Перспективы развития презентации RAM

Обновлено: 21.11.2024

Обратите внимание, что Internet Explorer версии 8.x не поддерживается с 1 января 2016 г. Дополнительную информацию см. на этой странице поддержки.

Материалы сегодня

Добавить в Mendeley

В этой статье систематически рассматривается память на основе спинтроники, в частности, магнитная оперативная память (MRAM). Представленная FreeScale в 2006 году как скромный продукт емкостью 4 Мбайт, MRAM выросла до 256-мегабайтного продукта Everspin в 2016 году. За этот период MRAM преодолела несколько препятствий и достигла стадии, когда потенциал MRAM является очень многообещающим. Одно из основных препятствий, которое преодолела MRAM в период с 2006 по 2016 год, — это способ записи информации. В MRAM объемом 4 Мбит использовалась технология переключения на основе магнитного поля, масштабирование которой было бы почти невозможно ниже 100 нм. С другой стороны, 256-мегабайтная MRAM использует другой механизм записи, основанный на Spin Transfer Torque (STT), который можно масштабировать до очень малых размеров. В дополнение к различию в механизме записи также произошли серьезные изменения в хранении материала. В то время как в MRAM на 4 Мбит использовались материалы с плоскостной магнитной анизотропией, в MRAM на 256 Мбит используются материалы с перпендикулярной магнитной анизотропией (PMA). MRAM на основе PMA также можно масштабировать до более высокой плотности.

Документ начинается с краткой истории технологий памяти, после чего следует краткое описание принципов работы MRAM для новичков. Чтение информации из MRAM, подробно описаны технологии, материалы и физика чтения битов в MRAM. В качестве следующего шага описываются физика и технологии, связанные с записью информации. Сначала описываются письмо на основе магнитного поля и его ограничения, после чего следует объяснение механизма STT. Материалы и физика хранения информации описаны далее. Сначала описываются MRAM с плоскостной намагниченностью, их многослойная структура материала и недостатки, затем следуют преимущества MRAM с перпендикулярным намагничиванием, их преимущества и т. д. Далее обсуждаются технологии для улучшения записываемости, а также потенциальные проблемы и проблемы с надежностью. Некоторые будущие технологии, которые могут помочь отрасли выйти за рамки традиционной технологии MRAM, обсуждаются в конце документа, после чего следует краткое изложение и прогноз.

Данные конфигурации сохраняются в EEPROM; переменные и структуры в SRAM. DRAM, которую мы используем, является самой дешевой из доступных для необходимой нам скорости. Долгое время мы могли позволить себе роскошь проектировать, не подвергая сомнению эти предположения. Что ж, те времена прошли. Новые технологии уже здесь, и они заставляют нас по-новому взглянуть на мир нашей памяти.

Определение терминов

ОЗУ – оперативная память. Это означает, что к каждой ячейке памяти можно получить доступ так же легко и быстро, как и к любой другой. В обычном использовании ОЗУ стало означать любую быстро записываемую энергозависимую память.
ROM-память только для чтения, что означает, что однажды записанная память не может быть изменена. В обычном использовании ПЗУ стало обозначать энергонезависимую память, которую неудобно записывать.
DRAM — динамическая оперативная память, динамическая, поскольку эта память должна периодически обновляться, иначе ячейки разрядятся до бессмысленного состояния.
СППЗУ – электрически программируемое ПЗУ, память, которая записывается с помощью специального устройства и стирается под воздействием ультрафиолетового света.
EEPROM — электрически стираемое программируемое ПЗУ, стираемое электрически, а не стираемое ультрафиолетовым излучением, как EPROM. Он может быть записан микроконтроллером.
Flash — легко, но медленно записывается в энергонезависимую память.
PROM-программируемое ПЗУ, запрограммированное один раз и только один раз; действительно постоянная память.
SRAM – статическое ОЗУ, статическое, потому что однажды записанные данные сохраняются до тех пор, пока есть питание.
SDRAM – синхронная DRAM, синхронная, поскольку данные доставляются в соответствии с тактовым сигналом.

Основная технология FRAM существует с 1921 года, но только недавно ее начали использовать. Компания RAMTRON International, первая компания, успешно производящая FRAM, была основана в 1984 году для разработки и лицензирования FRAM. Все доступные в настоящее время продукты FRAM произведены или лицензированы RAMTRON.

FRAM предлагает лучшее из RAM и ROM; время записи быстрое, а память может использоваться как энергонезависимая память. Он сочетает в себе существующие функции памяти: однотранзисторную ячейку DRAM, [1] цену SRAM и некоторое постоянство флэш-памяти. Кажется идеальным сочетанием, но это не так. Из-за физической природы ячейки FRAM существует ограничение на количество доступов, которые она допускает, прежде чем она потеряет свою энергонезависимость. Подробнее о последствиях этой функции позже.

