Памети

[Joro-01]

В случай че заглавието е неразбираемо, пояснявам, че тук ще става въпрос за определен вид интегрални схеми, кото се ползват в компютрите. Или - ако интегралните схеми се делят на аналогови и цифрови и смесени, а цифровите от своя страна на процеори и памети, то тук ще става дума за последните - цифрови интегрални схеми памети, които надолу за кратост ще се наричат само памети. Всякакви други памети/иннфорационни носители като хард диск, касета /магнитна лента/, дискета, CD/DVD диск, перфоленти, баркодове, QR кодове (матрични баркодове) и други ще бъдат разгледани по-натам в отделна тема, а ако се споменат тук ще бъде уточнявано.

Накратко - памет /компютърна памет/ представлява физическо устройство предназначено да съхранява информация. Има три пътя за записване на информация - магнитен, електронен и оптичен.

Малко сбити подробности - общо за всички видове комютърни памети (тук влиза и всичко различно от интегралните схеми и споменато по-горе) е че съхраняват информация (инструкции и данни) във вид на двоични числа на повърхността си. Двоично число е число от двоична бройна система при която числата се изразяват само с цифрите "0" и "1" в поредица, което за електрониката е удобно и може да съответства на 2 различни нива на сигнал или просто има или няма сигнал. Най малката неделима единица информация е бит и може да изразява "1"или "0" но никога двете едновременно (кюбитът като изключение от това правило, няма да се разглежда тук, има тема за квантовите компютри във "Физика") и при всички видове памети е малка част от общата им повърхност, която е:

- намагнитизирана със съответна поляризация - при магнитните носители - харддиск, дискета, касета и MRAM - като се появи;

- наелектризирана със съответната поляризация - при интигралните схеми (нарчуна още клетка) - може да е зареден кондензатор, обратима дифузия на ткови носители и необратим пробив. Не е много точно, но тук можем да включим и мемристора - новият вид резистивни памети;

- Различна отразяваща способност - CD/DVD, нолографска памет /няма масова/, но тук може да се сложи баркодът с неговите разновидности;

По отношение към захранването се делят на два вида - енергонезависими и енергозависими.

- Енергозависими - при тях информацията се губи след прекъсване на електрозахранването. Това са в общия случай RAM памети - Random access memory или памет с произволен достъп - това означава, че за

да се достъпят клетки съдържащи определена информаци не е нужно да се премине през всички клетки стоящи по ред пред търсените, достатъчно е да се зададе адрес (ред по стълб) на търсените клетки. Съществуват и памети със сериен дъстъп.

RAM паметите също се делят на два основни вида - статични и динамични.

- Статичните памети са по-скъпи - при тях всяка клетка (съхраняваща един бит) е тригер - схема от 4 полеви транзистора с две устойчиви състояния, към които има още два за да управляват включването на клетката. Тези памети са с по-висока цена по голяма площ на бит и са по-сложни. Предимството е че при тях е достатъчно да са захранени за да съхраняват информацията.

- Динамични памети - при тях клетка се състои от полеви транзизстор и кондензатор, което означава по-ниска цена и по-малка площ но бит. За сметка на това захранването на чипа е задължително, но недостатъчно условие за да работят. Зарядът върху кондензаора е информацията, транзисторът се използва като ключ, който включва верига само когато се чете или записва клетката, за да се запази по-дълго зарядът върху кондензатора. Въпреки това кондензаторът все пак се саморазрежда (за някакви микросекунди) и за да се избегне този проблем, динамичната RAM има нужда от рефреш цикли само за собствени нужди – сканира се, измерва се зарядът върху кондензаторите и ако е под някаква критична стойност - се зарежда. Ако не се лъжа (ще проверя) по тази причимаързодействието е по-нмалко.

Всъщност това са най-масово разпространените памети в компютрите.

- Енергиинозависими:

По отношение на възможността за записване са:

- Незаписваеми - ROM (Read only memory - само четими) информацията върху тези памети се записва от проезводителя при създаването на интегралната схема.

