Paměť s náhodným přístupem -Random-access memory

Příklad zapisovatelné nestálé paměti s náhodným přístupem: Synchronní dynamické moduly RAM , primárně používané jako hlavní paměť v osobních počítačích , pracovních stanicích a serverech .
Paměť RAM 8GB DDR3 s bílým chladičem

Paměť s náhodným přístupem ( RAM ; / r æ m / ) je forma počítačové paměti , kterou lze číst a měnit v libovolném pořadí, obvykle se používá k ukládání pracovních dat a strojového kódu . Paměťové zařízení s náhodným přístupem umožňuje číst nebo zapisovat datové položky téměř za stejnou dobu bez ohledu na fyzické umístění dat v paměti, na rozdíl od jiných médií pro ukládání dat s přímým přístupem (jako jsou pevné disky , CD RW , DVD-RW a starší magnetické pásky a bubnové paměti ), kde se doba potřebná ke čtení a zápisu datových položek výrazně liší v závislosti na jejich fyzickém umístění na záznamovém médiu, kvůli mechanickým omezením, jako je rychlost otáčení média a pohyb ramene.

RAM obsahuje multiplexní a demultiplexní obvody pro připojení datových linek k adresovanému úložišti pro čtení nebo zápis záznamu. Obvykle se pomocí stejné adresy přistupuje k více než jednomu bitu úložiště a zařízení RAM mají často více datových linek a říká se, že jsou to "8bitová" nebo "16bitová" atd. zařízení.

V dnešní technologii má paměť s náhodným přístupem podobu čipů s integrovaným obvodem (IC) s paměťovými buňkami MOS (metal-oxide-semiconductor) . RAM je normálně spojena s energeticky závislými typy paměti (jako jsou moduly dynamické paměti s náhodným přístupem (DRAM) , kde se uložené informace ztratí, pokud je odpojeno napájení, ačkoli byla vyvinuta také energeticky nezávislá paměť RAM. Existují další typy energeticky nezávislých pamětí , které umožňují náhodný přístup pro operace čtení, ale buď neumožňují operace zápisu, nebo mají jiné druhy omezení. Patří mezi ně většina typů ROM a typ flash paměti nazývaný NOR-Flash .

Dva hlavní typy volatilní polovodičové paměti s náhodným přístupem jsou statická paměť s náhodným přístupem (SRAM) a dynamická paměť s náhodným přístupem (DRAM). Komerční využití polovodičové RAM se datuje do roku 1965, kdy IBM představila čip SP95 SRAM pro svůj počítač System/360 Model 95 a Toshiba použila paměťové buňky DRAM pro svůj elektronický kalkulátor Toscal BC-1411 , oba založené na bipolárních tranzistorech . Komerční paměť MOS, založená na tranzistorech MOS , byla vyvinuta na konci 60. let a od té doby se stala základem pro všechny komerční polovodičové paměti. První komerční čip DRAM IC, Intel 1103 , byl představen v říjnu 1970. Synchronní dynamická paměť s náhodným přístupem (SDRAM) později debutovala s čipem Samsung KM48SL2000 v roce 1992.

Dějiny

Tyto tabelovací stroje IBM z poloviny 30. let využívaly k ukládání informací mechanické čítače
1 - megabitový (Mbit) čip, jeden z posledních modelů vyvinutých společností VEB Carl Zeiss Jena v roce 1989

Dřívější počítače používaly pro funkce hlavní paměti relé , mechanické čítače nebo zpožďovací linky . Ultrazvukové zpožďovací linky byly sériová zařízení , která mohla reprodukovat data pouze v pořadí, v jakém byla zapsána. Paměť bubnu by mohla být rozšířena při relativně nízkých nákladech, ale efektivní vyhledávání položek paměti vyžadovalo znalost fyzického uspořádání bubnu pro optimalizaci rychlosti. Západky postavené z elektronkových triod a později z jednotlivých tranzistorů byly použity pro menší a rychlejší paměti, jako jsou registry. Takové registry byly relativně velké a příliš nákladné na to, aby je bylo možné použít pro velké množství dat; obecně lze poskytnout pouze několik desítek nebo několik set bitů takové paměti.

První praktická forma paměti s náhodným přístupem byla Williamsova trubice počínaje rokem 1947. Ukládala data jako elektricky nabité body na povrchu katodové trubice . Protože elektronový paprsek CRT mohl číst a zapisovat body na trubici v libovolném pořadí, paměť byla náhodná. Kapacita Williamsovy elektronky byla několik set až asi tisíc bitů, ale byla mnohem menší, rychlejší a energeticky účinnější než použití jednotlivých západek elektronek. Williamsova trubice, vyvinutá na University of Manchester v Anglii, poskytla médium, na kterém byl implementován první elektronicky uložený program v počítači Manchester Baby , který poprvé úspěšně spustil program 21. června 1948. Ve skutečnosti spíše než paměť Williamsovy trubice Baby byl navržen pro dítě a byl testovacím zařízením , které prokázalo spolehlivost paměti.

