Come molti altri hanno già detto, la RAM moderna è volatile solo in base alla progettazione, non ai requisiti. SDRAM e DDR-SDRAM hanno l'ulteriore problema di richiedere anche un aggiornamento per rimanere affidabili durante il funzionamento. Questa è solo la natura dei moduli RAM dinamici. Ma non ho potuto fare a meno di chiedermi se è disponibile un'altra opzione. Quali tipi di memoria esistono per adattarsi ai criteri? In questo walk-through, coprirò solo la memoria che può essere letta / scritta in fase di esecuzione. Questo esclude ROM, PROM e altri chip monouso: una volta programmati, dovrebbero essere immutabili.
Se ci avviciniamo leggermente al lato non volatile dello spettro, incontriamo SRAM lungo la strada, ma la sua non volatilità è piuttosto limitata. In realtà, è solo la conservazione dei dati. Non richiede un aggiornamento, ma sicuramente lascerà cadere i suoi dati quando l'alimentazione è spenta per troppo tempo. Oltre a questo, è anche un po 'più veloce della DRAM, fino a raggiungere le dimensioni GB. A causa della maggiore dimensione delle celle di memoria (6 transistor per cella), rispetto alla DRAM, la fattibilità del vantaggio di velocità della SRAM inizia a diminuire man mano che la dimensione della memoria in uso aumenta.
Il prossimo è BBSRAM - SRAM a batteria. Questo tipo di memoria è una versione modificata di SRAM che utilizza una batteria per diventare non volatile in caso di mancanza di corrente. Tuttavia, questo introduce alcuni problemi. Come si smaltisce una batteria una volta terminata? E SRAM da sola non è già abbastanza grande com'è? L'aggiunta di un circuito di gestione dell'alimentazione e della batteria al mix riduce solo la quantità di spazio che può essere utilizzata per le celle di memoria effettive. Inoltre, non ricordo che le batterie suonino bene con un'esposizione prolungata al calore ...
Oltre al lato non volatile dello spettro, ora posiamo gli occhi su EPROM. "Ma aspetta", chiedi - "EPROM non è anche monouso?" Non se hai una luce UV e la volontà di correre rischi elevati. Le EPROM possono essere riscritte se esposte alla luce UV. Tuttavia, una volta programmati, di solito sono imballati in un contenitore opaco, che dovrebbe prima staccarsi. Altamente poco pratico, visto che non può essere riscritto in fase di esecuzione, all'interno del circuito. E non saresti in grado di scegliere come target singoli indirizzi / celle di memoria - solo cancellare. Ma EEPROM potrebbe aiutare ...
EE sta per cancellabile elettricamente. Ciò apre le porte alle operazioni di scrittura che si verificano nel circuito per una volta (rispetto a ROM, PROM ed EPROM). Tuttavia, le EEPROM utilizzano transistor a gate flottante. Ciò porta ad un graduale accumulo di elettroni intrappolati, che alla fine renderà inutilizzabili le celle di memoria. Oppure, le celle di memoria potrebbero riscontrare una perdita di carica. Ciò porta a lasciare la cella in uno stato cancellato. È una condanna a morte programmata, non quella che stavi cercando.
