Pamięć tylko do odczytu - Read-only memory

EPROM

Pamięć tylko do odczytu ( ROM ) to rodzaj pamięci nieulotnej stosowanej w komputerach i innych urządzeniach elektronicznych . Dane przechowywane w pamięci ROM nie mogą być modyfikowane elektronicznie po wyprodukowaniu urządzenia pamięci . Pamięć tylko do odczytu jest przydatna do przechowywania oprogramowania, które jest rzadko zmieniane w okresie eksploatacji systemu, znanego również jako oprogramowanie układowe . Aplikacje programowe (takie jak gry wideo ) dla urządzeń programowalnych mogą być dystrybuowane jako wkłady typu plug-in zawierające pamięć ROM .

Pamięć tylko do odczytu odnosi się ściśle do pamięci przewodowej, takiej jak matryca diodowa lub układ scalony (IC) z maską ROM , której nie można zmienić elektronicznie po wyprodukowaniu. Chociaż obwody dyskretne można zasadniczo zmienić, poprzez dodanie przewodów wgłębnych i/lub usunięcie lub wymianę komponentów, układy scalone nie mogą. Korekta błędów lub aktualizacja oprogramowania wymagają wyprodukowania nowych urządzeń i wymiany zainstalowanego urządzenia.

Pamięć półprzewodnikowa ROM z pływającą bramką w postaci kasowalnej programowalnej pamięci tylko do odczytu (EPROM), elektrycznie kasowalnej programowalnej pamięci tylko do odczytu (EEPROM) oraz pamięci flash może być kasowana i ponownie programowana. Ale zwykle można to zrobić tylko przy stosunkowo małych prędkościach, może to wymagać specjalnego sprzętu i zazwyczaj jest to możliwe tylko określoną liczbę razy.

Termin „ROM” jest czasami używany w odniesieniu do urządzenia ROM zawierającego określone oprogramowanie lub pliku z oprogramowaniem, które ma być przechowywane w pamięci EEPROM lub Flash. Na przykład użytkownicy modyfikujący lub zastępujący system operacyjny Android opisują pliki zawierające zmodyfikowany lub zastępujący system operacyjny jako „ niestandardowe ROMy ” po typie pamięci, w której plik był zapisany.

Historia

Dyskretna pamięć ROM

IBM użył pamięci tylko do odczytu kondensatorów (CROS) i pamięci tylko do odczytu transformatora (TROS) do przechowywania mikrokodu dla mniejszych modeli System/360 , 360/85 i początkowych dwóch modeli System/370 ( 370/155 i 370/ 165 ). W niektórych modelach istniał również zapisywalny magazyn sterowania (WCS) dla dodatkowej diagnostyki i obsługi emulacji. Apollo Wytyczne komputerowe stosowane podstawowej pamięci liny zaprogramowane przewlekając przez przewody rdzeni magnetycznych.

Półprzewodnikowa pamięć ROM

Wiele konsol do gier używa wymiennych wkładów ROM, co pozwala na korzystanie z jednego systemu w wielu grach. Pokazane tutaj jest wnętrze wkładu Pokemon Silver Game Boy . ROM to układ scalony po prawej stronie oznaczony „MX23C1603-12A”.

Najprostszy typ półprzewodnikowej pamięci ROM jest tak stary, jak sama technologia półprzewodnikowa . Kombinacyjne bramki logiczne mogą być łączone ręcznie w celu odwzorowania n- bitowego adresu wejściowego na dowolne wartości m- bitowego wyjścia danych ( tabela przeglądowa ). Wraz z wynalezieniem układu scalonego pojawiła się maska ​​ROM . Maska ROM składa się z siatki linii słów (wejście adresu) i linii bitów (wyjście danych), selektywnie połączonych razem z przełącznikami tranzystorowymi i może reprezentować dowolną tablicę przeglądową o regularnym układzie fizycznym i przewidywalnym opóźnieniu propagacji .

