Random Access Memory , myös Random Access Memory (lyhennettynä RAM [1] ; englanniksi Random Access Memory, RAM ) on yksi tietokoneen muistityypeistä , jonka avulla voit käyttää mitä tahansa solua kerrallaan (aina samaan aikaan, riippumatta sijainti) sen osoitteessa lukemista tai kirjoittamista varten. Käytetään yleisesti käyttötietojen ja konekoodin tallentamiseen [2] [3] .
Tämä erottaa tämäntyyppiset muistit ensimmäisten 1940-luvun lopulla ja 1950-luvun alussa luotujen tietokoneiden ( sarjatietokoneiden ) muistilaitteista ( EDSAC , EDVAC , UNIVAC ), jotka käyttivät bittisarjamuistia [4] elohopealinjoilla ohjelman tallentamiseen. viive , jossa sanan bitit jatkokäsittelyä varten ALU :ssa saapuivat peräkkäin peräkkäin.
Varhaisissa tietokonemalleissa käytettiin releitä , viivelinjamuistia tai erilaisia tyhjiöputkia suorittamaan satojen tai tuhansien bittien ydinmuistitoimintoja .
Aluksi tyhjiötriodeihin ja myöhemmin diskreetteihin transistoreihin rakennettuja kiikkuja käytettiin pienempiin ja nopeampiin muistiyksiköihin, kuten rekistereihin ja suoran pääsyn rekisterimuistiin. Ennen integroitujen piirien kehittämistä suora pääsy (tai vain luku -muisti) luotiin usein osoitedekooderien ohjaamista puolijohdediodeista .
Tilanne muuttui periaatteessa hajasaantimuistilaitteiden keksimisen myötä, realisoitui bitin rinnakkaismuisti , jossa sanan kaikki bitit luetaan samanaikaisesti muistista ja ALU käsittelee niitä .
Ensimmäinen käytännöllinen hajasaantimuistin muoto oli Williams-putki , joka ilmestyi vuonna 1947. Se tallensi dataa sähköisesti varautuneiden pisteiden muodossa katodisädeputken pinnalle. Koska CRT:n elektronisuihku pystyi lukemaan ja kirjoittamaan putken täplät missä tahansa järjestyksessä, muistiin pääsy oli mielivaltaista. Williams-putken kapasiteetti vaihteli muutamasta sadasta tuhanteen bittiin, mutta se oli paljon pienempi, nopeampi ja energiatehokkaampi kuin yksittäisten salvojen käyttäminen tyhjiöputkissa. Manchesterin yliopistossa Englannissa kehitetystä Williams-putkesta tuli väline, jolle ensimmäinen elektronisesti tallennettu ohjelma toteutettiin Manchester Baby -tietokoneessa, joka suoritti ohjelman ensimmäisen kerran onnistuneesti 21. kesäkuuta 1948 [5] . Itse asiassa Baby toimi testausalustana muistin luotettavuuden osoittamiseen [6] [7] .
Ensimmäinen kaupallinen tietokone, joka käytti uutta muistiorganisaatiota, oli IBM 701 , joka luotiin vuonna 1953 , ja ensimmäinen massamyyty (150 kopiota) oli IBM 704 , joka julkaistiin vuonna 1955 , jossa oli innovaatioita, kuten muistia ferriittiytimillä ja laitteistoa tietojenkäsittelyyn. numerot toteutettiin. liukuluku .
IBM 704:n ja useimpien silloisten tietokoneiden ulkoiset laitteet olivat erittäin hitaita (esim. nauha-asema toimi nopeudella 15 tuhatta merkkiä sekunnissa, mikä oli paljon pienempi kuin prosessorin tietojenkäsittelynopeus), ja kaikki I/O-toiminnot suoritettiin ALU :n kautta , mikä vaati perusratkaisua I/O-toimintojen alhaisen suorituskyvyn ongelmiin.
Yksi ensimmäisistä ratkaisuista oli erikoistietokoneen, jota kutsutaan tulo-lähtökanavaksi , lisääminen tietokoneeseen , mikä mahdollisti ALU :n toiminnan syöttö-tulostuslaitteista riippumatta. Tällä periaatteella IBM 709 rakennettiin lisäämällä kuusi I/O-kanavaa IBM 704: ään ( 1958 ).
Ensimmäinen laajalle levinnyt uudelleenkirjoitettavan suorakäyttömuistin tyyppi oli magneettisydäntallennus, joka kehitettiin vuosina 1949–1952 ja jota käytettiin myöhemmin useimmissa tietokoneissa staattisten ja dynaamisten integroitujen muistipiirien kehittämiseen asti 1960-luvun lopulla ja 1970- luvun alussa .
Nykyaikaisten henkilökohtaisten tietokoneiden RAM -muistin rakentamiseen käytetään laajalti puolijohdemuistilaitteita, erityisesti VLSI - muistilaitteita , jotka on jaettu staattisiin ja dynaamisiin organisaatioperiaatteen mukaan . Staattisessa RAM-muistissa tallennuselementti on jollakin tekniikalla ( TTL , ESL , CMOS jne.) tehty liipaisin , jonka avulla voit lukea tietoja menettämättä sitä. Dynaamisessa RAM-muistissa muistielementti on kapasitanssi (esimerkiksi kenttätransistorin tulokapasitanssi ) , joka edellyttää tallennetun tiedon palauttamista sen tallennuksen ja käytön aikana. Tämä vaikeuttaa dynaamisen RAM:n käyttöä, mutta mahdollistaa suuremman määrän muistia. Nykyaikaisissa dynaamisissa RAM-muisteissa on sisäänrakennetut synkronointi- ja regenerointijärjestelmät , joten ne eivät eroa staattisista ulkoisten ohjaussignaalien suhteen.
Tällä hetkellä[ milloin? ] valmistetaan muistimoduuleina - pieninä piirilevyinä , joille asetetaan muistisiruja .
Ferromagneettinen - on johtimien matriisi , jonka leikkauskohdassa on ferromagneettisista materiaaleista valmistettuja renkaita tai esijännitteitä . Edut - säteilynkestävyys , tiedon säilyminen, kun virta katkaistaan; haitat - pieni kapasiteetti, suuri paino, tietojen poistaminen jokaisella lukemalla. Tällä hetkellä tässä muodossa, erillisistä komponenteista koottuna, sitä ei käytetä. Vuonna 2003 kuitenkin ilmestyi integroitu MRAM - magneettinen muisti . Yhdistämällä SRAM:n nopeuden ja kyvyn tallentaa tietoja, kun virta on katkaistu, MRAM on lupaava korvike tällä hetkellä käytössä oleville ROM- ja RAM-tyypeille. Vuonna 2006 se oli kuitenkin noin kaksi kertaa kalliimpi kuin SRAM-sirut (sama kapasiteetti ja mitat).