Pourquoi la RAM doit-elle être volatile ?

Principalement à cause de Casse-tête . Si votre DRAM (comme déjà dit, RAM est un terme très large. Ce dont vous parlez s'appelle DRAM avec D pour Dynamic) deviennent soudainement non-volatiles, les gens l'appelleront NVRAM qui est un type de stockage très différent.

Il y a aussi une raison pratique, il n'existe actuellement aucun type de NVRAM (je veux dire une vraie NVRAM basée sur une EEPROM, sans source d'énergie requise) qui permette un nombre illimité d'écritures sans dégradation du matériel.

En ce qui concerne les périphériques de stockage de masse basés sur la DRAM, jetez un coup d'œil au Gigabyte i-RAM (notez la batterie Li-Ion rechargeable, qui le rend non volatile pendant un certain temps).

En fait, la RAM n'a pas besoin, à proprement parler, d'être volatile, mais pour des raisons de commodité, c'est ce que nous faisons généralement. Voir Magnetic Ram sur Wikipedia ( http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetoresistive_random-access_memory ) pour une technologie potentielle de RAM non volatile, bien qu'elle doive encore être développée pour une utilisation pratique.

En fait, l'avantage de la DRAM est sa taille. Il s'agit d'une technologie extrêmement simple qui présente des caractéristiques de lecture-écriture très rapides, mais qui est par conséquent volatile. La mémoire Flash a des caractéristiques de lecture correctes, mais elle est TRÈS LENTE par rapport à ce qui est nécessaire pour la RAM.

La RAM statique présente des caractéristiques de lecture-écriture extrêmement favorables et consomme très peu d'énergie, mais elle compte un grand nombre de composants par rapport à la DRAM et est donc beaucoup plus chère. (Elle est également volatile, mais même une petite batterie peut l'alimenter pendant un certain temps, ce qui en fait une sorte de psudo-NVRAM si ce n'est pour le problème du coût.

Qu'il s'agisse de la MRAM ou d'une autre technologie, il est probable qu'à un moment donné dans le futur, nous trouverons un moyen de contourner le besoin actuel de structures de mémoire étagées qui ralentissent les ordinateurs, mais nous n'en sommes pas encore là. Cependant, même lorsque cette ère arrivera, il est probable que nous aurons toujours besoin d'une sorte de support de stockage fiable à long terme (lire : LENT) pour archiver les données.

Comme beaucoup d'autres l'ont mentionné, la RAM moderne n'est volatile que par conception - et non par obligation. La SDRAM et la DDR-SDRAM ont le désagrément supplémentaire de nécessiter un rafraîchissement pour rester fiables en fonctionnement. C'est la nature même des modules de RAM dynamiques. Mais je ne peux m'empêcher de me demander s'il existe une autre option. Quels types de mémoire existent qui peuvent répondre à ces critères ? Dans cette présentation, je ne couvrirai que la mémoire qui peut être lue/écrite au moment de l'exécution. Cela exclut les ROM, PROM, et autres puces à usage unique - elles sont censées être immuables une fois programmées.

Si nous nous rapprochons un peu plus du côté non-volatile du spectre, nous rencontrons la SRAM en chemin, mais sa non-volatilité est assez limitée. En fait, il ne s'agit que de rémanence des données. Elle n'a pas besoin d'être rafraîchie, mais elle perd ses données lorsque l'alimentation est coupée pendant trop longtemps. En plus de cela, elle est aussi un peu plus rapide que la DRAM - jusqu'à ce que vous atteigniez la taille d'un Go. En raison de la taille accrue des cellules de mémoire (6 transistors par cellule), par rapport à la DRAM, la viabilité de l'avantage de vitesse de la SRAM commence à s'estomper à mesure que la taille de la mémoire utilisée augmente.

La prochaine étape est le BBSRAM - Battery Backed SRAM. Ce type de mémoire est une version modifiée de la SRAM qui utilise une batterie pour devenir non volatile en cas de panne de courant. Cependant, cela pose quelques problèmes. Comment se débarrasser d'une batterie une fois qu'elle est usée ? Et la SRAM n'est-elle pas déjà assez grande comme ça ? L'ajout d'un circuit de gestion de l'alimentation et d'une batterie ne fait que réduire l'espace pouvant être utilisé pour les cellules de mémoire proprement dites. De plus, je ne me souviens pas que les batteries soient bien adaptées à une exposition prolongée à la chaleur...