W masce ROM dane są fizycznie zakodowane w obwodzie, więc można je zaprogramować tylko podczas produkcji. Prowadzi to do szeregu poważnych wad:

  1. Kupowanie maski ROM w dużych ilościach jest opłacalne, ponieważ użytkownicy muszą zawrzeć umowę z odlewnią, aby wyprodukować niestandardowy projekt.
  2. Z tego samego powodu czas realizacji między ukończeniem projektu maski ROM a otrzymaniem gotowego produktu jest długi.
  3. Mask ROM jest niepraktyczna dla prac badawczo-rozwojowych, ponieważ projektanci często muszą modyfikować zawartość pamięci podczas udoskonalania projektu.
  4. Jeśli produkt jest dostarczany z wadliwą pamięcią ROM maski, jedynym sposobem naprawienia tego problemu jest wycofanie produktu i fizyczna wymiana pamięci ROM w każdym dostarczonym urządzeniu.

Kolejne zmiany zajęły się tymi niedociągnięciami. Programowalna pamięć tylko do odczytu (PROM), wynaleziona przez Wen Tsing Chow w 1956 roku, pozwoliła użytkownikom zaprogramować jej zawartość dokładnie raz, fizycznie zmieniając jej strukturę za pomocą impulsów wysokiego napięcia. To rozwiązało problemy 1 i 2 powyżej, ponieważ firma może po prostu zamówić dużą partię świeżych chipów PROM i zaprogramować je z żądaną zawartością dla wygody projektantów.

Pojawienie się tranzystora metal-tlenek-półprzewodnik polowego (MOSFET) wynalazł w Bell Labs, 1959, włączona do praktycznego zastosowania tlenku metalu-półprzewodnik (MOS), tranzystorów jak komórka pamięci elementów pamięci w pamięci półprzewodnikowej , funkcją uprzednio obsługiwane przez rdzenie magnetyczne w pamięci komputera . W 1967 r. Dawon Kahng i Simon Sze z Bell Labs zaproponowali, aby pływającą bramkę urządzenia półprzewodnikowego MOS można było wykorzystać w komórce reprogramowalnej pamięci ROM, co doprowadziło do wynalezienia przez Dova Frohmana z firmy Intel wymazywalnej programowalnej pamięci tylko do odczytu (EPROM) w 1971. Wynalazek EPROM z 1971 r. zasadniczo rozwiązał problem 3, ponieważ EPROM (w przeciwieństwie do PROM) można wielokrotnie resetować do stanu niezaprogramowanego przez wystawienie na silne światło ultrafioletowe.

Elektrycznie kasowalna programowalna pamięć tylko do odczytu (EEPROM), opracowana przez Yasuo Tarui, Yutaka Hayashi i Kiyoko Naga w Laboratorium Elektrotechnicznym w 1972 roku, przeszła długą drogę do rozwiązania problemu 4, ponieważ EEPROM można zaprogramować na miejscu, jeśli urządzenie zawierające zapewnia środki do odbioru zawartości programu z zewnętrznego źródła (na przykład z komputera osobistego przez kabel szeregowy ). Pamięć flash , wynaleziona przez Fujio Masuoka w firmie Toshiba we wczesnych latach 80-tych i skomercjalizowana pod koniec lat 80-tych, jest formą pamięci EEPROM, która bardzo efektywnie wykorzystuje obszar chipa i może być usuwana i programowana tysiące razy bez uszkodzeń. Pozwala na skasowanie i zaprogramowanie tylko określonej części urządzenia, a nie całego urządzenia. Można to zrobić z dużą prędkością, stąd nazwa „flash”.

Wszystkie te technologie poprawiły elastyczność pamięci ROM, ale przy znaczącym koszcie na chip, tak że w dużych ilościach maska ​​ROM pozostawałaby ekonomicznym wyborem przez wiele lat. (Spadek kosztów urządzeń reprogramowalnych prawie wyeliminował rynek pamięci ROM masek do roku 2000.) Technologie wielokrotnego zapisu były przewidywane jako zamienniki pamięci ROM masek.

