Флэш-накопители используют полупроводниковую оперативную память, постоянную динамическую память

Обновлено: 06.07.2024

В компьютерах существует несколько типов памяти, включая ОЗУ, ПЗУ, магнитные жесткие диски, твердотельные накопители и подключаемые внешние устройства хранения, такие как SD-карты, диски Blu-ray и USB-накопители.

Два из этих типов, RAM и ROM, звучат почти одинаково, однако эти два типа памяти имеют совершенно разные определения, характеристики и назначение. Давайте рассмотрим подробнее.

ОЗУ и ПЗУ

Оперативная память — это самый быстрый и самый дорогой тип памяти в компьютере. Является ли ОЗУ постоянным хранилищем? Нет, оперативная память хранит данные только временно. Еще одной важной характеристикой ОЗУ является то, что данные ОЗУ можно легко изменить.

Напротив, ПЗУ обеспечивает постоянное хранилище. Некоторые, но не все, типы ПЗУ теперь позволяют стирать и перезаписывать данные, хотя и не так эффективно, как ОЗУ.

Однако ОЗУ и ПЗУ имеют некоторые общие черты. Каждый из них обеспечивает критически важный вид внутренней памяти, необходимой для правильной работы компьютера. Кроме того, ОЗУ и ПЗУ расположены на материнской плате компьютера, но в отдельных сменных наборах микросхем.

Чтобы узнать больше о многих различиях и сходствах между ОЗУ и ПЗУ, читайте дальше. Здесь вы найдете дополнительную информацию о типах компьютерной памяти.

И ОЗУ, и ПЗУ содержат подразделения с различными вариациями базовой технологии.

Что такое оперативная память?

Для чего используется оперативная память? По сути, функция оперативной памяти заключается в хранении данных, необходимых ЦП для работы операционной системы, программ и процессов.

Скорость оперативной памяти измеряется в наносекундах. Поскольку оперативная память работает невероятно быстро, она может быстро переключаться между задачами.

Емкость ОЗУ на компьютере обычно составляет от 64 МБ до 4 ГБ по сравнению с 4 МБ – 8 ГБ для ПЗУ. Объем ОЗУ обеспечивается чипами ОЗУ, которые устанавливаются в два-четыре слота памяти, расположенные рядом с ЦП на материнской плате компьютера.

Чтобы добавить больше емкости, вы можете обновить микросхемы ОЗУ на своем компьютере, но вам необходимо убедиться, что новый набор микросхем совместим. Например, недостаточно вставить оперативную память DDR3 в сокет DDR3. Вы должны использовать оперативную память DDR3 со скоростью, приемлемой для компьютера.

ОЗУ как энергонезависимая память

Является ли оперативная память энергозависимой или энергонезависимой? Оперативная память является энергозависимой памятью, что означает, что она хранит данные только при включенном питании. При выключении компьютера данные в оперативной памяти автоматически стираются.

Благодаря энергозависимой памяти оперативной памяти вся работа, выполненная на компьютере, постоянно сохраняется на жестком диске, чтобы данные не были потеряны в случае внезапного отключения питания.

Как работает оперативная память?

ОЗУ также является памятью для чтения и записи, что означает, что ЦП может быстро считывать инструкции из ОЗУ и записывать результаты в ОЗУ, быстро изменяя данные.

Оперативная память называется оперативной памятью, поскольку компьютер может напрямую обращаться к оперативной памяти и манипулировать ею случайным образом, в любом порядке и из любого физического местоположения.

Как работает оперативная память? По сути, ОЗУ — это полупроводник, размещенный на процессоре, в котором хранятся переменные для вычислений ЦП. Оперативная память предоставляет ячейки памяти для запрошенных данных. ЦП получает инструкцию чтения данных с адресом памяти или расположением данных, а затем отправляет адрес контроллеру ОЗУ.

Контроллер, со своей стороны, передает адрес по соответствующему пути, открывая транзисторы пути и считывая значение каждого конденсатора. В конечном итоге считанные данные передаются обратно в ЦП.