En ce qui concerne le côté non volatile du spectre, nous avons maintenant l'EPROM. Mais attendez, demandez-vous, l'EPROM n'est-elle pas aussi à usage unique ? Pas si vous avez une lampe UV et la volonté de prendre des risques élevés. Les EPROMs peuvent être réécrites si elles sont exposées à la lumière UV. Cependant, elles sont généralement emballées dans un boîtier opaque une fois programmées - il faudrait d'abord l'enlever. Ce n'est pas très pratique, étant donné qu'elles ne peuvent pas être réécrites en cours d'exécution, en circuit. Et il ne serait pas possible de cibler des adresses/cellules de mémoire individuelles - seulement de les effacer. Mais, l'EEPROM pourrait aider...

Le sigle EE signifie "Electrically-Erasable". Cela ouvre la porte à des opérations d'écriture se produisant pour une fois dans le circuit (par rapport aux ROM, PROM et EPROM). Cependant, les EEPROMs utilisent des transistors à grille flottante. Cela conduit à une accumulation progressive d'électrons piégés, qui finissent par rendre les cellules de mémoire inopérantes. Ou bien, les cellules de mémoire peuvent subir une perte de charge. Dans ce cas, la cellule est laissée dans un état effacé. C'est une condamnation à mort planifiée - pas ce que vous recherchiez.

MRAM est le prochain sur la liste. Elle utilise une jonction tunnel magnétique, constituée d'un aimant permanent apparié à un aimant variable (séparé par une fine couche isolante), comme bit. Selon le Wikipedia ,

" La méthode de lecture la plus simple consiste à mesurer la résistance électrique de la cellule. Une cellule particulière est (généralement) sélectionnée en alimentant un transistor associé qui commute le courant d'une ligne d'alimentation à travers la cellule vers la masse. En raison de la magnétorésistance du tunnel, la résistance électrique de la cellule change en fonction de l'orientation relative de la magnétisation dans les deux plaques. En mesurant le courant résultant, il est possible de déterminer la résistance à l'intérieur d'une cellule particulière et, à partir de là, la polarité de magnétisation de la plaque inscriptible. "

Cette forme de mémoire est basée sur les différences de résistance et la mesure de la tension, plutôt que sur les charges et les courants. Elle n'a pas besoin de pompe de charge, ce qui contribue à rendre son fonctionnement moins gourmand en énergie que la DRAM, en particulier pour les variantes basées sur le STT. La MRAM présente de nombreux avantages, notamment une densité de mémoire comparable à celle de la DRAM, des performances et une vitesse comparables à celles de la SRAM dans des cas de test limités, une consommation d'énergie bien inférieure à celle de la DRAM et l'absence de dégradation due à des opérations de lecture/écriture répétées. Cela a placé la MRAM sous les projecteurs des chercheurs et des scientifiques, ce qui a favorisé son développement. En fait, elle est également considérée comme un candidat possible pour les " technologies de l'information ". mémoire universelle ". Cependant, les coûts de fabrication de ce type de mémoire sont encore très élevés, et les fabricants populaires s'intéressent davantage à autres options - ceux qui semblent un peu lourds à ce stade.

Je pourrais parler de la RAM ferroélectrique, mais c'est une option plutôt triste. La F-RAM est similaire à la DRAM dans sa construction - il suffit de remplacer la couche diélectrique par un matériau ferroélectrique. Elle a une consommation d'énergie plus faible, une endurance de lecture/écriture décente - mais les avantages s'estompent ensuite. Elle présente des densités de stockage beaucoup plus faibles, un plafond de stockage absolu, un processus de lecture destructif (nécessitant des modifications de tout circuit intégré pour l'adapter à l'arc d'écriture après lecture) et un coût global plus élevé. Pas très joli à voir.