Najnowszym osiągnięciem jest pamięć flash NAND , również wynaleziona w Toshibie. Jego projektanci wyraźnie zerwali z dotychczasową praktyką, stwierdzając jasno, że „celem pamięci flash NAND jest zastąpienie dysków twardych ”, a nie tradycyjnego wykorzystania pamięci ROM jako formy nieulotnej pamięci podstawowej . Od 2021 r. NAND prawie całkowicie osiągnął ten cel, oferując przepustowość wyższą niż dyski twarde, mniejsze opóźnienia, wyższą tolerancję na wstrząsy fizyczne, ekstremalną miniaturyzację (w postaci na przykład dysków flash USB i małych kart pamięci microSD ) i wiele mniejsze zużycie energii.

Użyj do przechowywania programów

Wiele komputerów z programami przechowywanymi używa formy pamięci nieulotnej (tj. pamięci, która zachowuje swoje dane po odłączeniu zasilania) do przechowywania programu początkowego, który jest uruchamiany po włączeniu komputera lub w inny sposób rozpoczyna wykonywanie (proces znany jako ładowanie początkowe , często skracany do „ booting ” lub „booting up”). Podobnie każdy nietrywialny komputer potrzebuje jakiejś formy pamięci mutowalnej, aby rejestrować zmiany swojego stanu podczas wykonywania.

Formy pamięci tylko do odczytu były wykorzystywane jako nieulotne przechowywanie programów w większości wczesnych komputerów z programami przechowywanymi, takich jak ENIAC po 1948 roku . (Do tej pory nie był to komputer z przechowywanymi programami, ponieważ każdy program musiał być ręcznie podłączony do maszyny, co mogło zająć dni lub tygodnie). Pamięć tylko do odczytu była prostsza do wdrożenia, ponieważ potrzebowała tylko mechanizmu do odczytu zapisanych wartości i nie zmieniać ich na miejscu, a zatem można je wdrożyć za pomocą bardzo prymitywnych urządzeń elektromechanicznych (patrz przykłady historyczne poniżej). Wraz z pojawieniem się układów scalonych w latach 60. zarówno pamięć ROM, jak i jej statyczny odpowiednik zmienny RAM zostały zaimplementowane jako macierze tranzystorów w układach krzemowych; jednak komórka pamięci ROM może być zaimplementowana przy użyciu mniejszej liczby tranzystorów niż komórka pamięci SRAM, ponieważ ta ostatnia potrzebuje zatrzasku (składającego się z 5-20 tranzystorów), aby zachować swoją zawartość, podczas gdy komórka ROM może składać się z braku (logiczne 0) lub obecność (logiczna 1) jednego tranzystora łączącego linię bitu z linią słowa. W konsekwencji, ROM może być implementowany przy niższym koszcie na bit niż RAM przez wiele lat.

Większość komputerów domowych z lat 80. przechowywała w pamięci ROM interpreter lub system operacyjny BASIC, ponieważ inne formy nieulotnej pamięci masowej, takie jak dyski magnetyczne , były zbyt kosztowne. Na przykład Commodore 64 zawierał 64 KB pamięci RAM i 20 KB ROM zawierające interpreter BASIC i system operacyjny KERNAL . Późniejsze komputery domowe lub biurowe, takie jak IBM PC XT, często zawierały dyski magnetyczne i większe ilości pamięci RAM, co pozwalało im ładować systemy operacyjne z dysku do pamięci RAM, przy minimalnym rdzeniu inicjalizacji sprzętu i bootloaderze pozostającym w pamięci ROM (znanym jako BIOS w IBM kompatybilnych komputerach). Taki układ pozwolił na stworzenie bardziej złożonego i łatwego do uaktualnienia systemu operacyjnego.

W nowoczesnych komputerach, „ROM” służy do przechowywania podstawowej ładowania firmware dla procesora, jak również różne firmware potrzebne wewnętrznie kontroli urządzeń samodzielnych, takich jak karty graficzne , dyski twarde , dyski SSD , napędów optycznych , Ekrany TFT itp. w systemie. Obecnie wiele z tych pamięci „tylko do odczytu” — zwłaszcza BIOS / UEFI — jest często zastępowanych pamięciami EEPROM lub Flash (patrz poniżej), aby umożliwić przeprogramowanie na miejscu w przypadku konieczności aktualizacji oprogramowania układowego. Jednak proste i dojrzałe podsystemy (takie jak na przykład klawiatura lub niektóre kontrolery komunikacyjne w układach scalonych na płycie głównej) mogą wykorzystywać maskę ROM lub OTP (programowalne jednorazowo).