Paměť s magnetickým jádrem byla vynalezena v roce 1947 a vyvíjela se až do poloviny 70. let. Stala se rozšířenou formou paměti s náhodným přístupem, která se opírala o pole magnetizovaných prstenců. Změnou smyslu magnetizace každého prstence by mohla být data uložena s jedním bitem uloženým na prstenec. Vzhledem k tomu, že každý prsten měl kombinaci adresových vodičů pro výběr a čtení nebo zápis, byl možný přístup k libovolnému paměťovému místu v libovolném pořadí. Paměť s magnetickým jádrem byla standardní formou počítačového paměťového systému, dokud nebyla začátkem 70. let nahrazena polovodičovou pamětí MOS ( kov–oxid–křemík ) v integrovaných obvodech (IC).

Před vývojem integrovaných obvodů pouze pro čtení (ROM) byla permanentní ( nebo pouze pro čtení ) paměť s náhodným přístupem často konstruována pomocí matic diod řízených adresovými dekodéry nebo speciálně navinutými paměťovými rovinami jádra.

Polovodičová paměť začala v 60. letech 20. století s bipolární pamětí, která používala bipolární tranzistory . I když zlepšil výkon, nemohl konkurovat nižší ceně paměti s magnetickým jádrem.

MOS RAM

Vynález MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect tranzistor), také známý jako MOS tranzistor, autory Mohamed M. Atalla a Dawon Kahng v Bell Labs v roce 1959, vedl k vývoji metal-oxide-semiconductor (MOS ) paměti od Johna Schmidta ve Fairchild Semiconductor v roce 1964. Kromě vyššího výkonu byly polovodičové paměti MOS levnější a spotřebovávaly méně energie než paměti s magnetickým jádrem. Vývoj technologie MOS integrovaného obvodu s křemíkovou bránou (MOS IC) Federico Faggin ve Fairchildu v roce 1968 umožnil výrobu paměťových čipů MOS . Paměť MOS předstihla magnetické jádro paměti jako dominantní paměťovou technologii na počátku 70. let.

Integrovaná bipolární statická paměť s náhodným přístupem (SRAM) byla vynalezena Robertem H. Normanem ve Fairchild Semiconductor v roce 1963. Po ní následoval vývoj MOS SRAM Johnem Schmidtem ve Fairchildu v roce 1964. SRAM se stal alternativou k paměti s magnetickým jádrem , ale vyžadovalo šest MOS tranzistorů pro každý bit dat. Komerční využití SRAM začalo v roce 1965, kdy IBM představilo paměťový čip SP95 pro System/360 Model 95 .

Dynamická paměť s náhodným přístupem (DRAM) umožnila nahrazení 4 nebo 6-tranzistorového blokovacího obvodu jediným tranzistorem pro každý paměťový bit, což značně zvýšilo hustotu paměti za cenu volatility. Data byla uložena v nepatrné kapacitě každého tranzistoru a musela být periodicky obnovována každých několik milisekund, než mohl náboj uniknout. Elektronická kalkulačka Toscal BC-1411 společnosti Toshiba , která byla představena v roce 1965, používala formu kapacitní bipolární paměti DRAM, která ukládala 180bitová data na samostatné paměťové buňky , sestávající z germaniových bipolárních tranzistorů a kondenzátorů. Zatímco nabízela lepší výkon oproti pamětem s magnetickým jádrem, bipolární DRAM nemohla konkurovat nižší ceně tehdy dominantních pamětí s magnetickým jádrem.

Technologie MOS je základem moderní DRAM. V roce 1966 pracoval Dr. Robert H. Dennard ve výzkumném středisku IBM Thomase J. Watsona na paměti MOS. Při zkoumání vlastností technologie MOS zjistil, že je schopna vytvářet kondenzátory a že uložení náboje nebo žádného náboje na kondenzátoru MOS může představovat 1 a 0 bitu, zatímco tranzistor MOS může řídit zápis náboje do kondenzátor. To vedlo k jeho vývoji jednotranzistorové paměťové buňky DRAM. V roce 1967 podal Dennard patent společnosti IBM na jednotranzistorovou paměťovou buňku DRAM, založenou na technologii MOS. První komerční DRAM IC čip byl Intel 1103 , který byl vyroben na 8  µm MOS procesu s kapacitou 1 kbit a byl uveden na trh v roce 1970.  

