Edukira joan

Random Access Memory

Wikipedia, Entziklopedia askea
 Artikulu hau hobetzeko lanean ari da wikilari bat.
Hori dela eta, beharbada hutsuneren batzuk izango dira edukian edo formatuan.
Mesedez, aldaketa handi bat egin baino lehen, eztabaida ezazu haren lankide orrian edo artikuluaren eztabaida orrian, erredakzioa koordinatzeko.
DDR4 SO-DIMM RAM (16GB)

Ausazko atzipeneko memoria (ingelesez, Random Access Memory edo RAM) epe laburreko biltegiratze-memoria da. Ordenagailuen edo beste gailu batzuen sistema eragileek RAM memoria erabiltzen dute programak eta haien exekuzio-prozesuak aldi baterako gordetzeko[1][2]. Prozesatzeko unitate zentralak (CPU) eta ordenagailuko beste unitate batzuek exekutatzen dituzten aginduak eta erabiltzen dituzten datuak RAMean kargatzen dira. Memoria hegakorra denez, korrontea kentzean bere barne-edukia galtzen da[3].

Ordenagailua piztean, RAM moduluak behar bezala konektatuta daudela egiaztatzeko, abiarazte-autoproba egiten du POST (ingelesez, power-on self-test) izeneko errutinak. Moduluak ez badaude edo detektatzen ez badira, oinarrizko plaka gehienek soinu bat emititzen dute memoria nagusirik ez dagoela adierazteko. Prozesu hori bukatzean, BIOS memoriak oinarrizko test bat egin diezaioke RAMari, memoriaren akats larriagoak detektatzeko.

Nomenklatura

RAM memoria izendatzeko «ausazko atzipeneko» terminoak erabiltzen dira (ingelesez, Random Access). Atzipena ausazkoa dela esatean, ordena bati ez zaiola jarraitzen adierazten da, hau da, atzipena sekuentziala ez dela. Horrek esan nahi du denbora bera behar dela memoriako edozein posizio atzitzeko, hau da, datuek RAM memorian duten kokapen fisikoak ez duela eragiten haiek atzitzeko behar den denboran.

Beste hainbat dispositibok ere ezaugarri bera dute: ROM memoriak, Flash memoriak, cache-memoriak, mikroprozesadoreetako erregistroek, etab. Edozein posizio atzitzeak denbora bera eskatzen du guztietan. Horregatik, ez da nahastu behar RAM memoriak izendatzeko aukeratu den nomenklatura, «ausazko atzipeneko» terminoek adierazten duen ezaugarriarekin.

Historia

Hasiera batean, konputagailuen memoria nagusiaren funtzioa betetzen zuten gailuak eraikitzeko erreleak eta atzerapen-lerrotako memoriak (merkuriozkoak kasu) erabiltzen ziren. 1940ko hamarkadan lehen RAM memoriak sortu zirela esan daiteke[4]. Nukleo magnetikozko memoriak ziren eta haien erabilera nagusitu egin zen 50eko eta 60ko hamarkadetan, zirkuitu integratuak agertu ziren arte[5]. Nukleo magnetikozko memorietan bit bakoitza milimetro batzuetako diametroko material ferromagnetikozko toroide batean gordetzen zen, eta horrek memoriaren ahalmena oso txikia izatea eragiten zuen.

SRAM memoria (Static RAM)

60ko hamarkadan, memoria erdieroaleak agertu ziren. Hasieran, ezin zuten nukleo magnetikozko memoriekin lehiatu, errendimendu hobea bazuten ere, haiek merkeagoak zirelako[6]. 1959an MOS transistoreak asmatu ziren (ingelesez Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)[7]. Haiei esker, MOS memoriak garatu eta haien erabilera nagusitzen hasi zen[8]. Errendimendu handiagoa lortzeaz gain, merkeagoak ziren eta nukleo magnetikozkoek baino energia gutxiago kontsumitzen zuten. MOS teknologia memoria modernoen oinarria da.

