Was ist ROM (Read Only Memory?

Es gibt zwei Hauptklassen von Primärspeicher, RAM und ROM. RAM steht für Random Access Memory, während ROM für Read Only Memory steht. Im Allgemeinen besteht der Unterschied zwischen diesen beiden Technologien darin, dass RAM flüchtig ist, während ROM nicht flüchtig ist. Flüchtiger Speicher erfordert eine konstante Stromversorgung, um Daten zu speichern. Dies bedeutet, dass die Daten verloren gehen, wenn der Computer ausgeschaltet wird. Nichtflüchtige Speicher benötigen keine kontinuierliche Stromversorgung und eignen sich daher zum Speichern von Langzeitdaten.

Hinweis: Die Grenzen von RAM und ROM können schwierig zu erkennen sein. Beispielsweise ist NVRAM nicht flüchtig, und moderne ROM-Typen können umprogrammiert werden. Festplatten passen auch nicht in eine der beiden Kategorien, Sekundärspeicher.

In frühen Computern wie dem Commodore 64 war der gesamte Speicher nur mit RAM und ROM ausgestattet. Zu dieser Zeit, in den frühen 1980er Jahren, war die magnetische Festplatte noch zu teuer, um in vielen Computern verwendet zu werden. Stattdessen könnten benutzerdefinierte Programme ausgeführt werden, indem eine Speicherkassette mit mehr ROM eingesetzt wird.

Core Memory Mask ROM und PROM

Der Schlüsselteil des ROM ist, dass es schreibgeschützt ist. Dies wird bei frühen Formen der Speicherung sehr deutlich. Magnetkernspeicher, wie sie beispielsweise im Apollo-Raumschiff der NASA verwendet werden, mussten einen leitfähigen Draht haben, der durch oder um Magnetkerne gewebt war. Diese Art von ROM könnte theoretisch neu programmiert werden, indem man sie zerlegt und den Draht neu webt, aber in der Praxis war sie schreibgeschützt.

Mit dem Aufkommen der integrierten Schaltung wurde Masken-ROM zur bevorzugten Wahl. Masken-ROM-Geräte waren kundenspezifische elektronische Schaltungen. Sie wurden durch Erstellen einer Schaltplanmaske entworfen und dann passend zu dieser Maske produziert. Sie konnten nicht umprogrammiert werden, da die Daten physikalisch in der Schaltung kodiert waren.

Mask ROM hat vier Kernprobleme. Erstens ist es nur wirtschaftlich sinnvoll, große Mengen zu kaufen, da dies die Konstruktionskosten und die Werkzeugkosten für die Gießerei, die das kundenspezifische Design herstellt, kompensiert. Zweitens ist die Bearbeitungszeit zwischen Konstruktionsfertigstellung und Produkteingang aufgrund der Werkzeuganforderungen der Gießerei lang.

Drittens ist F&E-Arbeit aufgrund der langen Durchlaufzeiten und hohen Kosten unpraktisch. Nehmen wir abschließend an, dass nach der Produkteinführung ein Fehler gefunden wird. In diesem Fall besteht die einzige Lösung darin, das Produkt zurückzurufen und den ROM-Chip physisch durch einen aktualisierten zu ersetzen.

PROM, oder Programmable Read Only Memory, erfunden 1956, befasste sich mit den ersten beiden Themen und diskutierte teilweise das dritte. Dies wurde erreicht, indem ein generisches Design von einer Gießerei hergestellt werden konnte, mit der Möglichkeit, jeden Chip an jedem Punkt durch präzises Anlegen großer Spannungen zu programmieren. Dies ermöglichte es Unternehmen, riesige Mengen von im Wesentlichen leeren PROM-Chips zu bestellen und sie dann nach Bedarf zu programmieren.

EPROM, EEPROM und Flash

EPROM, kurz für Erasable Programmable Read Only Memory, war die Weiterentwicklung im Jahr 1971. Wie PROM konnten leere Chips in großen Mengen gekauft und nach Bedarf programmiert werden. Kritisch EPROM könnte auch gelöscht werden. Der Prozess dafür war ein wenig komplex. Allerdings muss der Chip dazu intensivem UV-Licht ausgesetzt werden.

Der Löschvorgang dauerte etwa 10 Minuten unter einer hellen UV-Quelle, eine Woche bei direkter Sonneneinstrahlung oder drei Jahre bei normaler Raumbeleuchtung mit Leuchtstoffröhren. Das EPROM begrenzte die Anzahl der Male, die es gelöscht werden konnte, aber dies war typischerweise Tausende Male, wodurch das dritte Problem effizient gelöst wurde.

EPROM-Chips wurden in Gehäusen mit einem transparenten Quarzfenster untergebracht, um die UV-Belichtung zu erleichtern. Ein Markenaufkleber wurde im Allgemeinen oben angebracht, um ein versehentliches Offenlegen und Löschen zu verhindern. Der Aufkleber war normalerweise mit Folie hinterlegt, um sicherzustellen, dass UV-Licht den Chip nicht erreichen konnte. In einigen Fällen wurden EPROM-Chips mit dem Fenster entworfen und in fester Verpackung verkauft, wodurch sie im Wesentlichen zu PROM-Chips wurden.

EEPROM oder Electronically Erasable Programmable Read Only Memory, das 1972 entwickelt wurde, löste im Allgemeinen das vierte Problem. Es könnte elektronisch gelöscht werden. Dies bedeutete, dass der Speicherchip gelöscht und an Ort und Stelle mit einer geeigneten Verbindung zu einem Steuergerät neu programmiert werden konnte, anstatt dass der Chip entfernt werden musste.

Flash-Speicher ist eine Form von EEPROM, die in den frühen 1980er Jahren erfunden wurde. Seine Hauptvorteile bestehen darin, dass der Chipplatz effizienter wird und tausende Male ohne Beschädigung oder Löschung neu programmiert werden kann. Die Neuprogrammierung kann eher auf einen Teil des Chips als auf das Ganze beschränkt werden. Der Lösch- und Neuprogrammierungsprozess ist viel schneller und verdient den Namen Flash.

In modernen Computern

In modernen Geräten ist RAM immer noch universell. ROM blieb lange Zeit beliebt, maskierte ROM genau, weil es billig zu produzieren war. In der heutigen Welt ist es jedoch entscheidend, Firmware-Updates auf Geräte übertragen zu können. Dies hat im Allgemeinen dazu geführt, ROM fast vollständig durch Flash-Speicher zu ersetzen. Es führt die gleiche Funktionalität aus, kann aber nach Bedarf umprogrammiert werden. Typischerweise kann ein umprogrammierbares ROM mit Schreibschutz konfiguriert werden, um schreibgeschützt zu werden. Dies ist jedoch keine ausfallsichere Lösung.

Flash-Speicher hat weitere Fortschritte gemacht, wobei NAND-Flash-Speicher zu SSDs als alternativer sekundärer Speichermechanismus zu HDDs entwickelt wurden.

Andere Verwendungen

Software, die in der Vergangenheit auf ROM-Chips gefunden wurde, einschließlich Flash-Speicher, wird oft als ROM bezeichnet. Dieser Name kommt von der Abkürzung des Begriffs ROM-Images. Zum Beispiel teilen und handeln viele Communitys von Retro-Gaming-Enthusiasten klassische Spiele, die auf modernen Computern über Emulatoren gespielt werden können. Diese Terminologie lässt sich auch auf mobile Betriebssysteme übertragen, wo benutzerdefinierte Builds von Android oft als ROMs bezeichnet werden.

Abschluss

ROM steht für Read Only Memory . Es bezog sich ursprünglich auf Primärspeicher, die immer nur während der Herstellung programmiert werden konnten. Mit der Entwicklung im Laufe der Zeit wurde es jedoch möglich, ROM mit unterschiedlichen Schwierigkeitsgraden und Hardwareanforderungen neu zu programmieren.

In modernen Computern wird ROM vollständig durch Flash-Speicher ersetzt, der billig erhältlich ist und neu programmiert werden kann, wodurch die Installation von Firmware-Updates ermöglicht wird. Realistischerweise bleibt ROM nun ein veralteter Begriff, da der „Read Only“-Speicher tatsächlich überschrieben werden kann.