Эволюция. Оперативная память (часть 1)

Опубликовано 31.08.2010 Ведущий Филипп Болгов

Оперативная память или оперативное запоминающее устройство, ОЗУ - часть системы памяти ЭВМ, в которую процессор может обратиться за одну операцию. Предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций, при этом каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес.
Оперативная память является одним из важнейших элементов компьютера. Именно из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты. Название "оперативная" эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору практически не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако содержащиеся в ней данные, сохраняются только пока компьютер включен.
ОЗУ может изготавливаться как отдельный блок или входить в конструкцию однокристальной ЭВМ или микроконтроллера.
Оперативная память появилась, пожалуй, раньше всяких ЭВМ, т.к. доску на которой записывают промежуточные данные при решении задачи можно тоже считать оперативной памятью, но такие её виды нам неинтересны, поэтому давайте посмотрим какие устройства применялись для создания ОЗУ в вычислительных машинах разных поколений.
Первые компьютеры использовали реле, память на линиях задержки, или различные виды вакуумных приборов чтобы осуществить функции основной памяти (то есть сотни или тысячи бит), некоторые из которых были с произвольным доступом, некоторые нет.
Ярким примером вакуумной памяти является селектрон (Selective Electrostatic Storage Tube), разработанный в 1946 году Яном Александром Райхманом, ёмкость которого варьировалась от 32 до 512 байт. Селектрон оказался дорог, имел ряд производственных проблем и не пользовался успехом.
"Замки", построенные из вакуумных триодов, и позже, из дискретных транзисторов, использовались для меньших и более быстрых блоков памяти, таких как регистровые хранилища прямого доступа и регистры.
До разработки интегрированных схем постоянной памяти (или только для чтения), память прямого доступа часто создавалась, с использованием диодных полупроводниковых матриц, управляемых дешифраторами адреса.
Первый широко распространённой тип перезаписываемой памяти прямого доступа был запоминающим устройством на магнитных сердечниках, разработанным в 1949-1952 годах, и впоследствии использовался в большинстве компьютеров вплоть до разработки статических и динамических интегрированных каналов оперативной памяти в конце 60-х - начале 70-х.
Ферромагнитная память - представляет собой матрицу из проводников, на пересечении которых находятся кольца или биаксы, изготовленные из ферромагнитных материалов.
Её достоинства - устойчивость к радиации, сохранение информации при выключении питания; недостатки - малая ёмкость, большой вес, стирание информации при каждом чтении. В настоящее время в таком, собранном из дискретных компонентов виде, не применяется.
Однако к 2003 году появилась магнитная память (MRAM) в интегральном исполнении. Сочетая высокую скорость и возможность хранения информации при отключённом питании, MRAM является перспективной заменой используемым ныне типам памяти.
Основную же долю памяти, как постоянной, так и оперативной, энергозависимой и энергонезависимой составляют интегральные микросхемы. Подробнее про ОЗУ, выполненные на таких устройствах, мы расскажем вам в следующий раз.