Çeşitli

Yarıiletken Bellek Türleri ve Teknolojileri

Yarıiletken Bellek Türleri ve Teknolojileri


Yarı iletken bellek, bilgisayar işleme teknolojisini kullanan herhangi bir elektronik aksamda kullanılır. Yarı iletken bellek, herhangi bir bilgisayar tabanlı PCB montajı için gerekli olan temel elektronik bileşendir.

Buna ek olarak, bellek kartları verileri geçici olarak depolamak için sıradan öğeler haline geldi - dosyaların aktarımı için kullanılan taşınabilir flash bellek kartlarından kameralarda, cep telefonlarında ve benzerlerinde kullanılan yarı iletken bellek kartlarına kadar her şey.

Yarı iletken bellek kullanımı büyüdü ve bu bellek kartlarının boyutu, giderek daha fazla depolama alanına ihtiyaç duyuldukça arttı.

Yarı iletken belleğe yönelik artan ihtiyaçları karşılamak için kullanılan birçok tür ve teknoloji vardır. Talep arttıkça yeni bellek teknolojileri tanıtılmakta ve mevcut türler ve teknolojiler daha da geliştirilmektedir.

Çeşitli farklı bellek teknolojileri mevcuttur - her biri farklı uygulamalara uygundur .. ROM, RAM, EPROM, EEPROM, Flash bellek, DRAM, SRAM, SDRAM, F-RAM ve MRAM gibi isimler mevcuttur ve yeni gelişmiş performans sağlamak için türler geliştirilmektedir.

DDR3, DDR4, DDR5 ve daha pek çoğu gibi terimler görülür ve bunlar farklı SDRAM yarı iletken bellek türlerini ifade eder.

Buna ek olarak, yarı iletken cihazlar birçok biçimde mevcuttur - basılı kart montajı için IC'ler, USB bellek kartları, Compact Flash kartlar, SD bellek kartları ve hatta katı hal sabit sürücüler. Yarı iletken bellek, yerleşik bellek olarak birçok mikroişlemci yongasına bile dahil edilmiştir.

Yarı iletken bellek: ana tipler

Yarı iletken teknolojisi için kullanılabilecek iki ana tür veya kategori vardır. Bu bellek türleri veya kategorileri, belleği işleyiş biçimine göre farklılaştırır:

  • RAM - Rasgele Erişim Belleği: Adlardan da anlaşılacağı gibi, RAM veya rasgele erişim belleği, verileri herhangi bir sırada okumak ve yazmak için kullanılan bir yarı iletken bellek teknolojisi biçimidir - başka bir deyişle işlemci tarafından gerekli olduğu şekilde. Değişkenlerin ve diğerlerinin depolandığı ve rasgele olarak gerekli olduğu bilgisayar veya işlemci belleği gibi uygulamalar için kullanılır. Veriler depolanır ve bu tür bellekten defalarca okunur.

    Rastgele erişim belleği bilgisayar uygulamalarında büyük miktarlarda kullanılmaktadır, çünkü günümüzün bilgi işlem ve işleme teknolojisi, günümüzde kullanılan bellek aç uygulamaların üstesinden gelmek için büyük miktarda bellek gerektirmektedir. DDR3, DDR4 ve yakında DDR5 varyantları ile SDRAM dahil olmak üzere birçok RAM türü büyük miktarlarda kullanılmaktadır.

  • ROM - Salt Okunur Bellek: ROM, verilerin bir kez yazıldığı ve sonra değiştirilmediği durumlarda kullanılan bir yarı iletken bellek teknolojisidir. Bunun ışığında, güç kesildiğinde bile verilerin kalıcı olarak depolanması gerektiğinde kullanılır - birçok bellek teknolojisi, güç kesildiğinde verileri kaybeder.

    Sonuç olarak, bu tür yarı iletken bellek teknolojisi, bir bilgisayar veya işlemci kapatıldığında hayatta kalması gereken programları ve verileri depolamak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, bir bilgisayarın BIOS'u ROM'da saklanacaktır. Adından da anlaşılacağı gibi, veriler ROM'a kolayca yazılamaz. ROM'da kullanılan teknolojiye bağlı olarak, verilerin başlangıçta ROM'a yazılması özel donanım gerektirebilir. Verileri değiştirmek çoğu zaman mümkün olsa da, bu kazanç, yeni verilerin yazılmaya hazır olan verileri silmek için özel donanım gerektirir.

Görüldüğü gibi, bu iki bellek türü çok farklıdır ve sonuç olarak çok farklı şekillerde kullanılırlar.

Aşağıda ana hatları verilen yarı iletken bellek teknolojilerinin her biri bu iki kategori türünden birine girer. her teknoloji kendi avantajlarını sunar ve belirli bir şekilde veya belirli bir uygulama için kullanılır.