Какие существуют типы оперативной памяти?

Двумя основными типами оперативной памяти являются статическая RAM (SRAM) и динамическая RAM (DRAM).

SRAM – это микросхема памяти, которая работает быстрее и потребляет меньше энергии, чем DRAM. Более дорогая, чем DRAM, SRAM обычно используется компьютером в качестве кэш-памяти. SRAM использует состояние шеститранзисторной ячейки памяти для хранения бита данных. Типичная скорость SRAM составляет от 20 наносекунд (нс) до 40 нс.

DRAM – это микросхема памяти, которая может хранить больше данных, чем микросхема SRAM, хотя она медленнее и требует большей мощности. Он использует ячейку памяти DRAM, состоящую из пары транзисторов и конденсаторов, для хранения бита данных. В отличие от SRAM, каждая ячейка DRAM должна периодически обновляться, потому что конденсаторы имеют тенденцию к утечке энергии. Типичные скорости DRAM составляют от 60 нс до 100 нс.

Что такое ПЗУ?

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) обеспечивает постоянное хранение инструкций, необходимых во время начальной загрузки или процесса включения компьютера. Он делает это, сохраняя BIOS и другую прошивку для компьютерного оборудования. Эта прошивка сильно зависит от аппаратного обеспечения и редко нуждается в обновлении.

Прошивка содержит базовый код для запуска компьютера. На большинстве современных компьютеров постоянная память расположена на микросхеме BIOS, которая подключается к материнской плате.

Помимо компьютеров, ПЗУ также используется в калькуляторах, периферийных устройствах и встроенных системах, потребности в программировании которых не изменятся. Раньше чипы ПЗУ использовались в игровых картриджах для ранних игровых автоматов, таких как оригинальные Nintendo и Gameboy.

ПЗУ как энергонезависимая память

Является ли ПЗУ энергозависимой или энергонезависимой? ПЗУ является энергонезависимой памятью, т. е. сохраняет данные как при включенном, так и при выключенном питании. Если ПЗУ не будет стерто, оно никогда не забудет данные.

Как работает ПЗУ?

ЦП может считывать данные из ПЗУ. Традиционно было невозможно изменить данные в ПЗУ. Некоторые микросхемы ПЗУ теперь имеют возможность перезаписи, и данные могут быть стерты из нескольких типов ПЗУ. Однако данные не могут быть перезаписаны или удалены так же быстро и легко, как в ОЗУ.

Как работает ПЗУ во время начальной загрузки? Когда вы нажимаете кнопку питания, микросхема BIOS пробуждается и проверяет различные компоненты компьютера, чтобы убедиться, что все они присутствуют и работают правильно.

В процессе, известном как самотестирование при включении питания (POST), BIOS дает указание ЦП начать проверку кода в разных местах. Во время теста вы можете услышать жужжание жесткого диска и увидеть мигающие индикаторы. После завершения теста ЦП вступает во владение и запускает операционную систему.

Какие существуют типы ПЗУ?

Существует три основных типа ПЗУ: программируемое ПЗУ (ПЗУ), стираемое и программируемое ПЗУ (СППЗУ) и электрически стираемое и программируемое ПЗУ (ЭСППЗУ).

Флэш-память — это микросхема энергонезависимой памяти, используемая для хранения и передачи данных между персональным компьютером (ПК) и цифровыми устройствами. Он имеет возможность электронного перепрограммирования и стирания. Его часто можно найти в USB-накопителях, MP3-плеерах, цифровых камерах и твердотельных накопителях.

Флэш-память – это тип электронно-стираемой программируемой памяти только для чтения (EEPROM), но также может быть и отдельным запоминающим устройством, например USB-накопителем. EEPROM — это устройство памяти данных, использующее электронное устройство для стирания или записи цифровых данных. Флэш-память — это особый тип EEPROM, который программируется и стирается большими блоками.

