ЭВОЛЮЦИЯ ОПЕРАТИВНЫХ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

ЭВОЛЮЦИЯ
ОПЕРАТИВНЫХ
ЗАПОМИНАЮЩИХ
УСТРОЙСТВ
Оперативная память часто обозначается как ОЗУ (оперативное
запоминающее устройство). Располагается она на материнской плате в
соответствующих разъёмах, и представляет собой модули с
смонтированными на них микросхемами (собственно они и являются
запоминающими устройствами).
Программы для исполнения процессором должны быть предварительно
загружены в ОЗУ. Оперативная память так же необходима для хранения
рабочих данных, необходимых программам, а так же промежуточных
результатов, получаемых в процессе выполнения программ процессором. Так
как после КЭШ это, пожалуй, самый "быстрый" вид памяти, то хранение
информации именно в ОЗУ считается наиболее целесообразным.
Данная память является энергозависимой, т.е. при выключении питания
компьютера информация не сохраняется.
Одними из наиболее важных для пользователя, характеристик модулей
памяти, является объём, и скорость доступа к информации, сохраняемой
ими.
Первые электронно-цифровые компьютеры
Первое поколение компьютеров
Второе поколение компьютеров
Третье поколение компьютеров
Четвёртое поколение компьютеров
Пятое поколение компьютеров
ABCкомпьютер
Блок компьютера ABC (Atanasoff Berry
Computer) и панель с установленными на ней
электронными лампами
Общий вид компьютера Атонасова- Берри
Первый электронно-цифровой компьютер “Эдсак” (Electronic
Delay Storage Automatic Computer).
I поколение (1944-1958)
Первое поколение компьютеров создавалось на лампах.
Применение электронных ламп позволило повысить
скорость вычислений уже в первых несовершенных моделях
на три прядка по сравнению с автоматическими релейными
машинами, а в более совершенных на четыре порядка.
Программа составлялась уже не на машинном языке, а на
языке Ассемблера. Применялась память на магнитных
сердечниках, вытеснившая в дальнейшем запоминающие
устройства на электронно-лучевых трубках и ртутных
ультразвуковых линиях задержки. Наиболее характерным
типом компьютеров первого поколения являются
компьютеры на электронных лампах и электронно-лучевых
трубках.
II поколение (1958-1964)
Во II-ом поколении компьютеров дискретные транзисторные
логические элементы вытеснили электронные лампы. В качестве
запоминающих устройств использовались магнитные либо
ферритовые сердечники, появились высокопроизводительные
устройства для работы с магнитными лентами, магнитные
барабаны и первые магнитные диски.
Память на магнитных
сердечниках
Запоминающие устройства на магнитных
сердечниках и электронно-лучевых трубках
вытеснили полностью запоминающие устройства
на ртутных ультразвуковых линиях задержки и
магнитных барабанах, применяемых в
компьютерах первого поколения.
Запоминающее устройство
на магнитных сердечниках
III поколение (1964-1972)
В 1960 г. появились первые интегральные схемы (ИС),
которые получили широкое распространение в связи с
малыми размерами, но громадными возможностями.
ИС - это кремниевый кристалл, площадь которого
примерно 10 мм2. 1 ИС способна заменить десятки
тысяч транзисторов. Оперативная память делится на
блоки с независимыми системами управления. Эти
блоки могут работать одновременно. Структура
оперативной памяти делится на страницы и сегменты.
Используется КЭШ память (буферная память,
позволяющая согласовать скорости обмена данными
быстрых и медленных устройств памяти).
Интегральная схема
Первые интегральные схемы (ИС)
Первая интегральная схема, разработанная в 1960 году,
была прототипом современных микрочипов.
Интегральная схема состоит из
миниатюрных транзисторов и
других элементов,
монтируемых на кремниевом
кристаллике.
IV поколение (с 1972 г. по настоящее время)
Впервые стали применяться большие интегральные схемы
(БИС), которые по мощности примерно соответствовали
1000 ИС.
MRAM (Magnetic Random Access Memory chips) использует для
хранения бита информации не электрический заряд, а магнитное
состояние. Это, в свою очередь, позволяет объединить в единой
технологии важнейшие качества современных типов памяти:
высокое быстродействие SRAM, большую емкость и малую
стоимость DRAM и энергонезависимость флэш-памяти.
Энергонезависимость памяти ведет за собой важные возможности,
касающиеся, в первую очередь, вычислительной техники. Так,
например, данные, сохраненные в MRAM, не будут стираться
после выключения питания, и соответственно сразу после
повторного включения компьютер будет готов к работе. Кроме
того, поскольку MRAM память не нуждается в непрерывной
подаче питания, то она потребляет существенно меньше энергии,
чем современная память RAM, что немаловажно для мобильных
устройств.
V поколение
Флэш-память NOR, разработанная корпорацией Intel еще
в 1998 году - особый вид энергонезависимой
перезаписываемой полупроводниковой памяти.
- Энергонезависимая - не требующая дополнительной
энергии для хранения данных (энергия требуется только
для записи).
- Перезаписываемая - допускающая изменение
(перезапись) хранимых в ней данных.
- Полупроводниковая (твердотельная) - не содержащая
механически движущихся частей (как обычные жёсткие
диски или CD), построенная на основе интегральных
микросхем (IC-Chip).
В отличие от многих других типов полупроводниковой
памяти, ячейка флэш-памяти не содержит конденсаторов
– типичная ячейка флэш-памяти состоит всего-навсего из
одного транзистора особой архитектуры. Ячейка флэшпамяти прекрасно масштабируется, что достигается не
только благодаря успехам в миниатюризации размеров
транзисторов, но и благодаря конструктивным находкам,
позволяющим в одной ячейке флэш-памяти хранить
несколько бит информации.
Флэш-память исторически происходит от ROM. Данные
флэш хранит в ячейках памяти, похожих на ячейки в
DRAM. В отличие от DRAM, при отключении питания
данные из флэш-памяти не пропадают.
Информация, записанная на флэш-память, может
храниться очень длительное время (от 20 до 100 лет), и
способна выдерживать значительные механические
нагрузки (в 5-10 раз превышающие предельно допустимые
для обычных жёстких дисков). Основное преимущество
флэш-памяти перед жёсткими дисками и носителями CDROM состоит в том, что флэш-память потребляет
значительно (примерно в 10-20 и более раз) меньше
энергии во время работы.
Первая электронно-вычислительная машина “Эниак” (Electronic
Numerical Integrator and Computer).
Петля гистерезиса – кривая намагничивания/ размагничивания,
где Р - это поляризация материала, а E - напряженность
электрического поля. При следовании по пути из точки 1 в точку 2
достигается такое критическое значения поляризации
(поляризация насыщения), что возврат в исходное состояние по
тому же пути для сегнетоэлектрика становится невозможным.