FRAM получил свое название от ферроэлектрического кристалла в основе памяти. Этот материал может быть не тем, что вы думаете.«Ферро» может навести вас на мысль, что материал как-то связан с магнетизмом, но это не так. Слово «электрический» предполагает, что память является хранилищем заряда, но это не так.

Сегнетоэлектрические материалы сохраняют состояние в зависимости от положения свободных атомов внутри кристалла. У свободных атомов есть только два устойчивых положения. Одно из этих стабильных положений используется для удержания логической 1, другое — для логического 0. Прелесть поведения кристалла в том, что ему не требуется питание для сохранения состояния. Именно так FRAM достигает энергонезависимости. Выключите питание, и десять лет спустя ваши данные останутся с вами.

К сожалению, это еще не все. Кристалл может «изнашиваться». После достаточного количества чтений память больше не является энергонезависимой.[2] В таблицах данных FRAM указано максимальное количество операций чтения 10 миллиардов (1010). После того, как будет реализовано это максимальное количество чтений, данные не будут сохраняться при отсутствии питания. Это не значит, что все потеряно. То, что осталось, — это по-прежнему полезная оперативная память; просто он больше не является энергонезависимым.

Настоящая ячейка FRAM имеет два транзистора. Один держит удила, другой его дополняет. Метод извлечения данных «чтение с последующим обновлением» приводит к времени доступа, сравнимому с обычной DRAM. Вы можете купить FRAM со временем доступа 70 нс. Быстрое время записи и энергонезависимость (даже далеко не идеальная энергонезависимость) делают пакет отличным, но как он соотносится со стандартной памятью?

FRAM и EEPROM

Для каждого проекта требуется память, готовая при включении питания. Вы должны быть в состоянии начать с чего-то. В самых простых проектах это может просто включать в себя сам программный код, записанный в PROM. В более сложных проектах используется отдельный раздел загрузочного кода, изолированный от основной программы. Поскольку этот загрузочный код небольшой, редко модифицируется и должен быть энергонезависимым, EEPROM был хорошим выбором для его хранения. Медленное время записи EEPROM допустимо, поскольку загрузочный код обычно модифицируется только во время разработки, а затем остается в покое.

FRAM следует рассматривать как альтернативу EEPROM для хранения загрузочного кода. Он имеет функции, которые предлагает EEPROM, но в более быстром пакете. Однако, прежде чем переходить к FRAM, вы должны убедить себя, что вам абсолютно не грозит 1010-е чтение загрузочного кода. Плохо, если вы ошибетесь в расчетах и продукт умрет из-за того, что за одну ночь загрузочный код испарился.

Тем не менее, FRAM может хорошо подходить для загрузочного кода. Доступ к этому коду, вероятно, осуществляется только при запуске, и я подозреваю, что очень немногие приложения проходят через 10 миллиардов запусков за время своего существования.

Другое распространенное использование EEPROM — хранение данных конфигурации. Это личные настройки, выбранные пользователем, которые должны быть готовы для него каждый раз, когда он включает устройство. Частота доступа может совпадать с загрузочным кодом, но следует соблюдать осторожность.

Если вы используете EEPROM с неограниченным числом операций чтения, вы можете получать доступ к данным конфигурации во время выполнения так часто, как пожелаете. Вы не можете сделать то же самое с FRAM, но обработка ограничения максимального количества чтений не должна быть проблемой. Вместо того, чтобы беспокоиться о достижении потолка 1010, вы можете просто скопировать данные в другую память при запуске. Может быть, это память SRAM, а может и нет. Посмотрим.

FRAM и SRAM

Данные переменных времени выполнения в небольших приложениях помещаются в SRAM. Нам нужно быстрое время записи, поэтому мы платим относительно высокую цену за SRAM.[3] Поскольку нам обычно не нужно слишком много, мы принимаем стоимость. Кроме того, с SRAM очень легко работать; у него нет проблем с синхронизацией DRAM и серийных проблем EEPROM. FRAM не может конкурировать с SRAM лицом к лицу. За ту же цену SRAM намного быстрее. Но если рассматривать FRAM в целом, FRAM заставляет немного задуматься.

Если у вас есть приложение, которому требуется примерно 3 КБ SRAM и несколько сотен байт для данных загрузки и конфигурации, ваша установка, вероятно, будет выглядеть так, как показано на рис. 1.

Предположим, что это маленькое приложение прекрасно справляется со временем доступа 70 нс к своей переменной памяти. Если это так, вы можете поставить одну микросхему FRAM и покрыть все свои базы. Это показано на рис. 2.

