История создания оперативной памяти кратко

Обновлено: 01.05.2024

Приветствую. Понятие энергозависимой памяти знакомо тем, кто так или иначе сталкивался с компьютерным "железом". Для "молодых" эти планки ОЗУ означают не больше чем комплектующая, работающая на конкретной частоте и с конкретным объёмом памяти, а для "олдскулов" это цепь эволюции. Те кто начинал с 8 мегабайт(Simm) знают и ценят каждый гигабайт подаренный наукой нынешним компьютерщикам. Предлагаю окунуться в прошлое и пройти вместе, по шагам эволюции оперативной памяти.

Начну с той которая мало знакома: SIPP.

Признайтесь, что даже те кто помнил память SIMM, вря тли слышали о памяти "Single In-line Pin Package". Печатная плата с однорядными контактами(30 штук). Использовались 80-90-е годы с "80286" (шестнадцати битном микропроцессоре Intel).

Эти платы гнулись, а в отдельных случаях и ломались , в момент установки в материнскую плату поэтому компьютерщики были счастливы, без меры, когда на рынок поступили модули SIMM(установка не вызывала проблем).

С началом 90-х годов появились не только видеомагнитофоны и жвачки "Турбо", но и новый тип ОЗУ: SIMM(односторонний).

Честно говоря SIMM стали появляться еще во времена популярности SIPP, но обширное применение получили в 90-е, хоть и запатентованы еще в 1983 году. Первый выпуск сделан из керамики, со штырьками и не фиксировались на плате, но позже это доработали и появились ZIF-слоты и защёлки.

Объём памяти не превышал 16 мегабайт, однако честно скажу такой плашки было не найти, а если и по знакомству найдется, то стоимость слишком запредельная. Минимальные составляли 64 Кбайт, но такие никто не использовал по этому в стандартных домашних ПК стояли банальные планки на 8 мегабайт. Этого хватало поиграть в "ДУМ 2" и погонять в "Квагу". С этими играми вспомнился момент из прошлого, дома стоял компьютер с 8 мб ОЗУ, с игрой "ДУМ 2", личная жизнь и подростковые гормоны "били ключом", поэтому с первой девушкой был уговор, что за каждый уровень игры ДУМ 2, буду выполнять одно желание, девушка прошла игру на 100%, разумеется и желания выполнены на 100%, так автор канала "Бабушкам PRO компьютер" познал Дзен и понял, что девушки еще "порченее" и развратнее чем юноши . Вернёмся к нашей эволюции, SIMM устанавливались в IBM PC Intel 286, 386, 486. Даже в Пентиумы 90 ставили этот тип памяти. Впрочем, далеко во времени заглядывать незачем, SIMM используют и в 2021 году, но уже не в стационарных ПК, а в контроллерах. Слабая производительность памяти толкала научный прогресс в объятья DIMM(микросхемы на обеих сторонах).

Этот шаг эволюции превратил ОЗУ в планку с двухсторонними контактами, работающими независимо. Кто не понял, то в SIMM такие контакты замыкались между собой и передавали одинаковые сигналы. Так же новый тип памяти научился самодиагностике и исправлению ошибок в линиях передач. Работала память на напряжении 3.3 В. Первые модели устанавливали в сервера и рабочие станции, только потом этот тип поступил на потребительский рынок где и вытеснил, старый тип, SIMM. Появились новые форм-факторы SO-DIMM, которые ставили на портативные ПК(нетбуки, ультрабуки, ноутбуки и т.д). Спецификация памяти такова: DDR200 с частотой 100 МГц, DDR266 на частоте 133 МГц, DDR333 на 166 МГц и DDR400 на частоте 200 МГц. Думаю "молодые сборщики" оценят вклад научного прогресса с момента выхода DDR5, на фоне DDR.

Итак, в 2004 году, в отставку отправляется Михаил Касьянов, а пользователи ПК получают подарок, в виде DDR2 которая задержится на рынке семь лет.

Этот тип с повышенной частотой шины и понеженным напряжением в 1,8 В. Типы DDR2 и DDR несовместимы.