- PROM (Programable ROM - програмируеми) - Еднократно се записва от потребителя. Изтриване и презапис са невъзможни;

- EPROM - Erasable PROM - Този тип памет пазвалява изтриване и презапис. Изтриването става при осветяване с UV, като за целта в корпуса на интегралната схема има прозорче към чипа;

- EEPROM - Еlectricaly Erazable PROM - усъвършенстваните (по-голям бързодействие, по-висока плътност) памети от този вид са познати още като флаш памети. Използват се и като алтернатива на харддиска - SSD - Solid state drive - Твърдотелна памет грубо казано. SSD имат някакви предимства пред механичнише харддискове, но са значително по-скъпи на бит /в пъти/ и имат ограничен брой цикли запис-изтриване. Това налага използването на допълнителни алгоритми, които да следят кои клетки колко се използват и ги редуват. Друг начин на ползване на SSD е заедно с хард /твърд/ диск, в един корпус, нещото се нарича

хибриден диск, като SSD се използва за системен диск (където презаписът би трябвало да са само настройки и инсталирани програми), а механичният диск - за устройство на което се съхранява потребителска

информация. С такова устройство, компютърът стартира много бързо. Елементът който съхранява информация е полеви транзистор с плаващ гейт, бърка се често с транзистор с изолиран гейт. Клетката при тези памети се състои от полеви транзизстора - един в качеството на електронен ключ, а другият (с плаващ гейт) - като носител на информация.

Има още за се пише, но засега е това

Редактирано Декември 26, 2012 от Joro-01

[КГ125]

Браво за темата!!! Значи всичко е основано на комбинациите 1:0 и съответно на технологичните начини за съхранението им?

[Южняк]

Жоро, благодарности.

[Joro-01]

КГ,

Мерси, дано...

Да, така е.

Малко още да добавя - десетично число се получава от двоично, като се сумират единициите и всяка единица е равна на 2ⁿ, където n e позицията отдясно наляво, най-дясната позия е нулева или числото 1011 = 2³+0+2¹+2⁰ = 11. Обратното превръщане става като се разделя някое число на две колкото пъти е необходимо, всяко следващо деление е една позиция в дясно, и ако се дели се пише 0, а ако има остатък се записва в 1. Със сигурност ги знаеш тези неща, има ги и тук някъде, но ми дойде по-лесно да го напиша...

В цифровата електроника интегралните схеми почти си говорят, правят си проверки, дават обратни връзки и правят корекции.. Накакъв ред от двоични числа се нарича дума.. Между интегралните схеми и/или в корпусите им има елементи, които уеднаквяват нивата на сигнала, защото сигналът означаващ лог 1 на изход от една схема може да е нисък (по-нисък от нивото за лог 0) или висок като напрежение за входа на другата. Има памети които на са споменати, може и да стане тук, има и контролери, които да пакетират и упътват сигналите...

Южняк,

за нищо

Редактирано Декември 26, 2012 от Joro-01

[Joro-01]

Тъкмо си мислех да опиша в "Транзистор" работата на полеви транзистор с плаващ гейт и ето какво открих - цък, Тук е са описани полеви транзистори на БГ, но се говори точно за флаш памети.Въпреки това не мисля, че съм си загубил времето, като писах за транзистори, но ще поставя този линк и там.

[Joro-01]

Лелее, пълен съм с грешки... Технически но достатъчно объркващи. Вторият вид памети към които принадлежат флаш паметите са енергииноНЕзависими.

Редактирано Декември 28, 2012 от Joro-01

[xyz]

За флаш паметите може още да се пише.

Като например това, че те НЕ съдържат САМО 0 и 1. Те съдържат определено натрупване на заряда - може да го считате като примерно от 0 до 20 (зависи от реализацията до колко). Това натрупване се нагнетява чрез "безобидна" операция за елемента, но в даден момент трябва да се изпразни. За целта се ползват големи токове - именно те намаляват живота на елемента.

Друго за флаш паметите е че се ползват 2 технологии. Едната се ползва при флашките, докато другата много често се ползва при SSD. Какво представляваха технологиите - не си спомням, че дори и имената на тези технологии. Именно и заради тези различни технологии цената на флашка и цената на SSD диск се различават толкова съществено ценово.

Всъщност флаш паметите са си съвсем отделна тема, но аз не съм много компетентен по тях.

[Joro-01]

Ооо все пак имаме участник подхванал темата...

Прав си, ще ги видим, принципа основно описвам и в този смисъл в основата си принципът на запомняне е един - носителят на информация е полеви транзистер с плаващ гейт. В темата транзистори е споменато, търси го и така в търсачки, можем и тук да го обсъдим.

Това е единствен използван до момента начин (разработват се и други - МРАМ и мемристор) при който имаш запомняне при изключено електрозахранване и въпреки това възможхост за изтриване и презапис. Тоест това е модифицирана ЕЕПРОМ /EEPROM/ - електрически изтриваема програмируема памет. ROM означава read only, както при CD-то, ама не дръж на това.

Защото двата вида RAM са енергозависими памети, като динамичната дори трябва да се сканира само за да се поддържа.

Само PROM - преграмируема риид онли - това може да се постигне по много начини - прогаряне на шини или p-n преходи, не съм се задълбавал, кое се ползва - лесна е за реализация.

Редактирано Януари 3, 2013 от Joro-01

[Joro-01]

Нека се върнем на флаш паметите и твърдотелните /Solid state/ дискове.

Единици и нули са най-малките информационни носители във всички памети. Другото е организация - подредба. Тук не броим ДHK нали Има ли натрупан заряд или няма. Тук един бит се съхранява в един транзистор. Примерно - инжектирани или тунелирани електрони под плаващия гейт /това е един допълнителен изолационен слой в полевия транзистор/ които остават там. Това не е точно химическа промяна на полупроводника. По-скоро е обратим пробив или поляризация. Та зарядът остава там и въпреки, че е много малък, той влияе върху електропроводимостта /или съпротивлението/ на транзистора - което се отчита като записана информация - 1 или 0.

Може би имаш предвид самата организация и технология - NOR и NAND - ИЛИ-НЕ и И-НЕ и как са подредени.

NOR - позволяват свободен/произволен (по адрес) достъп /Rаndon access/ към всяка част, но са по-бвани и имат по-голяма площ на единица информация;

NAND - не позволяват съвсем произволен достъп (данните се четат сериино, но пък са обединени на блокове - оргаподобно на секторите в харддиска), но са по-бързи и с по-малка площ на единица инфрмация; Тези се позлват за SSD. Това може би имаш предвид.

Ще пишем още, давай ако имаш нещо.

Редактирано Януари 3, 2013 от Joro-01

[Joro-01]

Май не съм пояснил разликите между паметите с произволен и сериен достъп. А има и смесени...

После.

Редактирано Януари 3, 2013 от Joro-01

[Joro-01]

За флаш паметите може още да се пише.

Като например това, че те НЕ съдържат САМО 0 и 1. Те съдържат определено натрупване на заряда - може да го считате като примерно от 0 до 20 (зависи от реализацията до колко). Това натрупване се нагнетява чрез "безобидна" операция за елемента, но в даден момент трябва да се изпразни. За целта се ползват големи токове - именно те намаляват живота на елемента.

Друго за флаш паметите е че се ползват 2 технологии. Едната се ползва при флашките, докато другата много често се ползва при SSD. Какво представляваха технологиите - не си спомням, че дори и имената на тези технологии. Именно и заради тези различни технологии цената на флашка и цената на SSD диск се различават толкова съществено ценово.

Всъщност флаш паметите са си съвсем отделна тема, но аз не съм много компетентен по тях.

Ta NOR позволява 1 байт - единична дума да се пише/чете заради произволния достъп. Вероятно /не съм задълбаля но ще го направя/ това означава и улеснсно търсене на дума. А не, че натрупания заряд може да има няколко дискретни стойности.

При NAND заради серииния поблоков достъп се пише и чете сериино по блокове.

Ценово могат да се различават и заради качеството - цикли на презапис, скорост на четене и запис, не само заради организацията и предназначението.

Редактирано Януари 3, 2013 от Joro-01

[Doris]

Флашките се развалят най-често когато се изваждат от куплунга без да са изключени софтуерно. Проблемът е, че дори и да си съвестен, това може да се случи при лош контакт.

Има програми, с които може да се извади информацията от развалени флашки:

http://flashboot.ru/index.php?name=Files&op=cat&id=1

ако не са изгорели контролерите им.

[Joro-01]

Полезна инфо

Случва се.. като си помисля и аз как ги вадя...

За "логически" повредени флашки може би. Това става понякога като издърпаме флашката по време на четене или запис.. Хардуетът си е здрав, информацията обаче става нечетима..

Може би тези програми помагат и в случай на повредени сектори / блокове, но от самия повреден сектор едва ли ще спаси информацията..

Редактирано Януари 3, 2013 от Joro-01

[Joro-01]

Доста е изписано и пак има пропуски.. Щях да кажа какво е сериен достъп и какво е свободен/произволен.. Това което разделя паметите..

Дано не засегна някой с примитивните аналогии, които правя.

Акво е паметта? Нещо съдържащо битове на повърхността си в общият случай, и което се сканира /обхожда от четеца.

