Co to jest ROM (pamięć tylko do odczytu?

Istnieją dwie główne klasy pamięci podstawowej, RAM i ROM. RAM oznacza pamięć o dostępie swobodnym, a ROM oznacza pamięć tylko do odczytu. Zasadniczo różnica między tymi dwiema technologiami polega na tym, że pamięć RAM jest ulotna, podczas gdy pamięć ROM jest nieulotna. Pamięć ulotna wymaga stałego zasilania, aby zachować dane. Oznacza to, że dane są tracone po wyłączeniu komputera. Pamięć nieulotna nie wymaga stałego zasilania, dzięki czemu nadaje się do przechowywania danych długoterminowych.

Uwaga: granice pamięci RAM i ROM mogą być trudne do rozpoznania. Na przykład pamięć NVRAM jest nieulotna, a nowoczesne typy pamięci ROM można przeprogramować. Dyski twarde również nie pasują do żadnej kategorii, dodatkowej pamięci masowej.

We wczesnych komputerach, takich jak Commodore 64, cała pamięć była wyposażona tylko w pamięć RAM i ROM. W tym przedziale czasowym, na początku lat 80., magnetyczny dysk twardy był wciąż zbyt drogi, aby można go było używać w wielu komputerach. Zamiast tego niestandardowe programy można było uruchamiać, wkładając kasetę pamięci zawierającą więcej pamięci ROM.

Rdzeń maski pamięci ROM i PROM

Kluczową częścią ROM jest to, że jest tylko do odczytu. Jest to bardzo wyraźnie widoczne we wczesnych formach przechowywania. Na przykład pamięć z rdzeniem magnetycznym, używana w statku kosmicznym NASA Apollo, musiała mieć przewodzący drut przepleciony przez rdzenie magnetyczne lub wokół nich. Ten typ pamięci ROM można teoretycznie przeprogramować, demontując go i ponownie splatając drut, ale w praktyce był tylko do odczytu.

Wraz z pojawieniem się układu scalonego preferowanym wyborem stała się maska ​​ROM. Urządzenia maskujące ROM były specjalnie zaprojektowanymi obwodami elektronicznymi. Zostały zaprojektowane poprzez utworzenie maski schematu obwodu, a następnie wyprodukowane w celu dopasowania do tej maski. Nie można ich było przeprogramować, ponieważ dane były fizycznie zakodowane w obwodzie.

Maska ROM ma cztery podstawowe problemy. Po pierwsze, zakup dużych ilości jest opłacalny ekonomicznie, ponieważ rekompensuje to koszty projektowania i koszty oprzyrządowania dla odlewni wytwarzającej niestandardowy projekt. Po drugie, czas realizacji między ukończeniem projektu a odbiorem produktu jest długi ze względu na wymagania odlewni dotyczące oprzyrządowania.

Po trzecie, prace badawczo-rozwojowe są niepraktyczne ze względu na długi czas realizacji i wysokie koszty. Na koniec załóżmy, że po wprowadzeniu produktu na rynek zostanie wykryta usterka. W takim przypadku jedynym rozwiązaniem jest wycofanie produktu i fizyczna wymiana układu ROM na zaktualizowany.

PROM, czyli programowalna pamięć tylko do odczytu, wynaleziona w 1956 r., odnosiła się do dwóch pierwszych kwestii i częściowo omawiała trzecią. Osiągnięto to, umożliwiając odlewni wytworzenie ogólnego projektu z możliwością zaprogramowania każdego układu w dowolnym punkcie poprzez precyzyjne zastosowanie dużych napięć. Umożliwiło to firmom zamawianie ogromnych partii zasadniczo pustych chipów PROM, a następnie programowanie ich w razie potrzeby.

EPROM, EEPROM i Flash

EPROM, skrót od Erasable Programmable Read Only Memory, był kolejnym rozwinięciem w 1971 roku. Podobnie jak PROM, puste chipy można było kupować hurtowo i programować w razie potrzeby. Krytycznie można również wymazać pamięć EPROM. Proces ten był trochę skomplikowany. Wymaga to jednak wystawienia chipa na działanie intensywnego światła ultrafioletowego.