Оперативная память является одним из ключевых устройств в вычислительной технике. Процессор имеет прямой доступ к оперативной памяти и временно хранит в ней данные и команды. ОЗУ, как правило, обладает много меньшим объемом, чем ПЗУ, но при этом, работает в десятки раз быстрее.

Сейчас, покупая в магазине очередную планку памяти, мы не задумываемся, с чего началась история современных ОЗУ. А история, эта, на мой взгляд, довольно интересна.

Электронные компьютеры, занимавшие по тем временам огромные площади, и потребляющие сотни тысяч ватт энергии, появились во второй половине сороковых годов 20го столетия. Поначалу они использовали так называемые ring counter’ы (это такой круговой сдвиговый регистр), реализованные на электронных лампах – двойных триодах. Это был неэкономичный, громоздкий и медленный тип ОЗУ.

В начале 50х годов ему на замену пришла ОЗУ на магнитных сердечниках, просуществовавшая в активном использовании до середины 70х. Вот, например модуль памяти на 2кБ:

Ничего не понятно?

Ну вот, покрупнее:

А вот еще покрупнее:

Выглядит просто адски. Такая память хранит информацию в виде направления намагниченности небольших кольцевидных ферритовых сердечников. Ферритовые кольца расставлялись в прямоугольную матрицу и через каждое кольцо проходило четыре провода для считывания и записи информации. И вот как это делалось: направление намагниченности одного ферритового кольца позволяет хранить один бит информации. Через кольцо проходят четыре провода: два провода возбуждения X и Y и провод запрета S под углом 45° и провод считывания Z под углом 90°. Для считывания значения бита, на провода возбуждения подаётся импульс тока таким образом, что сумма токов через отверстие сердечника приводит к тому, что намагниченность кольца принимает определенное направление независимо от того, какое направление она имело до этого. Значение бита можно определить, измерив ток на проводе считывания: если намагниченность сердечника изменилась, то в проводе считывания возникает индукционный ток.

Забавно то, что считывание разрушает сохранённую информацию. Потому после считывания бита, его необходимо повторно записать.

Для записи, на провода возбуждения подаётся импульс тока в обратном направлении, и намагниченность сердечника меняет направление (относительно того, которое она имеет после считывания). Однако если при этом в другом направлении подаётся ток на провод запрета, то суммы токов через кольцо недостаточно, чтобы изменить намагниченность сердечника, и она остаётся такой же, как после считывания.

Матрица памяти состоит из N² кольцеобразных сердечников нанизанных на пересечения перпендикулярных проводов возбуждения X₁…X_N и Y₁…Y_N. Через все сердечники проплетается один провод считывания и один провод запрета. Таким образом, матрица позволяет считывать или записывать биты только последовательно.

Силу тока в проводах возбуждения и материал сердечника подбирают так, чтобы тока через один провод не хватило бы для изменения намагниченности сердечника. Это необходимо поскольку на один провод возбуждения нанизано несколько десятков сердечников, а менять направление намагниченности нужно только в одном из них.

Нашел вот в нете фотку компа, использовавшего такой вид памяти:

Следует заметить, что по разным причинам, такой вид памяти использовался на космических кораблях (тот-же Шаттл, к примеру) до начала 90х, а даже используется по сей день на старых АЭС. Основная причина — в отличие от полупроводников, магнитные сердечники не боятся радиации и электро-магнитных импульсов (ну да, тех самых, что возникают при ядерном взрыве).

Память на ферритовых сердечниках по английски называется megnetic core memory. Таким образом в компьютерном термине core dump остались следы эпохи повсеместного распространения ферритовой памяти. Для справки: core dump это файл в современных Unix и Linux системах, в который операционная система сохраняет содержимое рабочей памяти какого либо процесса.

В 1968 году маленькая группа специалистов, отколовшаяся от Motorola, создала компанию Intel. В 1969 году новоиспеченная компания выпустила высокоскоростной 64-битный полупроводниковый чип ОЗУ, модель 3101.

Полупроводники на тот момент уже не являлись чем-то новым, но Intel использовала диод Шоттки и биполярные технологии в своем чипе, что позволило резко поднять скорость работы памяти.

Позднее в том-де 1969, Intel представила 256-битный чип памяти, модель 1101 – первый в мире чип памяти МОП (англ. MOS- Metal Oxide Semiconductor).

