Diversen

Halfgeleidergeheugentypes en technologieën

Halfgeleidergeheugentypes en technologieën


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


Halfgeleidergeheugen wordt gebruikt in elke elektronische eenheid die computerverwerkingstechnologie gebruikt. Halfgeleidergeheugen is de essentiële elektronische component die nodig is voor elke computergebaseerde PCB-assemblage.

Bovendien zijn geheugenkaarten alledaagse items geworden voor het tijdelijk opslaan van gegevens - alles van draagbare flashgeheugenkaarten die worden gebruikt voor het overbrengen van bestanden tot halfgeleidergeheugenkaarten die worden gebruikt in camera's, mobiele telefoons en dergelijke.

Het gebruik van halfgeleidergeheugen is toegenomen en de omvang van deze geheugenkaarten is toegenomen omdat er steeds grotere hoeveelheden opslag nodig zijn.

Om aan de groeiende behoefte aan halfgeleidergeheugen te voldoen, zijn er veel soorten en technologieën die worden gebruikt. Naarmate de vraag toeneemt, worden nieuwe geheugentechnologieën geïntroduceerd en worden de bestaande typen en technologieën verder ontwikkeld.

Er is een verscheidenheid aan verschillende geheugentechnologieën beschikbaar - elk geschikt voor verschillende toepassingen .. Namen zoals ROM, RAM, EPROM, EEPROM, Flash-geheugen, DRAM, SRAM, SDRAM, evenals F-RAM en MRAM zijn beschikbaar, en nieuw typen worden ontwikkeld om verbeterde prestaties mogelijk te maken.

Termen als DDR3, DDR4, DDR5 en nog veel meer worden gezien en deze verwijzen naar verschillende typen SDRAM-halfgeleidergeheugen.

Daarnaast zijn de halfgeleiderapparaten in vele vormen verkrijgbaar: IC's voor printplaatmontage, USB-geheugenkaarten, Compact Flash-kaarten, SD-geheugenkaarten en zelfs solid-state harde schijven. Halfgeleidergeheugen is zelfs in veel microprocessorchips opgenomen als intern geheugen.

Halfgeleidergeheugen: hoofdtypen

Er zijn twee hoofdtypen of categorieën die kunnen worden gebruikt voor halfgeleidertechnologie. Deze geheugentypes of -categorieën onderscheiden het geheugen tot de manier waarop het werkt:

  • RAM - Random Access Memory: Zoals de namen suggereren, is het RAM- of random access-geheugen een vorm van halfgeleidergeheugentechnologie die wordt gebruikt voor het lezen en schrijven van gegevens in willekeurige volgorde, met andere woorden zoals vereist door de processor. Het wordt gebruikt voor toepassingen zoals het computer- of processorgeheugen waarin variabelen en andere worden opgeslagen en op willekeurige basis vereist zijn. Gegevens worden vele malen opgeslagen en gelezen van en naar dit type geheugen.

    Random access-geheugen wordt in grote hoeveelheden gebruikt in computertoepassingen, aangezien de huidige computer- en verwerkingstechnologie grote hoeveelheden geheugen vereist om de geheugenvretende toepassingen die tegenwoordig worden gebruikt, te kunnen verwerken. Veel soorten RAM, waaronder SDRAM met zijn DDR3-, DDR4- en binnenkort DDR5-varianten, worden in enorme hoeveelheden gebruikt.

  • ROM - Alleen-lezen geheugen: Een ROM is een vorm van halfgeleidergeheugentechnologie die wordt gebruikt waarbij de gegevens eenmaal worden geschreven en vervolgens niet worden gewijzigd. Met het oog hierop wordt het gebruikt waar gegevens permanent moeten worden opgeslagen, zelfs wanneer de stroom wordt uitgeschakeld - veel geheugentechnologieën verliezen de gegevens zodra de stroom wordt verwijderd.

    Als gevolg hiervan wordt dit type halfgeleidergeheugentechnologie veel gebruikt voor het opslaan van programma's en gegevens die moeten overleven wanneer een computer of processor wordt uitgeschakeld. Het BIOS van een computer wordt bijvoorbeeld opgeslagen in ROM. Zoals de naam al aangeeft, kunnen gegevens niet eenvoudig naar ROM worden geschreven. Afhankelijk van de technologie die in het ROM wordt gebruikt, kan er in eerste instantie speciale hardware nodig zijn om de gegevens naar het ROM te schrijven. Hoewel het vaak mogelijk is om de gegevens te wijzigen, vereist deze winst speciale hardware om de gegevens te wissen, zodat nieuwe gegevens kunnen worden geschreven.

Zoals te zien is, zijn deze twee soorten geheugens heel verschillend en worden ze daarom op heel verschillende manieren gebruikt.

Elk van de halfgeleidergeheugentechnologieën die hieronder worden beschreven, valt in een van deze twee soorten categorieën. elke technologie biedt zijn eigen voordelen en wordt op een bepaalde manier of voor een bepaalde toepassing gebruikt.

Halfgeleidergeheugentechnologieën

Er is een grote verscheidenheid aan soorten ROM en RAM die beschikbaar zijn. Vaak omvat de algemene naam voor de geheugentechnologie de initialen RAM of ROM en dit geeft een leidraad voor het algemene type formaat voor het geheugen.

Nu de technologie snel vooruitgaat, gaan niet alleen de gevestigde technologieën vooruit met SDRAM-technologie die van DDR3 naar DDR4 en vervolgens naar DDR5 gaat, maar het Flash-geheugen dat in geheugenkaarten wordt gebruikt, ontwikkelt zich ook net als de andere technologieën.