Энергонезависимость позаботится о загрузке и настройке (при условии, что вы выполнили домашнюю работу по максимальному количеству чтений). Часть FRAM, которую вы используете для переменных данных, действительно является энергонезависимой, но это вам ничего не стоит. И как только он станет изменчивым после достаточного количества обращений, что с того? Вы ничего не потеряли, так как вам изначально не нужна была энергонезависимость. В целом, этот вариант стоит рассмотреть.

Как бы ни была хороша FRAM для исследованных до сих пор потребностей в памяти, она все еще далека от идеальной универсальной памяти. Сравнение с DRAM и флэш-памятью покажет вам, почему.

FRAM и DRAM

DRAM – выбор памяти, когда плотность и цена важнее скорости. Например, DRAM идеально подходит для нужд визуального дисплея.Есть много пикселей для хранения, но время поиска не имеет существенного значения. А поскольку нет необходимости сохранять память для следующего запуска, энергозависимая оперативная память вполне подойдет.

Кажется, DRAM меняется еженедельно, и для тщательного сравнения FRAM и DRAM нам следует обсудить следующее поколение DRAM. Хотя это является самым сильным аргументом в пользу DRAM, это было бы излишеством. По правде говоря, DRAM не нуждается в дополнительной помощи. Если вам нужно много дешевой памяти, FRAM просто не для вас. Сравните 20 центов за килобайт FRAM с 50 центами за мегабайт DRAM, если у вас есть сомнения.

FRAM и флэш-память

В настоящее время память программ часто представляет собой флэш-память. Он слишком прост в использовании и слишком дешев, чтобы его избегать.

Память программ должна быть энергонезависимой и относительно недорогой. С широким распространением флэш-памяти теперь считается само собой разумеющимся, что память также должна быть легко заменена. Тем не менее, еще одна характеристика памяти программ является существенной, но едва ли рассматриваемой: вы должны иметь возможность читать ее вечно. Когда FRAM входит в кадр, это нужно учитывать.

Я быстро вычислил, какие ограничения накладывает FRAM. Предположим, у меня есть цикл, который обрабатывает 100 байтов по одному байту за раз каждые 50 мс. В этом случае код шлейфа будет прочитан в 10-миллиардный раз после двух месяцев непрерывной работы. Если эта петля была сохранена в FRAM, она исчезнет при следующем отключении питания. Когда производители FRAM уберут ограничение на максимальное количество операций чтения, они станут серьезным игроком в играх с памятью, но пока производителям флэш-памяти не о чем беспокоиться.

Сводка FRAM

FRAM, выпускаемая сегодня, уже предлагает жизнеспособную альтернативу существующей технологии памяти. Он идеально подходит для ниши EEPROM и может предложить элегантный способ объединения потребностей SRAM и EEPROM в некоторых приложениях. Но пока не будет устранено максимальное количество чтений, до коронации FRAM как универсальной памяти еще далеко.

DRAM, SDRAM и следующее поколение

Анализ потребностей вашей системы в памяти — это жонглирование тремя мячами: скоростью, размером и стоимостью. Слишком сильно сконцентрируйтесь только на одном из них, и вы потеряете два других. Пользователи DRAM должны держать в воздухе эти три, а также четвертый; они должны учитывать протокол управления памятью.

По своей природе DRAM требует манипулирования и точной синхронизации нескольких линий управления. Вы не можете выбрать чип DRAM, пока не будете уверены, что можете управлять памятью. У разработчика есть два варианта: он может сам управлять управлением — с помощью ASIC или FPGA — или он может купить микросхему, предназначенную для управления конкретной DRAM, которую он использует. Контроллеры DRAM когда-то были автономными микросхемами, но теперь их можно найти на борту высокопроизводительных процессоров.

Приложения, которые мы рассмотрим, покажут, насколько неразделимы управление памятью и сама память. Мы начнем со знакомства с тремя новейшими модулями DRAM.

Для доступа к обычному DRAM требовалось примерно 60 нс. Поместите эту DRAM на шину 4 МГц, и вы получите хорошее совпадение. Автобус приходит только каждые 250 нс. Попробуйте поставить ту же DRAM на шину 100 МГц, и у вас возникнет проблема. Каждые 10 нс эта шина переключается, поэтому контроллер ждет шесть циклов, чтобы получить необходимую ему память. Очевидно, что требуется более быстрая память.

Synchronous DRAM (SDRAM) решает эту проблему, гарантируя передачу данных с номинальной частотой. Данные SDRAM синхронизируются с часами шины. Несмотря на то, что SDRAM требует времени установки и возможности состояний ожидания, она обеспечивает высокий процент данных на номинальной частоте. Привяжите 100 МГц SDRAM к 100 МГц шине, и вы получите хорошо согласованную и очень быструю систему.

В то время как доступ к стандартной DRAM осуществляется по запросу, а затем требуется ожидание, пока память не будет готова, SDRAM предоставляет память в каждом цикле.[4] Базовый механизм включает два банка памяти, в которых хранятся данные чипа. Пока один банк заряжается, другой считывается.

Двойная скорость передачи данных (DDR) SDRAM получила свое название благодаря способности передавать в два раза больше данных, чем сопоставимая SDRAM. DDR — это эволюция SDRAM. Он предоставляет данные как по переднему, так и по заднему фронту тактового сигнала, тем самым удваивая выход SDRAM, связанный с одним и тем же тактовым сигналом.[5]

DDR SDRAM предоставляет в два раза больше данных по вдвое более высокой цене. SDRAM продается по 4 доллара за 64 Мбит, но тот же объем памяти DDR SDRAM продается по 8 долларов. В настоящее время несколько компаний производят DDR SDRAM. Хотя чипы могут производиться с приемлемой производительностью, способность DDR закрепиться на рынке была сомнительной. С самого начала разработки Pentium 4 Intel исключила DDR SDRAM из своих планов. В конце июля 2000 г. компания отказалась от этого решения; тем не менее, любой, кто задумывается о переходе на DDR SDRAM, должен учитывать не только саму технологию и прогноз цены, но и то, будут ли производители заинтересованы в ее производстве.

Главным конкурентом DDR SDRAM является Rambus DRAM (также называемая RDRAM). RDRAM — это совершенно другое животное. Это общесистемный интерфейс, основанный на собственном протоколе. Это очень быстро, с максимальной скоростью 833 МГц. Производителям было трудно производить его в рыночных количествах, поэтому цена оставалась высокой. Кроме того, любое использование Rambus требует уплаты лицензионного сбора, что также увеличивает прибыль.

Теперь, когда у нас есть представление о памяти, мы можем посмотреть на три области ее использования: в приложениях среднего уровня, в высокоскоростных сетях и с новейшим чипом Intel в настольных ПК. Как и в случае с FRAM, мы начнем со сравнения их с существующей технологией.

Новые DRAM и EDO DRAM

Если вы видели ребенка с сенсорным экраном компьютера, нажимающего значки для создания вокализации, то вы почти наверняка видели одно из устройств дополнительной коммуникации моей компании. Они не так сложны внутри, как ПК на вашем рабочем столе, но они определенно лучше, чем ваш умный тостер.

Устройство должно помочь ребенку как можно быстрее донести свою мысль. Чтобы реализовать это, устройство делает много предсказаний. Если ребенок начинает предложение со слов «Я хочу синий…», машина готова к тому, что он когда-либо называл синим. Поддержание структур данных для реализации предсказания приводит нас к DRAM.

До недавнего времени DRAM с расширенным выходом данных (EDO) была предпочтительным вариантом DRAM. Он достигает скорости 83 МГц, но имеет последовательности ожидания, присущие его конструкции. SDRAM становится настолько мощной, что дни EDO сочтены, и ее не рекомендуется использовать для новых разработок. Поскольку EDO — это DRAM, используемая в нашей текущей линейке устройств, нам пришлось искать более новые DRAM для следующего поколения наших продуктов.

Дизайнеры рассматривали SDRAM, DDR SDRAM и Rambus DRAM в качестве необходимой оперативной памяти. Анализ, проведенный командой дизайнеров, показывает, как память сравнивается с реальным приложением.

Как объяснил Джефф Холт, ведущий разработчик оборудования, для нового устройства требуется память с частотой 100 МГц. Это было бы достаточно быстро, чтобы гарантировать, что прогнозы появятся в мгновение ока. Анализ структур данных показал, что их потребность в оперативной памяти составляет около 32 МБ. Большой объем памяти в небольшом и относительно недорогом продукте привел их к выводу, что выбор в пользу какой-либо разновидности DRAM определенно будет.

SDRAM с тактовой частотой 100 и 133 МГц уже имеется в наличии. Это ставит DDR SDRAM на 200 МГц и 266 МГц. Как упоминалось выше, Rambus DRAM значительно быстрее; вы можете купить 400MHz и 800MHz RDRAM. Будучи хорошими дизайнерами, моя команда не переусердствовала с дизайном, поэтому SDRAM была сочтена наиболее подходящей. Более того, выбранный ими процессор Intel StrongARM обеспечивает управляющие сигналы, необходимые для использования SDRAM. К сожалению, он не поддерживает ни DDR SDRAM, ни Rambus.

Учитывая, что его скорость была приемлемо высокой, его цена была самой низкой из трех, а нашему процессору не требовался дополнительный чип управления, выбор SDRAM был очевиден.

Одним из предположений, изложенных в начале статьи, было то, что мы выбираем самую дешевую DRAM для нужной нам скорости. Это приложение действительно получило самую дешевую DRAM, которую только могло найти для нужной скорости, но в нем также можно было рассмотреть весь спектр DRAM. Не у всех дизайнеров есть такой богатый выбор.

Приложения высокого класса

Разработчикам, планирующим использовать Pentium 4 в этом году, нужно беспокоиться об одной проблеме меньше: им не нужно выбирать, какую память использовать. Intel сделала за них этот выбор много лет назад, объединив этот чип с технологией Rambus. Нужна ли вам вся эта скорость или нет, она у вас есть. Любой, кто хочет подключить чип к SDRAM или DDR SDRAM, должен подождать до следующего года. (И Via Technologies, и Acer Laboratories пообещали наборы микросхем, которые будут соединять оба типа SDRAM с новейшим процессором Pentium.)

Обычное высококлассное приложение находится в разработке сети. Наши дистрибьюторы сообщают мне, что они продают много 400MHz Rambus разработчикам этих систем. Цена высока, в диапазоне 700 долларов за 256 Мбит, но эти люди готовы ее платить. 133-мегагерцовая SDRAM не проходит проверку. Они чувствуют, что им нужна скорость, и самое дешевое, что они могут найти, на самом деле единственное доступное. Скорости DDR SDRAM обязательно увеличатся, и тогда у них будет гораздо более дешевый выбор. Эмпирическое правило DRAM остается в силе.

Память завтрашнего дня

Изменения в мире памяти происходят так же быстро, как и в мире в целом. FRAM предлагает творческим дизайнерам захватывающие возможности сейчас и в будущем. Для исследователей на переднем крае технологии DRAM самые смелые изучат все возможные пути, а затем элегантно разработают быстрые и дешевые решения. Горизонт никогда не казался шире и ярче.

Дэн Суини имеет степень бакалавра в области математики и вычислительной техники.В настоящее время он проектирует сеть для медицинских устройств для DynaVox Systems. Он благодарит Пола Миллера, Энди Александра, Джеффа Холта, Мика Даума, Денин Павлик, Грега Пованду, Лизу Орланди и Майка Олвайса за их помощь; и Валери за ее терпеливое редактирование. Свяжитесь с ним по электронной почте .

<р>1. Доступно в следующем поколении FRAM.

<р>2. Не само чтение изнашивает кристалл. Износ вызван записью, которая должна следовать за каждым чтением, поскольку процесс чтения уничтожает данные.

Некоторые типы компьютерной памяти спроектированы так, чтобы быть очень быстрыми, а это означает, что центральный процессор (ЦП) может очень быстро получить доступ к хранящимся там данным. Другие типы спроектированы так, чтобы быть очень дешевыми, поэтому в них можно экономично хранить большие объемы данных.

Еще одна особенность компьютерной памяти заключается в том, что некоторые типы памяти являются энергонезависимыми, что означает, что они могут хранить данные в течение длительного времени даже при отсутствии питания. А некоторые типы являются изменчивыми, которые часто работают быстрее, но теряют все хранящиеся на них данные при отключении питания.

Компьютерная система создается с использованием комбинации этих типов компьютерной памяти, и точная конфигурация может быть оптимизирована для получения максимальной скорости обработки данных или минимальной стоимости, или некоторого компромисса между ними.

Оглавление

Какие существуют типы компьютерной памяти?

Несмотря на то, что в компьютере существует много типов памяти, основное различие между основной памятью, часто называемой системной памятью, и вторичной памятью, которую чаще называют хранилищем.

Ключевое различие между первичной и вторичной памятью заключается в скорости доступа.

Основная память включает в себя ПЗУ и ОЗУ и расположена рядом с ЦП на материнской плате компьютера, что позволяет ЦП действительно очень быстро считывать данные из основной памяти. Он используется для хранения данных, которые необходимы ЦП в ближайшее время, чтобы ему не приходилось ждать их доставки.

Вторичная память, напротив, обычно физически располагается в отдельном устройстве хранения, таком как жесткий диск или твердотельный накопитель (SSD), который подключается к компьютерной системе либо напрямую, либо по сети. Стоимость гигабайта вторичной памяти намного ниже, но скорость чтения и записи значительно ниже.

За несколько периодов развития компьютеров было развернуто множество типов компьютерной памяти, каждый из которых имел свои сильные и слабые стороны.

Основные типы памяти: RAM и ROM

Существует два основных типа основной памяти:

Давайте подробно рассмотрим оба типа памяти.

1) ОЗУ Память компьютера

Акроним RAM связан с тем, что к данным, хранящимся в оперативной памяти, можно обращаться, как следует из названия, в любом произвольном порядке. Или, другими словами, к любому случайному биту данных можно получить доступ так же быстро, как и к любому другому биту.