Несмотря на то, что 1101 был сложным чипом, имел малый объем памяти и потому не мог эффективно конкурировать с памятью на ферритовых сердечниках, его МОП основа нашла применение в сдвиговых регистрах.

С 1970 по 1971 Intel активно работала над чипами 1102 и 1103 – две чипа с 1Кб динамической ОЗУ, использующей 3 транзистора на одну ячейку памяти. 1102 так и не вышел на рынок. Зато представление 1103 широкой публике было поворотным моментом в истории ОЗУ: наконец большой объем данных мог быть эффективно сохранен на одном чипе. 1103 стал стремительно замещать старые модули памяти на ферритовых сердечниках и вскоре стал стандартом.

Конечно, по сегодняшним стандартам 1103 очень примитивный чип. Он медленный, сложный в производстве и эксплуатации. Но он доказал, что полупроводниковая память не только жизнеспособна, но и намного более эффективна предшественников.

Далее ОЗУ продолжала развиваться на полупроводниковых технологиях, постоянно удваивая скорость и объем, и так до наших дней. Первая эра ОЗУ длилась около 10 лет, вторая около 20. Сейчас мы уже перешли 30 летний рубеж использования полупроводников. Интересно, что дальше….?

ЗЫ: кстати, сейчас древние чипы Intel стали предметами коллекционирования. Я видел недавно на eBay продались 3 чипа 1103 за 115 долларов US of A….

Электромагнитные реле стояли в самых первых компьютерах, а их жизнь на рынке автоматизированных вычислений была недолгой. Однако видоизмененные катушки используют в технике и по сей день.

В стародревние времена — дело было почти 80 лет назад, на заре становления вычислительной техники — память вычислительных устройств было принято делить на три типа. На первичную, вторичную и внешнюю. Сейчас этой терминологией уже никто не пользуется, хотя сама классификация существует и по сей день. Только первичную память теперь называют оперативной, вторичную — внутренними жесткими дисками, ну а внешняя маскируется под всевозможные оптические диски и флэш-накопители.

Прежде чем начать путешествие в прошлое, давайте разберемся в обозначенной выше классификации и поймем, для чего нужен каждый из типов памяти. Компьютер представляет информацию в виде последовательности бит — двоичных цифр со значениями 1 или 0. Общепринятой универсальной единицей информации считают байт, как правило, состоящий из 8 бит. Все используемые компьютером данные занимают некоторое количество байт. К примеру, типичный музыкальный файл занимает 40 миллионов бит — 5 миллионов байт (или 4,8 мегабайта). Центральный процессор не сможет функционировать без элементарного запоминающего устройства, ведь вся его работа сводится к получению, обработке и записи обратно в память. Именно поэтому легендарный Джон фон Нейман (мы не раз упоминали его имя в цикле статей про мейнфреймы) придумал размещать внутри компьютера независимую структуру, где хранились бы все необходимые данные.

Классификация внутренней памяти разделяет носители еще и по скоростному (и энергетическому) принципу. Быстрая первичная (оперативная) память в наше время используется для хранения критичной информации, к которой ЦП обращается наиболее часто. Это ядро операционной системы, исполняемые файлы запущенных программ, промежуточные результаты вычислений. Время доступа — минимально, всего несколько наносекунд.

Первичная память общается с контроллером, размещенным либо внутри процессора (у последних моделей ЦП), либо в виде отдельной микросхемы на материнской плате (северный мост). Цена на оперативку относительно высока, к тому же она энергозависима: выключили компьютер или случайно выдернули шнур из розетки — и вся информация потерялась. Поэтому все файлы хранятся во вторичной памяти — на пластинах жестких дисков. Информация здесь не стирается после отключения питания, а цена за мегабайт очень низкая. Единственный недостаток винчестеров — низкая скорость реакции, она измеряется уже в миллисекундах.

Кстати, интересный факт. На заре развития компьютеров первичную память не отделяли от вторичной. Главный вычислительный блок был очень медленным, и память не давала эффекта бутылочного горлышка. Оперативные и постоянные данные хранились в одних и тех же компонентах. Позже, когда скорость компьютеров подросла, появились новые типы носителей информации.