Флэш-память использует транзисторы с плавающим затвором для хранения данных. Транзисторы с плавающим затвором или МОП-транзисторы с плавающим затвором (FGMOS) аналогичны МОП-транзисторам, которые представляют собой транзисторы, используемые для усиления или переключения электронных сигналов. Транзисторы с плавающим затвором электрически изолированы и используют плавающий узел постоянного тока (DC). Флэш-память похожа на стандартный MOFSET, за исключением того, что транзистор имеет два затвора вместо одного.

Techopedia рассказывает о флэш-памяти

Флэш-память была впервые представлена в 1980 году и разработана доктором Фудзио Масуокой, изобретателем и заводским менеджером среднего звена в корпорации Toshiba (TOSBF). Флэш-память была названа в честь ее способности стирать блок данных «в мгновение ока». Цель доктора Масуока состояла в том, чтобы создать микросхему памяти, сохраняющую данные при отключении питания.Доктор Масуока также изобрел тип памяти, известный как SAMOS, и разработал динамическую память с произвольным доступом (DRAM) емкостью 1 МБ.В 1988 году корпорация Intel произвела первая коммерческая микросхема флэш-памяти типа NOR, которая заменила микросхему постоянной памяти (ПЗУ) на материнских платах ПК, содержащих базовую операционную систему ввода-вывода (BIOS).

Чип флэш-памяти состоит из логических элементов NOR или NAND. NOR — это тип ячейки памяти, созданный Intel в 1988 году. Интерфейс вентиля NOR поддерживает полные адреса, шины данных и произвольный доступ к любой ячейке памяти. Срок годности флэш-памяти NOR составляет от 10 000 до 1 000 000 циклов записи/стирания.

NAND была разработана Toshiba через год после выпуска NOR. Он быстрее, имеет меньшую стоимость за бит, требует меньше площади чипа на ячейку и обладает повышенной отказоустойчивостью. Срок годности элемента NAND составляет примерно 100 000 циклов записи/стирания. Во флэш-затворе НЕ-ИЛИ каждая ячейка имеет конец, подключенный к битовой линии, а другой конец — к земле. Если линия слов имеет «высокий уровень», транзистор продолжает понижать линию выходных битов.

Флэш-память имеет множество функций. Это намного дешевле, чем EEPROM, и не требует батарей для твердотельного хранилища, такого как статическое ОЗУ (SRAM). Он энергонезависим, имеет очень быстрое время доступа и более высокую устойчивость к кинетическому удару по сравнению с жестким диском. Флэш-память чрезвычайно надежна и может выдерживать сильное давление или экстремальные температуры. Его можно использовать для широкого спектра приложений, таких как цифровые камеры, мобильные телефоны, портативные компьютеры, КПК (персональные цифровые помощники), цифровые аудиоплееры и твердотельные накопители (SSD).

Рост рынка DRAM и NAND. Компьютерная память состоит в основном из динамической памяти с произвольным доступом (DRAM), которая используется для временного хранения в персональных компьютерах, серверах и мобильных устройствах, и флэш-памяти NAND, которая используется для постоянного хранения в мобильных устройствах. устройства. Твердотельные накопители (SSD) с использованием флэш-памяти NAND в значительной степени заменили жесткие диски в персональных компьютерах и серверах из-за их значительно более высокой скорости доступа. Большинство этих товаров покупаются и продаются на вторичном рынке по относительно высокой цене.

Удаленная работа и образование привели к высокому спросу на ноутбуки, что способствовало росту рынка DRAM в начале 2021 года. Поставщики DRAM превысили ожидаемые объемы поставок, несмотря на частую нехватку других электронных компонентов.

В первом квартале 2021 года рынок флэш-памяти NAND вырос на 4,6 % по сравнению с предыдущим годом, а общий доход составил 15,3 млрд долларов США. Согласно данным международной исследовательской компании Counterpoint Technology Market Research, за тот же период поставки бит увеличились на 12 %.

Исследовательская компания TrendForce прогнозирует, что доход от DRAM во втором квартале 2021 г. увеличится более чем на 20 % по сравнению с предыдущим годом. Способствующие факторы включают значительное увеличение средних цен реализации в 1 квартале и увеличение отгрузок. Фирма также ожидает, что рынок DRAM сократится на 2,4 % в 2021 году по сравнению с 2020 годом, что отражает высокий спрос со стороны поставщиков облачных услуг на серверную DRAM, компенсируемый слабым спросом и падением цен на рынке смартфонов.