1963an SRAM memoria agertu zen (ingelesez, Static Random-Access Memory),1971ean patentatua izan zena[9]. 1964ean MOS SRAM garatu zen. SRAM memoriak nagusitzen hasi baziren ere, datu-bit bakoitzerako sei MOS transistore behar zituzten. 1965ean hasi zen SRAM memorien erabilera komertziala, IBMk SP95 memoria-txipa erabili zuenean IBM System/360 konputagailuetan.

DRAM memoria (Dynamic RAM)

1966an Robert H Dennard-ek transistore bat eta kondentsadore elektriko bat erabiliz transistore bakarreko memoria-gelaxka asmatu zuen eta 1968an patentatu egin zuen[10]. MOS teknologiaren ezaugarriak aztertzen ari zela, kondentsadoreak eraiki zitzakeela ikusi zuen. Bertan, "karga bai" edo "karga ez" informazioa gordetzez bit-aren 1ekoa edo 0koa adieraz zezakeela ikusi zuen. MOS transistorearekin kontrolatzen zuen karga kondentsadorean idaztea.

Asmakuntza hura gaur egungo DRAM (ingelesez, Dynamic Random-Access Memory) memorien oinarri bihurtu zen. DRAM memoriekin datu-bit bakoitzerako transistore bakarra erabiltzea lortu zen, memoriaren dentsitatea handitzea lortu zelarik. Arrakastaz merkaturatu zen, eta harekin nukleo magnetikozko memoriak alboratuak geratzen hasi ziren. Lehen DRAM txip komertziala 1970ean merkaturatu zen, Intel 1103, kbit 1eko edukiera zuena[11].

1969an, Intelek siliziozko erdieroaleetan oinarritutako RAM memoria garatu zuen, 64 biteko memoria zuena, eta hurrengo urterako, 1024 biteko DRAM memoria aurkeztu zuen[12]. Toshiba-ren Toscal BC-1411 kalkulagailu elektronikoak DRAM bipolar moduko bat erabiltzen zuen[13]. Errendimendu hobea eskaintzen zuen arren, DRAM bipolarrak ezin zuen lehiatu orduan nagusi zen nukleo magnetikozko memoriekin.

Megabit 1eko txip-a (1989)

1973an, beste berrikuntza bat aurkeztu zen: memoria-helbideen multiplexazioa denboran[14]. Horri esker, gailuen miniaturizazioa areagotu zen eta DRAM memorietan estandar bihurtu zen[15] . "Mostek" txip-fabrikatzaileak 4096 byte-eko biltegiratze-ahalmena lortu zuen, 16 pin (orratz) zituen MK4096 txip-arekin[16], lehiakideek 22 pin-eko gailua erabiltzen zuten bitartean. 70eko hamarkadaren amaierarako, ordenagailu berri gehienetan erabiltzen ziren, oinarrizko plakei soldatzen zizkieten zuzenean edo zokaloetan instalatzen ziren, zirkuitu inprimatuko eremu zabal bat hartuz. Denborak aurrera egin ahala, argi geratu zen RAM memoria txartel nagusian instalatzeak miniaturizazioa eragozten zuela; orduan, SIPP (ingelesez, Single In-line Pin Package) bezalako lehen memoria-moduluak sortu ziren, eraikuntza modularraren abantailak baliatuz. SIMM (ingelesez, single In-line Memory Module) formatua aurrekoaren hobekuntza izan zen, metalezko pinak kendu eta txartelaren ertzetako batean kobrezko eremu batzuk utzi ziren, hedapen-txartelen antzera erabiltzeko; izan ere, SIPP moduluek eta lehenengo SIMMek pinen banaketa bera dute.

80ko hamarkadaren amaieran, prozesadoreen abiadura eta banda-zabalera handitzean, atzean geratu ziren "Mostek" txip-fabrikatzailearen jatorrizko eskeman oinarritutako DRAM memoriak. Helbideratze-sisteman hobekuntzak egin ziren eta RAM memoria dinamikoen beste aldaera batzuk agertu ziren:

  • FPM-RAM (ingelesez, Fast Page Mode RAM). Intel 486[17] bezalako prozesadoreetan erabilitako Burst Mode gisako tekniketan inspiratu zen. Helbideratze modu bat ezarri zen, non memoria kontrolatzaileak helbide bakar bat bidaltzen duen eta, trukean, helbide hori eta ondoz ondoko beste hainbat jasotzen dituen, helbideak banan-banan sortzeko beharrik gabe. Horrek denbora aurrezten du, zenbait eragiketa errepikakorrak baitira elkarren segidako posizio askotara iritsi nahi denean. Kale bateko etxe guztiak bisitatu nahi bagenitu bezala funtzionatzen du: lehen aldiaren ondoren ez litzateke beharrezkoa izango kale zenbakia behin eta berriro esatea, nahikoa da kale hori jarraitzea. 70 edo 60 ns-ko sarrera-denborekin egiten ziren, eta oso ezagunak izan ziren Intel 80486 (i486, 486) eta lehen Pentium-etan.
  • EDO-RAM (ingelesez, Extended Data Output RAM). 1994an merkaturatu zen, FPM-RAM memoriaren hobekuntza moduan eta 40 edo 30 ns-ko atzipen-denbora zuen. EDO-RAM-a ere gai da ondoz ondoko helbideak bidaltzeko, baina erabiliko duen zutabea helbideratzen du, aurreko zutabeko informazioa irakurtzen den bitartean. Horren ondorioz, itxarote-egoerak ezabatzen dira, eta aktibo mantentzen da irteerako buferra hurrengo irakurketa-zikloa hasi arte.
  • BEDO-RAM (ingelesez, Burst Extended Data Output RAM). 1997an aurkeztu zen EDO-RAM-aren hobekuntza moduan. Helbideen barne-sorgailuak erabiltzen zituen, eta erloju-ziklo bakoitzean memoria-helbide bat baino gehiago atzitzeko gai zenez, EDO-RAM-a baino hobea zen. Inoiz ez zen merkaturatu, Intel eta beste fabrikatzaile batzuk memoria sinkronoen eskemak SDRAM (ingelesez, Synchronous Dynamic RAM) erabiltzea erabaki zutelako. Eskema horiek Mostek-en helbideratze-sisteman oinarritzen baziren ere, funtzionalitate desberdinak eransten zituzten, besteak beste, erloju-seinaleak.
  • SDRAM memoria (Synchronous Dynamic RAM). Memoria dinamiko sinkronoa Samsung enpresak garatu zuen 1992an. Lehen SDRAM txip komertzialak 16 Mb-eko biltegiratze-ahalmena zuen (Samsung KM 48SL2000). Gerora hainbat hobekuntza agertu ziren: DDR SDRAM (ingelesez, Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM)[18], GDDR SDRAM (ingelesez, Graphics DDR SDRAM)[19].

Azken garapenak

Azken urteotan, argindarra itzaltzean datuak gordeta mantentzeko ahalmena izango duten RAM memoria ez-hegakor berriak garatzen ari dira. Karbono-nanohodien eta tunel-magnetorresistentzia-ren teknologia erabiltzen dituzte, besteak beste. Lehen belaunaldiko MRAM memorien artean (inglesez, Magnetoresistive Random-Access Memory), 2003an, 128 kbit-eko (128 × 210 byte) txip-a merkaturatu zen, 0,18 µm-ko teknologia erabiliz fabrikatua. 2004an, Infineon Technologies enpresak 16 MBeko (16 × 220 byte) prototipo bat aurkeztu zuen, hori ere 0,18 µm-ko teknologian oinarritua.

Bigarren belaunaldikoetan, bi teknika garatzen ari dira: Thermal-assisted switching (TAS), Crocus Technology enpresa garatzen ari dena, eta Spin-Yransfer Torque (STT), Crocus Technology, SK Hynix, IBM eta beste zenbait enpresa ikertzen ari direna. Nantero enpresak karbono-nanohodien teknologian oinarrituz NRAM (ingelesez, Nano-RAM) memoria garatu zuen[20][21]. 2004an 10 gbeko (10 × 230 byte) txiparen prototipo bat eraiki zuen. Ikusteko dago teknologia horiek DRAM, SRAM edo flash-memorien teknologien merkatu-kuota esanguratsua hartuko duten. Ikerketak aurrera darrai[22].