Компьютер Bendix G15 с барабанной памятью. Оператор в костюме прилагается.

Одним из основных компонентов первых компьютеров были электромагнитные переключатели, разработанные известным американским ученым Джозефом Хенри еще в 1835 году, когда ни о каких компьютерах никто даже не помышлял. Простой механизм состоял из обмотанного проводом металлического сердечника, подвижной железной арматуры и нескольких контактов. Разработка Хенри легла в основу электрического телеграфа Сэмюеля Морзе и Чарльза Витстоуна.

Первый компьютер, построенный на переключателях, появился в Германии в 1939 году. Инженер Конрад Зюс использовал их при создании системной логики устройства Z2. К сожалению, прожила машина недолго, а ее планы и фотографии были утеряны во время бомбардировок Второй мировой войны. Следующее вычислительное устройство Зюса (под именем Z3) увидело свет в 1941 году. Это был первый компьютер, управляемый программой. Основные функции машины реализовывались при помощи 2000 переключателей. Конрад собирался перевести систему на более современные компоненты, но правительство прикрыло финансирование, посчитав, что идеи Зюса не имеют будущего. Как и ее предшественница, Z3 была уничтожена во время бомбардировок союзников.

Электромагнитные переключатели работали очень медленно, но развитие технологий не стояло на месте. Вторым типом памяти для ранних компьютерных систем стали линии задержки. Информацию несли электрические импульсы, которые преобразовывались в механические волны и на низкой скорости перемещались через ртуть, пьезоэлектронный кристалл или магниторезистивную катушку. Есть волна — 1, нет волны — 0. В единицу времени по проводящему материалу могли путешествовать сотни и тысячи импульсов. По завершении своего пути каждая волна трансформировалась обратно в электрический импульс и отсылалась в начало — вот вам и простейшая операция обновления.

Линии задержки разработал американский инженер Джон Преспер Экерт. Компьютер EDVAC, представленный в 1946 году, содержал два блока памяти по 64 линии задержки на основе ртути (5,5 Кб по современным меркам). На тот момент этого было более чем достаточно для работы. Вторичная память также присутствовала в EDVAC — результаты вычислений записывались на магнитную пленку. Другая система, UNIVAC 1, увидевшая свет в 1951 году, использовала 100 блоков на основе линий задержки, а для сохранения данных у нее была сложная конструкция со множеством физических элементов.

Блок памяти на основе линий задержки больше похож на гиперпространственный двигатель космического корабля. Сложно представить, но подобная махина могла сохранить всего несколько бит данных!

За кадром нашего исследования осталось два довольно значимых изобретения в области носителей данных. Оба сделал талантливый сотрудник Bell Labs Эндрю Бобек. Первая разработка — так называемая твисторная память — могла стать прекрасной альтернативой памяти на основе магнитных сердечников. Она во многом повторяла последнюю, но вместо ферритовых колец для хранения данных использовала магнитную пленку. У технологии были два важных преимущества. Во-первых, твисторная память могла одновременно записывать и считывать информацию с целого ряда твисторов. Плюс к этому, было легко наладить ее автоматическое производство. Руководство Bell Labs надеялось, что это позволит существенно снизить цену твисторной памяти и занять перспективный рынок. Разработку финансировали ВВС США, а память должна была стать важной функциональной ячейкой ракет Nike Sentinel. К сожалению, работа над твисторами затянулась, а на первый план вышла память на основе транзисторов. Захват рынка не состоялся.

Изобретением заинтересовались многие компании, и в середине 70-х разработками в области пузырьковой памяти занялись все крупные игроки рынка. Энергонезависимая структура делала пузырьки идеальной заменой как первичной, так и вторичной памяти. Но и тут планам Bell Labs не удалось сбыться — дешевые винчестеры и транзисторная память перекрыли кислород пузырьковой технологии.

Вакуум — наше все

Вакуумные трубки сохранились в технике и по сей день. Особенной любовью они пользуются среди аудиофилов. Считается, что усилительный тракт на основе вакуумных трубок по качеству звука на голову выше современных аналогов.

К концу 40-х годов системная логика компьютеров переехала на вакуумные трубки (они же электронные трубки или термионные шахты). Вместе с ними новый толчок в развитии получили телевидение, устройства для воспроизведения звука, аналоговые и цифровые компьютеры.