- Памет със сериинен достъп - за да достифнете до някакъв файл, трябва да преминете през всички преди него. Това не ознаава да се прочетат, могат само да се инициализират, но нямате по пряк път. Механична такава памет е касетата. Е, онези полупроводникови памети, които са със сериен достъп се четат именно така. По-скоро се сканират x*y както четем страница от книга, но няма прескачане на редове и страници.

- Памет с произволен достъп - Дискета, Харддиск. Съответно има и памети които позволяват адресиране. За CD не съм сигурен, за разлика от диска и дискетата, пътеките са спирали /като на грамофонната плоча/, а не сектори /концентрични окръжости/ би трябвало да е с произволен достъп. Ако четем учебник или наредба, просто отиваме на интересуващият ни член, точка, параграф..

Смесени - името показва - поблоковото разделение - SSD не е само със сериен достъп.

Понятието "достъп" може да реферира към четене и записване. Памет със сериен достъп за четене може да се записва приоизволно.

Редактирано Януари 3, 2013 от Joro-01

[xyz]

Та зарядът остава там и въпреки, че е много малък, той влияе върху електропроводимостта /или съпротивлението/ на транзистора - което се отчита като записана информация - 1 или 0.

Така е било в първите флаш памети - един транзистор един бит информация. В момента вече в един транзистор се зарежда с различно количество заряд. Причината за това е, че едната операция - увеличаване на заряда може да се извършва контролирано и е практически "безобидна" за схемата. Обратната се извършва на цела области от паметта и с високи напрежения - тази операция намалява живота на флаш паметите.

Имаме един познат, който беше представил лекция, свързана с математическите проблеми при този вид реализация. Колкото са повече нивата на заряда, то толкова повече информация може да се пази в една клетка и толкова повече се удължава живота на флаш паметта. Да, обаче, при повече нива се оказва, че понякога записът на единчно количество заряд може да се обърка и да се инжектира примерно двойна доза. Примерно от 3 да стане 5, а не от 3 да стане 4. Решение на този проблем е, чрез специално кодиране на информацията, което означава че ще трябва да се вкарва заряд в конкретни други клетки от паметта, а накрая записаната информация като се чете се декодира с подходящи механизми.

[Joro-01]

Говориш за multi level cell - MLC (онези за които говорих са single ......) я за които мислех че са многослойни.. Да, прав си, една клетка - полеви транзистор с плаващ гейт може да има повече от 2 устойчиви състояния. Дефинира се от различни нива на заряд в клетка. Това обаче води до по-бавно четене, записване, по-малко цикли, по-висока консумация и по-високо ниво на грешката. Затова има по-специални алгоритми за четене.

Да, прав си.

Редактирано Януари 4, 2013 от Joro-01

[Joro-01]

Споменах ли, че мемристорът също ще има няколко устойчиви състояния?

[Joro-01]

Има толкова да се каже / пише за паметитер особено за енергозависимите - RAM..

За друго обаче ми е думата - онези които работят с лаптопи познават и ползват състояниета стендбай и хибирнeйт.. Тези режими са възможни и при десктоп системи. Е, по какво се различават?

- Режим стендбай - състоянието на машината към момента на стартиране на командата се записва в RAM паметта. Това означава, че RAM паметта се сканира, както и клавиатурата (излизането от този режим става с натискане на произволен бутон или комбинация от функционални бутони) тоест протича процес и се консумира макар и малко енергия. Черпи се ток от батерията и макар, че мощността и топлоотделянето са пренебрежимо малки, не се преполъчва лаптоп в стендбай да се прибира в чанта.

- Хибернейт - състоянието на машината към момента на стартирне на командата се записва на харддиска в специално заделен сектор. Можете да се махне при необходимост. В този режим лаптопът е изключен. Стартирането става от бутонът за включване. От батерията не се консумира ток.

Една забележка нямаща много отношевие към паметите - на дънната платка на компютъра /и на редица други устройства - контролери/ има поставена /запоена малка литиева батерия, която може да дава ток с години.

Необходима е за да осигурява захранване на енергозависимата памет съхраняваща настройките на BIOS-а (в случай че им направите промени) и за часовника. В известен смисъл, компютърът не се изключва съвсем.

При развитието на паметите е възможно вече паметта на ВIOS-а да не е енергозависима /не съм се задълвочавал/, но часовникът е процес и не може да протича без енергия, така че тези батерии ще продължат да съществуват.

*

[Joro-01]

SRAM

Редактирано Януари 12, 2013 от Joro-01

[Joro-01]

DRAM