RAM

__БЕЗКН__

мини|десно|Пример RAM-а

RAM ( — „меморија са случајним приступом”), означава врсту меморије која је директно адресибилна и њеном садржају се може приступити по произвољној локацији, а не само редом (секвенцијално, као код трака). RAM дозвољава да се подаци узимају директно у насумичном редоследу. Код других медијума, попут тврдих дискова, CD-ова, DVD-ова и магнетних трака, као и примитивних типова меморија попут добош меморије, подаци се записују у предодређеном реду, узастопно, због ограничења механичког дизајна. Због тога, време приступања датој локацији варира зависно од физичке локације.

Најчешће се користи у рачунарима као примарна или главна меморија, мада то није неопходно.

Данас је RAM у облику интегрисаних кола. Стриктно говорећи, модерни типови DRAM-а немају насумичан приступ, пошто се подаци читају у рафалима, иако је име DRAM остало. Ипак многи типови SRAM-а, ROM-а, OTP-а и NOR флеша и даље имају случајан приступ и у стриктном смислу. RAM се повезује са непостојаним типом меморије (као што су DRAM меморијски модули), где се информације губе ако нестане струје. Многи други типови постојане меморије су RAM такође, укључујући већину ROM и један тип флеш меморије зван NOR флеш. Први RAM модули на тржишту су направљени 1951. и продавани су до краја 1960-их.

Под термином RAM се често сматрају меморије које губе садржај по престанку напајања (нпр. насупрот ROM меморијама), али то није неопходно јер скраћеница RAM једино означава слободу у редоследу приступа.

Историја мини|лево

Рани рачунари су користили релеје за главне функције меморије. Ултразвучне линије на кашњење су могли да испоруче податке само онако како су написани. Добош меморија је могла јефтино да се прошири али враћање несеквенцијалне меморије је захтевало познавање добош меморије. Резе направљене од триода из вакуумских цеви и дискретних транзистора су коришћене за мање и брже меморије као што су регистри са насумичним приступом. Такви регистри су били велики, неефикасни и скупи за чување великих података. Генерално се могло користити само стотину или хиљаду бајтова.

Прва практична RAM меморија је била Вилијамсова туба, направљена 1947. Чувала је податке као електрично набијене тачке на екрану ЦРТ. Пошто је електронски зрак могао да пише и чита тачке на туби у било ком редоследу, ово је била RAM. Капацитет је порастао са неколико стотина на хиљаду битова, али је била много мања, ефикаснија и бржа. Развијена је н Универзитету Манчестер у Енглеској.

Меморија са магнетним језгром је направљена 1947. и развијана је до 1970-их. Постала је широко коришћена врста RAM-а. Мењањем магнетизације сваког прстена, подаци би могли бити чувани са једним битом по прстену. Пошто је сваки прстен имао комбинацију адресних жица за бирање и читање или писање, приступ било којој меморијској локацији је био могућ.

Меморија са магнетним језгром је била стандардна меморија док је није заменила меморија чврстог стања, са почетком 1970-их. Роберт Денард је изумео DRAM 1968. Ово је омогућило експериментисање са 4 или 6 транзисторним колом са резом од једног транзистора за сваки меморијски бит, што је значајно повећало густину меморије. Оидацу су постављани у мали капацитет у сваком транзистору и морао је бити периодично освежен сваких пар милисекунди пре него што меморија исцури. Пре развоја интегрисаних ROM кола, трајни RAM је често прављен користећи матрице диода које су покретали декодери адреса.

Подела меморије мини|оквир|RAM меморија

Када се уопштено говори о меморији, основна подела је на ROM, RAM и хибрид та два типа. Из ROM-а подаци могу само да се читају па отуда и име ROM. Постоји више врста ROM-а од којих је први и најосновнији онај у којем су инструкције хардверски уписане распоредом транзистора унутар чипа. Такве меморије се и данас употребљавају под именом MROM и њихова основна предност је ниска цена производње (када се прави велики број чипова). Следећи корак је PROM који долази непрограмиран. Подаци се у њега уписују програматором који пушта струју на улазне пинове чипа. Када се PROM једном програмира, његов садржај је немогуће изменити. Садржај EPROM-а уписује се на исти начин, али га је могуће брисати и поново уписати неограничен број пута. EPROM се брише осветљавањем површине чипа UV светлошћу кроз стаклени прозорчић.