Yarı iletken bellek teknolojileri

Çok çeşitli ROM ve RAM türleri mevcuttur. Çoğunlukla bellek teknolojisinin genel adı, RAM veya ROM'un baş harflerini içerir ve bu, belleğin genel biçim türü hakkında bir kılavuz sağlar.

Teknolojinin hızla ilerlemesiyle, sadece yerleşik teknolojiler DDR3'ten DDR4'e ve ardından DDR5'e hareket eden SDRAM teknolojisi ile ilerlemekle kalmıyor, aynı zamanda bellek kartlarında kullanılan Flash bellek de diğer teknolojiler gibi gelişiyor.

Buna ek olarak, yeni bellek teknolojileri sahneye çıkıyor ve pazarda etki yaratmaya başlıyor ve işlemci devrelerinin daha verimli çalışmasını sağlıyor.

Farklı bellek türleri veya bellek teknolojileri aşağıda ayrıntılı olarak açıklanmıştır:

  • DRAM: Dinamik RAM, rastgele erişim belleğinin bir biçimidir. DRAM, her bir veri bitini depolamak için bir kapasitör kullanır ve her bir kapasitördeki şarj seviyesi, bu bitin mantıksal 1 mi yoksa 0 mı olduğunu belirler.

    Ancak bu kapasitörler şarjlarını sonsuza kadar tutmazlar ve bu nedenle verilerin periyodik olarak yenilenmesi gerekir. Bu dinamik yenileme neticesinde dinamik RAM olma adını alır. DRAM, kişisel bilgisayarlar ve bilgisayar için ana RAM'i oluşturduğu iş istasyonları dahil olmak üzere ekipmanlarda sıklıkla kullanılan yarı iletken bellek biçimidir. Yarı iletken cihazlar normalde PCB montajında ​​yüzey montaj cihazları şeklinde veya daha az sıklıkla kurşunlu bileşenler olarak kullanılmak üzere entegre devreler olarak mevcuttur.


  • EEPROM: Bu, Elektrikle Silinebilir Programlanabilir Salt Okunur bir Hafızadır. Veriler bu yarı iletken cihazlara yazılabilir ve bir elektrik gerilimi kullanılarak silinebilir. Bu, tipik olarak çip üzerindeki bir silme pimine uygulanır. Diğer PROM türleri gibi, EEPROM da güç kapatıldığında bile belleğin içeriğini korur. Ayrıca diğer ROM türleri gibi, EEPROM da RAM kadar hızlı değildir.

  • EPROM: Bu, Silinebilir Programlanabilir Salt Okunur bir Hafızadır. Bu yarı iletken cihazlar programlanabilir ve daha sonra silinebilir. Bu, normalde yarı iletken cihazın kendisini ultraviyole ışığa maruz bırakarak elde edilir. Bunun gerçekleşmesini sağlamak için EPROM paketinde ışığın cihazın silikonuna ulaşmasını sağlayan dairesel bir pencere vardır. PROM kullanımdayken, bu pencere normalde bir etiketle kaplıdır, özellikle de verilerin uzun bir süre için korunması gerekebileceğinde.

    PROM, verilerini bir kapasitörde şarj olarak depolar. Her hücre için bir şarj depolama kapasitörü vardır ve bu gerektiğinde tekrar tekrar okunabilir. Ancak, yıllar sonra ücretin sızabileceği ve verilerin kaybolabileceği bulunmuştur.

    Bununla birlikte, bu tür yarı iletken bellek, bir ROM formunun gerekli olduğu, ancak bir geliştirme ortamında olduğu gibi verilerin periyodik olarak değiştirilmesi gereken veya miktarların düşük olduğu uygulamalarda yaygın olarak kullanılıyordu.

  • Flash bellek: Flash bellek, EEPROM teknolojisinin bir gelişimi olarak düşünülebilir. Veriler üzerine yazılabilir ve yalnızca bloklar halinde de silinebilir, ancak veriler tek tek hücre bazında okunabilir.

    Çipin alanlarını silmek ve yeniden programlamak için, elektronik ekipman içinde bulunan seviyelerde programlama voltajları kullanılır. Aynı zamanda uçucu değildir ve bu onu özellikle yararlı kılar. Sonuç olarak Flash bellek, USB bellek çubukları, kompakt Flash bellek kartları, SD bellek kartları ve şimdi bilgisayarlar ve diğer birçok uygulama için katı hal sabit sürücüleri dahil olmak üzere birçok uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır.


  • F-RAM: Ferroelektrik RAM, standart DRAM teknolojisiyle birçok benzerliği olan rastgele erişimli bir bellek teknolojisidir. En büyük fark, daha normal dielektrik katman yerine bir ferroelektrik katman içermesidir ve bu, uçucu olmayan kabiliyetini sağlar. Uçucu olmayan bir yetenek sunduğu için, F-RAM, Flash'ın doğrudan rakibidir.