Пандемия COVID-19 вызвала колебания спроса, что привело к нехватке DRAM, NAND и других полупроводниковых микросхем. Дефицит, который, как ожидается, продлится до конца 2021 года, приведет к увеличению расходов производителей и потребителей оригинального оборудования.

Постоянная волатильность цен. На рынках DRAM и, в несколько меньшей степени, NAND наблюдается крайняя волатильность из-за превращения продукта в товар и колебаний спроса. Отсутствие дифференциации между продуктами производителей создает конкуренцию как по цене, так и по доступности.

Цены и ценность снижаются, когда доступность высока; они стабилизируются и могут увеличиваться, когда доступность недостаточна.

Рост рынка твердотельных накопителей продолжается: твердотельные накопители, использующие флэш-память NAND, являются текущим стандартом для ноутбуков и других мобильных устройств. Среди прочего, автомобильная промышленность и центры обработки данных также принимают этот стандарт. Спрос на твердотельные накопители для ноутбуков, подпитываемый удаленной работой и образованием, увеличивает глобальные доходы от флэш-памяти NAND в первом квартале 2021 г. и компенсирует снижение спроса на флэш-память NAND со стороны рынков серверов и центров обработки данных.

Согласно недавно опубликованному прогнозу рынка, корпорация International Data Corporation ожидает увеличения доходов и поставок твердотельных накопителей во всем мире в течение следующих четырех лет.

International Data Corporation ожидает, что поставки твердотельных накопителей будут расти со совокупным среднегодовым темпом роста (CAGR) 7,8 %, а выручка увеличится со среднегодовым темпом роста 9,2 % в период с 2021 по 2025 год. В результате рынок по прогнозам IDC, к 2025 году выручка достигнет 51,5 млрд долларов США.

Развитие технологий увеличило потребность в больших и быстрых твердотельных накопителях. Эксперты предполагают, что твердотельные накопители могут заменить жесткие диски в центрах обработки данных в течение следующего десятилетия, поскольку они предлагают большую вычислительную мощность для больших данных и меньше ограничений, чем жесткие диски.

Кроме того, продолжает расти потребительский спрос на интеллектуальные технологии в мобильных телефонах, автомобилях, беспроводных приложениях и устройствах, для которых требуются твердотельные накопители. Однако возросший спрос может превысить предложение NAND, что может привести к увеличению цен на твердотельные накопители на 10–30 % к концу 2021 года на основе данных и анализа MarketWatch.

Оборудование имеет ценность. Производители микросхем флэш-памяти DRAM и NAND представляют собой часть полупроводниковой отрасли. Вторичный рынок полупроводниковых приборов значителен, хотя большая часть микросхем флэш-памяти DRAM и NAND производится в Азии.

Производство модулей состоит из линий сборки печатных плат (PCBA), которые обычно включают в себя трафаретные принтеры, высокоскоростные машины для размещения микросхем, печи оплавления и автоматизированные станции оптического контроля. Линии PCBA обычно используются в производстве электроники в США. Оборудование PCBA имеет длительный срок службы и развитый рынок устаревшего оборудования в развивающихся странах.