2006az geroztik, flash memorien teknologian oinarritzen diren SDD (ingelesez, Solid State Disk, SSD) memoriak eskuragarri daude[23]. 256 gigabytetik gorako edukiera dute eta disko tradizionalek baino errendimendu hobea dute. RAM memoria tradizionalen eta "diskoen" arteko definizioa lausotzen hastea ekarri du horrek.

Sailkapena

RAM (Random Access Memory) memoriak horrela sailka daitezke:

  1. SRAM (Static RAM). RAM estatikoa, ausazko atzipeneko memoria estatikoa.
    • Hegakorrak
    • Ez-hegakorrak
      • NVRAM (Non-Volatile RAM). Ausazko atzipeneko memoria ez-hegakorra.
      • MRAM (Magnetoresistive RAM). Ausazko atzipeneko memoria magneto-erresistiboa edo magnetikoa.
  2. DRAM (Dynamic RAM). RAM dinamikoa, ausazko atzipeneko memoria dinamikoa.
    1. DRAM asinkronoa (Asynchronous DRAM). Ausazko atzipeneko memoria dinamiko asinkronoa.
      • FPM RAM (Fast Page Mode RAM)
      • EDO RAM (Extended Data Output RAM)
    2. SDRAM (Synchronous DRAM). Ausazko atzipeneko memoria dinamiko sinkronoa.
      • RIMM (Rambus In-line Memory Module):
        • RDRAM (Rambus DRAM)
        • XDR DRAM (eXtreme Data Rate DRAM)
        • XDR2 DRAM (eXtreme Data Rate two DRAMy)
      • SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM, datu-tasa soileko SDRAMa)
      • DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM, datu-tasa bikoitzeko SDRAMa)
      • DDR2 SDRAM (Double Data Rate type two SDRAM, datu-tasa bikoitzeko bigarren motako SDRAMa)
      • DDR3 SDRAM (Double Data Rate type three SDRAM, datu-tasa bikoitzeko hirugarren motako SDRAMa)
      • DDR4 SDRAM (Double Data Rate type four SDRAM, datu-tasa bikoitzeko laugarren motako SDRAMa).
      • DDR5 SDRAM (Double Data Rate type five SDRAM, datu-tasa bikoitzeko bostgarren motako SDRAMa).
      • DDR6 SDRAM (Double Data Rate type six SDRAM, datu-tasa bikoitzeko seigarren motako SDRAMa).

RAM moduluak

RAM moduluak zirkuitu inprimatuko plakak edo txartelak dira, alde batetik edo bietatik DRAM memoria txipak soldatuta dituztenak. Ordenagailu pertsonaletan eta zerbitzarietan halako moduluak jartzen dira memoria kokatzeko. Beste gailu batzuetan, bideo-jokoen kontsoletan esaterako, RAM memoria zuzenean txartel nagusian soldatuta doa.

RAM moduluetan txertatzen diren DRAM memorien zirkuitu elektrikoei esker, biltegiratze-dentsitate handia lortzen da. Erabilitako transistore kopuruaren arabera, ehunka edo milaka megabitekoa izan daiteke. DRAM memoriaz gain, RAM moduluek komunikaziorako SPD (ingelesez, Serial Presence Detect) protokoloa daukate txertatuta, ordenagailuak modulua identifikatzeko erabiltzen dena.

RAM modulua ordenagailuaren gainerako osagaiekin konektatzeko, ordenagailuaren zirkuitu inprimatuan pin-ak edo orratzak sartzeko eremua izaten da. Modulua ordenagailuaren txartel nagusian horretarako bereziki egokitutako zirrikituan edo pin-eremuan sartzean, memoriaren kontrolatzaileekin eta elikadura-iturriekin kontaktu elektrikoa egiten du.