Les dernières options du spectre sont les SONOS , CBRAM y Flash-RAM (NAND Flash, NOR-based, etc.). Un stockage ordinaire de type SSD ne suffira pas, et nous ne trouvons pas d'options viables à l'extrémité de ce spectre. La SONOS et la Flash-RAM souffrent toutes deux des problèmes de vitesses de lecture/écriture limitées (utilisées principalement pour le stockage permanent - non optimisées pour des vitesses de fonctionnement semblables à celles de la RAM), de la nécessité d'écrire par blocs et du nombre limité de cycles de lecture/écriture avant de dire "bonne nuit". Ils peuvent être bons pour la pagination, mais ils ne fonctionneront certainement pas pour un accès rapide. CBRAM est également un peu trop lent pour vos besoins.

L'avenir de cette chasse semble actuellement bien sombre. Mais n'ayez crainte - j'ai laissé quelques mentions honorables pour votre lecture personnelle. T-RAM (Thysistor-RAM), Z-RAM y nvSRAM sont également des candidats possibles. Alors que les deux T-RAM y Z-RAM nécessitent un rafraîchissement occasionnel (par rapport à la DRAM, la SDRAM et la DDR-SDRAM), nvSRAM est exempt de telles exigences. Ces trois options présentent toutes une meilleure densité de mémoire, de meilleures vitesses de lecture/écriture et/ou de meilleurs taux de consommation d'énergie. Elles n'ont pas non plus besoin de piles, ce qui est un gros avantage (la BBSRAM pleure dans un coin). En examinant de plus près la nvSRAM, il semble que nous ayons trouvé le candidat viable pour remplacer la redoutable DDR-SDRAM.

Mais bientôt (au moins pour ceux qui ont choisi de lire jusqu'ici), nous allons tous pleurer dans nos coins séparés - en plus d'avoir les mêmes problèmes de taille que la SRAM, la nvSRAM n'est pas non plus disponible en modules suffisamment grands pour être utilisés comme un remplacement approprié de la DDR-SDRAM. Les options sont là, mais soit elles ne sont pas encore prêtes pour la production (comme la MRAM), soit elles ne le seront jamais (nvSRAM). Et avant que vous ne posiez la question, la Gigabyte i-RAM n'existe pas non plus - elle ne fonctionne que via l'interface SATA, ce qui entraîne un goulot d'étranglement au niveau des performances. Elle dispose également d'une batterie. Je pense que nous devrions tous regarder où la mémoire pourrait être à venir ? Une fin douce-amère, je suppose.

• Les mémoires de grande capacité ont besoin de petites cellules de mémoire individuelles. Un simple condensateur, qui contient une charge de 1 ou de 0, peut être beaucoup plus petit que la logique complexe de la mémoire vive non volatile et plus rapide.

• Le remplissage de la quantité fuie est un cycle indépendant du matériel. Cette logique est réalisée de manière à ce que le processeur soit normalement sans entrave.

• La mise hors tension, en revanche, arrête le rafraîchissement. Donc oui, un rechargement total est nécessaire, au démarrage ou en hibernation.

• Une plus grande capacité pour la même taille remporte le vote.

8GB ram = 8.589.934.592 bytes x 8 bits = 68.719.476.736 bits (cellules - pas de parité)

À proprement parler, la RAM n'a pas besoin d'être volatile. De multiples formes de RAM non volatile ont été utilisées dans les ordinateurs. La mémoire à noyau de ferrite, par exemple, était la forme dominante de RAM (agissant comme stockage principal, à partir duquel le processeur prenait directement les informations) dans les années 50 jusqu'aux années 70, lorsque la mémoire transistorisée et monolithique est devenue prédominante.

Je crois qu'IBM a également qualifié le disque dur de stockage à accès aléatoire, car il différait du stockage à accès séquentiel, tel que la bande magnétique. La différence est comparable à celle d'une cassette et d'un disque vinyle : il faut rembobiner toute la bande avant de pouvoir écouter la dernière chanson, alors qu'il suffit de repositionner la broche à n'importe quel endroit du disque pour commencer à écouter à partir de là.