Параллельно свою трубку, именуемую селектрон, разрабатывали инженеры из компании Radio Corporation of America под управлением ученого Владимира Зворыкина. По задумке авторов селектрон должен был вмещать до 4096 бит информации, что в четыре раза больше, чем у трубки Вильямса — Килберна. Предполагалось, что к концу 1946 года будет произведено около 200 селектронов, но производство оказалось очень дорогим.

Наравне с вакуумными трубками в некоторых компьютерах того времени использовалась барабанная память, изобретенная Густавом Таусчеком в 1939 году. Простая конструкция включала большой металлический цилиндр, покрытый сплавом из ферромагнетика. Считывающие головки, в отличие от современных винчестеров, не перемещались по поверхности цилиндра. Контроллер памяти ждал, пока информация самостоятельно пройдет под головками. Барабанная память использовалась в компьютере Атанасова — Берри и некоторых других системах. К сожалению, ее производительность была очень низкой.

Селектрону не было суждено завоевать рынок вычислительных машин — опрятные на вид электронные компоненты так и остались пылиться на свалке истории. И это несмотря на выдающиеся технические характеристики.

В данный момент рынком первичной памяти правит стандарт DDR. Точнее, второе его поколение. Переход на DDR3 состоится уже совсем скоро — осталось дождаться появления недорогих чипсетов с поддержкой нового стандарта. Повсеместная стандартизация сделала сегмент памяти слишком скучным для описания. Производители перестали изобретать новые, уникальные продукты. Все труды сводятся к увеличению рабочей частоты и установке навороченной системы охлаждения.

Технологический застой и робкие эволюционные шаги будут продолжаться до тех пор, пока производители не доберутся до предела возможностей кремния (именно из него изготавливают интегрированные микросхемы). Ведь частоту работы нельзя повышать бесконечно.

Правда, здесь кроется один подвох. Производительности существующих чипов DDR2 достаточно для большинства компьютерных приложений (сложные научные программы не в счет). Установка модулей DDR3, работающих на частоте 1066 МГц и выше, не ведет к ощутимому приросту скорости.

Звездный путь в будущее

Странная текстура на фотографии — это память на основе магнитных сердечников. Перед вами наглядная структура одного из массивов с проводами и ферритовыми кольцами. Представляете, сколько времени приходилось потратить, чтобы найти среди них нерабочий модуль?

Главным недостатком памяти, да и всех остальных компонентов на основе вакуумных трубок было тепловыделение. Трубки приходилось охлаждать при помощи радиаторов, воздуха и даже воды. К тому же постоянный нагрев существенно уменьшал время работы — трубки самым натуральным образом деградировали. Под конец срока эксплуатации их приходилось постоянно настраивать и в конечном итоге менять. Можете представить, скольких усилий и средств стоило сервисное обслуживание вычислительных систем?!

Потом наступило время массивов с близко расположенными ферритовыми кольцами — изобретение американских физиков Эн Вэнг и Вэй-Донг Ву, доработанное студентами под управлением Джея Форрестера из Массачусетского технологического университета (MIT). Через центры колец под углом 45 градусов проходили соединительные провода (по четыре на каждое кольцо в ранних системах, по два в более совершенных). Под напряжением провода намагничивали ферритовые кольца, каждое из которых могло сохранить один бит данных (намагничено — 1, размагничено — 0).

Технологию постепенно совершенствовали. Ферритовые кольца уменьшались в размерах, скорость работы росла. Первые образцы функционировали на частоте порядка 1 МГц, время доступа составляло 60 000 нс — к середине 70-х годов оно сократилось до 600 нс.

Дорогая, я уменьшил нашу память

Производители памяти в наше время больше заботятся о внешнем виде своих продуктов — все равно стандарты и характеристики заранее определены в комиссиях вроде JEDEC.

Следующий скачок в развитии компьютерной памяти произошел, когда были придуманы интегральные микросхемы и транзисторы. Индустрия пошла по пути миниатюризации компонентов с одновременным повышением их производительности. В начале 1970-х полупроводниковая промышленность освоила выпуск микросхем высокой степени интеграции — на сравнительно малой площади теперь умещались десятки тысяч транзисторов. Появились микросхемы памяти емкостью 1 Кбит (1024 бит), небольшие чипы для калькуляторов и даже первые микропроцессоры. Случилась самая настоящая революция.

