Vad är ROM (skrivskyddat minne?

Det finns två huvudklasser av primär lagring, RAM och ROM. RAM står för Random Access Memory, medan ROM står för Read Only Memory. Generellt sett är skillnaden mellan dessa två tekniker att RAM är flyktigt medan ROM är icke-flyktigt. Flyktigt minne kräver konstant strömförsörjning för att lagra data. Det betyder att data går förlorade när datorn stängs av. Icke-flyktigt minne behöver inte en kontinuerlig strömförsörjning, vilket gör det lämpligt för lagring av långtidsdata.

Obs: Gränserna för RAM och ROM kan vara svåra att urskilja. Till exempel är NVRAM icke-flyktigt, och moderna typer av ROM kan programmeras om. Hårddiskar passar inte heller in i någon av kategorierna, sekundär lagring.

I tidiga datorer som Commodore 64 försågs all lagring med endast RAM och ROM. Vid denna tidsram, i början av 1980-talet, var den magnetiska hårddisken fortfarande för dyr för att användas i många datorer. Istället kunde anpassade program köras genom att sätta i en minneskassett som innehåller mer ROM.

Core Memory Mask ROM och PROM

Den viktigaste delen av ROM är att den är skrivskyddad. Detta är mycket tydligt i tidiga lagringsformer. Magnetic Core-minne, till exempel, som används i NASA:s rymdfarkost Apollo, behövde ha en ledande tråd vävd genom eller runt magnetiska kärnor. Denna typ av ROM kunde teoretiskt programmeras om genom att demontera den och väva om tråden, men var i praktiken skrivskyddad.

Med tillkomsten av den integrerade kretsen blev mask ROM det föredragna valet. Mask ROM-enheter var specialdesignade elektroniska kretsar. De designades genom att skapa en kretsschemamask och producerades sedan för att matcha den masken. De kunde inte programmeras om eftersom data var fysiskt kodade i kretsen.

Mask ROM har fyra kärnproblem. För det första är det bara ekonomiskt lönsamt att köpa stora kvantiteter, eftersom det kompenserar konstruktionskostnaderna och verktygskostnaderna för gjuteriet som tillverkar den skräddarsydda designen. För det andra är handläggningstiden mellan färdigställande av design och mottagande av produkten lång på grund av gjuteriets verktygskrav.

För det tredje är FoU-arbete opraktiskt på grund av långa handläggningstider och höga kostnader. Anta slutligen att ett fel hittas efter produktlanseringen. I så fall är den enda lösningen att återkalla produkten och fysiskt ersätta ROM-chippet med ett uppdaterat.

PROM, eller Programmable Read Only Memory, uppfanns 1956, tog upp de två första frågorna och diskuterade delvis den tredje. Den gjorde detta genom att tillåta en generisk design att produceras av ett gjuteri med möjligheten för varje chip att programmeras när som helst genom att exakt applicera stora spänningar. Detta gjorde det möjligt för företag att beställa gigantiska partier av i huvudsak tomma PROM-chips och sedan programmera dem efter behov.

EPROM, EEPROM och Flash

EPROM, förkortning för Erasable Programmable Read Only Memory, var den efterföljande utvecklingen 1971. Liksom PROM kunde tomma chips köpas i bulk och programmeras efter behov. Kritiskt sett kunde EPROM också raderas. Processen för att göra det var lite komplicerad. Det kräver dock att chippet utsätts för intensivt ultraviolett ljus.

Raderingsprocessen behövde cirka 10 minuter under en stark UV-källa, en vecka för direkt solljus eller tre år för standardrumslysrörsbelysning. EPROM begränsade antalet gånger det kunde raderas, men detta var vanligtvis tusentals gånger, vilket löste det tredje problemet effektivt.

EPROM-chips inrymdes i lådor med ett transparent kvartsfönster för att underlätta UV-exponering. En märkesdekal placerades vanligtvis ovanpå för att förhindra oavsiktlig avslöjande och radering. Klistermärket var vanligtvis foliebakat för att säkerställa att UV-ljus inte kunde nå chippet. I vissa fall designades EPROM-chips med fönstret och såldes i solid förpackning, vilket i huvudsak gjorde dem till PROM-chips.

EEPROM, eller Electronically Erasable Programmable Read Only Memory, utvecklat 1972, löste i allmänhet det fjärde problemet. Det skulle kunna raderas elektroniskt. Detta innebar att minneschippet kunde raderas och omprogrammeras på plats med en lämplig anslutning till en styrenhet snarare än att kräva att chippet skulle tas bort.

Flashminne är en form av EEPROM som uppfanns i början av 1980-talet. Dess främsta fördelar är att det gör chiputrymmet mer effektivt och omprogrammeras tusentals gånger utan skador eller radering. Omprogrammering kan begränsas till en del av chippet snarare än hela grejen. Radering och omprogrammeringsprocessen är mycket snabbare och får namnet Flash.

I moderna datorer

I moderna enheter är RAM fortfarande universellt. ROM bibehöll popularitet under lång tid, just maskerade ROM eftersom det var billigt att producera. I den samtida världen är det dock viktigt att kunna skicka firmwareuppdateringar till enheter. Detta har generellt lett till att ROM nästan helt har ersatts med flashminne. Den utför samma funktionalitet men kan programmeras om efter behov. Vanligtvis kan omprogrammerbar ROM konfigureras med skrivskydd för att bli skrivskyddad. Detta är dock inte en felsäker lösning.

Flash-minnet har sett ytterligare framsteg, med NAND-flashminne som utvecklats till SSD som en alternativ sekundär lagringsmekanism till hårddiskar.

Andra användningsområden

Programvara som historiskt har hittats på ROM-chips, inklusive flashminne, kallas ofta för ROM. Detta namn kommer från förkortningen av termen ROM-bilder. Till exempel delar många retrospelentusiaster på och handlar klassiska spel som kan spelas på moderna datorer genom emulatorer. Denna terminologi kan också överföras till mobila operativsystem, där anpassade versioner av Android ofta kallas ROM.

Slutsats

ROM står för Read Only Memory . Det hänvisade ursprungligen till primärminne som bara någonsin kunde programmeras under tillverkningen. Med utvecklingen över tid blev det dock möjligt att programmera om ROM med varierande svårighetsgrad och hårdvarukrav.

I modern datoranvändning ersätts ROM helt och hållet med flashminne, som är billigt tillgängligt och kan programmeras om, vilket möjliggör installation av firmwareuppdateringar. Realistiskt sett lämnar detta nu ROM som en föråldrad term eftersom "Read Only"-minnet faktiskt kan skrivas över.