Самое важное, что нужно знать об ОЗУ, это то, что ОЗУ работает очень быстро, в нее можно записывать и читать, она энергозависима (поэтому все данные, хранящиеся в ОЗУ, теряются при отключении питания) и, наконец, , это очень дорого по сравнению со всеми типами вторичной памяти по стоимости за гигабайт. Именно из-за относительно высокой стоимости оперативной памяти по сравнению с дополнительными типами памяти большинство компьютерных систем используют как основную, так и дополнительную память.

Данные, необходимые для предстоящей обработки, перемещаются в ОЗУ, где к ним можно получить доступ и изменить их очень быстро, чтобы ЦП не оставался в ожидании. Когда данные больше не требуются, они перемещаются в более медленную, но более дешевую вторичную память, а освободившееся место в ОЗУ заполняется следующим блоком данных, который будет использоваться.

Типы оперативной памяти

DRAM: DRAM расшифровывается как Dynamic RAM и является наиболее распространенным типом RAM, используемым в компьютерах. Самый старый тип известен как DRAM с одинарной скоростью передачи данных (SDR), но новые компьютеры используют более быструю DRAM с двойной скоростью передачи данных (DDR). DDR поставляется в нескольких версиях, включая DDR2, DDR3 и DDR4, которые обеспечивают лучшую производительность и более энергоэффективны, чем DDR. Однако разные версии несовместимы, поэтому невозможно смешивать DDR2 с DDR3 DRAM в компьютерной системе. DRAM состоит из транзистора и конденсатора в каждой ячейке.

SRAM: SRAM означает статическое ОЗУ. Это особый тип ОЗУ, который работает быстрее, чем DRAM, но дороже и объемнее, поскольку в каждой ячейке имеется шесть транзисторов. По этим причинам SRAM обычно используется только в качестве кэша данных внутри самого ЦП или в качестве ОЗУ в серверных системах очень высокого класса.Небольшой кэш SRAM для наиболее необходимых данных может привести к значительному повышению скорости работы системы.

Ключевое различие между DRAM и SRAM заключается в том, что SRAM быстрее, чем DRAM, возможно, в два-три раза быстрее, но дороже и громоздче. SRAM обычно доступен в мегабайтах, а DRAM приобретается в гигабайтах.

DRAM потребляет больше энергии, чем SRAM, поскольку ее необходимо постоянно обновлять для поддержания целостности данных, тогда как SRAM, хотя и энергозависимая, не требует постоянного обновления при включении.

2) ROM Память компьютера

ROM означает постоянную память, и это название связано с тем фактом, что, хотя данные могут быть прочитаны из компьютерной памяти этого типа, данные обычно не могут быть записаны в нее. Это очень быстрый тип компьютерной памяти, который обычно устанавливается рядом с процессором на материнской плате.

ПЗУ — это тип энергонезависимой памяти, что означает, что данные, хранящиеся в ПЗУ, сохраняются в памяти, даже когда на нее не подается питание, например, когда компьютер выключен. В этом смысле она похожа на вторичную память, которая используется для долговременного хранения.

Когда компьютер включен, ЦП может начать считывать информацию, хранящуюся в ПЗУ, без необходимости в драйверах или другом сложном программном обеспечении, помогающем ему взаимодействовать. ПЗУ обычно содержит «загрузочный код», который представляет собой базовый набор инструкций, которые компьютер должен выполнить, чтобы узнать об операционной системе, хранящейся во вторичной памяти, и загрузить части операционной системы в первичную память, чтобы он мог запуститься. и будьте готовы к использованию.

ПЗУ также используется в более простых электронных устройствах для хранения прошивки, которая запускается сразу после включения устройства.

Типы ПЗУ

ПЗУ доступно в нескольких различных типах, включая PROM, EPROM и EEPROM.

PROM PROM расшифровывается как Programmable Read-Only Memory и отличается от настоящего ROM тем, что в то время как ROM программируется (т.е. в него записываются данные) в процессе производства, PROM изготавливается в пустом состоянии, а затем запрограммированы позже с помощью программатора PROM или записи.

EPROM EPROM расшифровывается как Erasable Programmable Read-Only Memory, и, как следует из названия, данные, хранящиеся в EPROM, можно стереть, а EPROM перепрограммировать. Для стирания EPROM необходимо извлечь его из компьютера и подвергнуть воздействию ультрафиолетового света перед повторной записью.

EEPROM EEPROM расшифровывается как электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство, и различие между EPROM и EEPROM заключается в том, что последнее может быть стерто и записано компьютерной системой, в которой оно установлено. В этом смысле EEPROM строго не читается. Только. Однако во многих случаях процесс записи идет медленно, поэтому обычно это делается только для периодического обновления программного кода, такого как микропрограмма или код BIOS.