MRAM è il prossimo nella lista. Utilizza un giunto a tunnel magnetico, costituito da un magnete permanente accoppiato con un magnete variabile (separato da un sottile strato isolante), come un po '. Secondo Wikipedia ,
" Il metodo più semplice di lettura si ottiene misurando la resistenza elettrica della cella. Una cella particolare viene (tipicamente) selezionata alimentando un transistor associato che commuta corrente da una linea di alimentazione attraverso la cella a terra. A causa della magnetoresistenza del tunnel, il la resistenza elettrica della cella cambia a causa dell'orientamento relativo della magnetizzazione nelle due piastre. Misurando la corrente risultante, è possibile determinare la resistenza all'interno di una determinata cella, e da ciò la polarità della magnetizzazione della piastra scrivibile. "
Questa forma di memoria si basa sulle differenze di resistenza e misurazione della tensione, piuttosto che su cariche e correnti. Non ha bisogno di una pompa di carica, che aiuta a rendere il suo funzionamento meno dispendioso rispetto a DRAM, specialmente per le varianti basate su STT. MRAM ha molteplici vantaggi nella sua progettazione, inclusa una densità di memoria paragonabile a quella della DRAM; prestazioni e velocità comparabili a quelle di SRAM in casi di test limitati; consumo di energia molto più basso di DRAM; e mancanza di degrado a causa di ripetute operazioni di lettura / scrittura. Ciò ha messo MRAM sotto i riflettori sia per i ricercatori che per gli scienziati, promuovendone lo sviluppo. In effetti, viene anche considerato un possibile candidato per la " memoria universale ". Tuttavia, i costi favolosi per questo tipo di memoria sono ancora molto elevati,altre opzioni - quelle che sembrano un po 'ingombranti a questo punto.
Potrei andare oltre la RAM ferroelettrica, ma è un'opzione piuttosto triste. La F-RAM è simile alla DRAM nella costruzione: sostituisci semplicemente lo strato dielettrico con materiale ferroelettrico. Ha un consumo di energia inferiore, una discreta resistenza in lettura / scrittura, ma i vantaggi svaniscono dopo questo. Ha densità di memoria molto più basse, un vero e proprio limite di archiviazione, un processo di lettura distruttivo (che richiede modifiche a qualsiasi IC per adattarlo con arco di scrittura dopo lettura) e un costo complessivo più elevato. Non è uno spettacolo carino.
Le ultime opzioni sullo spettro sono SONOS , CBRAM e Flash-RAM (Flash NAND, basato su NOR, ecc.). Lo storage SSD comune non lo taglierà, quindi non possiamo trovare opzioni praticabili alla fine di questo spettro. SONOS e Flash-RAM presentano entrambi problemi di velocità di lettura / scrittura limitate (utilizzate principalmente per l'archiviazione permanente - non ottimizzata per velocità di funzionamento simili alla RAM), necessità di scrivere in blocchi e numero limitato di cicli di lettura / scrittura prima di dire " buona notte'. Possono essere utili per il paging, ma sicuramente non funzioneranno per l'accesso ad alta velocità. CBRAM è anche un po 'troppo lento per i tuoi scopi.
Il futuro di questa caccia sembra attualmente desolante. Ma non temere: ho lasciato alcune menzioni d'onore per la tua lettura personale. T-RAM (Thysistor-RAM), Z-RAM e nvSRAM sono anche possibili candidati. Sebbene sia T-RAM che Z-RAM necessitino di un aggiornamento occasionale (rispetto a DRAM, SDRAM e DDR-SDRAM), nvSRAM è privo di tali requisiti. Tutte e tre queste opzioni hanno una migliore densità di memoria, migliori velocità di lettura / scrittura e / o migliori tassi di consumo energetico. Inoltre non hanno bisogno di batterie, il che è un grande vantaggio (BBSRAM sta piangendo in un angolo). Con uno sguardo ravvicinato a nvSRAM, sembra che abbiamo trovato il candidato valido per la temuta sostituzione DDR-SDRAM.
Ma presto (almeno per coloro che hanno scelto di leggere così lontano), piangeremo tutti nei nostri angoli separati - oltre ad avere gli stessi problemi di dimensioni di SRAM, nvSRAM non è disponibile anche in moduli abbastanza grandi da usare come un sostituzione DDR-SDRAM adatta. Le opzioni ci sono - ma o non sono ancora pronte per la produzione (come MRAM), o semplicemente non lo saranno mai (nvSRAM). E prima di chiedere, anche l'i-RAM Gigabyte è fuori uso - funziona solo tramite l'interfaccia SATA, producendo un collo di bottiglia delle prestazioni. Ha anche una batteria. Immagino che dovremmo guardare tutti dove potrebbe essere la memoria successiva ? Una fine dolcissima, suppongo.