ROM i technologie następcze, takie jak flash, są powszechne w systemach wbudowanych . Obejmują one wszystko, od robotów przemysłowych po urządzenia domowe i elektronikę użytkową ( odtwarzacze MP3 , dekodery itp.), z których wszystkie są zaprojektowane do określonych funkcji, ale oparte są na mikroprocesorach ogólnego przeznaczenia . Ponieważ oprogramowanie zwykle jest ściśle powiązane ze sprzętem, zmiany programu rzadko są potrzebne w takich urządzeniach (które zwykle nie mają dysków twardych ze względu na koszty, rozmiar lub zużycie energii). Od 2008 r. większość produktów używa Flasha zamiast maskującej pamięci ROM, a wiele z nich zapewnia pewne sposoby łączenia się z komputerem w celu aktualizacji oprogramowania układowego ; na przykład cyfrowy odtwarzacz audio może zostać zaktualizowany do obsługi nowego formatu pliku . Niektórzy hobbyści wykorzystali tę elastyczność, aby przeprogramować produkty konsumenckie do nowych celów; na przykład projekty iPodLinux i OpenWrt umożliwiły użytkownikom uruchamianie w pełni funkcjonalnych dystrybucji Linuksa odpowiednio na odtwarzaczach MP3 i routerach bezprzewodowych.

ROM jest również przydatny do binarnego przechowywania danych kryptograficznych , ponieważ utrudnia ich wymianę, co może być pożądane w celu zwiększenia bezpieczeństwa informacji .

Użyj do przechowywania danych

Ponieważ pamięć ROM (przynajmniej w formie maski przewodowej) nie może być modyfikowana, nadaje się ona tylko do przechowywania danych, które nie będą wymagały modyfikacji przez cały okres użytkowania urządzenia. W tym celu w wielu komputerach zastosowano pamięć ROM do przechowywania tablic przeglądowych do oceny funkcji matematycznych i logicznych (na przykład jednostka zmiennoprzecinkowa może tworzyć tabele funkcji sinus , aby ułatwić szybsze obliczenia). Było to szczególnie skuteczne, gdy procesory były wolne, a pamięć ROM była tania w porównaniu do pamięci RAM.

Warto zauważyć, że karty graficzne wczesnych komputerów osobistych przechowywały w pamięci ROM tabele bitmapowych znaków czcionek. Zwykle oznaczało to, że czcionka wyświetlania tekstu nie mogła być zmieniana interaktywnie. Tak było w przypadku adapterów CGA i MDA dostępnych z IBM PC XT.

Wykorzystanie pamięci ROM do przechowywania tak niewielkich ilości danych zniknęło prawie całkowicie we współczesnych komputerach ogólnego przeznaczenia. Jednak pamięć NAND Flash przejęła nową rolę jako nośnik pamięci masowej lub wtórnego przechowywania plików.

Rodzaje

Pierwszy EPROM , Intel 1702, z matrycą i połączeniami drutu wyraźnie widocznymi przez okienko kasowania.

zaprogramowane fabrycznie

Mask ROM to pamięć tylko do odczytu, której zawartość jest programowana przez producenta układu scalonego (a nie przez użytkownika). Żądaną zawartość pamięci klient przekazuje producentowi urządzenia. Pożądane dane są konwertowane na niestandardową warstwę maski w celu ostatecznej metalizacji połączeń na chipie pamięci (stąd nazwa).

Powszechną praktyką jest używanie pamięci nieulotnej wielokrotnego zapisu – takiej jak UV- EPROM lub EEPROM – na etapie rozwoju projektu i przełączenie na maskowanie ROM po sfinalizowaniu kodu. Na przykład mikrokontrolery Atmel są dostępne zarówno w formatach EEPROM, jak i mask ROM.