Denborarekin, ordenagailuko RAM moduluak trukatu egin behar izaten dira, matxuratu direlako edo beste modelo bat jarri nahi delako. Gainera, fabrikatzaile desberdinek zirkuitu inprimatuen diseinu desberdinak merkaturatzen dituzte. Hori guztia bateratu ahal izateko, estandarrak ezarri ziren. Erdieroaleen estandarizazioaz JEDEC (ingelesez, Joint Electron Device Engineering Council) arduratzen da. Hona hemen RAM modulu batzuk:

  • DIP edo DIL paketea (Dual In-line Package). Linea bikoitzeko pinen paketea.
  • SIPP paketea (Single In-line Pin Package). Linea bakarreko pinen paketea.
  • RIMM modulua (Rambus In-line Memory Module). Rambus memoria modulua.
  • SIMM modulua (Single In-line Memory Module). Linea bakarreko memoria modulua.
  • DIMM modulua (Dual In-line Memory Module). Linea bikoitzeko memoria modulua. 64 biteko datu-busa dute.
  • SO-DIMM modulua (Small Outline DIMM). DIMM moduluaren miniaturizatua da. PDA eta konputagailu eramangarrietan erabiltzen dira.
  • FB-DIMM modulua (Fully-Buffered Dual Inline Memory Module). Zerbitzarietan erabiltzen dira.
  • RAM moduluak
  • 14 pin-eko DIP paketeak
    14 pin-eko DIP paketeak
  • Bi SIPP pakete
    Bi SIPP pakete
  • Rambus modulua
    Rambus modulua
  • SIMM moduluak (30, 68, 72 pin)
    SIMM moduluak (30, 68, 72 pin)
  • DIMM moduluak (168, 184 pin)
    DIMM moduluak (168, 184 pin)
  • SO-DIMM
    SO-DIMM
  • FB-DIMM memoriak
    FB-DIMM memoriak
  • FB-DIMM eta DIMM konparaketa
    FB-DIMM eta DIMM konparaketa

Oraingo teknologia

Oraingo memoria teknologia sinkronizazio-seinale bat erabiltzen du irakurri eta idazteko, non beti sinkronizatuta dagoen memoria bus batera. Aurreko guztian kontrakoan, asinkronoak zirela.

Jerarkia

Konputagailuaren memorien jerarkian RAM memoria prozesagailuarenaren eta katxeen atzetik dago abiadurari dagokionez. Memoria modulu orok memoria kontrolagailu bateri elektronikoki lotuta daude eta honek DRAM integratuen sarrera eta irteera seinaleak kudeatzen ditu. Seinaleak hiru motatakoak izan daitezke: helbideraketa, datuak eta kontrol seinaleak. Seinaleak bi multzotan (bus-etan) sailkatzen dira, kontrola eta hornikuntza. Hauen artean bus de memoria delakoa osatzen dute RAM-a bere kontrolagailuarekin lotzen duena.

Datu BUS-a: Kontrolagailua eta integratuen artean informazioa bidaltzen dituzten lineak dira. Orokorrean 8,16,32 edo 64 bits-eko zortzikotetan banatuta daude.

Helbide BUS-a: Nahi duzun memoriako atalera joatea eskaintzen duen bus-a da, memoria-helbideak ipintzen. Gaitasun maximoa duen bus-a da.

Kontrol BUS-a: Integratuei datuak, potentzia eta identifikatzeko ahalmena eskeintzen duen bus-a da.