Особый вклад в развитие первичной памяти внес доктор Роберт Деннард, сотрудник компании IBM. Он разработал первый чип на транзисторе и небольшом конденсаторе. В 1970 году рынок подстегнула компания Intel (которая появилась всего двумя годами раньше), представив чип памяти i1103 емкостью 1 Кбит. Спустя два года этот продукт стал самым продаваемым полупроводниковым чипом памяти в мире.

Во времена первых Apple Macintosh блок оперативной памяти занимал огромную планку (на фото сверху), тогда как объем не превышал 64 Кб.

Микросхемы высокой степени интеграции быстро вытеснили старые типы памяти. С переходом на следующий уровень развития громоздкие мейнфреймы уступили место настольным компьютерам. Основная память в то время окончательно отделилась от вторичной, оформилась в виде отдельных микрочипов емкостью 64, 128, 256, 512 Кбит и даже 1 Мбит.

Наконец, микросхемы первичной памяти переехали с материнских плат на отдельные планки, это сильно облегчило установку и замену неисправных компонентов. Частоты начали расти, время доступа уменьшаться. Первые синхронные динамические чипы SDRAM появились в 1993 году, их представила компания Samsung. Новые микросхемы работали на частоте 100 МГц, время доступа равнялось 10 нс.

С этого момента началось победоносное шествие SDRAM, а к 2000 году этот тип памяти вытеснил всех конкурентов. Определением стандартов на рынке оперативки занялась комиссия JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council). Ее участники сформировали спецификации, единые для всех производителей, утвердили частотные и электрические характеристики.

Дальнейшая эволюция не так интересна. Единственное значимое событие произошло в 2000 году, когда на рынке появилась оперативная память стандарта DDR SDRAM. Она обеспечила удвоенную (по сравнению с обычной SDRAM) пропускную способность и создала задел для будущего роста. Вслед за DDR в 2004 году появился стандарт DDR2, который до сих пор пользуется наибольшей популярностью.

В современном IT-мире фразой Patent Troll (патентный тролль) называют фирмы, которые зарабатывают деньги на судебных исках. Они мотивируют это тем, что другие компании нарушили их авторские права. Целиком и полностью под это определение попадает разработчик памяти Rambus.

С момента основания в 1990 году Rambus занималась лицензированием своих технологий сторонним компаниям. К примеру, ее контроллеры и микросхемы памяти можно найти в приставках Nintendo 64 и PlayStation 2. Звездный час Rambus настал в 1996 году, когда Intel заключила с ней соглашение на использование в своих продуктах памяти RDRAM и разъемов RIMM.

Сначала все шло по плану. Intel получила в свое распоряжение продвинутую технологию, а Rambus довольствовалась партнерством с одним из крупнейших игроков IT-индустрии. К сожалению, высокая цена модулей RDRAM и чипсетов Intel поставили крест на популярности платформы. Ведущие производители материнских плат использовали чипсеты VIA и платы с разъемами под обычную SDRAM.

Rambus поняла, что на этом этапе она проиграла рынок памяти, и начала свои затяжные игры с патентами. Первым делом ей под руку попалась свежая разработка JEDEC — память стандарта DDR SDRAM. Rambus накинулась на нее, обвинив создателей в нарушении авторских прав. В течение некоторого времени компания получала денежные отчисления, однако уже следующее судебное разбирательство с участием Infineon, Micron и Hynix расставило все по своим местам. Суд признал, что технологические наработки в области DDR SDRAM и SDRAM не принадлежат Rambus.

С тех пор общее количество исков со стороны Rambus к ведущим производителям оперативки превысило все мыслимые пределы. И, похоже, такой образ жизни компанию вполне устраивает.

Тема хранения информации была актуальна во все времена — начиная с рассвета человеческой цивилизации и по сей день. Свой авторский взгляд на историю средств хранения предлагает Джереми Кук, публикующий свои статьи на сайте EETimes.