Główną zaletą maski ROM jest jej koszt. W przeliczeniu na bit pamięć ROM maski jest bardziej kompaktowa niż jakikolwiek inny rodzaj pamięci półprzewodnikowej . Ponieważ koszt układu scalonego silnie zależy od jego rozmiaru, pamięć ROM maski jest znacznie tańsza niż jakikolwiek inny rodzaj pamięci półprzewodnikowej.

Jednak jednorazowy koszt maskowania jest wysoki, a od projektu do fazy produktu upływa długi czas. Błędy projektowe są kosztowne: jeśli zostanie znaleziony błąd w danych lub kodzie, pamięć ROM maski jest bezużyteczna i musi zostać wymieniona w celu zmiany kodu lub danych.

Od 2003 r. cztery firmy produkują większość takich chipów ROM maskujących: Samsung Electronics , NEC Corporation , Oki Electric Industry i Macronix.

Niektóre układy scalone zawierają tylko maskę ROM. Inne układy scalone zawierają maskę ROM, a także wiele innych urządzeń. W szczególności wiele mikroprocesorów ma maskującą pamięć ROM do przechowywania ich mikrokodu . Niektóre mikrokontrolery mają maskującą pamięć ROM do przechowywania bootloadera lub całego ich oprogramowania układowego .

Klasyczne układy pamięci ROM z programowaniem maski to układy scalone, które fizycznie kodują dane, które mają być przechowywane, a tym samym nie można zmienić ich zawartości po wyprodukowaniu.

Programowalny w terenie

  • Programowalna pamięć tylko do odczytu (PROM) lub jednorazowa programowalna pamięć ROM (OTP) może być zapisywana lub programowana za pomocą specjalnego urządzenia zwanego programatorem PROM . Zazwyczaj to urządzenie wykorzystuje wysokie napięcia do trwałego zniszczenia lub utworzenia wewnętrznych połączeń ( bezpieczników lub antybezpieczników ) w chipie. W związku z tym PROM można zaprogramować tylko raz.
  • Wymazywalna, programowalna pamięć tylko do odczytu (EPROM) może zostać wymazana przez wystawienie na działanie silnegoświatła ultrafioletowego (zwykle przez 10 minut lub dłużej), a następnie przepisana w procesie, który ponownie wymaga zastosowania wyższego niż zwykle napięcia. Wielokrotna ekspozycja na światło UV ostatecznie zużyje EPROM, ale wytrzymałość większości chipów EPROM przekracza 1000 cykli kasowania i przeprogramowywania. Pakiety chipów EPROM można często rozpoznać po widocznym kwarcowym „okienku”, które przepuszcza światło UV. Po zaprogramowaniu okno jest zwykle zaklejane etykietą, aby zapobiec przypadkowemu skasowaniu. Niektóre układy EPROM są fabrycznie usuwane przed zapakowaniem i nie zawierają okna; są to skutecznie PROM.
  • Elektrycznie kasowalna programowalna pamięć tylko do odczytu (EEPROM) jest oparta na podobnej strukturze półprzewodnikowej do EPROM, ale umożliwiaelektryczne skasowaniecałej jej zawartości (lub wybranych banków ), a następnie przepisanie elektryczne, dzięki czemu nie trzeba ich usuwać z komputera ( komputer ogólnego przeznaczenia lub wbudowany w kamerę, odtwarzacz MP3 itp.). Zapisywanie lub flashowanie pamięci EEPROM jest znacznie wolniejsze (milisekundy na bit) niż odczytywanie z pamięci ROM lub zapisywanie do pamięci RAM (w obu przypadkach nanosekundy).
    • Elektrycznie zmienialna pamięć tylko do odczytu (EAROM) to typ pamięci EEPROM, który można modyfikować po jednym bicie . Zapisywanie jest bardzo powolnym procesem i ponownie wymaga wyższego napięcia (zwykle około 12 V ) niż jest używane do odczytu. EAROM są przeznaczone do zastosowań, które wymagają rzadkiego i tylko częściowego przepisywania. EAROM może być używany jako nieulotna pamięć masowa dla krytycznych informacji o konfiguracji systemu; w wielu zastosowaniach pamięć EAROM została zastąpiona przez pamięć CMOS RAM zasilaną z sieci i podtrzymywaną baterią litową .
    • Pamięć flash (lub po prostu flash ) to nowoczesny typ EEPROM wynaleziony w 1984 roku. Pamięć flash można kasować i przepisywać szybciej niż zwykłe EEPROM, a nowsze konstrukcje charakteryzują się bardzo wysoką wytrzymałością (przekraczającą 1 000 000 cykli). Nowoczesna pamięć flash NAND efektywnie wykorzystuje obszar chipa krzemowego, dzięki czemu poszczególne układy scalone o pojemności do 32 GB od 2007 roku; ta cecha, wraz z jej wytrzymałością i fizyczną trwałością, pozwoliła flashowi NAND zastąpić magnetyczne w niektórych zastosowaniach (takich jak dyski flash USB ). Pamięć flash NOR jest czasami nazywana flash ROM lub flash EEPROM, gdy jest używana jako zamiennik dla starszych typów ROM, ale nie w aplikacjach, które wykorzystują jej zdolność do szybkiej i częstej modyfikacji.