Ikus,Gainera

Kanpo estekak


Informatika Artikulu hau informatikari buruzko zirriborroa da. Wikipedia lagun dezakezu edukia osatuz.
  1. ↑ Isaac; Isaac. (2019-10-21). «RAM motak: memoria nagusiari buruz jakin behar duzun guztia» Hardware libre (Noiz kontsultatua: 2022-11-23).
  2. ↑ (Gaztelaniaz) «Memoria RAM: ¿qué hay detrás?» IONOS Digital Guide (Noiz kontsultatua: 2022-11-18).
  3. ↑ Gallego, Olatz Arbelaitz; Vazquez, Txelo Ruiz; Uriarte, Olatz Arregi; Frutos, Agustin Arruabarrena; Uztarroz, Izaskun Etxeberria; Lasa, Amaia Ibarra. (2005-05-19). Sistema digitalen diseinu-hastapenak: Oinarrizko kontzeptuak eta adibideak. UEU ISBN 978-84-8438-069-6. (Noiz kontsultatua: 2022-11-23).
  4. ↑ Williams, F. C.; Kilburn, T.; Tootill, G. C.. (1950). «Universal High-Speed Digital Computers: A Small-Scale Experimental Machine» Proc. IEE, 98 (61): 13–28. ISBN Print ISSN 0369-8939, Online ISSN 2054-0639. (Noiz kontsultatua: 2022-11-22).
  5. ↑ «1970: Semiconductors compete with magnetic cores | The Storage Engine | Computer History Museum» www.computerhistory.org (Noiz kontsultatua: 2022-11-22).
  6. ↑ «1966: Semiconductor RAMs Serve High-speed Storage Needs | The Silicon Engine | Computer History Museum» www.computerhistory.org (Noiz kontsultatua: 2022-11-22).
  7. ↑ «1960: Metal Oxide Semiconductor (MOS) Transistor Demonstrated | The Silicon Engine | Computer History Museum» www.computerhistory.org (Noiz kontsultatua: 2022-11-22).
  8. ↑ «1970: Semiconductors compete with magnetic cores | The Storage Engine | Computer History Museum» www.computerhistory.org (Noiz kontsultatua: 2022-11-22).
  9. ↑ Norman, Robert H.. (1971). «Solid State, Switching and Memory Apparatus» worldwide.espacenet.com (United States Patent Office) ISBN Patentea: US3562721. (Noiz kontsultatua: 2022-11-22).
  10. ↑ Dennard, Robert H.. (1968-06-04). Field-effect transistor memory. (Noiz kontsultatua: 2022-11-22).
  11. ↑ (Ingelesez) Bellis, Mary. (2018). «Who Invented the Intel 1103 DRAM Chip?» ThoughtCo (Noiz kontsultatua: 2022-11-22).
  12. ↑ (Ingelesez) «DRAM, The Invention of On-Demand Data» www-03.ibm.com 2017-08-09 (Noiz kontsultatua: 2022-11-22).
  13. ↑ «Toshiba "Toscal" BC-1411 Desktop Calculator» www.oldcalculatormuseum.com (The old calculator web museum) (Noiz kontsultatua: 2022-11-22).
  14. ↑ Elizias De Korte, David Cayer. (1998). Multiplexed random access memory with time division multiplexing through a single read/write port. (Noiz kontsultatua: 2022-11-22).
  15. ↑ (Ingelesez) «MK4096-16 datasheet & applicatoin notes - Datasheet Archive» www.datasheetarchive.com (Noiz kontsultatua: 2022-11-18).
  16. ↑ «Mostek Firsts» web.archive.org 2012-01-12 (Noiz kontsultatua: 2022-11-18).
  17. ↑ (Ingelesez) EMBEDDED IntelDX2™ PROCESSOR. JAMECO ELECTRONICS.
  18. ↑ (Ingelesez) Shandor, John. (2002-05-31). «Samsung Develops Industry's First DDR-II SDRAM» HPCwire (Noiz kontsultatua: 2022-11-22).
  19. ↑ «Graphics Double Data Rate 6 (GDDR6) Sgram Standard» www.jedec.org (JESD250C) (Noiz kontsultatua: 2022-11-22).
  20. ↑ (Ingelesez) Leyden, John. «On ultra-fast carbon memory» www.theregister.com (Noiz kontsultatua: 2022-11-23).
  21. ↑ «Nanotube 'Universal Memory' A Turn-On For Computers - Nantero, Inc. 'NRAM' - Nano Random Access Memory» web.archive.org 2005-02-04 (Noiz kontsultatua: 2022-11-23).
  22. ↑ (Ingelesez) Mellor, Chris. «Deep inside Nantero's non-volatile carbon nanotube RAM tech» www.theregister.com (Noiz kontsultatua: 2022-11-23).
  23. ↑ Chen, Feng; Koufaty, David A.; Zhang, Xiaodong. (2009-06-15). «Understanding intrinsic characteristics and system implications of flash memory based solid state drives» ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review 37 (1): 181–192.  doi:10.1145/2492101.1555371. ISSN 0163-5999. (Noiz kontsultatua: 2022-11-23).
"https://eu.wikipedia.org/w/index.php?title=Random_Access_Memory&oldid=9097439"(e)tik eskuratuta