คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลมีระดับหน่วยความจำแบบลำดับชั้นสี่ระดับ:

หน่วยความจำไมโครโปรเซสเซอร์

หน่วยความจำหลัก

ลงทะเบียนหน่วยความจำแคช

หน่วยความจำภายนอก

หน่วยความจำไมโครโปรเซสเซอร์ถูกกล่าวถึงข้างต้น หน่วยความจำหลักออกแบบมาเพื่อจัดเก็บและแลกเปลี่ยนข้อมูลกับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์อื่นๆ อย่างรวดเร็ว ฟังก์ชั่นหน่วยความจำ:

รับข้อมูลจากอุปกรณ์อื่น

การจดจำข้อมูล

การออกข้อมูลตามคำขอไปยังอุปกรณ์อื่น ๆ ของเครื่อง

หน่วยความจำหลักประกอบด้วยอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลสองประเภท:

ROM - หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว

RAM เป็นอุปกรณ์หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม

ROM ได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดเก็บโปรแกรมถาวรและข้อมูลอ้างอิง ข้อมูลถูกป้อนลงใน ROM ระหว่างการผลิต ข้อมูลที่เก็บไว้ใน ROM สามารถอ่านได้เท่านั้น แต่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้

ROM ประกอบด้วย:

โปรแกรมควบคุมโปรเซสเซอร์

โปรแกรมสตาร์ทและปิดเครื่องคอมพิวเตอร์

โปรแกรมทดสอบอุปกรณ์ที่ตรวจสอบการทำงานที่ถูกต้องของหน่วยทุกครั้งที่คุณเปิดคอมพิวเตอร์

โปรแกรมสำหรับควบคุมจอแสดงผล คีย์บอร์ด เครื่องพิมพ์ หน่วยความจำภายนอก

ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของระบบปฏิบัติการบนดิสก์

ROM เป็นหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน ข้อมูลจะถูกเก็บรักษาไว้เมื่อปิดเครื่อง

RAM มีไว้สำหรับการบันทึกออนไลน์ การจัดเก็บ และการอ่านข้อมูล (โปรแกรมและข้อมูล) ที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับข้อมูลและกระบวนการคำนวณที่ดำเนินการโดยคอมพิวเตอร์ในช่วงเวลาปัจจุบัน

ข้อได้เปรียบหลักของ RAM คือความเร็วสูงและความสามารถในการเข้าถึงเซลล์หน่วยความจำแต่ละเซลล์แยกกัน (การเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง) เซลล์หน่วยความจำทั้งหมดจะรวมกันเป็นกลุ่มละ 8 บิต (1 ไบต์) โดยแต่ละกลุ่มจะมีที่อยู่ซึ่งสามารถเข้าถึงได้

RAM เป็นหน่วยความจำชั่วคราว เมื่อปิดเครื่อง ข้อมูลในนั้นจะถูกลบ

ในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ ความจุของหน่วยความจำมักจะอยู่ที่ 8-128 MB ความจุหน่วยความจำเป็นคุณลักษณะที่สำคัญของคอมพิวเตอร์ซึ่งจะส่งผลต่อความเร็วและประสิทธิภาพของโปรแกรม

นอกจาก ROM และ RAM แล้ว เมนบอร์ดยังมีหน่วยความจำ CMOS แบบไม่ลบเลือน ซึ่งใช้พลังงานจากแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่อง โดยจะจัดเก็บการตั้งค่าการกำหนดค่าคอมพิวเตอร์ที่ได้รับการตรวจสอบทุกครั้งที่เปิดระบบ นี่คือความทรงจำกึ่งถาวร หากต้องการเปลี่ยนการตั้งค่าคอมพิวเตอร์ BIOS จะมีโปรแกรมกำหนดค่าคอมพิวเตอร์ - SETUP

เพื่อเร่งความเร็วการเข้าถึง RAM จะใช้หน่วยความจำแคชพิเศษที่รวดเร็วเป็นพิเศษซึ่งตั้งอยู่ "ระหว่าง" ไมโครโปรเซสเซอร์และ RAM โดยจะเก็บสำเนาของส่วน RAM ที่ใช้บ่อยที่สุด ผู้ใช้ไม่สามารถเข้าถึงการลงทะเบียนแคชได้

หน่วยความจำแคชเก็บข้อมูลที่ไมโครโปรเซสเซอร์ได้รับและจะใช้ในรอบการทำงานถัดไป เข้าถึงได้รวดเร็วการเข้าถึงข้อมูลนี้ช่วยให้คุณสามารถลดเวลาดำเนินการของคำสั่งโปรแกรมที่ตามมาได้

ไมโครโปรเซสเซอร์เริ่มต้นจาก MP 80486 มีหน่วยความจำแคชในตัว ไมโครโปรเซสเซอร์ Pentium และ Pentium Pro มีหน่วยความจำแคชแยกกันสำหรับข้อมูลและแยกกันสำหรับคำแนะนำ ไมโครโปรเซสเซอร์ทั้งหมดสามารถใช้หน่วยความจำแคชเพิ่มเติมที่อยู่ได้ เมนบอร์ดนอกไมโครโปรเซสเซอร์ซึ่งมีความจุสูงถึงหลาย MB หน่วยความจำภายนอกหมายถึงอุปกรณ์ภายนอกของคอมพิวเตอร์ และใช้สำหรับจัดเก็บข้อมูลใดๆ ที่อาจจำเป็นสำหรับการแก้ปัญหาในระยะยาว โดยเฉพาะซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ทั้งหมดจะถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำภายนอก

อุปกรณ์หน่วยความจำภายนอก - อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลภายนอก - มีความหลากหลายมาก โดยสามารถจำแนกตามประเภทของสื่อ ตามประเภทการออกแบบ ตามหลักการบันทึกและอ่านข้อมูล ตามวิธีการเข้าถึง เป็นต้น

อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลภายนอกที่พบบ่อยที่สุดคือ:

ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์แม่เหล็ก (HDD);

ฟลอปปีดิสก์ไดรฟ์แม่เหล็ก (FMD);

ออปติคัลดิสก์ไดรฟ์ (ซีดีรอม)

โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลบนเทปแม่เหล็กของคาสเซ็ตต์ - สตรีมเมอร์ - จะถูกใช้เป็นอุปกรณ์หน่วยความจำภายนอกบนคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล

ดิสก์ไดรฟ์เป็นอุปกรณ์สำหรับอ่านและเขียนจากสื่อแม่เหล็กหรือออปติคัล วัตถุประสงค์ของไดรฟ์เหล่านี้คือการจัดเก็บข้อมูลจำนวนมาก บันทึกและเผยแพร่ข้อมูลที่เก็บไว้เมื่อมีการร้องขอลงในอุปกรณ์หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม

ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์และแฟลตดิสก์ไดรฟ์แตกต่างกันเพียงในด้านการออกแบบ ปริมาณข้อมูลที่จัดเก็บ และเวลาที่ใช้ในการค้นหา บันทึก และอ่านข้อมูล

ในฐานะที่เป็นสื่อเก็บข้อมูลสำหรับดิสก์แม่เหล็ก มีการใช้วัสดุแม่เหล็กที่มีคุณสมบัติพิเศษซึ่งทำให้สามารถบันทึกสถานะแม่เหล็กสองสถานะ - การทำให้เป็นแม่เหล็กสองทิศทาง แต่ละสถานะเหล่านี้ถูกกำหนดให้เป็นเลขฐานสอง 0 และ 1 ข้อมูลบนดิสก์แม่เหล็กถูกเขียนและอ่านโดยหัวแม่เหล็กตามแนววงกลมที่มีศูนย์กลางร่วมกัน - แทร็ก (แทร็ก) จำนวนแทร็กบนดิสก์และความจุข้อมูลขึ้นอยู่กับประเภทของดิสก์ การออกแบบไดรฟ์ คุณภาพของหัวแม่เหล็ก และการเคลือบแม่เหล็ก แต่ละแทร็กจะแบ่งออกเป็นภาค โดยทั่วไปเซกเตอร์หนึ่งจะเก็บข้อมูลได้ 512 ไบต์ การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างดิสก์ไดรฟ์แบบแม่เหล็กและ RAM จะดำเนินการตามลำดับตามจำนวนเซกเตอร์จำนวนเต็ม สำหรับดิสก์แม่เหล็กแข็งก็ใช้แนวคิดของทรงกระบอกเช่นกัน - ชุดของแทร็กที่อยู่ในระยะห่างเท่ากันจากศูนย์กลางของดิสก์

ดิสก์ถูกจัดประเภทเป็นสื่อเก็บข้อมูลการเข้าถึงโดยตรง ซึ่งหมายความว่าคอมพิวเตอร์สามารถเข้าถึงแทร็กที่ส่วนที่มีข้อมูลที่จำเป็นเริ่มต้นขึ้นหรือตำแหน่งที่จำเป็นต้องเขียนข้อมูลใหม่ได้โดยตรงไม่ว่าจะอยู่ที่ใดก็ตามที่มีหัวบันทึกและหัวอ่านของไดรฟ์อยู่

ดิสก์ทั้งหมด - ทั้งแบบแม่เหล็กและแบบออปติคัล - มีเส้นผ่านศูนย์กลาง (ฟอร์มแฟคเตอร์) มีลักษณะเฉพาะ ในบรรดาดิสก์แม่เหล็กที่มีความยืดหยุ่น ดิสก์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือดิสก์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.5 (89 มม.) ความจุของไดรฟ์เหล่านี้คือ 1.2 และ 1.44 MB

ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์แม่เหล็กเรียกว่า "ฮาร์ดไดรฟ์" คำนี้เกิดขึ้นจากชื่อสแลงสำหรับฮาร์ดไดรฟ์รุ่นแรกซึ่งมี 30 แทร็กๆ ละ 30 เซกเตอร์ ซึ่งบังเอิญบังเอิญตรงกับลำกล้องปืนไรเฟิลล่าสัตว์วินเชสเตอร์ ความจุของฮาร์ดดิสก์มีหน่วยวัดเป็น MB และ GB

เมื่อเร็ว ๆ นี้ดิสก์ไดรฟ์แม่เหล็กใหม่ปรากฏขึ้น - ดิสก์ ZIP - อุปกรณ์พกพาที่มีความจุ 230-280 MB

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ออปติคัลดิสก์ไดรฟ์ (CD-ROM) ได้กลายเป็นอุปกรณ์ที่แพร่หลายที่สุด เนื่องจากมีขนาดเล็ก ความจุสูง และความน่าเชื่อถือ ไดรฟ์เหล่านี้จึงได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ความจุของออปติคัลดิสก์ไดรฟ์อยู่ที่ 640 MB ขึ้นไป

ดิสก์ออปติคัลแบ่งออกเป็นดิสก์เลเซอร์ที่ไม่สามารถเขียนซ้ำได้ แผ่นดิสก์แสง, ดิสก์ออปติคัลเลเซอร์แบบเขียนซ้ำได้ และดิสก์ออปติคัลแมกนีโตแบบเขียนซ้ำได้ แผ่นดิสก์ที่ไม่สามารถเขียนซ้ำได้จัดทำโดยผู้ผลิตโดยมีข้อมูลที่บันทึกไว้แล้ว การบันทึกข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้สามารถทำได้เฉพาะในสภาพห้องปฏิบัติการภายนอกคอมพิวเตอร์เท่านั้น

นอกเหนือจากคุณสมบัติหลัก - ความจุข้อมูลแล้ว ดิสก์ไดรฟ์ ยังมีตัวบ่งชี้เวลาสองตัวอีกด้วย:

เวลาเข้าถึง;

ความเร็วในการอ่านไบต์ติดต่อกัน

หน่วยความจำถาวร (รอม)

มีหน่วยความจำประเภทหนึ่งที่เก็บข้อมูลโดยไม่มี กระแสไฟฟ้าก็คือ ROM (Read Only Memory) หรือบางครั้งเรียกว่าหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน ใช้สำหรับจัดเก็บระบบและ โปรแกรมเพิ่มเติมมีไว้สำหรับ การใช้งานอย่างต่อเนื่องไมโครโปรเซสเซอร์ซึ่งไม่อนุญาตให้คุณเปลี่ยนแปลงหรือลบข้อมูล

ROM (หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว) คือชิปบนเมนบอร์ดที่มีโปรแกรมและข้อมูลที่บันทึกไว้ระหว่างการผลิตคอมพิวเตอร์ และใช้สำหรับการทดสอบอุปกรณ์ภายในหลังจากเปิดและบูตคอมพิวเตอร์ ระบบปฏิบัติการลงในแรม ชุดของไมโครโปรแกรมเหล่านี้เรียกว่า BIOS (ระบบอินพุต-เอาท์พุตพื้นฐาน) ซึ่งเป็นระบบอินพุต-เอาท์พุตพื้นฐาน BIOS ประกอบด้วยโปรแกรมตั้งค่าการกำหนดค่าคอมพิวเตอร์ (SETUP) ช่วยให้คุณสามารถตั้งค่าคุณลักษณะบางอย่างของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ได้ (ประเภทของตัวควบคุมวิดีโอ ฮาร์ดไดรฟ์ และฟล็อปปี้ดิสก์ ซึ่งมักเป็นโหมดการทำงานกับ RAM โดยขอรหัสผ่านเมื่อบูต)