Dzięki zastosowaniu ochrony przed zapisem niektóre typy reprogramowalnych pamięci ROM mogą tymczasowo stać się pamięcią tylko do odczytu.

Inne technologie

Istnieją inne typy pamięci nieulotnej, które nie są oparte na technologii półprzewodnikowych układów scalonych, w tym:

ROM z macierzą transformatorów (TROS), z IBM System 360/20
  • ROM z matrycą diodową, używany w niewielkich ilościach w wielu komputerach w latach 60., a także w elektronicznych kalkulatorach biurkowych i koderach klawiaturowych do terminali . Ta pamięć ROM została zaprogramowana przez zainstalowanie dyskretnych diod półprzewodnikowych w wybranych miejscach pomiędzy macierzą śladów linii słów i śladów linii bitów na płytce drukowanej .
  • Rezystor , kondensator lub ROM z matrycą transformatora , używany w wielu komputerach do lat 70. XX wieku . Podobnie jak ROM matrycy diodowej, programowano go umieszczając elementy w wybranych miejscach pomiędzy macierzą linii słów i linii bitów . ENIAC „S funkcyjne tabelach matrycy rezystor ROM zaprogramować poprzez ręczne ustawienie przełączników obrotowych. Różne modele IBM System/360 i złożone urządzenia peryferyjne przechowują swój mikrokod w dowolnym kondensatorze (zwanym BCROS dla zrównoważonego przechowywania kondensatora tylko do odczytu w 360/50 i 360/65 lub CCROS dla przechowywania kondensatora karty tylko do odczytu w 360 /30 ) lub transformator (zwany TROS dla przechowywania transformatora tylko do odczytu na 360/20 , 360/40 i innych) macierzy ROM.
  • Lina rdzeniowa , forma technologii ROM z matrycą transformatorową, stosowana tam, gdzie rozmiar i waga były krytyczne. Zostało to wykorzystane w NASA / MIT 's Apollo Komputery statku kosmicznego , DEC ' s PDP-8 komputerów, Hewlett-Packard 9100A kalkulatora i innych miejscach. Ten typ pamięci ROM został zaprogramowany ręcznie przez tkanie „przewodów linii słowa” wewnątrz lub na zewnątrz rdzeni transformatora ferrytowego .
  • Sklepy z pierścionkami z diamentami, w których przewody są przewleczone przez sekwencję dużych pierścieni ferrytowych, które działają tylko jako urządzenia wykrywające. Były one wykorzystywane w centralach telefonicznych TXE .


Prędkość

Chociaż względna prędkość pamięci RAM w porównaniu z ROM zmieniała się w czasie, od 2007 roku duże układy pamięci RAM można odczytać szybciej niż większość ROM-ów. Z tego powodu (i aby umożliwić jednolity dostęp), zawartość pamięci ROM jest czasami kopiowana do pamięci RAM lub tworzona w cień przed jej pierwszym użyciem, a następnie odczytywana z pamięci RAM.