Примечание. ЭТА ПУБЛИКАЦИЯ ПРЕДОСТАВЛЕНА ТОЛЬКО ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННО-МАРКЕТИНГОВЫХ ЦЕЛЕЙ.
МАТЕРИАЛ, СОДЕРЖАЩИЙСЯ ЗДЕСЬ, НЕ ДОЛЖЕН РАССМАТРИВАТЬСЯ КАК РЕКОМЕНДАЦИЯ И НА НЕГО НЕ ПРИНИМАЕТСЯ ДЛЯ ПРИНЯТИЯ
ФИНАНСОВЫХ, ОПЕРАЦИОННЫХ ИЛИ ДРУГИХ РЕШЕНИЙ; НЕЛЬЗЯ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЭТО В КАЧЕСТВЕ ЗАМЕНЫ
ОЦЕНКИ АКТИВА. ФАКТИЧЕСКИЕ ЗНАЧЕНИЯ ВОЗВРАТА МОГУТ ОТМЕНЯТЬСЯ ОТ СДЕЛКИ К СДЕЛКЕ, И
УКАЗАННЫЕ ЗДЕСЬ ЗНАЧЕНИЯ ВОЗМЕЩЕНИЯ ПРЕДНАЗНАЧЕНЫ ДЛЯ РЕЗУЛЬТАТИВНЫХ СДЕЛОК БЕЗ
УЧЕТ КОНКРЕТНЫХ КЛЮЧЕВЫХ ФАКТОРОВ. ЭТОТ МАТЕРИАЛ МОЖЕТ РАСПРОСТРАНЯТЬСЯ ТОЛЬКО ПОЛНОСТЬЮ,
ВКЛЮЧАЯ УВЕДОМЛЕНИЕ ОБ АВТОРСКИХ ПРАВАХ. ВСЕ ПРАВА ЗАЩИЩЕНЫ. © 2021 ГОРДОН БРАТЬЯ, ООО.

Справочные источники: MARKETWATCH IBISWORLD, TRENDFORCE, INTERNATIONAL DATA CORPORATION

JavaScript отключен.
Включите JavaScript для просмотра этого контента.

Устройство для хранения данных

Компьютеры обрабатывают информацию, хранящуюся в их памяти, которая состоит из единиц хранения данных. Устройства хранения данных, такие как дисководы CD и DVD, называются внешними или вспомогательными запоминающими устройствами, тогда как основные запоминающие устройства, напрямую доступные с компьютеров, называются внутренними или основными запоминающими устройствами, которые основаны на полупроводниковых микросхемах памяти.
В основном существует два типа полупроводниковой памяти: оперативная память (ОЗУ) и постоянная память (ПЗУ). RAM — это домен временного хранения данных, тогда как ROM служит доменом полупостоянного хранения. Если оперативную память можно сравнить с ноутбуками или блокнотами, то ПЗУ можно сравнить со словарями и учебниками.

ОЗУ — запоминающее устройство для чтения/записи данных

Поскольку оперативная память (ОЗУ) в основном используется в качестве временного хранилища для операционной системы и приложений, не имеет большого значения, что некоторые типы ОЗУ теряют данные при отключении питания. Гораздо важнее стоимость и скорость чтения/записи. В основном существует два типа ОЗУ: один — DRAM (динамическая ОЗУ), а другой — SRAM (статическая ОЗУ). DRAM хранит информацию в конденсаторах, и, поскольку конденсаторы медленно разряжаются, информация исчезает, если заряд конденсатора периодически не обновляется. На практике данные в DRAM необходимо считывать и перезаписывать (т. е. обновлять) десятки раз в секунду. В отличие от этого, SRAM не нуждается в обновлении, поскольку для сохранения данных в ней используются триггерные схемы*. SRAM дороже DRAM из-за сложной схемы, но и быстрее.

* Триггерная схема: электронная схема, в которой хранится один бит данных, представляющий либо 0, либо 1.

ПЗУ — постоянное запоминающее устройство

Постоянная память (ПЗУ) используется для извлечения сохраненных данных, которые постоянно фиксируются и не могут быть перезаписаны. Многие бытовые приборы, такие как стиральные машины и рисоварки, используют устройства ПЗУ для хранения предварительно установленных программ.
ПЗУ является энергонезависимой памятью, что означает, что данные, хранящиеся в ПЗУ, не теряются даже при отключении питания. ПЗУ предназначено специально для чтения данных. Возможно стереть или записать данные в ПЗУ, но это занимает слишком много времени. Чтобы исправить этот недостаток, в последние годы появились новые типы устройств, представляющие собой нечто среднее между ПЗУ и ОЗУ, включая флэш-память и СППЗУ.

Читайте также: