Wat is ROM (alleen-lezen geheugen?

Er zijn twee hoofdklassen van primaire opslag, RAM en ROM. RAM staat voor Random Access Memory, terwijl ROM staat voor Read Only Memory. Over het algemeen is het verschil tussen deze twee technologieën dat RAM vluchtig is, terwijl ROM niet-vluchtig is. Vluchtig geheugen vereist een constante stroomtoevoer om gegevens te behouden. Dit betekent dat de gegevens verloren gaan wanneer de computer wordt uitgeschakeld. Niet-vluchtig geheugen heeft geen continue stroomvoorziening nodig, waardoor het geschikt is voor het opslaan van langdurige gegevens.

Opmerking: de grenzen van RAM en ROM kunnen een uitdaging zijn om te onderscheiden. NVRAM is bijvoorbeeld niet-vluchtig en moderne typen ROM kunnen opnieuw worden geprogrammeerd. Harde schijven passen ook niet netjes in een van beide categorieën, secundaire opslag.

In vroege computers zoals de Commodore 64 was alle opslag voorzien van alleen RAM en ROM. In deze tijd, begin jaren tachtig, was de magnetische harde schijf nog te duur om in veel computers te gebruiken. In plaats daarvan kunnen aangepaste programma's worden uitgevoerd door een geheugencartridge met meer ROM te plaatsen.

Kerngeheugenmasker ROM en PROM

Het belangrijkste onderdeel van ROM is dat het alleen-lezen is. Dit is heel duidelijk duidelijk in vroege vormen van opslag. Magnetic Core-geheugen, zoals gebruikt in NASA's Apollo-ruimtevaartuig, moest bijvoorbeeld een geleidende draad hebben die door of rond magnetische kernen was geweven. Dit type ROM zou in theorie opnieuw kunnen worden geprogrammeerd door het uit elkaar te halen en de draad opnieuw te weven, maar was in de praktijk alleen-lezen.

Met de komst van de geïntegreerde schakeling werd mask ROM de voorkeurskeuze. Mask ROM-apparaten waren op maat ontworpen elektronische circuits. Ze zijn ontworpen door een schemamasker te maken en vervolgens geproduceerd om bij dat masker te passen. Ze konden niet opnieuw worden geprogrammeerd omdat de gegevens fysiek in het circuit waren gecodeerd.

Mask ROM heeft vier kernproblemen. Ten eerste is het alleen economisch haalbaar om grote hoeveelheden aan te schaffen, omdat dat de ontwerpkosten en de gereedschapskosten voor de gieterij die het aangepaste ontwerp produceert, compenseert. Ten tweede is de doorlooptijd tussen de voltooiing van het ontwerp en de productontvangst lang vanwege de gereedschapsvereisten van de gieterij.

Ten derde is R&D-werk onpraktisch vanwege de lange doorlooptijden en hoge kosten. Stel ten slotte dat er een fout wordt gevonden na de productlancering. In dat geval is de enige oplossing om het product terug te roepen en de ROM-chip fysiek te vervangen door een bijgewerkt exemplaar.

PROM, of Programmable Read Only Memory, uitgevonden in 1956, loste de eerste twee problemen op en besprak gedeeltelijk de derde. Het deed dit door een generiek ontwerp te laten produceren door een gieterij met de mogelijkheid om elke chip op elk punt te programmeren door nauwkeurig grote spanningen toe te passen. Hierdoor konden bedrijven gigantische partijen in wezen blanco PROM-chips bestellen en deze vervolgens naar behoefte programmeren.

EPROM, EEPROM en Flash

EPROM, een afkorting van Erasable Programmable Read Only Memory, was de daaropvolgende ontwikkeling in 1971. Net als PROM konden lege chips in bulk worden gekocht en naar behoefte worden geprogrammeerd. Kritiek EPROM kan ook worden gewist. Het proces om dit te doen was een beetje ingewikkeld. Het vereist echter dat de chip wordt blootgesteld aan intens ultraviolet licht.

Het wisproces duurde ongeveer 10 minuten onder een felle UV-bron, een week voor direct zonlicht of drie jaar voor standaard TL-verlichting. EPROM beperkte het aantal keren dat het kon worden gewist, maar dit was doorgaans duizenden keren, waardoor het derde probleem efficiënt werd opgelost.

EPROM-chips waren ondergebracht in koffers met een transparant kwartsvenster om blootstelling aan UV te vergemakkelijken. Over het algemeen werd er een merksticker op geplaatst om onbedoelde openbaarmaking en wissen te voorkomen. De sticker was meestal voorzien van folie om ervoor te zorgen dat UV-licht de chip niet kon bereiken. In sommige gevallen werden EPROM-chips ontworpen met het venster en verkocht in een stevige verpakking, waardoor het in wezen PROM-chips werden.

EEPROM, of Electronically Erasable Programmable Read Only Memory, ontwikkeld in 1972, loste over het algemeen het vierde probleem op. Het kan elektronisch worden gewist. Dit betekende dat de geheugenchip kon worden gewist en op zijn plaats kon worden geprogrammeerd met een geschikte verbinding met een besturingsapparaat in plaats van dat de chip moest worden verwijderd.

Flash-geheugen is een vorm van EEPROM die begin jaren tachtig is uitgevonden. De belangrijkste voordelen zijn dat het de chipruimte efficiënter maakt en duizenden keren opnieuw kan programmeren zonder schade of wissen. Herprogrammering kan worden beperkt tot een deel van de chip in plaats van het hele ding. Het wissen en herprogrammeren gaat veel sneller en verdient de naam Flash.

In moderne computers

In moderne apparaten is RAM nog steeds universeel. ROM bleef lange tijd populair, maskeerde precies ROM omdat het goedkoop te produceren was. In de huidige wereld is het echter van cruciaal belang om firmware-updates naar apparaten te kunnen pushen. Dit heeft er over het algemeen toe geleid dat ROM bijna volledig is vervangen door flashgeheugen. Het voert dezelfde functionaliteit uit, maar kan naar behoefte opnieuw worden geprogrammeerd. Gewoonlijk kan herprogrammeerbare ROM worden geconfigureerd met schrijfbeveiliging om alleen-lezen te worden. Dit is echter geen foutbestendige oplossing.

Flash-geheugen heeft verdere vooruitgang geboekt, waarbij NAND-flashgeheugen wordt ontwikkeld tot SSD's als alternatief secundair opslagmechanisme voor HDD's.

Andere gebruiken

Software die in het verleden is gevonden op ROM-chips, inclusief flash-geheugen, wordt vaak een ROM genoemd. Deze naam komt van de afkorting van de term ROM-afbeeldingen. Veel gemeenschappen van liefhebbers van retro-gaming delen en verhandelen bijvoorbeeld klassieke games die via emulators op moderne computers kunnen worden gespeeld. Deze terminologie kan ook worden overgedragen op mobiele besturingssystemen, waar aangepaste builds van Android vaak ROM's worden genoemd.

Conclusie

ROM staat voor Read Only Memory . Oorspronkelijk verwees het naar het primaire geheugen dat alleen tijdens de fabricage kon worden geprogrammeerd. Met ontwikkelingen in de loop van de tijd werd het echter mogelijk om ROM te herprogrammeren met verschillende moeilijkheidsgraden en hardwarevereisten.

Bij moderne computers wordt ROM volledig vervangen door flashgeheugen, dat goedkoop verkrijgbaar is en opnieuw kan worden geprogrammeerd, waardoor firmware-updates kunnen worden geïnstalleerd. Realistisch gezien laat dit ROM nu achter als een verouderde term, aangezien het "Alleen-lezen" -geheugen in feite kan worden overschreven.