Kaj je hlapni pomnilnik

hlapni pomnilnik je računalniški pomnilnik, ki za shranjevanje informacij potrebuje elektriko (v nasprotju z nehlapnim pomnilnikom). Dokler je napajanje priključeno na to vrsto pomnilnika, so podatki shranjeni. Informacije se hitro izgubijo, takoj ko je naprava izklopljena.

Hlapne pomnilniške naprave se uporabljajo v več namenih. Uporablja se lahko tudi kot primarno mesto za shranjevanje podatkov. Ključna prednost pred trdimi diski je hiter prenos podatkov. Poleg tega lastnost nestanovitnosti pomaga zaščititi omejene podatke, saj postanejo nedostopni, ko se izklopi napajanje. Večina vrst pomnilnika z naključnim dostopom (RAM) je nestabilnih.

Glavne vrste hlapnega pomnilnika so naslednje:

• statično;
• Dinamični.

Statični pomnilnik

Glavna prednost statičnega pomnilnika (SRAM) je, da je veliko hitrejši od dinamičnega pomnilnika. Pomanjkljivost tega načina je, da je drag. Statičnega pomnilnika ni treba nenehno obnavljati. Hkrati pa potrebuje stalni tok za vzdrževanje razlike napetosti. Statični pomnilniški čip uporablja celico s šestimi tranzistorji za shranjevanje enega bita informacije.

Štirje tranzistorji od M1 do M4 tvorijo 2 navzkrižno povratna inverterja in so neposredno uporabljeni za shranjevanje enega bita podatkov. Pomnilniška celica ima dve stabilni stanji, ki sta potrebni za shranjevanje 0 ali 1. Dva dodatna tranzistorja nadzorujeta dostop do pomnilniške celice med branjem in pisanjem.

Poraba energije statičnega pomnilnika

Poraba energije je odvisna od pogostosti dostopa do statičnega hlapnega pomnilnika, vendar je na splošno nepomembna. Včasih lahko porabi toliko energije kot dinamični pomnilnik (če se uporablja pri visokih frekvencah). Po drugi strani pa v mirovanju porabi zelo malo energije: le nekaj mikrovalov.

Uporaba statičnega pomnilnika

Uporablja se statični pomnilnik na čipu:

• kot RAM ali predpomnilnik v 32-bitnih mikrokrmilnikih;
• Kot glavni predpomnilnik v zmogljivih procesorjih, kot je družina X86;
• v integriranih vezjih za posebne aplikacije (ASIC);
• v uporabniško programirljivih matrikah (FPGA);
• v programabilnih logičnih integriranih vezjih (FPGA, CPLD).

Poleg tega se statični hlapni pomnilnik uporablja v:

• V znanstvenih in industrijskih podsistemih ter avtomobilski elektroniki;
• V osebnih računalnikih, usmerjevalnikih in periferni opremi kot notranji predpomnilnik v procesorju in kot predpomnilnik za trdi disk ali usmerjevalnik;
• v zaslonih s tekočimi kristali (LCD) in tiskalnikih za shranjevanje prikazane ali natisnjene slike.

Prednosti in slabosti statičnega pomnilnika

Prednosti:

• majhna poraba energije;
• Enostavnost (ni potrebno vezje za regeneracijo);
• zanesljivost.

Proti:

• visoki stroški;
• majhna zmogljivost;
• velika velikost;
• spremenljiva poraba energije.

Dinamični pomnilnik

Čeprav obe vrsti hlapnega pomnilnika za shranjevanje podatkov potrebujeta električni tok, imata nekaj razlik. Dinamični pomnilnik z naključnim dostopom (DRAM) je zelo priljubljen zaradi svoje učinkovitosti in cene. Za shranjevanje DRAM uporablja en kondenzator in en tranzistor na bit informacije na integriranem vezju. To omogoča učinkovito rabo prostora na integriranem vezju in poceni uporabo te vrste pomnilnika.

regeneracija spomina

Postopek rednega branja informacij iz računalniškega pomnilnika in takojšnjega ponovnega zapisa na isto mesto brez sprememb se imenuje obnavljanje pomnilnika. To je proces v ozadju za shranjevanje podatkov v nestalni pomnilnik. To je značilnost te sorte.

Informacije v dinamičnem pomnilniku so shranjene kot prisotnost ali odsotnost naboja na miniaturnem kondenzatorju. Polnjenje se sčasoma zmanjšuje. Če se podatki ne regenerirajo pravočasno, so lahko popolnoma izgubljeni. Podatke občasno prebere in prepiše zunanje vezje, da jih zaščiti pred izgubo. Tako se naboj kondenzatorja povrne v prvotno stanje.

Vrsta dinamičnega pomnilnika

Asinhroni dinamični pomnilnik je prva vrsta DRAM-a, ki je bila predstavljena konec šestdesetih let prejšnjega stoletja. Aktivno se je uporabljal do leta 1997, ko ga je nadomestil sinhroni DRAM. Pomnilnik se imenuje asinhroni, ker dostop do njega ni sinhroniziran s signalom ure računalniškega sistema.

Sinhroni dinamični pomnilnik se pogosto uporablja v sodobnih strojih. Ta vrsta nevolatilnega pomnilnika v računalniku se odziva na signale branja in pisanja sinhrono s signalom sistemske ure. Sinhroni pomnilnik deluje pri višjih hitrostih kot asinhroni pomnilnik. Od leta 1993 ta vrsta prevladuje v osebni računalniki Uporabniki po vsem svetu.

Sinhroni dinamični pomnilnik se je prvotno imenoval SDRAM. Kasneje se je hitrost prenosa podatkov povečala za dvakrat in pomnilnik je zdaj na trgu na voljo kot DDR1. DDR2, DDR3 in DDR4 so bili nato izdani. Najnovejša generacija (DDR4) je bila ustvarjena v drugi polovici leta 2014. Marca 2017 se je začel razvoj energetsko neodvisnih pomnilniških naprav DDR5.