Proces wymazywania trwał około 10 minut przy jasnym źródle UV, tydzień w przypadku bezpośredniego światła słonecznego lub trzy lata w przypadku standardowego oświetlenia fluorescencyjnego w pomieszczeniu. EPROM ograniczył liczbę wymazań, ale zwykle było to tysiące razy, skutecznie rozwiązując w ten sposób trzeci problem.

Chipy EPROM umieszczono w obudowach z przezroczystym okienkiem kwarcowym, aby ułatwić ekspozycję na promieniowanie UV. Markowa naklejka była zwykle umieszczana na górze, aby zapobiec przypadkowemu ujawnieniu i wymazaniu. Naklejka była zwykle foliowana, aby światło UV nie mogło dotrzeć do chipa. W niektórych przypadkach chipy EPROM były projektowane z okienkiem i sprzedawane w solidnych opakowaniach, co zasadniczo czyniło je chipami PROM.

EEPROM, czyli elektronicznie wymazywalna programowalna pamięć tylko do odczytu, opracowana w 1972 r., ogólnie rozwiązała czwarty problem. Można go usunąć elektronicznie. Oznaczało to, że chip pamięci można było wymazać i przeprogramować na miejscu z odpowiednim połączeniem z urządzeniem sterującym, zamiast wymagać usunięcia chipa.

Pamięć Flash to forma pamięci EEPROM wynaleziona na początku lat 80. Jego kluczowymi zaletami jest to, że zwiększa wydajność przestrzeni chipowej i przeprogramowuje tysiące razy bez uszkodzeń lub wymazania. Przeprogramowanie można ograniczyć do części chipa, a nie do całości. Proces kasowania i przeprogramowywania jest znacznie szybszy, dzięki czemu zyskał nazwę Flash.

W Nowożytnych Komputerach

W nowoczesnych urządzeniach pamięć RAM jest nadal uniwersalna. ROM utrzymywał popularność przez długi czas, a dokładnie maskował ROM, ponieważ był tani w produkcji. Jednak we współczesnym świecie niezwykle ważne jest, aby móc przesyłać aktualizacje oprogramowania układowego do urządzeń. Doprowadziło to generalnie do prawie całkowitego zastąpienia pamięci ROM pamięcią flash. Pełni te same funkcje, ale można go przeprogramować w razie potrzeby. Zazwyczaj przeprogramowalną pamięć ROM można skonfigurować z ochroną przed zapisem, aby stała się tylko do odczytu. Nie jest to jednak rozwiązanie odporne na awarie.

Pamięć flash odnotowała dalsze postępy, a pamięć flash NAND została przekształcona w dyski SSD jako alternatywny mechanizm pamięci dodatkowej w stosunku do dysków twardych.

Inne zastosowania

Oprogramowanie, które w przeszłości znajdowało się w układach ROM, w tym w pamięci flash, jest często określane jako ROM. Nazwa ta pochodzi od skrócenia terminu obrazy ROM. Na przykład wiele społeczności entuzjastów gier retro udostępnia i wymienia klasyczne gry, w które można grać na nowoczesnych komputerach za pomocą emulatorów. Ta terminologia może również dotyczyć mobilnych systemów operacyjnych, w których niestandardowe wersje Androida są często określane jako ROM.

Wniosek

ROM oznacza pamięć tylko do odczytu . Pierwotnie odnosiło się to do pamięci podstawowej, którą można było zaprogramować tylko podczas produkcji. Jednak wraz z rozwojem w czasie stało się możliwe przeprogramowanie pamięci ROM o różnym stopniu trudności i wymaganiach sprzętowych.

We współczesnych komputerach pamięć ROM jest całkowicie zastępowana pamięcią flash, która jest tanio dostępna i można ją przeprogramować, co pozwala na instalację aktualizacji oprogramowania układowego. Realistycznie, to pozostawia ROM jako przestarzały termin, ponieważ pamięć "tylko do odczytu" może w rzeczywistości zostać nadpisana.