  • MRAM: Bu, Manyeto dirençli RAM veya Manyetik RAM'dir. Elektrik yükleri yerine verileri depolamak için manyetik yükler kullanan uçucu olmayan bir RAM bellek teknolojisidir.

    Veri bütünlüğünü korumak için sabit bir elektrik akışı gerektiren DRAM gibi teknolojilerin aksine, MRAM güç kesildiğinde bile verileri tutar. Ek bir avantaj, yalnızca aktif çalışma için düşük güç gerektirmesidir. Sonuç olarak, bu teknoloji, artık üretilmesini sağlamak için üretim süreçleri geliştirildiği için elektronik endüstrisinde önemli bir oyuncu haline gelebilir.


  • P-RAM / PCM: Bu tip yarı iletken bellek, Faz değişimli Rasgele Erişim Belleği, P-RAM veya sadece Faz Değiştirme belleği, PCM olarak bilinir. Bir kalkojenit cam değişikliğinin, amorf bir durum (yüksek direnç) ve bir polikristalin durum (düşük direnç) arasındaki durum veya faz olduğu bir fenomen etrafında temellenir. Tek bir hücrenin durumunu tespit etmek ve dolayısıyla bunu veri depolama için kullanmak mümkündür. Şu anda bu tür bellek yaygın olarak ticarileştirilmemiştir, ancak flash bellek için bir rakip olması beklenmektedir.
  • BALO: Bu Programlanabilir Salt Okunur Bellek anlamına gelir. Verileri yalnızca bir kez yazabilen yarı iletken bir bellektir - üzerine yazılan veriler kalıcıdır. Bu anılar boş bir formatta satın alınır ve özel bir PROM programcısı kullanılarak programlanır.

    Tipik olarak bir PROM, gerekli veri modelini sağlamak için programlama işlemi sırasında bazıları "patlayan" bir dizi sigortalanabilir bağlantıdan oluşacaktır.

  • SDRAM: Senkronize DRAM. Bu tür yarı iletken bellek, geleneksel DRAM'den daha yüksek hızlarda çalışabilir. İşlemcinin saatiyle senkronize edilir ve iki takım bellek adresini aynı anda açık tutabilir. SDRAM, bir adres kümesinden ve ardından diğerinden dönüşümlü olarak veri aktararak, bir sonrakini açmadan önce bir adres bankasını kapatması gereken eşzamanlı olmayan RAM ile ilişkili gecikmeleri azaltır.

    SDRAM ailesi içinde görülen çeşitli bellek teknolojileri türleri vardır. Bunlar DDR - Double Data Rate harfleriyle anılır. DDR4 şu anda en son teknolojidir, ancak bunu yakında performansta bazı önemli iyileştirmeler sunacak olan DDR5 izleyecektir.


  • SRAM: Statik Rasgele Erişim Belleği. Bu yarı iletken bellek biçimi, adını DRAM'den farklı olarak verilerin dinamik olarak yenilenmesine gerek olmadığı gerçeğinden alır.

    Bu yarı iletken cihazlar, DRAM'den daha hızlı okuma ve yazma sürelerini destekleyebilir (DRAM için tipik olarak 10 ns'ye karşı 60 ns) ve ek olarak döngü süresi çok daha kısadır, çünkü erişimler arasında duraklamaya gerek yoktur. Ancak daha fazla güç tüketirler, DRAM'den daha az yoğun ve daha pahalıdırlar. Bu SRAM'ın bir sonucu olarak normalde önbellekler için kullanılırken, DRAM ana yarı iletken bellek teknolojisi olarak kullanılır.


Yarı iletken bellek teknolojisi, elektronik endüstrisinin sürekli artan ihtiyaçlarını karşılamak için hızlı bir şekilde gelişmektedir. Sadece mevcut teknolojilerin kendileri geliştirilmiyor, aynı zamanda yeni yarı iletken bellek teknolojisi türlerine önemli miktarda araştırma yatırılıyor.

Şu anda kullanımda olan bellek teknolojileri açısından, DDR4 gibi SDRAM sürümleri, önemli performans iyileştirmeleri sunacak olan DDR5 sağlamak için daha da geliştirilmektedir. Zamanla, yeni nesil SDRAM sağlamak için DDR5 geliştirilecektir.

USB bellek çubukları, Compact Flash, CF kartlar veya kameralar ve diğer uygulamalar için SD bellek kartları ve bilgisayarlar için katı hal sabit diskler şeklinde evde başka bellek biçimleri de görülmektedir.

Yarı iletken cihazlar, farklı PCB montajını ve diğer ihtiyaçları karşılamak için çok çeşitli formatlarda mevcuttur.


Videoyu izle: Yarı iletkenler (Ocak 2022).