Tipos e Tecnologias de Memória Semicondutora
A memória semicondutora é usada em todas as formas de aplicativos de computador: existem muitos tipos e tecnologias usadas como memória de computador e outras formas de memória – DRAM, SRAM, Flash, DDR3, DDR4, DDR5 e muito mais.
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Tutorial de Memória Semicondutora Inclui:
Tipos e tecnologias de memória | Especificações e parâmetros de memória | Tendências Futuras
Tipos de memória:
DRAM | EEPROM | Flash | FRAM | MRAM | Memória de mudança de fase | SDRAM | SRAM
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A memória semicondutora é usada em qualquer montagem eletrônica que usa tecnologia de processamento de computador. Frequentemente chamados de memória de computador, esses componentes eletrônicos são essenciais para qualquer montagem de PCB baseada em computador ou processador.
Além disso, os cartões de memória tornaram-se itens comuns para armazenamento temporário de dados – tudo, desde cartões de memória flash portáteis usados para transferência de arquivos até cartões de memória semicondutores usados em câmeras, telefones celulares e similares.
O uso de memória semicondutora cresceu e o tamanho desses cartões de memória aumentou à medida que a necessidade de quantidades cada vez maiores de armazenamento é necessária.
Para atender às crescentes necessidades de memória de semicondutores, muitos tipos e tecnologias são usados. À medida que a demanda cresce, novas tecnologias de memória de computador estão sendo introduzidas e os tipos e tecnologias existentes estão sendo desenvolvidos.
Uma variedade de diferentes tecnologias de memória estão disponíveis – cada uma adequada para diferentes aplicações. Nomes como ROM, RAM, EPROM, EEPROM, memória Flash, DRAM, SRAM, SDRAM, bem como F-RAM e MRAM estão disponíveis e tipos estão sendo desenvolvidos para permitir um melhor desempenho.
Termos como DDR3, DDR4, DDR5 e muitos outros são vistos e se referem a diferentes tipos de memória de computador SDRAM.
Além disso, os dispositivos semicondutores estão disponíveis em várias formas – ICs para montagem de placas impressas, cartões de memória USB, cartões Compact Flash, cartões de memória SD e até discos rígidos de estado sólido. A memória do semicondutor é até incorporada em muitos chips de microprocessador como memória on-board.
Memória de semicondutores: principais tipos
Existem dois tipos principais ou categorias que podem ser usadas para tecnologia de semicondutores ou de memória de computador. Esses tipos ou categorias de memória diferenciam a memória da maneira como ela opera:
- RAM – Memória de acesso aleatório: Como os nomes sugerem, a RAM ou memória de acesso aleatório é uma forma de tecnologia de memória semicondutora usada para ler e gravar dados em qualquer ordem – em outras palavras, conforme exigido pelo processador. Ele é usado para aplicações como a memória do computador ou do processador, onde variáveis e outras são armazenadas e solicitadas aleatoriamente. Os dados são armazenados e lidos muitas vezes de e para esse tipo de memória.A memória de acesso aleatório é usada em grandes quantidades em aplicativos de computador, já que a tecnologia de computação e processamento atual requer grandes quantidades de memória para permitir que eles lidem com os aplicativos que consomem muita memória usados hoje. Muitos tipos de RAM, incluindo SDRAM com suas variantes DDR3, DDR4 e logo DDR5, são usados em grandes quantidades.
- ROM – Read Only Memory: Uma ROM é uma forma de tecnologia de memória semicondutora usada na qual os dados são gravados uma vez e depois não são alterados. Em vista disso, ele é usado onde os dados precisam ser armazenados permanentemente, mesmo quando a energia é desligada – muitas tecnologias de memória perdem os dados quando a energia é desligada.Como resultado, esse tipo de tecnologia de memória semicondutora é amplamente usada para armazenar programas e dados que devem sobreviver quando um computador ou processador é desligado. Por exemplo, o BIOS de um computador será armazenado na ROM.Como o nome indica, os dados não podem ser facilmente gravados na ROM. Dependendo da tecnologia usada na ROM, gravar os dados na ROM inicialmente pode exigir hardware especial. Embora muitas vezes seja possível alterar os dados, esse ganho requer hardware especial para apagar os dados prontos para novos dados serem gravados.
Como pode ser visto, esses dois tipos de memória são muito diferentes e, como resultado, são usados de maneiras muito diferentes.
Cada uma das tecnologias de memória de semicondutores descritas abaixo se enquadra em um desses dois tipos de categoria. cada tecnologia oferece suas próprias vantagens e é utilizada de uma forma particular, ou para uma aplicação particular.
Tecnologias de memória de semicondutores
Há uma grande variedade de tipos de ROM e RAM disponíveis. Freqüentemente, o nome geral da tecnologia de memória inclui as iniciais RAM ou ROM e isso fornece um guia quanto ao tipo geral de formato da memória.
Com a tecnologia avançando rapidamente, não apenas as tecnologias estabelecidas estão avançando com a tecnologia SDRAM passando de DDR3 para DDR4 e depois para DDR5, mas a memória Flash usada em cartões de memória também está se desenvolvendo, assim como outras tecnologias.
Além disso, novas tecnologias de memória estão entrando em cena e começam a causar impacto no mercado, permitindo um desempenho mais eficiente dos circuitos processadores.
RAM Dinâmica, DRAM
A RAM dinâmica é uma forma de memória de acesso aleatório. A DRAM usa um capacitor para armazenar cada bit de dados, e o nível de carga em cada capacitor determina se esse bit é lógico 1 ou 0.
No entanto, esses capacitores não mantêm sua carga indefinidamente e, portanto, os dados precisam ser atualizados periodicamente. Como resultado dessa atualização dinâmica, ele ganha o nome de RAM dinâmica. DRAM é a forma de memória semicondutora que é freqüentemente usada em equipamentos, incluindo computadores pessoais e estações de trabalho, onde forma a RAM principal do computador. Os dispositivos semicondutores estão normalmente disponíveis como circuitos integrados para uso na montagem de PCB na forma de dispositivos de montagem em superfície ou, com menos frequência, agora como componentes com chumbo.
Leia mais sobre . . . . Tecnologia DRAM.
Memória somente leitura programável apagável eletricamente, EEPROM
A memória somente leitura programável apagável eletricamente é uma forma de memória do computador onde os dados podem ser gravados no dispositivo de memória e podem ser apagados usando uma tensão elétrica. Essa tensão de apagamento é normalmente aplicada a um pino de apagamento especial no chip.
Como outros tipos de PROM, a EEPROM retém o conteúdo da memória mesmo quando a energia é desligada. Também como outros tipos de ROM, a EEPROM não é tão rápida quanto a RAM.
Leia mais sobre . . . . Tecnologia EEPROM.
Memória somente leitura programável e apagável, EPROM
Os dispositivos de memória somente leitura programável e apagável podem ser programados e apagados posteriormente. Isso normalmente é obtido expondo o próprio dispositivo semicondutor à luz ultravioleta. Para que isso aconteça existe uma janela circular na embalagem da EPROM para permitir que a luz chegue até o silício do dispositivo.
Quando o PROM está em uso, esta janela é normalmente coberta por uma etiqueta, especialmente quando os dados podem precisar ser preservados por um período prolongado. Esses dispositivos não são amplamente processados hoje em dia, pois formas mais convenientes de memória semicondutora estão disponíveis.
A PROM armazena seus dados como uma carga em um capacitor. Há um capacitor de armazenamento de carga para cada célula e isso pode ser lido repetidamente conforme necessário. No entanto, descobriu-se que depois de muitos anos a carga pode vazar e os dados podem ser perdidos.
No entanto, esse tipo de memória semicondutora costumava ser amplamente utilizada em aplicações onde uma forma de ROM era necessária, mas onde os dados precisavam ser alterados periodicamente, como em um ambiente de desenvolvimento, ou onde as quantidades eram baixas.
Memória flash
A memória flash é uma forma particularmente difundida de memória de computador. Não é usado apenas em cartões de memória, mas está sendo usado cada vez mais para discos rígidos de estado sólido de computador e aplicativos semelhantes.
A memória flash pode ser considerada como um desenvolvimento da tecnologia EEPROM. Os dados podem ser gravados nele e podem ser apagados, embora apenas em blocos, mas os dados podem ser lidos em uma célula individual.
Para apagar e reprogramar áreas do chip, são utilizadas tensões de programação em níveis disponíveis nos equipamentos eletrônicos. Também é não volátil, o que o torna particularmente útil. Como resultado, a memória Flash é amplamente utilizada em muitas aplicações, incluindo cartões de memória USB, cartões de memória Compact Flash, cartões de memória SD e também agora discos rígidos de estado sólido para computadores e muitas outras aplicações.
Leia mais sobre . . . . Tecnologia de memória flash.
Ferroelétrico RAM F-RAM
Ferroelectric RAM é uma tecnologia de memória de acesso aleatório que tem muitas semelhanças com a tecnologia DRAM padrão. A principal diferença é que incorpora uma camada ferroelétrica em vez da camada dielétrica mais comum e isso fornece sua capacidade não volátil.
Como o F-RAM oferece uma capacidade não volátil, o F-RAM é um concorrente direto do Flash.
Leia mais sobre . . . . Memória FRAM.
RAM magneto-resistiva, MRAM
RAM magneto-resistiva, ou RAM magnética é uma tecnologia de memória RAM não volátil que usa cargas magnéticas para armazenar dados em vez de cargas elétricas.
Ao contrário de tecnologias como DRAM, que exigem um fluxo constante de eletricidade para manter a integridade dos dados, a MRAM retém os dados mesmo quando a energia é removida. Uma vantagem adicional é que requer apenas baixa potência para operação ativa. Como resultado, esta tecnologia pode se tornar um player importante na indústria eletrônica, agora que os processos de produção foram desenvolvidos para permitir que ela seja produzida.
Leia mais sobre . . . . MRAM, RAM magnetoresistiva.
Memória de acesso aleatório de mudança de fase, P-RAM / PCM:
Este tipo de memória semicondutora é conhecida como memória de mudança de fase, Random Access Memory, P-RAM ou apenas memória de mudança de fase, PCM. Baseia-se em torno de um fenômeno onde uma forma de vidro de calcogeneto muda de estado ou fase entre um estado amorfo (alta resistência) e um estado policristalino (baixa resistência).
É possível detectar o estado de uma célula individual e, portanto, usar isso para armazenamento de dados. Atualmente este tipo de memória não tem sido amplamente comercializado, mas espera-se que seja um concorrente da memória flash.
Leia mais sobre . . . . Memória de mudança de fase, PRAM.
Memória programável somente leitura, PROM:
A memória somente leitura programável é uma forma de memória semicondutora que só pode ter dados gravados uma vez – os dados gravados nela são permanentes. Estas memórias são compradas em branco e são programadas usando um programador PROM especial.
Normalmente, uma PROM consistirá em uma matriz de links fusíveis, alguns dos quais são “queimados” durante o processo de programação para fornecer o padrão de dados necessário.
DRAM síncrona, SDRAM:
DRAM síncrona. Essa forma de memória semicondutora pode funcionar em velocidades mais rápidas do que a DRAM convencional. Ele é sincronizado com o clock do processador e é capaz de manter dois conjuntos de endereços de memória abertos simultaneamente. Ao transferir dados alternadamente de um conjunto de endereços e depois do outro, a SDRAM reduz os atrasos associados à RAM não síncrona, que deve fechar um banco de endereços antes de abrir o próximo.
Dentro da família SDRAM existem vários tipos de tecnologias de memória que são vistos. Estes são referidos pelas letras DDR – Double Data Rate. Atualmente, o DDR4 é a tecnologia mais recente, mas logo será seguido pelo DDR5, que oferecerá algumas melhorias significativas no desempenho.
Leia mais sobre . . . . SDRAM, memória DRAM síncrona.
Memória estática de acesso aleatório, SRAM:
Memória estática de acesso aleatório. Essa forma de memória semicondutora ganha esse nome pelo fato de que, ao contrário da DRAM, os dados não precisam ser atualizados dinamicamente.
Esses dispositivos semicondutores são capazes de suportar tempos de leitura e gravação mais rápidos do que a DRAM (normalmente 10 ns contra 60 ns da DRAM) e, além disso, seu tempo de ciclo é muito menor porque não precisa de pausa entre os acessos.
No entanto, os chips SRAM consomem mais energia, são menos densos e mais caros que os DRAM. Como resultado, a SRAM é normalmente usada para caches, enquanto a DRAM é usada como a principal tecnologia de memória semicondutora.
Leia mais sobre . . . . RAM estática, SRAM..
A tecnologia de memória semicondutora está se desenvolvendo rapidamente para atender às crescentes necessidades da indústria eletrônica. Não apenas as tecnologias existentes estão sendo desenvolvidas, mas quantidades consideráveis de pesquisa estão sendo investidas em novos tipos de tecnologia de memória de semicondutores.
Em termos de tecnologias de memória atualmente em uso, versões SDRAM como DDR4 estão sendo desenvolvidas para fornecer DDR5, que oferecerá melhorias significativas de desempenho. Com o tempo, o DDR5 será desenvolvido para fornecer a próxima geração de SDRAM.
Outras formas de memória são vistas em casa na forma de cartões de memória USB, Compact Flash, cartões CF ou cartões de memória SD para câmeras e outros aplicativos, bem como discos rígidos de estado sólido para computadores.
Os dispositivos semicondutores estão disponíveis em uma ampla variedade de formatos para atender às diferentes necessidades de montagem de PCB e outras.
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