Микросхема памяти что это такое: Микросхемы памяти

alexxlabСхем

МИКРОСХЕМЫ ПАМЯТИ

Всем привет! Сегодняшняя статья полностью посвящена микросхемам памяти. В связи с огромными по распространению и по темпам развития разных  цифровых устройств и гаджетов, этот тип микросхем получил огромную распространенность во всем мире. Практически в каждом цифровом электронном гаджете, будь то ноутбук, планшет, видеокамера, их всех связывает память. Не будем сильно углубляться во все эти термины и крутые словечки, просто поговорим про два основных типа памяти, это ОЗУ и ПЗУ.

Эти оба вида микросхем памяти  используются в электронике всегда вместе, ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) место для энергонезависимого хранения данных, по другому EEPROM. ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) – почти тоже самое, только данные хранятся там до момента отключения питания, после повторного отключения питания – на микросхемах ОЗУ теряется вся информация, в то время как на микросхемах ПЗУ информация может храниться очень долго, и при отключении питания информация не удаляется.

Первый вид микросхем (EEPROM, ПЗУ)

Твердотельный накопитель данных, используется для постоянного хранения данных, с возможностью многократной перезаписи информации, многократного считывания и долговременного её хранения, как с питанием, так и без. В быту – ПЗУ используется во всевозможных накопителях, флеш-картах, в SSD жестких дисках, даже в наших любимых микроконтроллерах как область хранения «прошивки». Микроконтроллеры – это по сути ПЗУ и микропроцессор, исполняющий команды файла прошивки, всё это в одном корпусе, на одном кристалле. Если бы вместо ПЗУ использовали ОЗУ, вам бы после каждого выключения пришлось бы прошивать и загружать данные (а это одно и тоже), и если наоборот – ПЗУ вместо ОЗУ, пользования такой памятью будь её хоть 32 Гб хватило бы её вам минут на 5, не более, своего рода ОЗУ это буфер обмена, между устройством отдающим информацию и устройством принимающим её. 

Второй вид микросхем памяти

(ОЗУ, он же RAM) – твердотельный накопитель данных, ОЗУ – оперативная память, куда загружаются временно файлы для работы ОС(всегда служебные процессы активны и занимают часть ОЗУ) и то с чем работает ОС, будь то игра, видео, Ваша любимая песня или ещё что-то, по такому принципу работает и DVD плеер, загружая информацию с оптического диска в ОЗУ и потом бесшумно её считывает процессор, не замечали как когда-то DVD плеер стоит бесшумно, а картинка со звуком спокойно себе воспроизводится? – такой подход используется для того что-бы не возникало ошибок при считывании, данные считываются, и сравнивается контрольная сумма. По такому принципу работает и HDD диск компьютера и другие устройства, которые считывают данные с оптических дисков и т. п… 

Рассмотрим это подробнее, на примере планшета

  1. Контроллер питания, с его назначением всё понятно, питать всё это чудо. 
  2. Процессор. Связывает всё воедино, выполняет все системные функции, управляется интерфейсом  ПО, пользователь же управляет операционной системой, ОС уже процессором. В компьютерах и ноутбуках связующую роль между «железом» и ПО выполняет микросхема BIOS (базовая система ввода-вывода данных. (Мой ник не с проста выбирался! =)) 
  3. Микросхема постоянной памяти, ПЗУ   разделенная на две части системно, в одной части находится служебная информация, и операционная система. А в другой её части находиться память доступна непосредственно пользователю.
  4. Микросхемы RAM, всё понятно, оперативная память, «хватает» файлы на «лету», требования от этой памяти – высокая скорость обмена данными и максимально быстрая их перезапись. Вот и по этому «оперативная» – должна работать оперативненько))).

Как видим, ничего нет на самом деле сложного, сложное только их изготовление, хотя последнее время на рынке памяти очень большая конкуренция. Несомненным гигантом в её производстве является три корпорации, южнокорейская корпорация SAMSUNG и Hynix(Hyundai Electronics), и Американская Kingston. Но так же их выпускают и другие корпорации, к примеру Intel, MEDIATEK, Quanta и многие другие, даже встречаются иногда «но нэйм» микросхемы, и кто их сделал – останется загадкой. 

