Kas ir ROM (tikai lasāmatmiņa?

Ir divas galvenās primārās atmiņas klases: RAM un ROM. RAM apzīmē brīvpiekļuves atmiņu, savukārt ROM apzīmē tikai lasāmatmiņu. Parasti atšķirība starp šīm divām tehnoloģijām ir tāda, ka RAM ir nepastāvīga, savukārt ROM ir nemainīga. Gaistošajai atmiņai ir nepieciešama pastāvīga strāvas padeve, lai saglabātu datus. Tas nozīmē, ka dati tiek zaudēti, kad dators tiek izslēgts. Negaistošajai atmiņai nav nepieciešams nepārtraukts barošanas avots, tāpēc tā ir piemērota ilgtermiņa datu glabāšanai.

Piezīme: RAM un ROM robežas var būt grūti noteikt. Piemēram, NVRAM ir nemainīga, un mūsdienu ROM veidus var pārprogrammēt. Cietie diski arī neiederas nevienā kategorijā, sekundārajā atmiņā.

Pirmajos datoros, piemēram, Commodore 64, visa krātuve tika nodrošināta tikai ar RAM un ROM. Šajā laika posmā, 80. gadu sākumā, magnētiskais cietais disks joprojām bija pārāk dārgs, lai to izmantotu daudzos datoros. Tā vietā pielāgotas programmas var palaist, ievietojot atmiņas kasetni, kurā ir vairāk ROM.

Core Memory Mask ROM un PROM

Galvenā ROM daļa ir tā, ka tā ir tikai lasāma. Tas ir ļoti skaidri redzams agrīnās uzglabāšanas formās. Magnetic Core atmiņa, piemēram, ko izmantoja NASA Apollo kosmosa kuģī, bija nepieciešama vadoša stieple, kas ieausta caur magnētiskajiem serdeņiem vai ap tiem. Šāda veida ROM teorētiski varēja pārprogrammēt, to izjaucot un pāraužot vadu, taču praksē tas bija tikai lasāms.

Līdz ar integrētās shēmas parādīšanos maskas ROM kļuva par vēlamo izvēli. Masku ROM ierīces bija īpaši izstrādātas elektroniskās shēmas. Tie tika izstrādāti, izveidojot shēmas diagrammas masku, un pēc tam ražoti, lai tie atbilstu šai maskai. Tos nevarēja pārprogrammēt, jo dati tika fiziski kodēti ķēdē.

Masku ROM ir četras galvenās problēmas. Pirmkārt, ir ekonomiski izdevīgi iegādāties tikai lielus daudzumus, jo tas kompensē projektēšanas izmaksas un instrumentu izmaksas lietuvei, kas ražo pielāgotu dizainu. Otrkārt, apstrādes laiks starp projekta pabeigšanu un produkta saņemšanu ir ilgs, jo lietuvē ir nepieciešami instrumenti.

Treškārt, pētniecības un attīstības darbs ir nepraktisks ilgā izpildes laika un augsto izmaksu dēļ. Visbeidzot, pieņemsim, ka pēc produkta palaišanas tiek konstatēta kļūme. Tādā gadījumā vienīgais risinājums ir atsaukt produktu un fiziski nomainīt ROM mikroshēmu pret atjauninātu.

PROM jeb programmējamā lasāmatmiņa, kas tika izgudrota 1956. gadā, risināja pirmos divus jautājumus un daļēji apsprieda trešo. Tas tika paveikts, ļaujot lietuvei izstrādāt vispārēju dizainu ar iespēju katru mikroshēmu ieprogrammēt jebkurā vietā, precīzi pieliekot lielu spriegumu. Tas ļāva uzņēmumiem pasūtīt milzīgas partijas ar būtībā tukšām PROM mikroshēmām un pēc tam programmēt tās pēc vajadzības.

EPROM, EEPROM un Flash

EPROM, saīsinājums no Erasable Programmable Read Only Memory, tika izstrādāts 1971. gadā. Tāpat kā PROM, tukšas mikroshēmas varēja iegādāties vairumā un ieprogrammēt pēc vajadzības. Kritiski EPROM var arī izdzēst. Process, kā to izdarīt, bija nedaudz sarežģīts. Tomēr tas prasa, lai mikroshēma tiktu pakļauta intensīvai ultravioleto staru iedarbībai.

Dzēšanas procesam bija nepieciešamas aptuveni 10 minūtes spilgtā UV avotā, vienu nedēļu tiešos saules staros vai trīs gadus standarta telpas dienasgaismas apgaismojumam. EPROM ierobežoja to dzēšanas reižu skaitu, taču parasti tas bija tūkstošiem reižu, tādējādi efektīvi atrisinot trešo problēmu.

EPROM mikroshēmas tika ievietotas korpusos ar caurspīdīgu kvarca logu, lai atvieglotu UV iedarbību. Virspusē parasti tika novietota zīmola uzlīme, lai novērstu nejaušu izpaušanu un dzēšanu. Uzlīme parasti bija pārklāta ar foliju, lai nodrošinātu, ka UV gaisma nevar sasniegt mikroshēmu. Dažos gadījumos EPROM mikroshēmas tika izstrādātas kopā ar logu un pārdotas cietā iepakojumā, būtībā padarot tās par PROM mikroshēmām.

EEPROM jeb elektroniski dzēšamā programmējamā lasāmatmiņa, kas izstrādāta 1972. gadā, kopumā atrisināja ceturto problēmu. To var izdzēst elektroniski. Tas nozīmēja, ka atmiņas mikroshēmu var izdzēst un pārprogrammēt vietā, izmantojot piemērotu savienojumu ar vadības ierīci, nevis pieprasot mikroshēmu noņemt.

Zibatmiņa ir EEPROM veids, kas tika izgudrots 1980. gadu sākumā. Tās galvenās priekšrocības ir tādas, ka tas padara mikroshēmu vietu efektīvāku un tūkstošiem reižu pārprogrammētu bez bojājumiem vai dzēšanas. Pārprogrammēšanu var ierobežot ar mikroshēmas daļu, nevis visu. Dzēšanas un pārprogrammēšanas process ir daudz ātrāks, iegūstot nosaukumu Flash.

Mūsdienu datoros

Mūsdienu ierīcēs RAM joprojām ir universāla. ROM saglabāja popularitāti ilgu laiku, precīzi maskēja ROM, jo to bija lēti ražot. Tomēr mūsdienu pasaulē ir ļoti svarīgi nodrošināt ierīcēm programmaparatūras atjauninājumus. Tas parasti ir novedis pie gandrīz pilnīgas ROM aizstāšanas ar zibatmiņu. Tas veic to pašu funkcionalitāti, bet to var pārprogrammēt pēc vajadzības. Parasti pārprogrammējamo ROM var konfigurēt ar rakstīšanas aizsardzību, lai tas kļūtu tikai lasāms. Tomēr tas nav nekļūdīgs risinājums.

Zibatmiņa ir piedzīvojusi turpmākus sasniegumus, jo NAND zibatmiņa ir izstrādāta par SSD kā alternatīvu sekundāro uzglabāšanas mehānismu HDD.

Citi lietojumi

Programmatūra, kas vēsturiski ir atrasta ROM mikroshēmās, tostarp zibatmiņā, bieži tiek saukta par ROM. Šis nosaukums cēlies no termina ROM attēli saīsinājuma. Piemēram, daudzas retro spēļu entuziastu kopienas dalās un tirgo klasiskās spēles, kuras var spēlēt mūsdienu datoros, izmantojot emulatorus. Šo terminoloģiju var izmantot arī mobilajās operētājsistēmās, kur pielāgotās Android versijas bieži sauc par ROM.

Secinājums

ROM apzīmē tikai lasāmatmiņu . Sākotnēji tas attiecās uz primāro atmiņu, kuru varēja ieprogrammēt tikai ražošanas laikā. Tomēr laika gaitā attīstoties, kļuva iespējams pārprogrammēt ROM ar dažādu sarežģītības pakāpi un aparatūras prasībām.

Mūsdienu skaitļošanā ROM ir pilnībā aizstāts ar zibatmiņu, kas ir lēti pieejama un ko var pārprogrammēt, ļaujot instalēt programmaparatūras atjauninājumus. Reāli tas tagad atstāj ROM kā novecojušu terminu, jo “tikai lasāmo” atmiņu faktiski var pārrakstīt.