Често се као супротност ROM-у узима RAM. Скраћеница RAM значи да се подацима похрањеним у меморији може приступати насумично. Да не буде забуне, и ROM омогућава насумично читање података. Име RAM потиче из времена када је било уобичајено да се подаци из меморије читају секвенцијално па је тај назив остао до данас иако то није главна особина ове меморије. Основна разлика између RAM-а и ROM-а је што се у RAM неограничено уписује и брише, понекад и неколико пута у секунди, али је за чување података неопходна струја. Ужа подела RAM-а је на SRAM и DRAM. SRAM чува податке докле год чип добија струју, док је податке у DRAM-у потребно освежавати и поред тога што чип константно добија струју. DRAM контролер константно освежава садржај меморије и омогућава да се DRAM понаша као SRAM. Чему онда постојање оба типа меморије? SRAM је око четири пута бржи од DRAM-а, али је зато и пуно скупљи и заузима више места. Због тога се SRAM користи тамо где су потребне мале количине брзе меморије, као што је L1 и L2 кеш процесора. Друго питање је зашто је садржај DRAM-а неопходно обнављати, а SRAM-а не. Конструкција DRAM-а је изузетно једноставна – сваки бит меморије састоји се од једног транзистора и једног кондензатора (за разлику од шест и више транзистора по биту код SRAM-а). Уколико у кондензатору има струје, вредност је „1”, а ако нема, онда је „0”. Пошто су кондензатори јако мали, они веома брзо губе струју па је њихов садржај потребно често освежавати у периодима од неколико милисекунди. Код SRAM-а се податак да ли је бит „0” или „1” добија на основу напона на излазу тзв. флип-флоп кола.

Како се технологија развијала тако је линија која раздваја RAM и ROM почела да бледи и јавља се велики број меморија које спадају у хибридне. Њихов садржај је могуће мењати неограничен број пута, али им не треба освежавање како би га чувале. Такве су EEPROM и флеш меморија као наследници ROM-а и NVRAM као изданак SRAM-а. EEPROM се брише помоћу софтвера. Овај најфлексибилнији тип ROM-а се користи за чување BIOS у рачунарима. Спорији је од RAM-а и скупљи. Флеш меморија је веома слична EEPROM-у, само што је бржа приликом приступања и јефтинија. Разлика је у томе што флеш меморија ради са секторима, а не бајтовима, због чега је и бржа. NVRAM у ствари представља SRAM с батеријом која чува интегритет садржаја.

Типови RAM-а Три главна типа модерног RAM-а су SRAM, DRAM и PRAM. У SRAM-у, део података је чуван коришћењем стања флип флопова. Ова врста RAM-а је скупља за производњу, али је бржа и захтева мање струје од DRAM-а и у модерним рачунарима се чешће користи као кеш меморија за ЦПЈ.

DRAM чува део података коришћењем транзистора и кондензатора, који заједно чине меморијску ћелију. Кондензатор држи високо или ниско стање (1 или 0), а транзистор се понаша као прекидач који допушта контроли на чипу да чита стање кондензатора и да га мења. Пошто је овај тип меморије јефтинији од SRAM-а, доминантан је у рачунарској меморији у данашњим рачунарима.

И статички и динамички RAM су непостојани, јер се њихово стање губи ако нестане струје. RAM који не губи садржај по нестанку напајања (NVRAM). ROM са друге стране заувек чува податке тако што трајно укључује или искључује изабране транзисторе тако да меморија не може да се мења. Варијанте ROM-а на које може да се пише као што су EEPROM и флеш меморија деле особине и са ROM-ом и са RAM-ом, што омогућава подацима да истрају без струје и да се ажурирају без посебне опреме. Ове истрајне форме полупроводничког ROM-а користе USB флешеви, меморијске картице и тако даље. ЕЦЦ меморија има специјална кола за детектовање и поправљање случајних (меморијских) грешака у сачуваним подацима.

Неке RAM меморије имају више приступних магистрала, за више независних корисника. По томе се деле на: Двопортни RAM - RAM са два комплетна независна порта, приступна пута. Видео RAM - двопортни RAM у које је једна магистрала нуди само секвенцијални приступ.

Генерално термин RAM се односи на уређаје са меморијом чврстог стања и специфично главну меморију у већини рачунара. У оптичким медијумима, термин DVD-RAM је погрешан јер не мора да се брише пре поновног коришћења. Он се понаша као тврди диск или спорије.

Савремени оперативни системи омогућавају симулацију RAM меморије на тврдим дисковима у виду виртуелне меморије.

Врсте RAM-а Као што смо рекли, динамички РАМ се користи као системска меморија у рачунарима. Ради лакше манипулације, меморија се уграђује на меморијске модуле који су се током развоја рачунарске индустрије мењали. Меморија се разликује по изгледу и типу технологије. Када се изглед, то јест тзв. фактор облика (form factor) узима у обзир, гледају се димензије меморијског модула и број и распоред контаката (пинова). Највећи број компјутерских система подржава само један тип меморијских модула, мада у прелазним периодима плоче често подржавају два типа меморије (по старијем, одлазећем и новијем, долазећем стандарду). Основни фактори облика меморијских модула су SIMM, DIMM, SO-DIMM, RIMM и SO-RIMM. Разликовање меморијских модула по употребљеној технологији знатно је компликованије јер потпуно различити типови меморије могу користити исти фактор облика. Главне технологије у употреби код меморија су FPM, EDO, SDRAM, DDR SDRAM и DDR2 SDRAM и Direct Rambus.

SIMM мини|десно|SIMM 30 пин

Први меморијски модули који су се масовно производили били су 30-пински SIMM-ови (Single In-line Memory Module) који су радили на 5 V. Могли су да буду без паритета (тада су имали два или осам чипова по SIMM-у) или са паритетом (имали су три или девет чипова по SIMM-у). Правили су се са капацитетима између 256 KB и 8 MB и морали су да се инсталирају у пару. Податке су преносили осмобитно и коришћени су у 286, 386 и раним 486 и Епловим рачунарима.

мини|десно|SIMM 72 пин (EDO) Врло брзо у употребу су ушли 72-пински модули. Могли су да буду без паритета или са њим и долазили су са капацитетима од 4 MB, 8 MB, 16 MB и 32 MB. Производили су се за две волтаже, од 5 и 3,3 V. Ови модули су били 32-битни и коришћени су у каснијим 486 и раним Pentium рачунарима, као и у каснијим моделима Еплових рачунара. Код већине 486 плоча било је могуће ставити један 72-пински SIMM, док су Pentium и PowerMac захтевали SIMM-ове у пару.

DIMM Како је расла потреба за већом количином радне меморије, а расположив простор на матичној плочи се смањивао, тако се јавило DIMM (Dual In-line Memory Module) решење. Ради се о модулима који имају одвојене пинове с обе стране меморијске плоче, а њихов број може бити 100, 168 или 184 (и SIMM-ови имају пинове с обе стране плоче, али су одговарајући пинови међусобно спојени).

У штампачима се користе стопински DIMM-ови, а капацитет им се креће између 16 и 128 MB. Податке преносе 64-битно, а постоје у варијантама FPM и EDO, као и SDRAM.

Најраспрострањенији су 168-пински модули. Као FPM и EDO модули раде на напонима од 3,3 и 5 V, а као SDRAM на 5 V. Податке преносе 64-битно и долазе у капацитетима од 16, 32, 64, 128, 256, 512 MB и 1 GB. Имају два зареза на основи која иде у меморијски слот.

DIMM модули са 184 пина су по димензијама идентични 168-пинским. Како би се избегло убацивање у погрешан слот, имају само један зарез на основи. Раде на 2,5 V и податке преносе 64-битно. Овај облик модула користе DDR SDRAM меморије.

Меморијски модули са 240 пинова раде на 1,8 V и имају 64-битни проток. Овај облик се употребљава за DDR2 меморијске модуле. Пошто ови модули нису компатибилни са 184-пинским DDR слотовима због различите конфигурације пинова и волтаже, зарез на основи се налази на другом месту.

FPM DRAM