ROM คืออะไร (หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว?

หน่วยเก็บข้อมูลหลักมีสองคลาสหลักคือ RAM และ ROM RAM ย่อมาจาก Random Access Memory ในขณะที่ ROM ย่อมาจาก Read Only Memory โดยทั่วไปแล้ว ความแตกต่างระหว่างเทคโนโลยีทั้งสองนี้คือ RAM นั้นระเหยได้ในขณะที่ ROM นั้นไม่ลบเลือน หน่วยความจำแบบลบเลือนต้องการแหล่งจ่ายไฟที่คงที่เพื่อเก็บข้อมูล ซึ่งหมายความว่าข้อมูลจะสูญหายเมื่อปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนไม่ต้องการแหล่งจ่ายไฟอย่างต่อเนื่อง ทำให้เหมาะสำหรับการจัดเก็บข้อมูลระยะยาว

หมายเหตุ:ขอบเขตของ RAM และ ROM อาจเป็นเรื่องยากที่จะแยกแยะ ตัวอย่างเช่น NVRAM นั้นไม่ลบเลือน และ ROM สมัยใหม่สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้ ฮาร์ดไดรฟ์ไม่จัดอยู่ในประเภทใดประเภทหนึ่งอย่างลงตัว ไม่ว่าจะเป็นที่เก็บข้อมูลสำรอง

ในคอมพิวเตอร์ยุคแรกๆ เช่น Commodore 64 ที่เก็บข้อมูลทั้งหมดมีให้เฉพาะ RAM และ ROM เท่านั้น ในช่วงเวลานี้ ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 ฮาร์ดไดรฟ์แบบแม่เหล็กยังคงมีราคาแพงเกินไปที่จะใช้กับคอมพิวเตอร์หลายเครื่อง แต่สามารถเรียกใช้โปรแกรมแบบกำหนดเองได้โดยการใส่คาร์ทริดจ์หน่วยความจำที่มี ROM มากกว่า

Core Memory Mask ROM และ PROM

ส่วนสำคัญของ ROM คือเป็นแบบอ่านอย่างเดียว สิ่งนี้ชัดเจนมากในรูปแบบการจัดเก็บในยุคแรกๆ ตัวอย่างเช่น หน่วยความจำ Magnetic Core ที่ใช้ในยานอวกาศ Apollo ของ NASA จำเป็นต้องมีลวดนำไฟฟ้าทอผ่านหรือรอบๆ แกนแม่เหล็ก ROM ประเภทนี้ในทางทฤษฎีสามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้โดยการถอดประกอบและสานลวดใหม่ แต่ในทางปฏิบัติเป็นแบบอ่านอย่างเดียว

ด้วยการกำเนิดของวงจรรวม ROM ของหน้ากากจึงกลายเป็นตัวเลือกที่ต้องการ อุปกรณ์ Mask ROM เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ออกแบบเอง พวกเขาได้รับการออกแบบโดยสร้างหน้ากากแผนภาพวงจรแล้วผลิตให้ตรงกับหน้ากากนั้น ไม่สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้เนื่องจากข้อมูลถูกเข้ารหัสทางกายภาพในวงจร

Mask ROM มีปัญหาสี่หลัก ประการแรก การซื้อในปริมาณมากๆ สามารถทำได้ในเชิงเศรษฐกิจเท่านั้น เนื่องจากจะช่วยชดเชยต้นทุนการออกแบบและต้นทุนเครื่องมือสำหรับโรงหล่อที่ผลิตการออกแบบที่กำหนดเอง ประการที่สอง เวลาตอบสนองระหว่างการออกแบบเสร็จสิ้นและการรับผลิตภัณฑ์นั้นยาวนานเนื่องจากข้อกำหนดด้านเครื่องมือของโรงหล่อ

ประการที่สาม งาน R&D ไม่สามารถใช้งานได้จริงเนื่องจากเวลาตอบสนองที่ยาวนานและค่าใช้จ่ายสูง สุดท้าย สมมติว่าพบข้อผิดพลาดหลังจากเปิดตัวผลิตภัณฑ์ ในกรณีดังกล่าว ทางออกเดียวคือการเรียกคืนผลิตภัณฑ์และเปลี่ยนชิป ROM ด้วยชิปที่อัปเดต

PROM หรือหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งคิดค้นขึ้นในปี 1956 ได้กล่าวถึงสองประเด็นแรกและกล่าวถึงประเด็นที่สามบางส่วน ทำได้โดยการอนุญาตให้โรงหล่อผลิตการออกแบบทั่วไปที่มีความสามารถในการตั้งโปรแกรมชิปแต่ละตัว ณ จุดใดก็ได้โดยใช้แรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่อย่างแม่นยำ สิ่งนี้ทำให้บริษัทต่างๆ สามารถสั่งซื้อชิป PROM เปล่าๆ ชุดใหญ่และตั้งโปรแกรมได้ตามต้องการ

EPROM, EEPROM และแฟลช

EPROM ย่อมาจาก Erasable Programmable Read Only Memory คือการพัฒนาที่ตามมาในปี 1971 เช่นเดียวกับ PROM ชิปเปล่าสามารถซื้อเป็นกลุ่มและตั้งโปรแกรมได้ตามต้องการ EPROM ที่สำคัญสามารถลบได้ ขั้นตอนในการทำเช่นนั้นซับซ้อนเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ชิปต้องสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลตที่รุนแรง

