспечиваются при объеме оперативной памяти 32Mb. Для комфортной работы со сложными графическими приложениями желательно иметь память объемом 128Mb.