Mikä on ROM (vain lukumuisti?)

Ensisijaista tallennustilaa on kaksi pääluokkaa, RAM ja ROM. RAM tarkoittaa Random Access Memory -muistia, kun taas ROM tarkoittaa vain lukumuistia. Yleensä ero näiden kahden tekniikan välillä on se, että RAM on haihtuvaa, kun taas ROM on haihtumaton. Haihtuva muisti vaatii jatkuvan virransyötön tietojen säilyttämiseksi. Tämä tarkoittaa, että tiedot menetetään, kun tietokone sammutetaan. Haihtumaton muisti ei tarvitse jatkuvaa virtalähdettä, joten se soveltuu pitkäaikaisen tiedon tallentamiseen.

Huomautus: RAM- ja ROM-muistin rajojen tunnistaminen voi olla haastavaa. Esimerkiksi NVRAM on haihtumaton, ja nykyaikaiset ROM-tyypit voidaan ohjelmoida uudelleen. Kiintolevyt eivät myöskään sovi kumpaankaan kategoriaan, toissijaiseen tallennustilaan.

Varhaisissa tietokoneissa, kuten Commodore 64:ssä, kaikki tallennustila oli varustettu vain RAM- ja ROM-muistilla. Tällä aikakaudella, 1980-luvun alussa, magneettinen kiintolevy oli vielä liian kallis käytettäväksi monissa tietokoneissa. Sen sijaan mukautettuja ohjelmia voidaan ajaa asettamalla laitteeseen muistikasetti, joka sisältää enemmän ROM-muistia.

Core Memory Mask ROM ja PROM

ROM:n tärkein osa on, että se on vain luku -tilassa. Tämä on erittäin selvää varhaisissa varastointimuodoissa. Esimerkiksi NASAn Apollo-avaruusaluksessa käytetty Magnetic Core -muisti tarvitsi johtavan langan, joka oli kudottu magneettisydämien läpi tai ympärille. Tämän tyyppinen ROM voitaisiin teoriassa ohjelmoida uudelleen purkamalla se ja kutomalla lanka uudelleen, mutta käytännössä se oli vain luku -muotoinen.

Integroidun piirin käyttöönoton myötä maskin ROM:ista tuli ensisijainen valinta. Mask ROM -laitteet olivat mittatilaustyönä suunniteltuja elektronisia piirejä. Ne suunniteltiin luomalla piirikaaviomaski ja tuotettiin sitten vastaamaan tätä maskia. Niitä ei voitu ohjelmoida uudelleen, koska tiedot koodattiin fyysisesti piiriin.

Mask ROM:lla on neljä ydinongelmaa. Ensinnäkin on vain taloudellisesti kannattavaa ostaa suuria määriä, koska se kompensoi suunnittelukustannukset ja räätälöidyn suunnittelun tuottavan valimon työkalukustannukset. Toiseksi läpimenoaika suunnittelun valmistumisen ja tuotteen vastaanottamisen välillä on pitkä valimon työkaluvaatimusten vuoksi.

Kolmanneksi T&K-työ on epäkäytännöllistä pitkien läpimenoaikojen ja korkeiden kustannusten vuoksi. Lopuksi oletetaan, että vika löytyy tuotteen julkaisun jälkeen. Siinä tapauksessa ainoa ratkaisu on palauttaa tuote ja korvata ROM-siru fyysisesti päivitetyllä.

PROM eli ohjelmoitava lukumuisti, joka keksittiin vuonna 1956, käsitteli kahta ensimmäistä asiaa ja keskusteli osittain kolmannesta. Se teki tämän sallimalla valimon tuottaa yleisen mallin, jossa jokainen siru voidaan ohjelmoida missä tahansa vaiheessa käyttämällä tarkasti suuria jännitteitä. Tämä antoi yrityksille mahdollisuuden tilata valtavia eriä oleellisesti tyhjiä PROM-siruja ja ohjelmoida ne sitten tarpeen mukaan.

EPROM, EEPROM ja Flash

EPROM, lyhenne sanoista Erasable Programmable Read Only Memory, oli seuraava kehitystyö vuonna 1971. Kuten PROM, tyhjiä siruja voitiin ostaa irtotavarana ja ohjelmoida tarpeen mukaan. Kriittisesti EPROM voidaan myös pyyhkiä. Prosessi sen tekemiseksi oli hieman monimutkainen. Se edellyttää kuitenkin, että siru altistetaan voimakkaalle ultraviolettivalolle.

Poistoprosessi kesti noin 10 minuuttia kirkkaassa UV-lähteessä, yhden viikon suorassa auringonvalossa tai kolme vuotta tavallisessa huoneen loistelampussa. EPROM rajoitti sitä, kuinka monta kertaa se voitiin pyyhkiä, mutta tämä oli tyypillisesti tuhansia kertoja, mikä ratkaisi tehokkaasti kolmannen ongelman.

EPROM-sirut sijoitettiin koteloihin, joissa oli läpinäkyvä kvartsi-ikkuna UV-altistuksen helpottamiseksi. Päälle laitettiin yleensä merkkitarra tahattoman paljastamisen ja poistamisen estämiseksi. Tarra oli tyypillisesti foliotaustainen sen varmistamiseksi, että UV-valo ei päässyt sirulle. Joissakin tapauksissa EPROM-sirut suunniteltiin ikkunan kanssa ja myytiin kiinteässä pakkauksessa, mikä käytännössä teki niistä PROM-siruja.

Vuonna 1972 kehitetty EEPROM eli Electronicly Erasable Programmable Read Only Memory ratkaisi yleensä neljännen ongelman. Sen voi poistaa sähköisesti. Tämä tarkoitti, että muistisiru voitiin pyyhkiä ja ohjelmoida uudelleen paikoilleen sopivalla liitännällä ohjauslaitteeseen sen sijaan, että siru olisi poistettava.

Flash-muisti on EEPROM-muoto, joka keksittiin 1980-luvun alussa. Sen tärkeimmät edut ovat, että se tekee sirutilasta tehokkaamman ja ohjelmoidaan uudelleen tuhansia kertoja ilman vahinkoa tai pyyhkimistä. Uudelleenohjelmointi voidaan rajoittaa osaan sirua koko asian sijaan. Poisto- ja uudelleenohjelmointiprosessi on paljon nopeampi ja ansaitsee nimen Flash.

Nykyaikaisissa tietokoneissa

Nykyaikaisissa laitteissa RAM on edelleen yleinen. ROM säilytti suosion pitkään, nimenomaan maski-ROM, koska se oli halpaa valmistaa. Nykymaailmassa on kuitenkin tärkeää pystyä päivittämään laiteohjelmistopäivityksiä laitteisiin. Tämä on yleensä johtanut ROMin korvaamiseen flash-muistilla lähes kokonaan. Se suorittaa samat toiminnot, mutta voidaan ohjelmoida uudelleen tarpeen mukaan. Uudelleenohjelmoitava ROM voidaan tyypillisesti konfiguroida kirjoitussuojauksella muuttumaan vain luku -muotoiseksi. Tämä ei kuitenkaan ole varma ratkaisu.

Flash-muisti on kehittynyt edelleen, kun NAND-flash-muistia on kehitetty SSD-levyiksi vaihtoehtoiseksi toissijaiseksi tallennusmekanismiksi kiintolevyille.

Muut käyttötarkoitukset

Ohjelmistoa, joka on historiallisesti löydetty ROM-siruilta, mukaan lukien flash-muisti, kutsutaan usein ROMiksi. Tämä nimi tulee termin ROM-kuvat lyhennyksestä. Esimerkiksi monet retropelaamisesta kiinnostuneet yhteisöt jakavat ja vaihtavat klassisia pelejä, joita voidaan pelata nykyaikaisilla tietokoneilla emulaattoreiden avulla. Tämä terminologia voi ulottua myös mobiilikäyttöjärjestelmiin, joissa Androidin mukautettuja koontiversioita kutsutaan usein ROM-levyiksi.

Johtopäätös

ROM on lyhenne sanoista Read Only Memory . Se viittasi alun perin ensisijaiseen muistiin, joka voitiin ohjelmoida vain valmistuksen aikana. Ajan myötä tapahtuneen kehityksen myötä tuli kuitenkin mahdolliseksi ohjelmoida ROM uudelleen vaihtelevilla vaikeusasteilla ja laitteistovaatimuksilla.

Nykyaikaisessa tietojenkäsittelyssä ROM on kokonaan korvattu flash-muistilla, jota on saatavilla edullisesti ja joka voidaan ohjelmoida uudelleen, mikä mahdollistaa laiteohjelmistopäivitysten asennuksen. Realistisesti tämä jättää nyt ROM-muistin vanhentuneeksi termiksi, koska "vain luku" -muisti voidaan itse asiassa korvata.