Накопитель – это по сути ячейка с огромным количеством транзисторов, в которых сохраняется значение «1» или «0», двоичная система если по простому, есть на транзисторе заряд – это «1», нет заряда – «0» в инверсии получится наоборот.

Далее разговор только о ПЗУ, флэш и прочем EEPROM

Если микросхема типа MMC/SD – то это самая обычная «флешка» SD интерфейса и она уже включает в себя контроллер и память, по сути просто флешка, которая имеет разный корпус. в интернете есть пример удачной замены микросхемы Hynix h36M52002CKR на обычную microSD карточку на мобильном телефоне Nokia 808.

Мне стало очень интересно всё это, и в тот же миг был спаян вот такой незамысловатый переходничек-кардридер.

Подключается к любому совместимому компьютеру.

Как же подсоединять всё это дело? Во-первых нужно узнать распиновку кардридера:

Распиновку интересующих карт памяти и картридеров можно посмотреть в интернете. А вот где посмотреть распиновку BGA и TSOP микросхем?

Всё там же, в интернете, точнее в даташите, скачанном под определенную микросхему, в даташите, кстати, есть все, начиная от напряжения питания, и до типа микросхем.

Внимательно смотрите на тип вашей микросхемы – если MMC/SD и вообще SD совместный, то всё должно получиться, а вот если просто NAND память – то нужно городить контроллер, такой как на USB флешках и на SD/microSD(SDHC) уже стоит. 

Кстати, готовый контроллер можно использовать всё из тех же USB флешек.

Удачи всем в интересных опытах, будьте внимательны и не сожгите что-нибудь!

   Форум

Оперативная память. Строение и устройство (RAM, ОЗУ) / Хабр

Оперативная память это важная часть любой компьютерной системы и сейчас я объясню, почему это так.

Оперативная память (RAM)

В процессе работы память выступает в качестве буфера между накопителем и процессором, то есть данные сперва считываются с жесткого диска (или другого накопителя) в оперативную память и уже затем обрабатываются центральным процессором.

Упрощённая схема работы памяти компьютера

Такая схема применяется, потому что процессор — очень быстрое устройство и ему требуется быстро получать доступ к нужным данным и командам, иначе он будет простаивать и производительность системы уменьшится, а так как жёсткий диск и SSD не могут обеспечить необходимую скорость, все нужные данные считываются и перемещаются в более быструю оперативную память и хранятся там, пока не понадобятся процессору для обработки.

Физически, оперативная память представляет собой набор микросхем припаянных к плате.

Микросхемы на планке памяти

Если посмотреть внутрь одной такой микросхемы, то можно увидеть что она состоит из множества, соединённых друг с другом слоёв, каждый слой состоит из огромного количества ячеек, образующие прямоугольные матрицы. Одна ячейка может содержать 1 бит информации, а состоит она из одного полевого транзистора и одного конденсатора.

Устройство ячейки в чипе

Выглядит эта конструкция довольно сложно и может различаться в зависимости от применённых технологий, так что для наглядности лучше представить ячейку в виде схемы.

Схематичное устройство ячейки динамической памяти

Так легче понять, что именно конденсатор хранит информацию, а транзистор выполняет роль электрического ключа, который либо удерживает заряд на конденсаторе, либо открывает для считывания. Когда конденсатор заряжен, можно получить логическую единицу, а когда разряжен, ноль.

Упрощённая схема массива ячеек, страница

Таких конденсаторов в чипе, очень много но считать заряд с одной конкретной ячейки нельзя, считывается вся страница целиком.

Чтобы сделать это необходимо на нужную нам горизонтальную линию которая называется строка, подать сигнал, который откроет транзисторы, после чего усилители расположенные на концах вертикальных линий считают заряды которые находились на конденсаторах.

Упрощённая схема массива ячеек (чтение)

Каждое такое считывание опустошает заряды на странице, из-за чего приходится её заново переписывать, для этого на строку так же подаётся открывающий транзистор заряд, а на столбцы подаётся более высокое напряжение, тем самым заряжая конденсаторы и записывая информацию.

Упрощённая схема массива ячеек (запись)

Задержки между этими операциями называют «Латенстностью» или в народе «Таймингами», чем они меньше тем более быстрая будет вся система в целом

Помимо самих чипов памяти, на модуль распаиваются SMD-компоненты резисторы и конденсаторы обеспечивающие развязку сигнальных цепей и питание чипов, а также Микросхема SPD – это специальная микросхема, в которой хранятся данные о параметрах всего модуля (ёмкость, рабочее напряжение, тайминги, число банков и так далее). Это нужно чтобы во время запуска системы, BIOS на материнской плате выставил оптимальные настройки согласно информации, отображенной в микросхеме.

Компоненты плашки памяти, микросхема SPD

Так же существует несколько форм факторов модулей, модули для компьютеров называются DIMM, а для ноутбуков и компактных систем SO-DIMM, отличаются они размером и количеством контактов для подключения. Это двухрядные модули которые имеют два независимых ряда контактов по одному с каждой стороны.

DIMM и SO-DIMM

Например в старых модулях Simm контакты с двух сторон были замкнуты и они могли передать только 32 бита информации за такт, в то время как dimm могут передавать 64 бита.

DIMM и SIMM

Ко всему этому модули делятся на одноранговые, двухранговые и четырёхранговые. Ранг — это блок данных шириной 64 бита, который может быть набран разным количеством чипов память.Одноранговая память имеет ширину 64 бита, тогда как Двухранговая память имеет ширину 128 бит. Но, так как один канал памяти имеет ширину всего 64 бита, как и одноранговый модуль, контроллер памяти может одновременно обращаться только к одному рангу. В то время как двухранговый модуль может заниматься ответом на переданную ему команду, а другой ранг уже может подготавливать информацию для следующей команды, что незначительно увеличивает производительность.

Ранги оперативной памяти

Так же хочется отдельно сказать о памяти с коррекцией ошибок, ECC-памяти, так как эти модули имеют дополнительный банк памяти на каждые 8 микросхем. Дополнительные банки и логика в модуле служат для проверки и устранения ошибок.

ECC- память с коррекцией ошибок

Использование буферов и коррекции ошибок незначительно ухудшает производительность, но сильно повышает надёжность данных. Поэтому ECC память широко используется в серверах и рабочих станциях

Ширина данных у ECC

Ещё немного расскажу о типах памяти, так как в современных компьютерах используется синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных DDR SDRAM 4-го поколения и скоро будет распространено пятое.

Синхронная динамическая память (DDR)

Память типа DDR пришла на смену памяти типа SDR. SDR SDRAM работает синхронно с контроллером. В ней внутренняя и внешняя шина данных работает на одной и той же частоте. При подаче сигнала на микросхему происходит синхронное считывание информации и передача её в выходной буфер. Передача каждого бита из буфера происходит с каждым тактом работы ядра памяти. В SDR памяти синхронизация обмена данными происходит по фронту тактового импульса.

Синхронная динамическая память (SDR)

При подаче сигнала на микросхему происходит синхронное считывание информации и передача её в выходной буфер. Передача каждого бита из буфера происходит с каждым тактом работы ядра памяти. В SDR памяти синхронизация обмена данными происходит по фронту тактового импульса.

SDR (Схема)

После SDR, вышла DDR память, в ней обмен данными по внешней шине идет не только по фронту тактового импульса, но и по спаду, из-за чего на той же частоте можно передать вдвое больше информации, а чтобы воспользоваться этим увеличением, внутреннею шину расширили вдвое. То есть работая на тех же частотах что SDR, DDR память передаёт в 2 раза больше данных.

SDR и DDR (Схема)

Следующие поколения памяти DDR не сильно отличаются, увеличивается только частота работы буферов ввода вывода, а также расширяется шина, связывающая ядро памяти с буферами, сам принцип работы не меняется, но даже так, каждое новое поколение получает таким способом существенное увеличение пропускной способности, без увеличения частоты работы самих ячеек памяти.

(Схема) DDR 2, DDR 3, DDR 4, DDR 5

Понятно, что с каждый новым поколением улучшается работа логики, техпроцесс и многое другое. Но сам принцип работы остаётся одним и для общего понимая этого достаточно.

Ниже оставлю видео версию статьи, может кому будет интересно посмотреть на 3D анимацию планок памяти. На этом у меня всё, всем пока.

Определение чипа памяти | ПКМаг

(1) Интегральная схема, постоянно хранящая программы и данные. См. Память в сравнении с памятью, чипом памяти и флэш-памятью.

(2) Интегральная схема, временно хранящая программы и данные. Микросхемы оперативной памяти — это временное рабочее пространство компьютера. В отличие от чипа памяти. См. хранилище и память, модуль памяти, динамическое ОЗУ, статическое ОЗУ и типы памяти.

Пластина, полная чипов оперативной памяти Пластина — это структура, на которой изготавливаются все чипы. Каждый прямоугольник на этой пластине представляет собой микросхему оперативной памяти, которая вырезана и помещена в отдельный корпус.

(Изображение предоставлено Motorola, Inc.) Микросхемы ОЗУ 30 прямоугольников (увеличены вверху) представляют собой 4-гигабитный чип ОЗУ производства Dataram Corporation. Чип вырезается из пластины и помещается в корпус BGA. Обручальное кольцо показано для сравнения размеров. Основная память в середине 1960-х Девушка вручную натягивает магнитные сердечники для компьютера Univac 494. В среднем смартфоне в тысячу раз больше оперативной памяти, чем во всей основной памяти на этой картинке. (Изображение предоставлено музеем и библиотекой Хэгли.) Двенадцать магнитных сердечников На нем показаны 12 магнитных сердечников компьютера Whirlwind начала 1950-х годов. Каждое ядро ​​содержало один бит. (Изображение предоставлено архивом корпорации MITRE.)

Реклама

Истории PCMag, которые вам понравятся

{X-html заменен}

Выбор редакции

ЭТО ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДНАЗНАЧЕНО ТОЛЬКО ДЛЯ ЛИЧНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ. Любое другое воспроизведение требует разрешения.
Авторские права © 1981-2023. Компьютерный язык (открывается в новом окне) Co Inc. Все права защищены.

Информационные бюллетени PCMag

Информационные бюллетени PCMag

Наши лучшие истории в папке «Входящие»

Следите за новостями PCMag

  • Фейсбук (Открывается в новом окне)
  • Твиттер (Откроется в новом окне)
  • Флипборд (Открывается в новом окне)
  • Гугл (откроется в новом окне)
  • Инстаграм (откроется в новом окне)
  • Pinterest (Открывается в новом окне)

PCMag.

com является ведущим авторитетом в области технологий, предоставляющим независимые лабораторные обзоры новейших продуктов и услуг. Наш экспертный отраслевой анализ и практические решения помогут вам принимать более обоснованные решения о покупке и получать больше от технологий.

Как мы тестируем Редакционные принципы

  • (Открывается в новом окне) Логотип Зиффмедиа
  • (Открывается в новом окне) Логотип Аскмен
  • (Открывается в новом окне) Логотип Экстримтек
  • (Открывается в новом окне) Логотип ИНГ
  • (Открывается в новом окне) Логотип Mashable
  • (Открывается в новом окне) Предлагает логотип
  • (Открывается в новом окне) Логотип RetailMeNot
  • (Открывается в новом окне) Логотип Speedtest
  • (Открывается в новом окне) Логотип Спайсворкс

(Открывается в новом окне)

PCMag поддерживает Group Black и ее миссию по увеличению разнообразия голосов в СМИ и прав собственности на СМИ.

© 1996-2023 Ziff Davis, LLC., компания Ziff Davis. Все права защищены.

PCMag, PCMag.com и PC Magazine входят в число зарегистрированных на федеральном уровне товарных знаков Ziff Davis и не могут использоваться третьими лицами без явного разрешения. Отображение сторонних товарных знаков и торговых наименований на этом сайте не обязательно указывает на какую-либо принадлежность или поддержку PCMag. Если вы нажмете на партнерскую ссылку и купите продукт или услугу, этот продавец может заплатить нам комиссию.

  • О Ziff Davis(Открывается в новом окне)
  • Политика конфиденциальности(Открывается в новом окне)
  • Условия использования(Открывается в новом окне)
  • Реклама(Открывается в новом окне)
  • Специальные возможности(Открывается в новом окне)
  • Не продавать мою личную информацию (открывается в новом окне)
  • (Открывается в новом окне) доверительный логотип
  • (Открывается в новом окне)

ЧИП ПАМЯТИ | определение в кембриджском словаре английского языка

Примеры микросхем памяти

микросхемы памяти

Эти накопители используют микросхемы памяти вместо вращающихся пластин для хранения информации.

От TechCrunch