Random Access Memory , även Random Access Memory (förkortat RAM [1] ; engelska Random Access Memory, RAM ) är en av de typer av datorminne som låter dig komma åt vilken cell som helst åt gången (alltid samtidigt, oavsett plats) på sin adress för läsning eller skrivning. Används vanligtvis för att lagra driftsdata och maskinkod [2] [3] .
Detta skiljer denna typ av minne från minnesenheterna i de första datorerna ( seriella datorer ) som skapades i slutet av 1940-talet och början av 1950-talet ( EDSAC , EDVAC , UNIVAC ), som använde bitserieminne [4] på kvicksilverlinjer för att lagra programmet fördröjning , i vilken bitarna av ordet för vidare bearbetning i ALU :n anlände sekventiellt efter varandra.
Tidiga datormodeller använde reläer , fördröjningslinjeminne eller olika typer av vakuumrör för att utföra kärnminnesfunktioner på hundratals eller tusentals bitar .
Vippor , byggda först på vakuumtrioder och senare på diskreta transistorer , användes för mindre och snabbare minnesenheter som register och direktåtkomstregister. Före utvecklingen av integrerade kretsar skapades ofta direktåtkomst (eller skrivskyddat ) minne från arrayer av halvledardioder som drivs av adressavkodare .
Situationen förändrades i princip med uppfinningen av slumpmässiga minnesenheter, bitparallellt minne blev realiserbart , där alla bitar av ett ord läses samtidigt från minnet och bearbetas av ALU .
Den första praktiska formen av random access-minne var Williams-röret , som dök upp 1947. Den lagrade data i form av elektriskt laddade fläckar på ytan av ett katodstrålerör. Eftersom CRT:s elektronstråle kunde läsa och skriva fläckarna på röret i valfri ordning, var minnesåtkomst godtycklig. Kapaciteten hos Williams-röret varierade från några hundra till tusen bitar, men det var mycket mindre, snabbare och mer energieffektivt än att använda individuella spärrar på vakuumrör. Williams-röret utvecklades vid University of Manchester i England och blev det medium på vilket det första elektroniskt lagrade programmet implementerades i Manchester Baby-datorn, som först framgångsrikt körde programmet den 21 juni 1948 [5] . Faktum är att Baby fungerade som en testplattform för att demonstrera minnets tillförlitlighet [6] [7] .
Den första kommersiella datorn som använde den nya minnesorganisationen var IBM 701 , skapad 1953 , och den första masssålda (150 exemplar) var IBM 704 , som släpptes 1955 , där innovationer som minne på ferritkärnor och hårdvara för datorer siffror implementerades flyttal .
De externa enheterna i IBM 704 och de flesta datorer på den tiden var mycket långsamma (till exempel arbetade bandenheten med en hastighet av 15 tusen tecken per sekund, vilket var mycket mindre än processorns databehandlingshastighet), och alla I/O-operationer utfördes genom ALU , vilket krävde en grundläggande lösning på problem med låg prestanda på I/O-operationer.
En av de första lösningarna var introduktionen av en specialiserad dator i datorn, kallad input-output channel , som gjorde att ALU :n kunde arbeta oberoende av input-output-enheterna. Enligt denna princip, genom att lägga till ytterligare sex I/O-kanaler till IBM 704, byggdes IBM 709 ( 1958 ).
Den första utbredda typen av omskrivbart direktåtkomstminne var magnetisk kärnlagring, utvecklad 1949–1952 , och användes därefter i de flesta datorer fram till utvecklingen av statiska och dynamiska minnesintegrerade kretsar i slutet av 1960-talet och början av 1970 -talet .
För att bygga RAM-minnet för moderna persondatorer används halvledarlagringsenheter i stor utsträckning, i synnerhet används VLSI- lagringsenheter med direktminne i stor utsträckning, som är indelade i statiska och dynamiska enligt organisationsprincipen . I statiskt RAM är lagringselementet en trigger gjord med en eller annan teknik ( TTL , ESL , CMOS , etc.), som gör att du kan läsa information utan att förlora den. I dynamiskt RAM är minneselementet en kapacitans (till exempel ingångskapacitansen för en fälteffekttransistor ), som kräver återställning av den inspelade informationen i processen att lagra och använda den. Detta komplicerar användningen av dynamiskt RAM, men låter dig implementera en större mängd minne. Moderna dynamiska RAM-minnen har inbyggda synkroniserings- och regenereringssystem , så de skiljer sig inte från statiska när det gäller externa styrsignaler.
För närvarande[ när? ] produceras i form av minnesmoduler - ett litet tryckt kretskort , på vilket minneschips är placerade.
Ferromagnetisk - är en matris av ledare , i skärningspunkten mellan vilka det finns ringar eller förspänningar gjorda av ferromagnetiska material. Fördelar - motstånd mot strålning , bevarande av information när strömmen är avstängd; nackdelar - liten kapacitet, hög vikt, radering av information med varje läsning. För närvarande, i denna form, monterad från diskreta komponenter, används den inte. Men 2003 dök ett integrerat magnetiskt MRAM -minne upp . Genom att kombinera hastigheten på SRAM och möjligheten att lagra information när strömmen är avstängd, är MRAM en lovande ersättning för de typer av ROM och RAM som för närvarande används. Men 2006 var den ungefär dubbelt så dyr som SRAM-chips (med samma kapacitet och dimensioner).