Synchronní dynamická paměť s náhodným přístupem (SDRAM) byla vyvinuta společností Samsung Electronics . První komerční čip SDRAM byl Samsung KM48SL2000, který měl kapacitu 16 Mbit . Byl představen společností Samsung v roce 1992 a sériově vyráběn v roce 1993. První komerční paměťový čip DDR SDRAM ( SDRAM s dvojnásobnou přenosovou rychlostí ) byl 64 Mbitový čip DDR SDRAM společnosti Samsung, uvedený na trh v červnu 1998. GDDR (grafická DDR) je forma DDR SGRAM (synchronní grafická RAM), která byla poprvé vydána společností Samsung jako 16 Mbit paměťový čip v roce 1998.    

Typy

Dvě široce používané formy moderní paměti RAM jsou statická RAM (SRAM) a dynamická RAM (DRAM). V SRAM je bit dat uložen pomocí stavu šestitranzistorové paměťové buňky , typicky pomocí šesti MOSFET (tranzistory s kovovým oxidem a polovodičovým polem). Tato forma paměti RAM je dražší na výrobu, ale je obecně rychlejší a vyžaduje méně dynamického výkonu než DRAM. V moderních počítačích se SRAM často používá jako mezipaměť pro CPU . DRAM ukládá trochu dat pomocí páru tranzistoru a kondenzátoru (typicky MOSFET a MOS kondenzátor , v tomto pořadí), které dohromady tvoří buňku DRAM. Kondenzátor má vysoký nebo nízký náboj (1 nebo 0) a tranzistor funguje jako spínač, který umožňuje řídicím obvodům na čipu číst stav nabití kondenzátoru nebo jej měnit. Protože výroba této formy paměti je levnější než statická RAM, je to převládající forma počítačové paměti používané v moderních počítačích.

Statická i dynamická RAM jsou považovány za nestálé , protože jejich stav se ztratí nebo resetuje, když je systém odpojen od napájení. Naproti tomu paměť pouze pro čtení (ROM) ukládá data trvalým povolením nebo zakázáním vybraných tranzistorů, takže paměť nelze změnit. Zapisovatelné varianty ROM (jako EEPROM a NOR flash ) sdílejí vlastnosti ROM i RAM, což umožňuje, aby data přetrvávala bez napájení a byla aktualizována bez potřeby speciálního vybavení. Paměť ECC (která může být buď SRAM nebo DRAM) obsahuje speciální obvody pro detekci a/nebo opravu náhodných chyb (chyby paměti) v uložených datech pomocí paritních bitů nebo kódů opravy chyb .

Obecně se termín RAM týká pouze polovodičových paměťových zařízení (buď DRAM nebo SRAM) a konkrétněji hlavní paměti ve většině počítačů. V optickém úložišti je termín DVD-RAM poněkud nesprávné, protože na rozdíl od CD-RW nebo DVD-RW nemusí být před opětovným použitím vymazán. Přesto se DVD-RAM chová podobně jako pevný disk, i když je poněkud pomalejší.

Paměťová buňka

Paměťová buňka je základním stavebním kamenem počítačové paměti . Paměťová buňka je elektronický obvod , který ukládá jeden bit binární informace a musí být nastaven tak, aby ukládal logickou 1 (vysokonapěťová úroveň) a resetován, aby ukládal logickou 0 (nízká úroveň napětí). Jeho hodnota je udržována/uložena, dokud není změněna procesem set/reset. K hodnotě v paměťové buňce lze přistupovat jejím přečtením.

V SRAM je paměťová buňka typem klopného obvodu, obvykle implementovaného pomocí FET . To znamená, že SRAM vyžaduje velmi nízkou spotřebu energie, když není přístupná, ale je drahá a má nízkou hustotu úložiště.

Druhý typ, DRAM, je založen na kondenzátoru. Nabíjení a vybíjení tohoto kondenzátoru může v článku uložit "1" nebo "0". Náboj v tomto kondenzátoru však pomalu uniká a musí být pravidelně obnovován. Díky tomuto obnovovacímu procesu využívá DRAM více energie, ale může dosáhnout větší hustoty úložiště a nižších jednotkových nákladů ve srovnání s SRAM.

SRAM Cell (6 tranzistorů)
DRAM buňka (1 tranzistor a jeden kondenzátor)

Adresování

Aby byly paměťové buňky užitečné, musí být čitelné a zapisovatelné. V rámci zařízení RAM se pro výběr paměťových buněk používají obvody multiplexování a demultiplexování. Zařízení RAM má typicky sadu adresních řádků A0... An a pro každou kombinaci bitů, které mohou být aplikovány na tyto řádky, je aktivována sada paměťových buněk. Díky tomuto adresování mají zařízení RAM prakticky vždy kapacitu paměti, která je mocninou dvou.

Obvykle několik paměťových buněk sdílí stejnou adresu. Například 4bitový „široký“ čip RAM má 4 paměťové buňky pro každou adresu. Šířka paměti a mikroprocesoru se často liší, pro 32bitový mikroprocesor by bylo potřeba osm 4bitových čipů RAM.

Často je potřeba více adres, než může poskytnout zařízení. V takovém případě se k aktivaci správného zařízení, ke kterému se přistupuje, používají externí multiplexory zařízení.

Hierarchie paměti

Je možné číst a přepisovat data v paměti RAM. Mnoho počítačových systémů má paměťovou hierarchii sestávající z registrů procesoru , vyrovnávací paměti SRAM , externích vyrovnávací paměti , DRAM , stránkovacích systémů a virtuální paměti nebo odkládacího prostoru na pevném disku. Celý tento fond paměti může být mnoha vývojáři označován jako „RAM“, i když různé subsystémy mohou mít velmi odlišné časy přístupu , což porušuje původní koncept za termínem náhodného přístupu v RAM. Dokonce i na úrovni hierarchie, jako je DRAM, konkrétní řádky, sloupce, banka, pořadí , kanál nebo prokládání komponent činí přístupovou dobu proměnlivou, i když ne do té míry, aby byla proměnná přístupová doba k rotujícímu úložnému médiu nebo pásce. . Celkovým cílem použití paměťové hierarchie je získat nejvyšší možný průměrný přístupový výkon při minimalizaci celkových nákladů na celý paměťový systém (obecně se hierarchie paměti řídí přístupovou dobou s rychlými CPU registry nahoře a pomalým pevným diskem). dole).

V mnoha moderních osobních počítačích se RAM dodává ve snadno upgradované formě modulů nazývaných paměťové moduly nebo moduly DRAM o velikosti několika tyčinek žvýkačky. Mohou být rychle vyměněny, pokud se poškodí nebo když měnící se potřeby vyžadují větší úložnou kapacitu. Jak bylo navrženo výše, menší množství paměti RAM (většinou SRAM) je také integrováno v CPU a dalších integrovaných obvodech na základní desce , stejně jako v pevných discích, CD-ROMech a několika dalších částech počítačového systému.

Další využití paměti RAM

Paměť SO-DIMM paměti RAM pro notebook, zhruba poloviční velikosti paměti RAM pro stolní počítače .

Kromě toho, že RAM slouží jako dočasné úložiště a pracovní prostor pro operační systém a aplikace, je využívána mnoha dalšími způsoby.

Virtuální paměť

Většina moderních operačních systémů používá metodu rozšíření kapacity RAM, známou jako „virtuální paměť“. Část pevného disku počítače je vyhrazena pro stránkovací soubor nebo odkládací oddíl a kombinace fyzické paměti RAM a stránkovacího souboru tvoří celkovou paměť systému. (Například, pokud má počítač 2 GB (1024 3 B) paměti RAM a 1 GB stránkovacího souboru, má operační systém k dispozici celkem 3 GB paměti.) Když systému dochází fyzická paměť, může „ vyměnit "" části paměti RAM do stránkovacího souboru, aby se uvolnilo místo pro nová data a také ke čtení dříve odložených informací zpět do paměti RAM. Nadměrné používání tohoto mechanismu má za následek mlácení a obecně omezuje celkový výkon systému, zejména proto, že pevné disky jsou mnohem pomalejší než RAM.

RAM disk

Software může „rozdělit“ část paměti RAM počítače, což mu umožňuje fungovat jako mnohem rychlejší pevný disk, který se nazývá RAM disk . Disk RAM ztratí uložená data při vypnutí počítače, pokud není paměť uspořádána tak, aby měla záložní zdroj baterie, nebo pokud nejsou změny na disku RAM zapsány na energeticky nezávislý disk. Disk RAM se znovu načte z fyzického disku po inicializaci disku RAM.

Stínová RAM

Někdy se obsah relativně pomalého čipu ROM zkopíruje do paměti pro čtení/zápis, aby se zkrátily časy přístupu. Čip ROM je pak deaktivován, zatímco inicializovaná paměťová místa jsou přepnuta na stejný blok adres (často chráněný proti zápisu). Tento proces, někdy nazývaný stínování , je poměrně běžný v počítačích i vestavěných systémech .

Běžným příkladem je, že BIOS v typických osobních počítačích má často možnost nazvanou „použít stínový BIOS“ nebo podobně. Je-li povoleno, funkce, které se spoléhají na data z paměti ROM systému BIOS, místo toho používají umístění DRAM (většina může také přepínat stínování ROM grafické karty nebo jiných sekcí ROM). V závislosti na systému to nemusí vést ke zvýšení výkonu a může způsobit nekompatibilitu. Některý hardware může být například pro operační systém nedostupný, pokud je použita stínová paměť RAM. Na některých systémech může být výhoda hypotetická, protože BIOS se po nabootování nepoužívá ve prospěch přímého přístupu k hardwaru. Volná paměť je zmenšena o velikost stínovaných ROM.

Nedávný vývoj

Ve vývoji je několik nových typů energeticky nezávislých RAM , které uchovávají data při vypnutí. Použité technologie zahrnují uhlíkové nanotrubice a přístupy využívající tunelovou magnetorezistenci . Mezi 1. generací MRAM byl v létě 2003 vyroben čip 128 kbit ( 128 × 2 10 bajtů) 0,18 µm technologií. V červnu 2004 představila společnost Infineon Technologies prototyp 16  MB (16 × 2 20 bajtů) opět založený na Technologie 0,18 µm. V současné době se vyvíjejí dvě techniky 2. generace: tepelně asistované přepínání (TAS), které je vyvíjeno společností Crocus Technology , a točivý moment rotace (STT), na kterém pracují Crocus , Hynix , IBM a několik dalších společností. Nantero v roce 2004 postavilo funkční prototyp paměťových uhlíkových nanotrubiček 10  GB (10 × 2 30 bajtů) pole. Zda některé z těchto technologií mohou nakonec získat významný podíl na trhu buď DRAM, SRAM nebo technologie flash paměti, se však teprve uvidí. .

Od roku 2006 jsou k dispozici „ pevné disky “ (na bázi flash paměti) s kapacitou přesahující 256 gigabajtů a výkonem daleko přesahujícím tradiční disky. Tento vývoj začal stírat definici mezi tradiční pamětí s náhodným přístupem a „disky“, čímž se dramaticky zmenšil rozdíl ve výkonu.

Některé druhy paměti s náhodným přístupem, jako je „ EcoRAM “, jsou speciálně navrženy pro serverové farmy , kde je nízká spotřeba energie důležitější než rychlost.

Paměťová zeď

"Paměťová zeď" je rostoucí nepoměr rychlosti mezi CPU a pamětí mimo CPU čip. Důležitým důvodem tohoto rozdílu je omezená šířka komunikačního pásma za hranicemi čipu, která se také označuje jako zeď šířky pásma . Od roku 1986 do roku 2000 se rychlost CPU zlepšila o 55 % ročně, zatímco rychlost paměti se zlepšila pouze o 10 %. Vzhledem k těmto trendům se očekávalo, že se latence paměti stane drtivou překážkou ve výkonu počítače.

Zlepšení rychlosti CPU se výrazně zpomalilo částečně kvůli velkým fyzickým bariérám a částečně proto, že současné návrhy CPU již v určitém smyslu narazily na paměťovou zeď. Intel tyto příčiny shrnul v dokumentu z roku 2005.

Za prvé, jak se geometrie čipu zmenšuje a hodinové frekvence rostou, svodový proud tranzistoru se zvyšuje, což vede k nadměrné spotřebě energie a teplu... Za druhé, výhody vyšších rychlostí hodin jsou částečně negovány latencí paměti, protože doba přístupu do paměti nebyl schopen držet krok s rostoucími hodinovými frekvencemi. Zatřetí, pro určité aplikace jsou tradiční sériové architektury stále méně efektivní, protože procesory jsou rychlejší (kvůli takzvanému Von Neumannovu úzkému hrdlu ), což dále podkopává veškeré zisky, které by jinak zvýšení frekvence mohlo získat. Kromě toho, částečně kvůli omezením ve způsobu vytváření indukčnosti v polovodičových zařízeních, zpoždění odporu a kapacity (RC) při přenosu signálu narůstá, protože velikost prvků se zmenšuje, což vytváří další úzké místo, které zvýšení frekvence neřeší.

Zpoždění RC v přenosu signálu bylo také zaznamenáno v „Clock Rate versus IPC: The End of the Road for Conventional Microarchitectures“, který předpokládal maximálně 12,5% průměrné roční zlepšení výkonu CPU mezi roky 2000 a 2014.

Odlišným konceptem je mezera ve výkonu procesoru a paměti, kterou lze řešit 3D integrovanými obvody , které snižují vzdálenost mezi logickými a paměťovými aspekty, které jsou ve 2D čipu dále od sebe. Návrh paměťového subsystému vyžaduje zaměření na mezeru, která se postupem času zvětšuje. Hlavní metodou překlenutí propasti je použití vyrovnávací paměti ; malé množství vysokorychlostní paměti, která obsahuje nedávné operace a instrukce v blízkosti procesoru, což urychluje provádění těchto operací nebo instrukcí v případech, kdy jsou často volány. Bylo vyvinuto několik úrovní ukládání do mezipaměti, aby se vypořádalo s prohlubující se mezerou, a výkon vysokorychlostních moderních počítačů závisí na vyvíjejících se technikách ukládání do mezipaměti. Mezi růstem rychlosti procesoru a zpožďováním rychlosti přístupu k hlavní paměti může být až 53% rozdíl.

Pevné disky SSD nadále rostly rychlostí, z ~400 Mbit/s přes SATA3 v roce 2012 až na ~3 GB/s přes NVMe / PCIe v roce 2018, čímž se zmenšila mezera mezi rychlostí paměti RAM a pevného disku, i když RAM stále roste. být o řád rychlejší, s jednopásmovými DDR4 3200 schopnými 25 GB/s a moderními GDDR ještě rychlejšími. Rychlé, levné, energeticky nezávislé disky SSD nahradily některé funkce, které dříve vykonávala RAM, jako je uchovávání určitých dat pro okamžitou dostupnost na serverových farmách – 1 terabajt úložiště SSD lze mít za 200 USD, zatímco 1 TB RAM by stál tisíce dolarů.

Časová osa

SRAM

Statická paměť s náhodným přístupem (SRAM)
Datum zavedení Jméno čipu Kapacita ( bitů ) Doba přístupu Typ SRAM Výrobce (výrobci) Proces MOSFET Ref
března 1963 1-bit ? bipolární ( buňka ) Fairchild
1965 ? 8bitový ? Bipolární IBM ?
SP95 16bitový ? Bipolární IBM ?
? 64bitový ? MOSFET Fairchild ? PMOS
1966 TMC3162 16bitový ? bipolární ( TTL ) Transitron ?
? ? ? MOSFET NEC ? ?
1968 ? 64bitový ? MOSFET Fairchild ? PMOS
144bitový ? MOSFET NEC ? NMOS
512-bit ? MOSFET IBM ? NMOS
1969 ? 128bitový ? Bipolární IBM ?
1101 256-bit 850 ns MOSFET Intel 12 000 nm PMOS
1972 2102 1 kbit ? MOSFET Intel ? NMOS
1974 5101 1 kbit 800 ns MOSFET Intel ? CMOS
2102A 1 kbit 350 ns MOSFET Intel ? NMOS ( vyčerpání )
1975 2114 4 kbit 450 ns MOSFET Intel ? NMOS
1976 2115 1 kbit 70 ns MOSFET Intel ? NMOS ( HMOS )
2147 4 kbit 55 ns MOSFET Intel ? NMOS (HMOS)
1977 ? 4 kbit ? MOSFET Toshiba ? CMOS
1978 HM6147 4 kbit 55 ns MOSFET Hitachi 3000 nm CMOS ( dvoujamková )
TMS4016 16 kbit ? MOSFET Texas Instruments ? NMOS
1980 ? 16 kbit ? MOSFET Hitachi, Toshiba ? CMOS
64 kbit ? MOSFET Matsushita
1981 ? 16 kbit ? MOSFET Texas Instruments 2500 nm NMOS
října 1981 ? 4 kbit 18 ns MOSFET Matsushita, Toshiba 2000 nm CMOS
1982 ? 64 kbit ? MOSFET Intel 1500 nm NMOS (HMOS)
února 1983 ? 64 kbit 50 ns MOSFET Mitsubishi ? CMOS
1984 ? 256 kbit ? MOSFET Toshiba 1200 nm CMOS
1987 ? 1 Mbit ? MOSFET Sony , Hitachi, Mitsubishi , Toshiba ? CMOS
prosince 1987 ? 256 kbit 10 ns BiMOS Texas Instruments 800 nm BiCMOS
1990 ? 4 Mbit 15–23 ns MOSFET NEC, Toshiba, Hitachi, Mitsubishi ? CMOS
1992 ? 16 Mbit 12–15 ns MOSFET Fujitsu , NEC 400 nm
prosince 1994 ? 512 kbit 2,5 ns MOSFET IBM ? CMOS ( SOI )
1995 ? 4 Mbit 6 ns Mezipaměť ( SyncBurst ) Hitachi 100 nm CMOS
256 Mbit ? MOSFET Hyundai ? CMOS

DOUŠEK

Dynamická paměť s náhodným přístupem (DRAM)
Datum zavedení Jméno čipu Kapacita ( bitů ) typ DRAM Výrobce (výrobci) Proces MOSFET Plocha Ref
1965 1 bit DRAM ( buňka ) Toshiba
1967 1 bit DRAM (buňka) IBM MOS
1968 ? 256 bit DRAM ( IC ) Fairchild ? PMOS ?
1969 1 bit DRAM (buňka) Intel PMOS
1970 1102 1 kbit DRAM (IC) Intel, Honeywell ? PMOS ?
1103 1 kbit DOUŠEK Intel 8000 nm PMOS 10 mm²
1971 μPD403 1 kbit DOUŠEK NEC ? NMOS ?
? 2 kbit DOUŠEK Obecný nástroj ? PMOS 13 mm²
1972 2107 4 kbit DOUŠEK Intel ? NMOS ?
1973 ? 8 kbit DOUŠEK IBM ? PMOS 19 mm²
1975 2116 16 kbit DOUŠEK Intel ? NMOS ?
1977 ? 64 kbit DOUŠEK NTT ? NMOS 35 mm²
1979 MK4816 16 kbit PSRAM Mostek ? NMOS ?
? 64 kbit DOUŠEK Siemens ? VMOS 25 mm²
1980 ? 256 kbit DOUŠEK NEC, NTT 1 000–1 500 nm NMOS 34–42 mm²
1981 ? 288 kbit DOUŠEK IBM ? MOS 25 mm²
1983 ? 64 kbit DOUŠEK Intel 1500 nm CMOS 20 mm²
256 kbit DOUŠEK NTT ? CMOS 31 mm²
5. ledna 1984 ? 8 Mbit DOUŠEK Hitachi ? MOS ?
února 1984 ? 1 Mbit DOUŠEK Hitachi, NEC 1000 nm NMOS 74–76 mm²
NTT 800 nm CMOS 53 mm²
1984 TMS4161 64 kbit DPRAM ( VRAM ) Texas Instruments ? NMOS ?
ledna 1985 μPD41264 256 kbit DPRAM (VRAM) NEC ? NMOS ?
června 1986 ? 1 Mbit PSRAM Toshiba ? CMOS ?
1986 ? 4 Mbit DOUŠEK NEC 800 nm NMOS 99 mm²
Texas Instruments, Toshiba 1000 nm CMOS 100–137 mm²
1987 ? 16 Mbit DOUŠEK NTT 700 nm CMOS 148 mm²
října 1988 ? 512 kbit HSDRAM IBM 1000 nm CMOS 78 mm²
1991 ? 64 Mbit DOUŠEK Matsushita , Mitsubishi , Fujitsu , Toshiba 400 nm CMOS ?
1993 ? 256 Mbit DOUŠEK Hitachi, NEC 250 nm CMOS ?
1995 ? 4 Mbit DPRAM (VRAM) Hitachi ? CMOS ?
9. ledna 1995 ? 1 Gbit DOUŠEK NEC 250 nm CMOS ?
Hitachi 160 nm CMOS ?
1996 ? 4 Mbit FRAM Samsung ? NMOS ?
1997 ? 4 Gbit QLC NEC 150 nm CMOS ?
1998 ? 4 Gbit DOUŠEK Hyundai ? CMOS ?
června 2001 TC51W3216XB 32 Mbit PSRAM Toshiba ? CMOS ?
února 2001 ? 4 Gbit DOUŠEK Samsung 100 nm CMOS ?

SDRAM

Synchronní dynamická paměť s náhodným přístupem (SDRAM)
Datum zavedení Jméno čipu Kapacita ( bitů ) typ SDRAM Výrobce (výrobci) Proces MOSFET Plocha Ref
1992 KM48SL2000 16 Mbit SDR Samsung ? CMOS ?
1996 MSM5718C50 18 Mbit RDRAM Oki ? CMOS 325 mm 2
N64 RDRAM 36 Mbit RDRAM NEC ? CMOS ?
? 1024 Mbit SDR Mitsubishi 150 nm CMOS ?
1997 ? 1024 Mbit SDR Hyundai ? SOI ?
1998 MD5764802 64 Mbit RDRAM Oki ? CMOS 325 mm 2
březen 1998 Přímá RDRAM 72 Mbit RDRAM Rambus ? CMOS ?
června 1998 ? 64 Mbit DDR Samsung ? CMOS ?
1998 ? 64 Mbit DDR Hyundai ? CMOS ?
128 Mbit SDR Samsung ? CMOS ?
1999 ? 128 Mbit DDR Samsung ? CMOS ?
1024 Mbit DDR Samsung 140 nm CMOS ?
2000 GS eDRAM 32 Mbit eDRAM Sony , Toshiba 180 nm CMOS 279 mm2
2001 ? 288 Mbit RDRAM Hynix ? CMOS ?
? DDR2 Samsung 100 nm CMOS ?
2002 ? 256 Mbit SDR Hynix ? CMOS ?
2003 EE+GS eDRAM 32 Mbit eDRAM Sony, Toshiba 90 nm CMOS 86 mm2
? 72 Mbit DDR3 Samsung 90 nm CMOS ?
512 Mbit DDR2 Hynix ? CMOS ?
Elpida 110 nm CMOS ?
1024 Mbit DDR2 Hynix ? CMOS ?
2004 ? 2048 Mbit DDR2 Samsung 80 nm CMOS ?
2005 EE+GS eDRAM 32 Mbit eDRAM Sony, Toshiba 65 nm CMOS 86 mm2
Xenos eDRAM 80 Mbit eDRAM NEC 90 nm CMOS ?
? 512 Mbit DDR3 Samsung 80 nm CMOS ?
2006 ? 1024 Mbit DDR2 Hynix 60 nm CMOS ?
2008 ? ? LPDDR2 Hynix ?
dubna 2008 ? 8192 Mbit DDR3 Samsung 50 nm CMOS ?
2008 ? 16384 Mbit DDR3 Samsung 50 nm CMOS ?
2009 ? ? DDR3 Hynix 44 nm CMOS ?
2048 Mbit DDR3 Hynix 40 nm
2011 ? 16384 Mbit DDR3 Hynix 40 nm CMOS ?
2048 Mbit DDR4 Hynix 30 nm CMOS ?
2013 ? ? LPDDR4 Samsung 20 nm CMOS ?
2014 ? 8192 Mbit LPDDR4 Samsung 20 nm CMOS ?
2015 ? 12 Gbit LPDDR4 Samsung 20 nm CMOS ?
2018 ? 8192 Mbit LPDDR5 Samsung 10 nm FinFET ?
128 Gbit DDR4 Samsung 10 nm FinFET ?

SGRAM a HBM

Synchronní grafická paměť s náhodným přístupem (SGRAM) a High Bandwidth Memory (HBM)
Datum zavedení Jméno čipu Kapacita ( bitů ) typ SDRAM Výrobce (výrobci) Proces MOSFET Plocha Ref
listopadu 1994 HM5283206 8 Mbit SGRAM ( SDR ) Hitachi 350 nm CMOS 58 mm 2
prosince 1994 μPD481850 8 Mbit SGRAM (SDR) NEC ? CMOS 280 mm 2
1997 μPD4811650 16 Mbit SGRAM (SDR) NEC 350 nm CMOS 280 mm 2
září 1998 ? 16 Mbit SGRAM ( GDDR ) Samsung ? CMOS ?
1999 KM4132G112 32 Mbit SGRAM (SDR) Samsung ? CMOS ?
2002 ? 128 Mbit SGRAM ( GDDR2 ) Samsung ? CMOS ?
2003 ? 256 Mbit SGRAM (GDDR2) Samsung ? CMOS ?
SGRAM ( GDDR3 )
březen 2005 K4D553238F 256 Mbit SGRAM (GDDR) Samsung ? CMOS 77 mm2
října 2005 ? 256 Mbit SGRAM ( GDDR4 ) Samsung ? CMOS ?
2005 ? 512 Mbit SGRAM (GDDR4) Hynix ? CMOS ?
2007 ? 1024 Mbit SGRAM ( GDDR5 ) Hynix 60 nm
2009 ? 2048 Mbit SGRAM (GDDR5) Hynix 40 nm
2010 K4W1G1646G 1024 Mbit SGRAM (GDDR3) Samsung ? CMOS 100 mm 2
2012 ? 4096 Mbit SGRAM (GDDR3) SK Hynix ? CMOS ?
2013 ? ? HBM
březen 2016 MT58K256M32JA 8 Gbit SGRAM ( GDDR5X ) Mikron 20 nm CMOS 140 mm2
června 2016 ? 32 Gbit HBM2 Samsung 20 nm CMOS ?
2017 ? 64 Gbit HBM2 Samsung 20 nm CMOS ?
ledna 2018 K4ZAF325BM 16 Gbit SGRAM ( GDDR6 ) Samsung 10 nm FinFET 225 mm 2

Viz také

Reference

externí odkazy

  • Média související s RAM na Wikimedia Commons