ขั้นตอนการลบใช้เวลาประมาณ 10 นาทีภายใต้แหล่งกำเนิดรังสียูวีสว่าง หนึ่งสัปดาห์สำหรับแสงแดดโดยตรง หรือสามปีสำหรับแสงฟลูออเรสเซนต์ในห้องมาตรฐาน EPROM จำกัดจำนวนครั้งที่สามารถลบได้ แต่โดยปกติแล้วจะเป็นจำนวนหลายพันครั้ง ดังนั้นจึงช่วยแก้ปัญหาที่สามได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ชิป EPROM ถูกบรรจุไว้ในกล่องที่มีหน้าต่างควอทซ์โปร่งใสเพื่ออำนวยความสะดวกในการรับรังสียูวี โดยทั่วไปแล้วสติกเกอร์ที่มีตราสินค้าจะถูกวางไว้ด้านบนเพื่อป้องกันการเปิดเผยและลบโดยไม่ได้ตั้งใจ โดยทั่วไปแล้วสติกเกอร์จะเคลือบฟอยล์ไว้เพื่อให้แน่ใจว่าแสง UV ไม่สามารถเข้าถึงชิปได้ ในบางกรณี ชิป EPROM ได้รับการออกแบบให้มีหน้าต่างและขายในบรรจุภัณฑ์ที่มั่นคง โดยพื้นฐานแล้วทำให้เป็นชิป PROM

EEPROM หรือหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่ตั้งโปรแกรมได้แบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ลบออกได้ทางอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งพัฒนาขึ้นในปี 1972 โดยทั่วไปสามารถแก้ไขปัญหาที่สี่ได้ สามารถลบได้ด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งหมายความว่าสามารถลบชิปหน่วยความจำและตั้งโปรแกรมใหม่ได้ด้วยการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ควบคุมที่เหมาะสม แทนที่จะต้องถอดชิปออก

Flash Memory เป็นรูปแบบหนึ่งของ EEPROM ที่คิดค้นขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1980 ข้อได้เปรียบหลักคือทำให้พื้นที่ชิปมีประสิทธิภาพมากขึ้นและตั้งโปรแกรมใหม่ได้หลายพันครั้งโดยไม่เสียหายหรือถูกลบ การเขียนโปรแกรมซ้ำสามารถจำกัดเฉพาะบางส่วนของชิปแทนที่จะเป็นทั้งหมด กระบวนการลบและตั้งโปรแกรมใหม่นั้นเร็วกว่ามาก จนได้ชื่อว่า Flash

ในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่

ในอุปกรณ์ที่ทันสมัย ​​RAM ยังคงเป็นสากล ROM คงความนิยมนาน ปกปิด ROM อย่างแม่นยำ เพราะผลิตราคาถูก ในโลกปัจจุบัน สิ่งสำคัญคือต้องส่งการอัปเดตเฟิร์มแวร์ไปยังอุปกรณ์ต่างๆ สิ่งนี้นำไปสู่การแทนที่ ROM ด้วยหน่วยความจำแฟลชเกือบสมบูรณ์ มันทำหน้าที่เดียวกัน แต่สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้ตามต้องการ โดยทั่วไปแล้ว ROM ที่โปรแกรมซ้ำได้สามารถกำหนดค่าด้วยการป้องกันการเขียนเพื่อให้เป็นแบบอ่านอย่างเดียว นี่ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่ล้มเหลว

หน่วยความจำแฟลชมีความก้าวหน้ามากขึ้น โดยหน่วยความจำแฟลช NAND ได้รับการพัฒนาเป็น SSD เป็นกลไกการจัดเก็บข้อมูลสำรองทางเลือกแทน HDD

การใช้งานอื่น ๆ

ซอฟต์แวร์ที่พบในอดีตบนชิป ROM รวมถึงหน่วยความจำแฟลช มักถูกเรียกว่า ROM ชื่อนี้มาจากการย่อของคำว่า ROM อิมเมจ ตัวอย่างเช่น ชุมชนผู้คลั่งไคล้เกมย้อนยุคจำนวนมากแบ่งปันและแลกเปลี่ยนเกมคลาสสิกที่สามารถเล่นได้บนคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ผ่านโปรแกรมจำลอง คำศัพท์นี้ยังสามารถส่งต่อไปยังระบบปฏิบัติการมือถือ ซึ่ง Android รุ่นที่กำหนดเองมักจะเรียกว่า ROM

บทสรุป

ROM ย่อมาจาก Read Only Memory เดิมเรียกว่าหน่วยความจำหลักที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ในระหว่างการผลิตเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้สามารถตั้งโปรแกรม ROM ใหม่ได้โดยมีระดับความยากและข้อกำหนดด้านฮาร์ดแวร์ที่แตกต่างกันไป

ในระบบคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ ROM จะถูกแทนที่ทั้งหมดด้วยหน่วยความจำแฟลช ซึ่งมีราคาถูกและสามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้ ทำให้สามารถติดตั้งการอัปเดตเฟิร์มแวร์ได้ ตามความเป็นจริงแล้ว ตอนนี้ทำให้ ROM เป็นคำที่ล้าสมัยเนื่องจากหน่วยความจำ "อ่านอย่างเดียว" สามารถถูกเขียนทับได้