Войти
Энергонезависимая память (NVM ) или энергонезависимая память - это тип компьютерной памяти, которая может извлекать сохраненную информацию даже после выключения и отключения питания. Напротив, энергозависимой памяти требуется постоянное питание для хранения данных. Примеры энергонезависимой памяти включают флэш-память, постоянную память (ROM), ферроэлектрическую RAM, большинство типов магнитных компьютерных запоминающих устройств устройства (например, жесткие диски, гибкие диски и магнитная лента ), оптические диски и ранние компьютерные методы хранения, такие как бумажная лента и перфокарты.
Энергонезависимая память обычно относится к хранению в полупроводниковой памяти микросхемах, которые хранят данные в плавающем -затвор ячейки памяти, состоящие из полевых МОП-транзисторов с плавающим затвором (полевых транзисторов металл-оксид-полупроводник ), включая флэш-память, такие как флэш-память NAND и твердотельные накопители (SSD), и микросхемы ПЗУ, такие как EPROM (стираемое программируемое ПЗУ ) и EEPROM (электрически стираемое программируемое ПЗУ). Его также можно классифицировать как традиционное энергонезависимое дисковое хранилище.
Энергонезависимая память обычно используется для вторичного хранилища или долгосрочного постоянного хранилища. Наиболее широко используемая форма первичного хранилища сегодня - это энергозависимая форма оперативной памяти (RAM), что означает, что при выключении компьютера все, что содержится в оперативной памяти теряется. Однако у большинства форм энергонезависимой памяти есть ограничения, которые делают их непригодными для использования в качестве основного хранилища. Как правило, энергонезависимая память стоит дороже, обеспечивает более низкую производительность или имеет ограниченный срок службы по сравнению с энергозависимой памятью с произвольным доступом.
Энергонезависимое хранилище данных можно разделить на системы с электрической адресацией (постоянная память ) и системы с механической адресацией (жесткие диски, оптические диски, магнитная лента, голографическая память и т.п.). Вообще говоря, системы с электрической адресацией дороги, имеют ограниченную емкость, но работают быстро, тогда как системы с механической адресацией стоят меньше за бит, но работают медленнее.
Полупроводниковые энергонезависимые запоминающие устройства с электрической адресацией можно разделить на категории в соответствии с их механизмом записи. ПЗУ с масками программируются только на заводе и обычно используются для продуктов большого объема, которые не требуют обновления после производства. Программируемая постоянная память может быть изменена после изготовления, но требует специального программиста и обычно не может быть запрограммирована в целевой системе. Программирование является постоянным, и дальнейшие изменения требуют замены устройства. Данные хранятся путем физического изменения (записи) мест хранения на устройстве.
EPROM - это стираемое ROM, которое можно менять более одного раза. Однако для записи новых данных в СППЗУ требуется специальная схема программатора. У EPROM есть кварцевое окно, которое позволяет стирать их ультрафиолетовым светом, но все устройство очищается за один раз. Устройство с однократным программированием (OTP) может быть реализовано с использованием микросхемы EPROM без кварцевого окна; это дешевле в производстве. Электрически стираемая программируемая постоянная память EEPROM использует напряжение для стирания памяти. Этим стираемым устройствам памяти требуется значительное время для стирания данных и записи новых данных; они обычно не настраиваются для программирования процессором целевой системы. Данные сохраняются с помощью транзисторов с плавающим затвором, которым требуются специальные рабочие напряжения для захвата или высвобождения электрического заряда на изолированном управляющем затворе для хранения информации.
Флэш-память - это твердотельный чип, который поддерживает сохраненные данные без внешнего источника питания. Это близкий родственник EEPROM; он отличается тем, что операции стирания должны выполняться на блочной основе, а емкость существенно больше, чем у EEPROM. В устройствах флэш-памяти для отображения данных используются две разные технологии - NOR и NAND. NOR flash обеспечивает высокоскоростной произвольный доступ, чтение и запись данных в определенные области памяти; он может получить всего один байт. Флэш-память NAND читает и записывает последовательно с высокой скоростью, обрабатывая данные в блоках, однако она медленнее при чтении по сравнению с NOR. Флэш-память NAND читает быстрее, чем записывает, быстро передавая целые страницы данных. Технология NAND дешевле, чем флэш-память NOR при высокой плотности, но обеспечивает большую емкость для кремния того же размера.
Сегнетоэлектрическая RAM (FeRAM, F-RAM или FRAM ) - это память с произвольным доступом, аналогичная по конструкции DRAM, в обеих используются конденсатор и транзистор, но вместо этого Так как в конденсаторе используется простой диэлектрический слой, элемент F-RAM содержит тонкую сегнетоэлектрическую пленку из цирконата-титаната свинца [Pb (Zr, Ti) O 3 ], обычно называемую PZT. Атомы Zr / Ti в PZT меняют полярность в электрическом поле, тем самым создавая бинарный переключатель. Из-за того, что кристалл PZT сохраняет полярность, F-RAM сохраняет свою память данных при отключении или прерывании питания.
Благодаря такой кристаллической структуре и влиянию на нее F-RAM предлагает отличные от других вариантов энергонезависимой памяти свойства, в том числе чрезвычайно высокую, хотя и не бесконечную, долговечность (более 10 циклов чтения / записи для устройств 3,3 В), сверхнизкое энергопотребление (поскольку F-RAM не требует подкачки заряда, как другие энергонезависимые запоминающие устройства), скорость записи за один цикл и устойчивость к гамма-излучению.
Магниторезистивное ОЗУ хранит данные в магнитных запоминающих элементах, называемых магнитными туннельными переходами (MTJ). В первом поколении MRAM, таком как Everspin Technologies '4 Мбит, использовалась запись, индуцированная полем. Второе поколение разработано в основном с помощью двух подходов: терморегулирующая коммутация (TAS), которая разрабатывается Crocus Technology, и передача крутящего момента (STT), которые разрабатывают Crocus, Hynix, IBM и ряд других компаний.
Память FeFET использует транзистор с материалом сегнетоэлектрика для постоянного сохранения состояния.
Системы с механической адресацией используют записывающую головку для чтения и записи на указанный носитель данных. Поскольку время доступа зависит от физического расположения данных на устройстве, системы с механической адресацией могут иметь последовательный доступ. Например, магнитная лента хранит данные как последовательность битов на длинной ленте; для доступа к любой части хранилища требуется транспортировка ленты мимо записывающей головки. Ленточный носитель может быть извлечен из привода и сохранен, что дает неограниченную емкость за счет времени, необходимого для извлечения отключенной ленты.
Жесткие диски используют вращающийся магнитный диск для хранения данных; время доступа больше, чем у полупроводниковой памяти, но стоимость хранимого бита данных очень низкая, и они обеспечивают произвольный доступ к любому месту на диске. Раньше съемные дисковые пакеты были обычным явлением, что позволяло увеличивать емкость хранилища. Оптические диски хранят данные, изменяя слой пигмента на пластиковом диске, и аналогичным образом имеют произвольный доступ. Доступны версии только для чтения и чтения и записи; съемные носители снова допускают неограниченное расширение, и некоторые автоматизированные системы (например, оптический музыкальный автомат ) использовались для извлечения и монтирования дисков под прямым программным управлением.
Thinfilm производит перезаписываемые энергонезависимая органическая сегнетоэлектрическая память на основе сегнетоэлектрических полимеров. Thinfilm успешно продемонстрировал roll-to-roll напечатанный память в 2009 году. В органической памяти Thinfilm сегнетоэлектрический полимер зажат между двумя наборами электродов в пассивной матрице. Каждое пересечение металлических линий представляет собой сегнетоэлектрический конденсатор и определяет ячейку памяти. Это дает энергонезависимую память, сопоставимую с технологиями ферроэлектрического ОЗУ, и предлагает те же функции, что и флэш-память.
Энергонезависимая основная память (NVMM) - это первичная память с энергонезависимыми атрибутами. Это применение энергонезависимой памяти создает проблемы безопасности.