Как ни странно, флэш-память NAND (например, в USB-накопителях и твердотельных накопителях) является типом EEPROM, но флэш-память NAND считается вторичной памятью.

Вторичные типы памяти

Вторичная память включает множество различных носителей данных, которые можно напрямую подключить к компьютерной системе. К ним относятся:

Вторичная память также включает:

включая флэш-массивы 3D NAND, подключенные к сети хранения данных (SAN)

Устройства хранения, которые могут быть подключены через обычную сеть (известную как сетевое хранилище или NAS).

Возможно, облачное хранилище также можно назвать вторичной памятью.

Различия между ОЗУ и ПЗУ

ПЗУ:

Энергонезависимая

Быстро читать

Обычно используется в небольших количествах.

Невозможно быстро записать

Используется для хранения инструкций по загрузке или прошивки.

Относительно высокая стоимость хранения одного мегабайта по сравнению с оперативной памятью.

ОЗУ:

Нестабильный

Быстро читать и писать

Используется в качестве системной памяти для хранения данных (включая программный код), которые ЦП должен немедленно обработать

Относительно дешевое значение в пересчете на мегабайт по сравнению с ПЗУ, но относительно дорогое по сравнению со вторичной памятью.

Какая технология находится между первичной и вторичной памятью?

За последний год или около того был разработан новый носитель памяти под названием 3D XPoint, характеристики которого находятся между первичной и вторичной памятью.

3D XPoint дороже, но быстрее, чем дополнительная память, и дешевле, но медленнее, чем оперативная память. Это также тип энергонезависимой памяти.

Эти характеристики означают, что ее можно использовать в качестве альтернативы ОЗУ в системах, которым требуется огромный объем системной памяти, создание которой с использованием ОЗУ было бы слишком дорого (например, в системах с базами данных в оперативной памяти). Компромисс заключается в том, что такие системы не получают полного прироста производительности за счет использования оперативной памяти.

Поскольку 3D XPoint является энергонезависимым, системы, использующие 3D XPoint в качестве системной памяти, могут быть запущены и снова запущены после сбоя питания или другого прерывания очень быстро, без необходимости считывания всех данных обратно в системную память из вторичная память.

Рынок резистивной оперативной памяти сегментирован по приложениям (встраиваемые, автономные), типу конечного пользователя (автомобильный, центр обработки данных) и географическому положению.

Обзор рынка

< td >2021

Период исследования:	2018–2026
Базовый год:
Самый быстрорастущий рынок:	Азиатско-Тихоокеанский регион
Крупнейший рынок:	Северная Америка
CAGR:	29,9 %

Нужен отчет, отражающий влияние COVID-19 на этот рынок и его рост?

Обзор рынка

Ожидается, что среднегодовой темп роста изучаемого рынка составит 29,9 % в течение прогнозируемого периода (2021–2026 года). Ожидается, что резистивная оперативная память, которая является энергонезависимой памятью, захватит долю рынка, заменив статическую оперативную память и динамическую оперативную память. Замена станет возможной благодаря многочисленным преимуществам, предоставляемым резистивной памятью с произвольным доступом, таким как большая плотность хранения и трехмерная упаковка, позволяющая координировать и организовывать слои гаджетов памяти в одном чипе, быстрое переключение для быстрого обмена информацией и использование меньше энергии. за цикл переключения. ReRAM может заменить флэш-память, используемую в мобильных телефонах и другой бытовой электронике, такой как MP3-плееры.

Кроме того, растущее внедрение сенсорных технологий, таких как носимые устройства и устройства с поддержкой ИИ, во многих регионах повысило спрос на быструю передачу данных и высокую плотность хранения, что, в свою очередь, дает огромные шансы или возможность для роста резистивного произвольного доступа. рынок памяти по всему миру.
Помимо этого, растущее количество устройств Интернета вещей во всем мире также создает возможности для роста рынка резистивной памяти с произвольным доступом на глобальном уровне.
Растущая стоимость резистивной памяти с произвольным доступом стала одной из важных проблем для роста этого рынка. Ожидается, что инновации и внедрение новых материалов в последующие годы снизят затраты и повысят спрос на резистивную память с произвольным доступом в различных отраслях.
Кроме того, пандемия COVID-19, вероятно, препятствует общему ожидаемому росту рынка, в основном из-за нарушения цепочки поставок, когда несколько компаний столкнулись с нехваткой компонентов, таких как катушки индуктивности и конденсаторы для производства.

Область отчета

Резистивная оперативная память (ReRAM или RRAM) — энергонезависимая компьютерная память с произвольным доступом, работающая по принципу изменения сопротивления диэлектрического твердотельного материала. Резистивная оперативная память основана на концепции применения функции памяти путем изменения сопротивления материала между высоким и низким состоянием.