В продолжение темы об эволюции цифровой памяти я подготовил что-то вроде слайд-шоу, иллюстрирующего этот прогресс. Полный обзор истории памяти – занятие слишком утомительное, поэтому я выбрал список того, что считаю в ней основным. Приглашаю всех высказывать свое мнение о подборке в комментариях.

Письменность

Перфокарты

Иллюстрация в журнале Scientific American от 30 августа 1890 г. Источник: Wikipedia
Перфокарты громко заявили о себе при переписи населения США 1890 года; машина, изобретенная Германом Холлеритом, обработала ее результаты в течение года – людям понадобилось бы на это в 10 раз больше времени. Идею для устройства подсказали кондукторы в поездах, компостировавшие билеты пассажиров; большое влияние оказали также машины французского ткача Жозефа-Мари Жаккарда, использовавшие перфоленту для управления ткацким процессом.

Триггер

Схема триггера из патента Екклеса и Джордана, 1918 г. Источник: Wikipedia
Триггер, изобретенный в 1918 году, дает нам подсказку, как работает современная компьютерная память. Эти старомодные громоздкие устройства, способные сохранять и изменять свое состояние, зависящее от внешнего электрического сигнала, принципиально не так далеки от того, как компьютеры работают сейчас.

SDRAM

Source: Royan/Wikipedia commons
SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory, Синхронная динамическая память с произвольным доступом) имела ограниченное применение еще в 70-х, однако заявила о себе широко только в 1993. Ранее RAM изменяла свое состояние так быстро, как было возможно, чтобы принять данные, синхронная же DRAM использовала тактовый генератор компьютера для настройки процесса хранения. Это позволило разделить данные на отдельные банки для синхронного исполнения нескольких операций с памятью одновременно.

EPROM

Первый EPROM Intel, 1971 г. Источник: Wikipedia
Дов Фроман разработал стираемую программируемую память только для чтения (EPROM, Erasable Programmable Read Only Memory) в 1971 году в Intel. Она энергонезависима, то есть содержимое памяти не уничтожается при потере питания. Эти чипы программируются с помощью электрического тока, информация стирается путем облучения ультрафиолетовым светом.

Дисковод

EEPROM

Источник: Amit Bhawani
Электрически стираемая программируемая память только для чтения (EPROM, Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) появилась в 1978 году. Ее преимуществом по сравнению с EPROM стала возможность программирования и стирания данных во время использования. Имелось и одно существенное ограничение – в количестве циклов перепрограммирования. Однако в современных чипах количество циклов чтения-записи было значительно увеличено.

Жесткий диск

Источник: Ian Wilson/Wikipedia
Seagate произвел свой первый 5-дюймовый жесткий диск в 1980 году. С этого времени компоненты памяти начинают напоминать те, которые мы имеем сейчас, однако есть и нюансы. Скажем, в том же году IBM выпустила первый винчестер емкостью 1 Гб – он весил 550 кг.

Аудио CD

Флеш память

Чип слева — флеш память, справа — контроллер. Источник: Wikimedia Commons
Флеш память была изобретена в 80-х и представлена публике в 1988. Технически представляя собой разновидность EEPROM, флеш память существенно превосходит предшественников по скорости. Были разработаны две разновидности, основанные на логических вентилях NAND и NOR соответственно. Технология эксплуатируется по сегодняшний день, одним из наиболее ее распространенных примеров являются карты памяти Compact Flash.

DDR SDRAM

Источник: Toshiba
JDEC опубликовала стандарт UFS (Universal Flash Storage, Универсальный флеш-накопитель) в 2012 году и обновила его в сентябре 2013. В дополнение в функциям энергосбережения, эти чипы обеспечат дуплексную пропускную способность данных 300 Мбит/с. Будет интересно посмотреть, как этот тип памяти будет развиваться в будущем.

Трехмерная память

1 ТБ USB-носитель

Источник: HardwareZone
Как я уже отмечал ранее, Kingston в 2013 году выпустил терабайтный USB-носитель. До сих пор поражаюсь плотности данных в этом устройстве размером в несколько сантиметров.
Удивительно, как далеко зашел прогресс в области памяти. Неужели и в дальнейшем мы будем наблюдать столь гигантские прорывы?

Читайте также: