Оперативная память ( RAM ; / ræm / ) — это форма компьютерной памяти , которая может быть прочитана и изменена в любом порядке, обычно используемая для хранения рабочих данных и машинного кода . [1] [2] Устройство памяти с произвольным доступом позволяет считывать или записывать элементы данных практически за одно и то же время независимо от физического расположения данных внутри памяти, в отличие от других носителей данных с прямым доступом (таких как как жесткие диски , CD-RW , DVD-RW и более старыемагнитные ленты и барабанная память ), где время, необходимое для чтения и записи элементов данных, значительно различается в зависимости от их физического расположения на носителе записи из-за механических ограничений, таких как скорость вращения носителя и движение руки.
ОЗУ содержит схемы мультиплексирования и демультиплексирования для подключения линий данных к адресуемому хранилищу для чтения или записи записи. Обычно по одному и тому же адресу осуществляется доступ к более чем одному биту памяти, а устройства ОЗУ часто имеют несколько строк данных и называются «8-битными» или «16-битными» и т. Д. Устройствами. [ требуется уточнение ]
В современных технологиях память с произвольным доступом принимает форму интегральных схем (ИС) с ячейками памяти МОП (металл-оксид-полупроводник) . ОЗУ обычно ассоциируется с энергозависимыми типами памяти (такими как модули динамической оперативной памяти (DRAM) ), в которых сохраненная информация теряется при отключении питания, хотя энергонезависимая ОЗУ также была разработана. [3] Существуют и другие типы энергонезависимой памяти , которые разрешают произвольный доступ для операций чтения, но либо не разрешают операции записи, либо имеют другие ограничения на них. К ним относятся большинство типов ПЗУ и тип флэш-памяти .называется NOR-Flash .
Двумя основными типами энергозависимой полупроводниковой памяти с произвольным доступом являются статическая оперативная память (SRAM) и динамическая оперативная память (DRAM). Коммерческое использование полупроводниковой оперативной памяти восходит к 1965 году, когда IBM представила чип SP95 SRAM для своего компьютера System/360 Model 95 , а Toshiba использовала ячейки памяти DRAM для своего электронного калькулятора Toscal BC-1411 , оба основанных на биполярных транзисторах . Коммерческая МОП-память на основе МОП-транзисторов была разработана в конце 1960-х годов и с тех пор является основой всей коммерческой полупроводниковой памяти. Первая коммерческая микросхема DRAM IC, Intel 1103 ., была представлена в октябре 1970 года. Синхронная динамическая память с произвольным доступом (SDRAM) позже дебютировала с чипом Samsung KM48SL2000 в 1992 году.
Ранние компьютеры использовали реле , механические счетчики [4] или линии задержки для функций основной памяти. Ультразвуковые линии задержки были последовательными устройствами, которые могли воспроизводить данные только в том порядке, в котором они были записаны. Память барабана можно было расширить с относительно низкими затратами, но для эффективного извлечения элементов памяти требовалось знание физического расположения барабана для оптимизации скорости. Защелки, построенные из ламповых триодов , а позже и из дискретных транзисторов ., использовались для небольших и более быстрых запоминающих устройств, таких как регистры. Такие регистры были относительно большими и слишком дорогими для использования с большими объемами данных; обычно может быть предоставлено только несколько десятков или нескольких сотен битов такой памяти.
Первой практической формой оперативной памяти была трубка Вильямса, появившаяся в 1947 году. Она хранила данные в виде электрически заряженных пятен на поверхности электронно-лучевой трубки . Поскольку электронный луч ЭЛТ мог считывать и записывать точки на трубке в любом порядке, доступ к памяти был произвольным. Емкость трубки Вильямса составляла от нескольких сотен до тысячи битов, но она была намного меньше, быстрее и энергоэффективнее, чем при использовании отдельных защелок на вакуумных трубках. Разработанная в Манчестерском университете в Англии, трубка Вильямса стала средой, на которой была реализована первая хранящаяся в электронном виде программа в компьютере Manchester Baby , который впервые успешно запустил программу 21 июня 1948 года. [5] На самом деле, для Baby разрабатывалась не ламповая память Williams, а Baby, которая служила испытательным стендом для демонстрации надежности памяти. [6] [7]