Приложение
	Встроенные (аналоговые ИС, MCU/SoC/ASIC/ASSP, вычисления в памяти)
	Автономный (быстрая/надежная память, хранилище кода/данных, хранилище с малой задержкой и энергонезависимая память)

< td>SSD/центры обработки данных/рабочие станции

Конечный пользователь
	Промышленность/IoT/Wearables/Automotive

География
	Северная Америка
	Европа
	Азиатско-Тихоокеанский регион
	Остальной мир

Область отчета можно настроить в соответствии с вашими требованиями. Нажмите здесь.

Ключевые тенденции рынка

Растущий спрос на подключенные устройства в сегменте бытовой электроники подпитывает спрос на ReRAM

Резистивное ОЗУ имеет более высокую вычислительную мощность по сравнению с обычным ОЗУ и намного лучше подходит для приложений с интенсивным чтением и идеально подходит для хранения данных на серверах.
Более высокая скорость переключения является основным преимуществом RRAM по сравнению с другими технологиями энергонезависимого хранения, такими как флэш-память NAND. ReRAM потребляет гораздо меньше энергии, чем флэш-память NAND. Это делает его в настоящее время наиболее подходящим для памяти в сенсорных устройствах для промышленных, автомобильных приложений и приложений Интернета вещей (IoT).Нейроморфные вычисления — еще одно потенциальное применение ReRAM.
За последние несколько лет наблюдается значительный рост спроса на подключенные устройства, такие как носимые устройства, IoT и системы на основе искусственного интеллекта. В этих устройствах используется резистивная оперативная память для увеличения емкости памяти. Кроме того, с появлением умных городов и умных домов число подключенных устройств неизбежно увеличится, что, в свою очередь, повысит спрос на серверы с большим объемом памяти.
Чтобы удовлетворить новые требования, несколько компаний внедряют инновации для безопасного подключения и масштабирования удаленных операций, что позволяет реализовать приложения Интернета вещей, работающие в режиме реального времени и требующие высокой пропускной способности. Например, в мае 2020 года Cisco IoT выпустила свои 10-гигабитные коммутаторы Cisco Catalyst IE3300 Rugged Series. Эти коммутаторы распространяют преимущества сетей Cisco на основе намерений на периферию Интернета вещей, помогая обеспечивать безопасность, автоматизировать и управлять масштабными развертываниями, будь то подключение видеокамер на дорогах, повышение безопасности пешеходов на перекрестках или мониторинг качества на заводе.

Чтобы понять основные тенденции, загрузите образец отчета

Ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион займет основную долю рынка

Ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион займет прочные позиции на мировом рынке резистивной памяти с произвольным доступом в 2019 году. Китай, Южная Корея и Индия – одни из основных стран, стимулирующих рост рынка в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Растущий спрос на резистивную память с произвольным доступом в странах Азиатско-Тихоокеанского региона стимулирует рост производства бытовой электроники и автомобильной промышленности.
Кроме того, многие организации создают центры обработки данных в этом регионе, что также увеличит спрос на рынке резистивной оперативной памяти. Развивающиеся страны, такие как Индия, Китай и Япония, будут стимулировать рост рынка в этом регионе благодаря растущим корпоративным серверам, центрам обработки данных, искусственному интеллекту и связанной инфраструктуре.
Например, в мае 2020 года компания GPX India Pvt. Ltd., поставщик центров обработки данных, объявила о запуске GPX Open Cloud Exchange в кампусе своего центра обработки данных в Мумбаи. GPX является первым поставщиком центров обработки данных в Индии, предлагающим услугу Open Cloud Exchange, которая обеспечивает прямое, частное и безопасное подключение к нескольким поставщикам облачных услуг (CSP), размещенным в том же кампусе центра обработки данных GPX, где размещена GPX Open Cloud Exchange.< /li>
В марте 2020 года Муниципальная комиссия по экономической информации Шанхая запросила предложения о строительстве новых центров обработки данных. Количество стоек ограничено 30 000 в течение 2020 года, что составляет около 70 МВт мощности центра обработки данных.

Чтобы понять географические тенденции, загрузите образец отчета

Конкурентная среда

Рынок резистивной оперативной памяти характеризуется умеренной конкуренцией и состоит из нескольких крупных игроков. Что касается доли рынка, то в настоящее время на нем доминируют несколько крупных игроков. Эти крупные игроки сосредоточены на расширении своих производственных мощностей и используют стратегические совместные инициативы для увеличения своей доли рынка и повышения своей прибыльности. Ожидается, что конкуренция, быстрый технологический прогресс и частые изменения потребительских предпочтений будут представлять угрозу для роста рынка компаний в течение прогнозируемого периода.

Читайте также: