Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Historia rozwoju pamięci komputerowych, epoka krzemu

Article Image
Punktem zwrotnym w historii rozwoju pamięci komputerowych był rok 1965, w którym stały się dostępne małe, półprzewodnikowe układy pamięci. Początkowo miały pojemność kilku bajtów, potem około kilobajta, potem wielu kilobajtów. W okresie późniejszym pojawiły się dwa podstawowe rozwiązania technologiczne, były to pamięci SRAM i DRAM, jednak warto przyjrzeć się innym pamięciom, takim jak EPROM, EEPROM, flash i SGRAM. Historia rozwoju półprzewodnikowych pamięci komputerowych miała następujący przebieg:

Rok 1965 – firmy Scientific Data Systems i Signetics stworzyły 8-bitowe (jednobajtowe) urządzenie pamięciowe. Później, w tym samym roku, Ben Agusta i Paul Castrucci opracowali pamięć SP95. Było to 16-bitowe (dwubajtowe) urządzenie RAM używane w systemach IBM 360 Model 95.

Rok 1966 – Tom Longo z firmy Transitron zbudował 16-bitową pamięć TTL typu TMC3162. Był to pierwszy układ pamięci RAM masowo produkowany przez różne firmy, w tym Fairchild (pod nazwą 9033), Sylvania (SM-80) i TI (SN7481). Arkusz danych ostatniego z tych układów można znaleźć na stronie www.siliconchip.au/link/abhv. Firma Honeywell używała tego układu w swoim minikomputerze o nazwie Model 4200.

Później pojawiły się 64-bitowe (ośmiobajtowe) układy pamięci podręcznej stosowane przez firmę IBM, takie jak Fairchild (9035 i 93403) i TI (SN7489). Notę katalogową ostatniego z tych układów mona znaleźć na stronie www.siliconchip.au/link/abhw.

Rok 1967 – Robert Dennard z firmy IBM złożył wniosek patentowy numer US 3,387,286, patent został przyznany w 1968 r. Dotyczył on jednotranzystorowej komórki pamięci DRAM. Pamięci działające na tej zasadzie wyparły magnetyczne pamięci rdzeniowe. Różnice między pamięciami DRAM i SRAM zostaną opisane poniżej. Obie te technologie są nadal wykorzystywane w technice komputerowej.

Rok 1969 – Pamięć PROM (Programmable Read-only Memory), która została wynaleziona w 1956 roku, została wykorzystana przez Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych do przechowywania danych celowniczych w pociskach ICBM (Intercontinental Ballistic Missile). Technologia ta była utrzymywana w tajemnicy przez ponad dekadę. PROM jest układem pamięciowym, który może być zapisany tylko raz, potem dane nie mogą być już zmieniane. Pamięci PROM są nadal stosowane do przechowywania kluczy szyfrujących, danych konfiguracyjnych i kalibracyjnych różnych urządzeń oraz kodów rozruchowych w komputerach.

Początkowo pamięć PROM nie miała formy układu scalonego, która została wprowadzona dopiero w 1958 roku, lub w 1960 roku w przypadku pamięci planarnych. Programowanie odbywało się przez przepalanie metalowych elementów topikowych lub diod półprzewodnikowych, a także warstw tlenku między bramką a podłożem w tranzystorach za pomocą impulsów o stosunkowo wysokim napięciu (np. 6 V). Układy PROM nie zostały zaimplementowane w technologii CMOS aż do 2001 roku.

Rok 1969 – Charles Sie opublikował rozprawę doktorską na temat pamięci zmiennofazowej PCM, znanej również jako PRAM, stworzonej przez Stanforda R. Ovshinsky’ego. Substancja taka jak szkło chalkogenkowe zmienia swoją strukturę pod wpływem temperatury. Zależnie od tempa podgrzewania przechodzi z fazy krystalicznej do amorficznej, zmienia przy tym swoją rezystywność.

Pamięci PRAM mają znacznie wyższą szybkość zapisu i porównywalną szybkość odczytu w stosunku do pamięci flash. Podejmowano wiele prób komercjalizacji układów PCM, jednak pomimo kilku prezentacji produktów i wprowadzeniu kilku układów na rynek, nie odniosły one sukcesu komercyjnego.

Pamięć Intel 3D XPoint jest przykładem techniki PCM. Produkty Intela o nazwie „Optane” zostały wprowadzone na rynek w 2017 roku i zyskały sporą popularność wśród sporej części użytkowników. Były szybsze w działaniu niż dyski SSD oparte na pamięci flash, pomimo to w 2021 roku firma Intel zaprzestała dalszych prac rozwojowych. Jednak szkło chalkogenkowe jest do dziś wykorzystywane w nośnikach optycznych z możliwością wielokrotnego zapisu, takich jak płyty CD-R i DVD-R.

Rok 1969 – Firma Intel wprowadziła na rynek swój pierwszy produkt bipolarny, czyli 64-bitową, statyczną pamięć SRAM typu 3101 Schottky TTL. Mogła ona przechowywać 64 bity danych lub osiem ośmiobitowych symboli. Dzięki zastosowaniu diod Schottky’ego była dwukrotnie szybsza niż wspomniane powyżej pamięci krzemowe (pamięć podręczna IBM, Fairchild 9035 i 93403, TI SN7489). Pojemność tej pamięci była niewystarczająca, aby konkurować z ówczesną, magnetyczną pamięcią rdzeniową. Jednak przez to, że była bardzo szybka, była stosowana w rejestrach procesorów.

Rok 1969 – Na rynek wprowadzona została 1024-bitową pamięć ROM typu Intel 3301.

Rok 1969 – Firma IBM wprowadza na rynek 128-bitowy układ pamięci dla komputera typu System/370 Model 145, pierwszego komputera IBM wykorzystującego półprzewodnikową pamięć główną.

Rok 1969 – Firma Fairchild wprowadziła na rynek 256-bitowy układ pamięci typu 4100 (znany także jako 93400) dla komputera Burroughs Illiac IV.

Rok 1969 – Na rynku pojawia się układ Intel 1101. Była to 256-bitowa pamięć SRAM, produkowana w technologii MOS (Metal Oxide Semiconductor), torując drogę do pamięci o wysokiej gęstości upakowania.

Rok 1970 – Firma Intel wprowadziła na rynek pierwszy powszechnie dostępny układ scalony DRAM typu 1103, o pojemności 1 kB. Układ ten był wystarczająco mały i tani, aby stanowić realną alternatywę dla magnetycznych pamięci rdzeniowych.

Rok 1970 – Dove Frohman wynalazł i patentował pamięć EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory). Patent miał numer US 3,660,819 i został przyznany w 1972 roku. Jest to pamięć, której zawartość może być kasowana i ponownie zapisywana. Układ zachowuje swoją zawartość przez wiele lat. Kasowanie odbywa się z użyciem światła UV. EPROM jest rodzajem pamięci nieulotnej i zachowuje swoje dane po wyłączeniu zasilania.

Układ EPROM łatwo rozpoznać, ponieważ ma przezroczyste okienko umieszczone nad krzemową matrycą, zwykle zakryte nieprzezroczystą naklejką. Ma to zapobiegać przypadkowemu kasowaniu danych przez silne źródła światła, takie jak lampy fluorescencyjne lub słońce.

Pamięci EPROM były używane do przechowywania zawartości BIOS we wczesnych komputerach PC, kompatybilnych z IBM i w wielu innych urządzeniach, wymagających okresowej aktualizacji niskopoziomowego kodu oprogramowania układowego.

W tamtym czasie nie było innych pamięci nieulotnych, mających postać układu scalonego, a procesy związane z uruchamianiem komputerów były czasochłonne. Założyciel firmy Intel, Gordon Moore, powiedział, że wynalezienie pamięci EPROM było równie ważne dla rozwoju branży mikrokomputerów, jak stworzenie mikroprocesora.

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Firma:
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich sierpień 2025
Udostępnij
Zobacz wszystkie quizy
Quiz weekendowy
cykl Silniki krokowe w praktyce
1/8 Wraz ze zmniejszeniem napięcia zasilania silnika szczotkowego DC o połowę w stosunku do napięcia znamionowego, moc silnika i moment obrotowy zmniejsza się:
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"