Pismo

W przypadku tych typów pamięci ROM, które można modyfikować elektrycznie, prędkość zapisu jest tradycyjnie znacznie mniejsza niż prędkość odczytu i może wymagać niezwykle wysokiego napięcia, ruchu zworek w celu zastosowania sygnałów umożliwiających zapis oraz specjalnych kodów poleceń blokowania/odblokowywania. Nowoczesna pamięć flash NAND osiąga najwyższe prędkości zapisu spośród wszystkich technologii pamięci ROM wielokrotnego zapisu, osiągając prędkości dochodzące do 10 GB / s . Jest to możliwe dzięki zwiększonym inwestycjom zarówno w dyski półprzewodnikowe dla konsumentów, jak i przedsiębiorstwa, a także w produkty pamięci flash do urządzeń mobilnych wyższej klasy. Na poziomie technicznym korzyści osiągnięto poprzez zwiększenie równoległości zarówno w konstrukcji kontrolera, jak i pamięci masowej, wykorzystanie dużych pamięci podręcznych odczytu/zapisu DRAM oraz implementację komórek pamięci, które mogą przechowywać więcej niż jeden bit (DLC, TLC i MLC). To drugie podejście jest bardziej podatne na awarie, ale zostało to w dużej mierze złagodzone przez nadmiarową alokację (włączenie do produktu wolnej pojemności, która jest widoczna tylko dla kontrolera dysku) oraz przez coraz bardziej wyrafinowane algorytmy odczytu/zapisu w oprogramowaniu układowym dysku.

Wytrzymałość i przechowywanie danych

Ponieważ są one zapisywane przez wymuszające przejście elektronów przez warstwę izolacji elektrycznej na pływającej bramce tranzystorowej , pamięci ROM wielokrotnego zapisu mogą wytrzymać tylko ograniczoną liczbę cykli zapisu i kasowania, zanim izolacja zostanie trwale uszkodzona. W najwcześniejszych pamięciach EPROM może to nastąpić już po 1000 cyklach zapisu, podczas gdy w nowoczesnych pamięciach Flash EEPROM wytrzymałość może przekraczać 1 000 000. Ograniczona wytrzymałość, a także wyższy koszt na bit oznaczają, że jest mało prawdopodobne, aby pamięć masowa oparta na technologii Flash całkowicie wyparła napędy dysków magnetycznych w najbliższej przyszłości.

Okres czasu, w którym pamięć ROM pozostaje dokładnie czytelna, nie jest ograniczony cyklem zapisu. Przechowywanie danych w pamięciach EPROM, EAROM, EEPROM i Flash może być ograniczone w czasie przez wycieki ładunku z pływających bramek tranzystorów komórki pamięci. EEPROMy wczesnej generacji, w połowie lat 80., ogólnie wskazywały na 5 lub 6 lat przechowywania danych. Przegląd EEPROM-ów oferowanych w roku 2020 pokazuje, że producenci powołują się na 100-letnią retencję danych. Niekorzystne środowiska skrócą czas retencji (wyciek jest przyspieszony przez wysokie temperatury lub promieniowanie ). Maskowana pamięć ROM i bezpiecznik/antyfuse PROM nie mają tego efektu, ponieważ ich przechowywanie danych zależy od fizycznej, a nie elektrycznej trwałości układu scalonego, chociaż przerost bezpiecznika był kiedyś problemem w niektórych systemach.

Obrazy treści

Zawartość chipów ROM można wyodrębnić za pomocą specjalnych urządzeń sprzętowych i odpowiedniego oprogramowania sterującego. Ta praktyka jest powszechna w przypadku, jako główny przykład, odczytywania zawartości kartridży do starszych konsol do gier wideo . Innym przykładem jest tworzenie kopii zapasowych firmware/OS ROM-ów ze starszych komputerów lub innych urządzeń - w celach archiwalnych, ponieważ w wielu przypadkach oryginalne chipy są PROM-ami, a tym samym zagrożone jest przekroczenie ich żywotności danych użytkowych.