ข้อมูลถูกเขียนไปยัง ROM ในระหว่างการผลิต ในการทำเช่นนี้จะมีการสร้างลายฉลุพร้อมชุดบิตบางชุดซึ่งใช้กับวัสดุที่ไวต่อแสงจากนั้นจึงแกะสลักบางส่วนของพื้นผิว

มี:

PROM (ROM ที่ตั้งโปรแกรมได้) ได้รับการพัฒนาในช่วงปลายทศวรรษที่ 70 โดยบริษัทชื่อ Texas Instruments กล่าวอีกนัยหนึ่ง ภายใต้สภาวะการทำงาน คุณสามารถตั้งโปรแกรมได้ ROM ดังกล่าวมักจะมีจัมเปอร์เล็กๆ มากมาย โดยสามารถเบิร์นจัมเปอร์เฉพาะได้โดยเลือกแถวและคอลัมน์ที่ต้องการแล้วแนบ ไฟฟ้าแรงสูงไปยังพินเฉพาะของไมโครวงจร

EPROM (ROM ที่ตั้งโปรแกรมได้แบบลบได้) ช่วยให้สามารถตั้งโปรแกรมภายใต้สภาวะการทำงานและลบข้อมูลได้เมื่อใช้อุปกรณ์พิเศษ ในการทำเช่นนี้ ชิปจะต้องสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลตที่แรงซึ่งมีความยาวคลื่นคงที่เป็นเวลา 15 นาที

EEPROM (ROM ที่ตั้งโปรแกรมพร้อมทางอิเล็กทรอนิกส์) ยังเป็น EPROM ที่สามารถลบข้อมูลได้ แต่ต่างจาก EPROM ตรงที่สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้โดยใช้พัลส์และไม่ต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติมพิเศษ แต่ทำงานช้าลง 10 เท่าด้วยความจุน้อยกว่ามากและมีราคาแพงกว่า

หน่วยความจำแฟลชถูกลบและเขียนเป็นบล็อก ผลิตบนแผงวงจรพิมพ์และมีความจุสูงถึงหลายสิบเมกะไบต์

ตามกฎแล้วโมดูลและคาร์ทริดจ์ ROM ที่ติดตั้งบนมาเธอร์บอร์ดพีซีจะมีความจุไม่เกิน 128 KB ประสิทธิภาพของหน่วยความจำถาวรต่ำกว่าหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม ดังนั้น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ เนื้อหาของ ROM จะถูกคัดลอกไปยัง RAM และเฉพาะสำเนานี้หรือที่เรียกว่า Shadow ROM เท่านั้นที่ถูกใช้โดยตรงระหว่างการดำเนินการ

“ในปัจจุบัน พีซีใช้อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบ “กึ่งถาวร” ซึ่งเป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้ - หน่วยความจำแฟลช สามารถติดตั้งโมดูลหน่วยความจำแฟลชหรือการ์ดลงในขั้วต่อเมนบอร์ดได้โดยตรงและมีพารามิเตอร์ต่อไปนี้: ความจุสูงสุด 512 MB (BIOS ROM ใช้สูงสุด 128 KB) เวลาในการอ่าน 0.035 -- 0.2 μs เวลาในการเขียนต่อไบต์ 2 -- 10 ไมโครวินาที หน่วยความจำแฟลชเป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่ไม่ลบเลือน ตัวอย่างของหน่วยความจำดังกล่าวคือ NVRAM -- Non Volatile RAM ที่มีความเร็วในการเขียน 500 KB/s โดยทั่วไปแล้วในการเขียนข้อมูลใหม่จำเป็นต้องใช้แรงดันไฟฟ้าในการเขียนโปรแกรม (12 V) กับอินพุตหน่วยความจำแฟลชพิเศษซึ่งช่วยลดความเป็นไปได้ที่จะลบข้อมูลโดยไม่ตั้งใจ การเขียนโปรแกรมหน่วยความจำแฟลชใหม่สามารถทำได้โดยตรงจาก ฟลอปปีดิสก์หรือจากแป้นพิมพ์ PC หากมี ตัวควบคุมพิเศษหรือจากโปรแกรมเมอร์ภายนอกที่เชื่อมต่อกับพีซี หน่วยความจำแฟลชมีประโยชน์มากทั้งในการสร้างอุปกรณ์เก็บข้อมูล NMD ทางเลือกความเร็วสูงขนาดกะทัดรัด - "โซลิดสเตทไดรฟ์" และสำหรับการเปลี่ยน ROM ที่เก็บโปรแกรม BIOS ช่วยให้คุณสามารถอัปเดตและแทนที่โปรแกรมเหล่านี้ด้วยโปรแกรมใหม่ได้โดยตรงจาก เวอร์ชัน “ฟลอปปีดิสก์” เมื่ออัปเกรดพีซี" [ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์] URL: http://library.tuit.uz/skanir_knigi/book/vich_sistemi/viches_sist_2.htm (วันที่เข้าถึง: 05/15/2013)

ลักษณะเปรียบเทียบแรมและรอม

ตารางที่ 2 ลักษณะเปรียบเทียบ

“ในทางกายภาพ ในการสร้างอุปกรณ์หน่วยความจำประเภท RAM จะใช้ชิปหน่วยความจำแบบไดนามิกและแบบคงที่ ซึ่งการบันทึกข้อมูลเพียงเล็กน้อยหมายถึงการประหยัด ค่าไฟฟ้า(สิ่งนี้อธิบายความผันผวนของ RAM ทั้งหมดนั่นคือการสูญเสียข้อมูลทั้งหมดที่เก็บไว้ในนั้นเมื่อคอมพิวเตอร์ปิดอยู่)

แรมดำเนินการทางกายภาพกับองค์ประกอบ แรมแบบไดนามิกและเพื่อประสานการทำงานของอุปกรณ์ที่ค่อนข้างช้า (ในกรณีของเราคือไดนามิก RAM) กับไมโครโปรเซสเซอร์ที่ค่อนข้างเร็วจึงใช้หน่วยความจำแคชที่ออกแบบตามหน้าที่ซึ่งสร้างจากเซลล์ RAM แบบคงที่ ดังนั้นคอมพิวเตอร์จึงมี RAM ทั้งสองประเภทพร้อมกัน ในทางกายภาพ หน่วยความจำแคชภายนอกยังถูกนำมาใช้ในรูปแบบของวงจรขนาดเล็กบนบอร์ดที่เสียบเข้าไปในสล็อตที่เกี่ยวข้องบนเมนบอร์ด” Nikolaeva V.A. วิทยาการคอมพิวเตอร์และ เทคโนโลยีสารสนเทศ- [แหล่งข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์] URL: http://www.junior.ru/wwwexam/pamiat/pamiat4.htm (วันที่เข้าถึง: 15/05/2013)

หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวหรืออุปกรณ์เก็บข้อมูลแบบอ่านอย่างเดียว (ROM หรือ ROM ภาษาอังกฤษ) ทำหน้าที่จัดเก็บโปรแกรม บูตสแตรปคอมพิวเตอร์และทดสอบส่วนประกอบต่างๆ ใช้สำหรับอ่านเท่านั้น ไม่ลบเลือนนั่นคือข้อมูลที่บันทึกไว้จะไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากปิดคอมพิวเตอร์

· ตามประเภทของการเข้าถึง:

· ด้วยการเข้าถึงแบบขนาน (โหมดขนานหรือการเข้าถึงแบบสุ่ม): ROM ดังกล่าวสามารถใช้งานได้ในระบบ พื้นที่ที่อยู่แรม ตัวอย่างเช่น K573RF5;

· ด้วยการเข้าถึงตามลำดับ: ROM ดังกล่าวมักใช้สำหรับการโหลดค่าคงที่หรือเฟิร์มแวร์เพียงครั้งเดียวลงในโปรเซสเซอร์หรือ FPGA ซึ่งใช้ในการจัดเก็บการตั้งค่าช่องทีวี ฯลฯ ตัวอย่างเช่น 93C46, AT17LV512A

· ตามวิธีการเขียนโปรแกรมไมโครวงจร (การเขียนเฟิร์มแวร์ลงไป):

· ROM ที่ไม่สามารถตั้งโปรแกรมได้

· ROM ที่ตั้งโปรแกรมด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์พิเศษเท่านั้น - โปรแกรมเมอร์ ROM (ทั้งแฟลชครั้งเดียวและซ้ำ ๆ กัน) โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้โปรแกรมเมอร์เป็นสิ่งจำเป็นในการจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ได้มาตรฐานและค่อนข้างสูง (สูงถึง +/- 27 V) ให้กับขั้วต่อพิเศษ

· ROM ที่ตั้งโปรแกรมได้ในวงจร (ISP, การโปรแกรมในระบบ) - ไมโครวงจรดังกล่าวมีแรงดันไฟฟ้าสูงที่จำเป็นทั้งหมดอยู่ภายในตัวกำเนิด และสามารถทำการแฟลชใหม่ได้โดยไม่ต้องใช้โปรแกรมเมอร์และแม้จะไม่มีการบัดกรี แผงวงจรพิมพ์, โดยทางโปรแกรม

ไมโครโปรแกรมควบคุมมักถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำถาวร อุปกรณ์ทางเทคนิค: ทีวี, โทรศัพท์มือถือ, คอนโทรลเลอร์ต่างๆ หรือคอมพิวเตอร์ (BIOS หรือ OpenBoot บนเครื่อง SPARC)

วัตถุประสงค์และลักษณะของแรม

หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่มหรือหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม (RAM) หรือ RAM ภาษาอังกฤษ) เธอออกแบบมาเพื่อจัดเก็บข้อมูลที่เปลี่ยนแปลงระหว่างการประมวลผลของโปรเซสเซอร์ ใช้สำหรับอ่านและเขียนข้อมูล มีความผันผวนนั่นคือข้อมูลทั้งหมดจะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำนี้เฉพาะเมื่อเปิดคอมพิวเตอร์เท่านั้น

ในทางกายภาพ ในการสร้างอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลประเภท RAM จะใช้ชิปหน่วยความจำแบบไดนามิกและแบบคงที่ ซึ่งการบันทึกข้อมูลเล็กน้อยหมายถึงการประหยัดค่าไฟฟ้า (สิ่งนี้อธิบายความผันผวนของ RAM ทั้งหมดนั่นคือการสูญเสียข้อมูลทั้งหมดที่เก็บไว้ใน เมื่อคอมพิวเตอร์ปิดอยู่)

RAM ของคอมพิวเตอร์ถูกดำเนินการทางกายภาพบนองค์ประกอบ RAM แบบไดนามิก และเพื่อประสานงานการทำงานของอุปกรณ์ที่ค่อนข้างช้า (ในกรณีของเราคือ RAM แบบไดนามิก) กับไมโครโปรเซสเซอร์ที่ค่อนข้างเร็ว จึงมีการใช้หน่วยความจำแคชที่ออกแบบตามหน้าที่ซึ่งสร้างจากเซลล์ RAM แบบคงที่ ดังนั้นคอมพิวเตอร์จึงมี RAM ทั้งสองประเภทพร้อมกัน ภายนอกทางกายภาพ หน่วยความจำแคชยังนำไปใช้ในรูปแบบของไมโครวงจรบนบอร์ดที่เสียบเข้าไปในช่องที่เกี่ยวข้องบนเมนบอร์ด

องค์ประกอบพื้นฐานของพีซี

โครงสร้างพีซีถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของยูนิตระบบกลางซึ่งเชื่อมต่อผ่านตัวเชื่อมต่อ - ข้อต่อ อุปกรณ์ภายนอก: หน่วยหน่วยความจำเพิ่มเติม แป้นพิมพ์ จอแสดงผล เครื่องพิมพ์ ฯลฯ

หน่วยระบบมักจะรวมถึง บอร์ดระบบ, แหล่งจ่ายไฟ, ดิสก์ไดรฟ์, ตัวเชื่อมต่อสำหรับอุปกรณ์เพิ่มเติมและการ์ดเอ็กซ์แพนชันพร้อมคอนโทรลเลอร์ - อะแดปเตอร์สำหรับอุปกรณ์ภายนอก

หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว (รอม) - หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน ใช้เพื่อจัดเก็บอาร์เรย์ของข้อมูลที่ไม่เปลี่ยนรูป

หน่วยความจำถาวรได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดเก็บข้อมูลที่ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงตลอดการทำงานของอุปกรณ์ ข้อมูลนี้จะไม่หายไปเมื่อถอดแรงดันไฟฟ้าออก

ดังนั้นเฉพาะโหมดการอ่านข้อมูลเท่านั้นที่เป็นไปได้ใน ROM และการอ่านไม่ได้มาพร้อมกับการทำลายล้าง

คลาส ROM ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน และตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ สามารถแบ่งออกเป็นคลาสย่อยอิสระหลายคลาสได้ อย่างไรก็ตาม คลาสย่อยทั้งหมดเหล่านี้ใช้หลักการเดียวกันในการนำเสนอข้อมูล ข้อมูลใน ROM จะแสดงในรูปแบบของการมีหรือไม่มีการเชื่อมต่อระหว่างที่อยู่ (A) และบัสข้อมูล ในแง่นี้ EZE ของ ROM จะคล้ายกับ EZE ของ RAM แบบไดนามิก ซึ่งตัวเก็บประจุหน่วยความจำ Cn นั้นเกิดการลัดวงจรหรือแยกออกจากวงจร

2. เหตุการณ์ทางประวัติศาสตร์ของการพัฒนา ROM เทคโนโลยี ROM ตามหลักการบันทึก/เขียนเนื้อหาใหม่: ROM, PROM, EPROM, EEPROM, flashROM ระบุคุณลักษณะของเทคโนโลยีเหล่านี้และภาพวาดที่แสดงโครงสร้างของเซลล์

บ่อยครั้งในแอปพลิเคชันต่าง ๆ จำเป็นต้องจัดเก็บข้อมูลที่ไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ นี่คือข้อมูล เช่น โปรแกรมในไมโครคอนโทรลเลอร์ บูตโหลดเดอร์ และ BIOS ในคอมพิวเตอร์ ตารางค่าสัมประสิทธิ์ตัวกรองดิจิทัลในตัวประมวลผลสัญญาณ เกือบทุกครั้งไม่จำเป็นต้องใช้ข้อมูลนี้ในเวลาเดียวกัน ดังนั้นอุปกรณ์ที่ง่ายที่สุดในการจัดเก็บข้อมูลถาวรจึงสามารถสร้างบนมัลติเพล็กเซอร์ได้ แผนภาพของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลถาวรดังกล่าวแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 วงจรหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่ใช้มัลติเพล็กเซอร์

ในวงจรนี้ อุปกรณ์หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่มีเซลล์บิตเดี่ยวจำนวน 8 เซลล์จะถูกสร้างขึ้น การจัดเก็บบิตเฉพาะลงในเซลล์หลักเดียวทำได้โดยการบัดกรีลวดเข้ากับแหล่งพลังงาน (เขียนหนึ่ง) หรือการปิดผนึกสายไฟเข้ากับเคส (เขียนเป็นศูนย์) บน แผนภาพวงจรอุปกรณ์ดังกล่าวถูกกำหนดดังแสดงในรูปที่ 2

รูปที่ 2 การกำหนดอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลถาวรบนแผนภาพวงจร

เพื่อเพิ่มความจุของเซลล์หน่วยความจำ ROM ไมโครวงจรเหล่านี้สามารถเชื่อมต่อแบบขนานได้ (เอาต์พุตและข้อมูลที่บันทึกยังคงเป็นอิสระตามธรรมชาติ) โครงการ การเชื่อมต่อแบบขนาน ROM บิตเดียวแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3 แผนภาพวงจร ROM แบบหลายบิต

ใน ROM จริง ข้อมูลจะถูกบันทึกโดยใช้การดำเนินการครั้งสุดท้ายของการผลิตชิป - การทำให้เป็นโลหะ การทำให้เป็นโลหะนั้นดำเนินการโดยใช้มาสก์ซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียก ROM ดังกล่าว หน้ากาก ROM- ความแตกต่างอีกประการระหว่างวงจรไมโครจริงและแบบจำลองอย่างง่ายที่ให้ไว้ข้างต้นคือการใช้อุปกรณ์แยกส่งสัญญาณนอกเหนือจากมัลติเพล็กเซอร์ โซลูชันนี้ทำให้สามารถเปลี่ยนโครงสร้างการจัดเก็บข้อมูลหนึ่งมิติให้เป็นโครงสร้างหลายมิติได้ และด้วยเหตุนี้ จึงช่วยลดระดับเสียงของวงจรตัวถอดรหัสที่จำเป็นสำหรับการทำงานของวงจร ROM ได้อย่างมาก สถานการณ์นี้แสดงโดยรูปต่อไปนี้:

รูปที่ 4 แผนผังของอุปกรณ์หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่สวมหน้ากาก

Mask ROM แสดงในแผนภาพวงจรดังแสดงในรูปที่ 5 ที่อยู่ของเซลล์หน่วยความจำในชิปนี้ถูกส่งไปยังพิน A0 ... A9 ชิปถูกเลือกโดยสัญญาณ CS เมื่อใช้สัญญาณนี้ คุณสามารถเพิ่มระดับเสียงของ ROM ได้ (ตัวอย่างของการใช้สัญญาณ CS แสดงไว้ในการอภิปรายเรื่อง RAM) อ่านไมโครวงจรโดยใช้สัญญาณ RD

รูปที่ 5 การกำหนดอุปกรณ์หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่สวมหน้ากากบนแผนภาพวงจร

การตั้งโปรแกรม Mask ROM ดำเนินการที่โรงงานของผู้ผลิต ซึ่งไม่สะดวกอย่างมากสำหรับชุดการผลิตขนาดเล็กและขนาดกลาง ไม่ต้องพูดถึงขั้นตอนการพัฒนาอุปกรณ์ โดยปกติแล้ว สำหรับการผลิตขนาดใหญ่ Mask ROM จะเป็น ROM ชนิดที่ถูกที่สุด ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน สำหรับอุปกรณ์วิทยุซีรีส์การผลิตขนาดเล็กและขนาดกลางไมโครวงจรได้รับการพัฒนาที่สามารถตั้งโปรแกรมในอุปกรณ์พิเศษ - โปรแกรมเมอร์ ในชิปเหล่านี้การเชื่อมต่อแบบถาวรของตัวนำในเมทริกซ์หน่วยความจำจะถูกแทนที่ด้วยการเชื่อมต่อแบบหลอมละลายที่ทำจากซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ ในระหว่างการผลิตไมโครวงจรจัมเปอร์ทั้งหมดจะถูกสร้างขึ้นซึ่งเทียบเท่ากับการเขียนหน่วยลอจิคัลลงในเซลล์หน่วยความจำทั้งหมด ในระหว่างขั้นตอนการเขียนโปรแกรม พลังงานที่เพิ่มขึ้นจะถูกส่งไปยังพินกำลังและเอาต์พุตของไมโครวงจร ในกรณีนี้ หากใช้แรงดันไฟฟ้า (หน่วยลอจิคัล) กับเอาต์พุตของวงจรไมโคร จะไม่มีกระแสไหลผ่านจัมเปอร์และจัมเปอร์จะยังคงเหมือนเดิม หากใช้ระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำกับเอาต์พุตของวงจรไมโคร (เชื่อมต่อกับเคส) กระแสจะไหลผ่านจัมเปอร์ซึ่งจะทำให้จัมเปอร์นี้ระเหยออกไปและเมื่อข้อมูลถูกอ่านจากเซลล์นี้ในเวลาต่อมา ค่าศูนย์ตรรกะจะเป็น อ่าน.

ไมโครวงจรดังกล่าวเรียกว่า โปรแกรมได้ ROM (PROM) และแสดงไว้ในแผนภาพวงจรดังแสดงในรูปที่ 6 ตัวอย่าง เราสามารถตั้งชื่อไมโครวงจร 155PE3, 556RT4, 556RT8 และอื่นๆ

รูปที่ 6 การกำหนดอุปกรณ์หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่ตั้งโปรแกรมได้บนแผนภาพวงจร

ROM ที่ตั้งโปรแกรมได้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสะดวกมากสำหรับการผลิตขนาดเล็กและขนาดกลาง อย่างไรก็ตาม ในการพัฒนาอุปกรณ์วิทยุอิเล็กทรอนิกส์ มักจำเป็นต้องเปลี่ยนโปรแกรมที่บันทึกไว้ใน ROM ในกรณีนี้ EPROM ไม่สามารถนำมาใช้ซ้ำได้ ดังนั้นเมื่อ ROM ถูกเขียนลงแล้ว หากมีข้อผิดพลาดหรือโปรแกรมตัวกลาง จะต้องทิ้งมันไป ซึ่งย่อมเพิ่มต้นทุนในการพัฒนาฮาร์ดแวร์ตามธรรมชาติ เพื่อกำจัดข้อเสียเปรียบนี้ ROM ประเภทอื่นจึงได้รับการพัฒนาซึ่งสามารถลบและตั้งโปรแกรมใหม่ได้

ROM แบบลบได้ด้วยแสง UVถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของเมทริกซ์หน่วยเก็บข้อมูลที่สร้างขึ้นบนเซลล์หน่วยความจำ โครงสร้างภายในซึ่งแสดงในรูปต่อไปนี้:

รูปที่ 7 เซลล์หน่วยความจำ ROM แบบลบด้วยแสง UV และด้วยไฟฟ้า

เซลล์นี้เป็นทรานซิสเตอร์ MOS ซึ่งเกตทำจากซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ จากนั้นในระหว่างกระบวนการผลิตของวงจรไมโคร ประตูนี้จะถูกออกซิไดซ์และผลที่ตามมาก็คือจะถูกล้อมรอบด้วยซิลิคอนออกไซด์ ซึ่งเป็นอิเล็กทริกที่มีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม ในเซลล์ที่อธิบายไว้ เมื่อ ROM ถูกลบออกจนหมด จะไม่มีประจุในประตูลอยตัว ดังนั้นทรานซิสเตอร์จึงไม่นำกระแส เมื่อตั้งโปรแกรมไมโครวงจร จะมีการจ่ายไฟฟ้าแรงสูงไปที่เกตที่สองซึ่งอยู่เหนือประตูลอย และประจุจะถูกเหนี่ยวนำเข้าสู่ประตูลอยเนื่องจากผลของอุโมงค์ หลังจากลบแรงดันไฟฟ้าในการโปรแกรมบนประตูลอยออกแล้ว ประจุเหนี่ยวนำยังคงอยู่ ดังนั้น ทรานซิสเตอร์จึงยังคงอยู่ในสถานะนำไฟฟ้า ประจุบนประตูลอยน้ำสามารถเก็บไว้ได้นานหลายสิบปี

บล็อกไดอะแกรมหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวไม่แตกต่างจาก ROM มาสก์ที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ สิ่งเดียวที่ใช้แทนจัมเปอร์คือเซลล์ที่อธิบายไว้ข้างต้น ใน ROM ที่ตั้งโปรแกรมใหม่ได้ ข้อมูลที่บันทึกไว้ก่อนหน้านี้จะถูกลบโดยใช้รังสีอัลตราไวโอเลต เพื่อให้แสงนี้ผ่านไปยังคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ได้อย่างอิสระ หน้าต่างกระจกควอทซ์จึงถูกสร้างขึ้นในตัวชิป

เมื่อไมโครเซอร์กิตถูกฉายรังสี คุณสมบัติการเป็นฉนวนของซิลิคอนออกไซด์จะหายไป และประจุสะสมจากประตูลอยจะไหลเข้าสู่ปริมาตรของเซมิคอนดักเตอร์ และทรานซิสเตอร์ของเซลล์หน่วยความจำจะเข้าสู่สถานะปิด เวลาในการลบของวงจรไมโครอยู่ระหว่าง 10 ถึง 30 นาที

จำนวนรอบการเขียน-ลบของไมโครวงจรมีตั้งแต่ 10 ถึง 100 ครั้ง หลังจากนั้นไมโครวงจรจะล้มเหลว นี่เป็นเพราะผลเสียหายของรังสีอัลตราไวโอเลต ตามตัวอย่างของไมโครวงจรดังกล่าวเราสามารถตั้งชื่อไมโครวงจรของซีรีส์ 573 ของการผลิตในรัสเซีย, ไมโครวงจรของซีรีส์ 27cXXX ของการผลิตจากต่างประเทศ ชิปเหล่านี้มักเก็บโปรแกรม BIOS ไว้ คอมพิวเตอร์สากล- ROM แบบแฟลชได้แสดงไว้ในแผนภาพวงจรดังแสดงในรูปที่ 8

รูปที่ 8 การกำหนดอุปกรณ์หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้บนแผนภาพวงจร

ดังนั้น เคสที่มีหน้าต่างควอทซ์จึงมีราคาแพงมาก เช่นเดียวกับรอบการเขียน-ลบจำนวนน้อย ซึ่งนำไปสู่การค้นหาวิธีลบข้อมูลจาก EPROM ด้วยระบบไฟฟ้า มีปัญหามากมายที่พบในเส้นทางนี้ ซึ่งบัดนี้ได้รับการแก้ไขแล้วในทางปฏิบัติ ทุกวันนี้วงจรไมโครที่มีการลบข้อมูลด้วยไฟฟ้าค่อนข้างแพร่หลาย ในฐานะเซลล์จัดเก็บข้อมูล พวกเขาใช้เซลล์เดียวกันกับใน ROM แต่จะถูกลบด้วยศักย์ไฟฟ้า ดังนั้นจำนวนรอบการเขียนและลบสำหรับไมโครวงจรเหล่านี้จึงสูงถึง 1,000,000 ครั้ง เวลาในการลบเซลล์หน่วยความจำในไมโครวงจรดังกล่าวจะลดลงเหลือ 10 มิลลิวินาที วงจรควบคุมสำหรับไมโครวงจรดังกล่าวมีความซับซ้อนดังนั้นจึงมีสองทิศทางในการพัฒนาไมโครวงจรเหล่านี้:

2. แฟลชรอม

PROM แบบลบข้อมูลด้วยไฟฟ้ามีราคาแพงกว่าและมีปริมาณน้อยกว่า แต่ช่วยให้คุณสามารถเขียนเซลล์หน่วยความจำแต่ละเซลล์แยกกันได้ เป็นผลให้ไมโครวงจรเหล่านี้มีจำนวนรอบการเขียนและลบสูงสุด พื้นที่การใช้งาน ROM แบบลบข้อมูลด้วยไฟฟ้าคือการจัดเก็บข้อมูลที่ไม่ควรลบเมื่อปิดเครื่อง วงจรไมโครดังกล่าวรวมถึงวงจรไมโครในประเทศ 573РР3, 558РР และวงจรไมโครต่างประเทศของซีรีย์ 28cXX ROM ที่สามารถลบได้ด้วยไฟฟ้าถูกกำหนดไว้ในไดอะแกรมดังแสดงในรูปที่ 9

รูปที่ 9 การกำหนดอุปกรณ์หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่สามารถลบข้อมูลได้ด้วยไฟฟ้าบนแผนภาพวงจร

เมื่อเร็ว ๆ นี้มีแนวโน้มที่จะลดขนาดของ EEPROM โดยการลดจำนวนขาภายนอกของไมโครวงจร ในการดำเนินการนี้ ที่อยู่และข้อมูลจะถูกโอนเข้าและออกจากชิปผ่านทาง พอร์ตอนุกรม- ในกรณีนี้จะใช้พอร์ตอนุกรมสองประเภท - พอร์ต SPI และพอร์ต I2C (ซีรี่ส์ microcircuits 93cXX และ 24cXX ตามลำดับ) ซีรีย์ต่างประเทศ 24cXX สอดคล้องกับซีรีย์ในประเทศของไมโครวงจร 558PPX

FLASH - ROM แตกต่างจาก EEPROM ตรงที่ว่าการลบจะไม่ดำเนินการในแต่ละเซลล์แยกจากกัน แต่จะทำบนไมโครวงจรทั้งหมดโดยรวมหรือบล็อกของเมทริกซ์หน่วยความจำของไมโครวงจรนี้ เช่นเดียวกับที่ทำใน EEPROM

รูปที่ 10 การกำหนดหน่วยความจำ FLASH บนแผนภาพวงจร

เมื่อเข้าถึงอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลถาวร คุณต้องตั้งค่าที่อยู่ของเซลล์หน่วยความจำบนแอดเดรสบัสก่อน จากนั้นจึงดำเนินการอ่านจากชิป แผนภาพเวลานี้แสดงในรูปที่ 11

รูปที่ 11 แผนภาพเวลาสำหรับการอ่านข้อมูลจาก ROM

ในรูปที่ 11 ลูกศรแสดงลำดับที่ควรสร้างสัญญาณควบคุม ในรูปนี้ RD คือสัญญาณการอ่าน A คือสัญญาณการเลือกที่อยู่เซลล์ (เนื่องจากแต่ละบิตในบัสแอดเดรสสามารถรับค่าที่แตกต่างกันได้ เส้นทางการเปลี่ยนแปลงไปยังทั้งสถานะหนึ่งและศูนย์จะแสดงขึ้น) D คือข้อมูลเอาต์พุตที่อ่าน จากเซลล์ ROM ที่เลือก

· รอม- (ภาษาอังกฤษ) หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว, หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว), มาสก์ ROM ผลิตโดยวิธีการจากโรงงาน ไม่มีความเป็นไปได้ในการเปลี่ยนแปลงข้อมูลที่บันทึกไว้ในอนาคต

· งานพรอม- (ภาษาอังกฤษ) หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่ตั้งโปรแกรมได้, ตั้งโปรแกรมได้ รอม (งานพรอม)) - รอมเมื่อผู้ใช้ "กระพริบ" แล้ว

· อีพรอม- (ภาษาอังกฤษ) หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่ตั้งโปรแกรมได้แบบลบได้, ตั้งโปรแกรมใหม่ได้/ตั้งโปรแกรมใหม่ได้ รอม (อีพรอม/RPZU- ตัวอย่างเช่น เนื้อหาของชิป K537RF1 ถูกลบโดยใช้หลอดอัลตราไวโอเลต เพื่อให้รังสีอัลตราไวโอเลตผ่านไปยังคริสตัล จึงได้จัดเตรียมหน้าต่างที่มีแก้วควอทซ์ไว้ในตัวเรือนไมโครเซอร์กิต

· อีพรอม- (ภาษาอังกฤษ) หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่ตั้งโปรแกรมได้แบบลบได้ด้วยไฟฟ้า, ลบด้วยไฟฟ้า, ตั้งโปรแกรมใหม่ได้ รอม- หน่วยความจำประเภทนี้สามารถลบและเติมข้อมูลได้นับหมื่นครั้ง ใช้ใน โซลิดสเตตไดรฟ์- EEPROM ประเภทหนึ่งก็คือ หน่วยความจำแฟลช(ภาษาอังกฤษ) หน่วยความจำแฟลช).

· flashROM - (อังกฤษ) หน่วยความจำแฟลชแบบอ่านอย่างเดียว) เป็นเทคโนโลยีหน่วยความจำที่สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้ด้วยไฟฟ้า (EEPROM) ประเภทหนึ่งของเซมิคอนดักเตอร์ คำเดียวกันนี้ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อกำหนดโซลูชันที่สมบูรณ์ทางเทคโนโลยีสำหรับอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลถาวรในรูปแบบของไมโครวงจรที่ใช้เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์นี้ ในชีวิตประจำวันวลีนี้ถูกกำหนดให้กับอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลโซลิดสเตตหลายประเภท

ประเภทของรอม

ROM ย่อมาจากหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว ซึ่งให้การจัดเก็บข้อมูลแบบไม่ลบเลือนบนสื่อทางกายภาพใดๆ ตามวิธีการจัดเก็บข้อมูล ROM สามารถแบ่งได้เป็น 3 ประเภท คือ

1. ใช้ ROM หลักการแม่เหล็กการจัดเก็บข้อมูล

หลักการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนทิศทางของเวกเตอร์การทำให้เป็นแม่เหล็กของส่วนของเฟอร์โรแม่เหล็กภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กสลับตามค่าของบิตของข้อมูลที่บันทึกไว้

เฟอร์โรแม่เหล็กเป็นสารที่มีความสามารถในการดึงดูดแม่เหล็กที่อุณหภูมิต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนด (จุดคูรี) ในกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็กภายนอก

การอ่านข้อมูลที่บันทึกไว้ในอุปกรณ์ดังกล่าวจะขึ้นอยู่กับผลของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าหรือผลต้านทานสนามแม่เหล็ก หลักการนี้ใช้กับอุปกรณ์ที่มีสื่อเคลื่อนที่ในรูปแบบของดิสก์หรือเทป

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นผลของการสร้างกระแสไฟฟ้าในวงจรปิดเมื่อฟลักซ์แม่เหล็กที่ไหลผ่านมีการเปลี่ยนแปลง

ผลกระทบของสนามแม่เหล็กจะขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำที่เป็นของแข็งภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กภายนอก

ข้อได้เปรียบหลัก ประเภทนี้– ข้อมูลที่จัดเก็บจำนวนมากและต้นทุนต่อหน่วยข้อมูลที่จัดเก็บต่ำ ข้อเสียเปรียบหลักคือการมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ขนาดใหญ่ ความน่าเชื่อถือต่ำและความไวต่อ อิทธิพลภายนอก(การสั่นสะเทือน การกระแทก การเคลื่อนไหว ฯลฯ)

2. ใช้ ROM หลักการทางแสงการจัดเก็บข้อมูล

หลักการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางแสงของส่วนหนึ่งของสื่อ เช่น โดยการเปลี่ยนระดับความโปร่งใสหรือการสะท้อนแสง ตัวอย่างของ ROM ตามหลักการจัดเก็บข้อมูลทางแสงคือแผ่น CD, DVD, BluRay

ข้อได้เปรียบหลักของ ROM ประเภทนี้คือต้นทุนสื่อที่ต่ำ ความสะดวกในการขนส่ง และความเป็นไปได้ในการจำลองแบบ ข้อบกพร่อง - ความเร็วต่ำอ่าน/เขียน เขียนซ้ำได้จำนวนจำกัด ต้องการตัวอ่าน

3. ใช้ ROM หลักการทางไฟฟ้าการจัดเก็บข้อมูล

หลักการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับผลกระทบของเกณฑ์ในโครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์ - ความสามารถในการจัดเก็บและบันทึกการมีอยู่ของประจุในพื้นที่แยก

หลักการนี้ใช้ในหน่วยความจำโซลิดสเตต ซึ่งเป็นหน่วยความจำที่ไม่ต้องใช้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวในการอ่าน/เขียนข้อมูล ตัวอย่างของ ROM ตามหลักการทางไฟฟ้าในการจัดเก็บข้อมูลคือหน่วยความจำแฟลช

ข้อได้เปรียบหลักของ ROM ประเภทนี้คือความเร็วในการอ่าน/เขียนสูง ความกะทัดรัด ความน่าเชื่อถือ และประสิทธิภาพ ข้อเสีย - เขียนซ้ำได้จำนวนจำกัด

บน ในขณะนี้หน่วยความจำถาวรประเภท "แปลกใหม่" อื่นๆ มีอยู่หรืออยู่ระหว่างการพัฒนา เช่น:

หน่วยความจำแบบแม่เหล็กและแสง– หน่วยความจำที่รวมคุณสมบัติของการจัดเก็บแสงและแม่เหล็ก การเขียนลงดิสก์ดังกล่าวทำได้โดยการให้ความร้อนเซลล์ด้วยเลเซอร์จนถึงอุณหภูมิประมาณ 200 o C เซลล์ที่ได้รับความร้อนจะสูญเสียประจุแม่เหล็ก ถัดไป เซลล์สามารถระบายความร้อนได้ ซึ่งหมายความว่าศูนย์ตรรกะถูกเขียนลงในเซลล์ หรือชาร์จใหม่ด้วยหัวแม่เหล็ก ซึ่งหมายความว่าค่าตรรกะถูกเขียนลงในเซลล์

เมื่อเย็นลงแล้ว ประจุแม่เหล็กของเซลล์จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ การอ่านจะดำเนินการโดยใช้ลำแสงเลเซอร์ที่มีความเข้มต่ำกว่า หากเซลล์นั้นมีประจุแม่เหล็กอยู่ด้วยแล้ว ลำแสงเลเซอร์มีโพลาไรซ์ และเครื่องอ่านจะพิจารณาว่าลำแสงเลเซอร์มีโพลาไรซ์หรือไม่ เนื่องจาก "การตรึง" ของประจุแม่เหล็กระหว่างการทำความเย็นอุปกรณ์ออปติกแม่เหล็กจึงมี ความน่าเชื่อถือสูงการจัดเก็บข้อมูลและในทางทฤษฎีสามารถมีความหนาแน่นในการบันทึกมากกว่า ROM โดยอาศัยหลักการแม่เหล็กของการจัดเก็บข้อมูลเท่านั้น อย่างไรก็ตามไม่สามารถแทนที่ไดรฟ์ "ฮาร์ด" ได้เนื่องจากความเร็วในการบันทึกที่ต่ำมากซึ่งเกิดจากความจำเป็นในการให้ความร้อนสูงของเซลล์

หน่วยความจำแบบแม่เหล็ก-ออปติคอลไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายและไม่ค่อยมีการใช้งานมากนัก

หน่วยความจำระดับโมเลกุล– หน่วยความจำที่ใช้เทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์อะตอม ซึ่งช่วยให้อะตอมแต่ละอะตอมถูกเอาออกหรือเพิ่มเข้าไปในโมเลกุล ซึ่งจากนั้นหัวที่ไวต่อความรู้สึกพิเศษจะสามารถอ่านการมีอยู่ได้ เทคโนโลยีนี้เปิดตัวในกลางปี ​​1999 โดยนาโนชิป และในทางทฤษฎีทำให้สามารถบรรลุความหนาแน่นของบรรจุภัณฑ์ประมาณ 40 Gbit/cm 2 ซึ่งสูงกว่าตัวอย่างอนุกรมของไดรฟ์ "ฮาร์ด" ที่มีอยู่หลายสิบเท่า แต่ความเร็วในการบันทึกและความน่าเชื่อถือของ เทคโนโลยีต่ำเกินไปที่จะพูดถึง การใช้งานจริงหน่วยความจำระดับโมเลกุลในอนาคตอันใกล้

หน่วยความจำโฮโลแกรม– แตกต่างจากหน่วยความจำถาวรประเภททั่วไปที่มีอยู่ ซึ่งใช้ชั้นพื้นผิวหนึ่งหรือสองชั้นในการบันทึก โดยความสามารถในการบันทึกข้อมูลบนปริมาตรหน่วยความจำ "ทั้งหมด" โดยใช้มุมเลเซอร์ที่แตกต่างกัน การใช้หน่วยความจำประเภทนี้น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดใน ROM ที่ใช้การจัดเก็บข้อมูลแบบออปติคัล ซึ่งออปติคัลดิสก์ที่มีชั้นข้อมูลหลายชั้นไม่ใช่เรื่องแปลกใหม่อีกต่อไป

มีความทรงจำถาวรประเภทอื่นที่แปลกมาก แต่แม้ในสภาพห้องปฏิบัติการ ความทรงจำเหล่านั้นก็สมดุลอยู่บนขอบของนิยายวิทยาศาสตร์ ดังนั้นฉันจะไม่พูดถึงพวกมัน เราจะรอดูกัน