Wynikowe pliki zrzutu pamięci znane są jako obrazy ROM lub skrócone ROMy i mogą być używane do tworzenia duplikatów ROM - na przykład do tworzenia nowych kartridży lub jako pliki cyfrowe do odtwarzania w emulatorach konsoli . Termin obraz ROM powstał, gdy większość gier konsolowych była rozpowszechniana na kasetach zawierających układy ROM, ale osiągnął tak szerokie zastosowanie, że nadal jest stosowany do obrazów nowszych gier rozpowszechnianych na dyskach CD-ROM lub innych nośnikach optycznych.

Obrazy ROM komercyjnych gier, oprogramowania układowego itp. zwykle zawierają oprogramowanie chronione prawem autorskim. Nieautoryzowane kopiowanie i dystrybucja oprogramowania chronionego prawem autorskim stanowi naruszenie praw autorskich w wielu jurysdykcjach, chociaż powielanie do celów tworzenia kopii zapasowych może być uznane za dozwolony użytek w zależności od lokalizacji. W każdym razie istnieje dobrze prosperująca społeczność zajmująca się dystrybucją i handlem takim oprogramowaniem i porzucanym oprogramowaniem w celu zachowania/udostępniania.

Oś czasu

Data wprowadzenia Nazwa chipa Pojemność ( bity ) Typ pamięci ROM MOSFET Producent(y) Proces Powierzchnia Ref
1956 ? ? BAL STUDENCKI ? Arma ? ?
1965 ? 256-bitowy ROM Dwubiegunowe TTL Sylvania ? ?
1965 ? 1 kb ROM MOS Ogólna mikroelektronika ? ?
1969 3301 1 kb ROM Dwubiegunowy Intel ? ?
1970 ? 512-bitowy BAL STUDENCKI Dwubiegunowe TTL Promieniowanie ? ?
1971 1702 2 KB EPROM Statyczny MOS ( bramka krzemowa ) Intel ? 15 mm²
1974 ? 4 KB ROM MOS AMD , instrument ogólny ? ?
1974 ? ? EAROM MNOS Instrument ogólny ? ?
1975 2708 8 KB EPROM NMOS ( FGMOS ) Intel ? ?
1976 ? 2 KB EEPROM MOS Toshiba ? ?
1977 µCOM-43 (PMOS) 16 KB BAL STUDENCKI PMO NEC ? ?
1977 2716 16 KB EPROM TTL Intel ? ?
1978 EA8316F 16 KB ROM NMOS Tablice elektroniczne ? 436 mm²
1978 µCOM-43 (CMOS) 16 KB BAL STUDENCKI CMOS NEC ? ?
1978 2732 32 KB EPROM NMOS ( HMOS ) Intel ? ?
1978 2364 64 KB ROM NMOS Intel ? ?
1980 ? 16 KB EEPROM NMOS Motorola 4000 nm ?
1981 2764 64 KB EPROM NMOS ( HMOS II ) Intel 3500 nm ?
1982 ? 32 KB EEPROM MOS Motorola ? ?
1982 27128 128 kb EPROM NMOS (HMOS II) Intel ? ?
1983 ? 64 KB EPROM CMOS Sygnetyka 3000 nm ?
1983 27256 256 KB EPROM NMOS (HMOS) Intel ? ?
1983 ? 256 KB EPROM CMOS Fujitsu ? ?
Styczeń 1984 MBM 2764 64 KB EEPROM NMOS Fujitsu ? 528 mm²
1984 ? 512 KB EPROM NMOS AMD 1700 nm ?
1984 27512 512 KB EPROM NMOS (HMOS) Intel ? ?
1984 ? 1 Mb EPROM CMOS NEC 1200 nm ?
1987 ? 4 Mb EPROM CMOS Toshiba 800 nm ?
1990 ? 16 Mb EPROM CMOS NEC 600 nm ?
1993 ? 8 Mb MROM CMOS Hyundai ? ?
1995 ? 1 Mb EEPROM CMOS Hitachi ? ?
1995 ? 16 Mb MROM CMOS AKM , Hitachi ? ?

Zobacz też

Uwagi

Bibliografia

Posłuchaj tego artykułu ( 7 minut )
Mówiona ikona Wikipedii
Ten plik audio został utworzony na podstawie rewizji tego artykułu z dnia 12 kwietnia 2005 r. i nie odzwierciedla kolejnych edycji. ( 2005-04-12 )