Daarnaast komen er nieuwe geheugentechnologieën op het toneel en beginnen ze impact te maken op de markt, waardoor processorcircuits effectiever kunnen presteren.

De verschillende geheugentypes of geheugentechnologieën worden hieronder beschreven:

  • DRAM: Dynamisch RAM is een vorm van willekeurig toegankelijk geheugen. DRAM gebruikt een condensator om elk bit aan gegevens op te slaan, en het ladingsniveau op elke condensator bepaalt of dat bit een logische 1 of 0 is.

    Deze condensatoren houden hun lading echter niet voor onbepaalde tijd vast en daarom moeten de gegevens periodiek worden ververst. Als resultaat van deze dynamische verversing krijgt het de naam een ​​dynamische RAM te zijn. DRAM is de vorm van halfgeleidergeheugen dat vaak wordt gebruikt in apparatuur, waaronder pc's en werkstations, waar het het hoofd-RAM voor de computer vormt. De halfgeleiderinrichtingen zijn normaal gesproken beschikbaar als geïntegreerde schakelingen voor gebruik bij PCB-assemblage in de vorm van apparaten voor opbouwmontage of nu minder vaak als loodhoudende componenten.


  • EEPROM: Dit is een elektrisch wisbaar programmeerbaar alleen-lezen geheugen. Gegevens kunnen naar deze halfgeleiderapparaten worden geschreven en ze kunnen worden gewist met behulp van een elektrische spanning. Dit wordt meestal toegepast op een wispin op de chip. Net als andere typen PROM, bewaart EEPROM de inhoud van het geheugen, zelfs als de stroom is uitgeschakeld. Evenals andere soorten ROM is EEPROM niet zo snel als RAM.

  • EPROM: Dit is een uitwisbaar programmeerbaar alleen-lezen geheugen. Deze halfgeleidercomponenten kunnen worden geprogrammeerd en op een later tijdstip worden gewist. Dit wordt normaal bereikt door de halfgeleiderinrichting zelf bloot te stellen aan ultraviolet licht. Om dit mogelijk te maken is er een cirkelvormig venster in de verpakking van de EPROM waardoor het licht het silicium van het apparaat kan bereiken. Wanneer de PROM in gebruik is, is dit venster normaal gesproken bedekt met een label, vooral wanneer de gegevens mogelijk gedurende een langere periode moeten worden bewaard.

    De PROM slaat zijn gegevens op als een lading op een condensator. Voor elke cel is er een opslagcondensator die naar behoefte herhaaldelijk kan worden uitgelezen. Het blijkt echter dat na vele jaren de lading kan weglekken en de gegevens verloren kunnen gaan.

    Niettemin werd dit type halfgeleidergeheugen vroeger veel gebruikt in toepassingen waar een vorm van ROM nodig was, maar waar de gegevens periodiek moesten worden gewijzigd, zoals in een ontwikkelomgeving, of waar de hoeveelheden laag waren.

  • Flash-geheugen: Flash-geheugen kan worden beschouwd als een ontwikkeling van EEPROM-technologie. Er kunnen gegevens naar worden geschreven en ze kunnen worden gewist, hoewel alleen in blokken, maar gegevens kunnen op individuele celbasis worden gelezen.

    Om delen van de chip te wissen en opnieuw te programmeren, worden programmeerspanningen gebruikt op niveaus die beschikbaar zijn in elektronische apparatuur. Het is ook niet vluchtig, en dit maakt het bijzonder nuttig. Als gevolg hiervan wordt Flash-geheugen op grote schaal gebruikt in veel toepassingen, waaronder USB-geheugensticks, Compact Flash-geheugenkaarten, SD-geheugenkaarten en nu ook solid-state harde schijven voor computers en vele andere toepassingen.


  • F-RAM: Ferro-elektrische RAM is een willekeurig toegankelijke geheugentechnologie die veel overeenkomsten vertoont met de standaard DRAM-technologie. Het belangrijkste verschil is dat het een ferro-elektrische laag bevat in plaats van de meer gebruikelijke diëlektrische laag en dit zorgt voor zijn niet-vluchtige vermogen. Omdat het een niet-vluchtige mogelijkheid biedt, is F-RAM een directe concurrent van Flash.

  • MRAM: Dit is magneto-resistieve RAM of magnetische RAM. Het is een niet-vluchtige RAM-geheugentechnologie die magnetische ladingen gebruikt om gegevens op te slaan in plaats van elektrische ladingen.

    In tegenstelling tot technologieën zoals DRAM, die een constante stroom van elektriciteit vereisen om de integriteit van de gegevens te behouden, bewaart MRAM de gegevens zelfs wanneer de stroom wordt verwijderd. Een bijkomend voordeel is dat het slechts een laag vermogen nodig heeft voor actieve werking. Hierdoor zou deze technologie een belangrijke speler in de elektronica-industrie kunnen worden nu er productieprocessen zijn ontwikkeld om deze te kunnen produceren.


  • P-RAM / PCM: Dit type halfgeleidergeheugen staat bekend als Phase Change Random Access Memory, P-RAM of gewoon Phase Change-geheugen, PCM. Het is gebaseerd op een fenomeen waarbij een vorm van chalcogenideglas de toestand of fase verandert tussen een amorfe toestand (hoge weerstand) en een polykristallijne toestand (lage weerstand). Het is mogelijk om de toestand van een individuele cel te detecteren en deze dus te gebruiken voor gegevensopslag. Momenteel is dit type geheugen nog niet op grote schaal gecommercialiseerd, maar er wordt verwacht dat het een concurrent is voor flash-geheugen.
  • BAL: Dit staat voor Programmable Read Only Memory. Het is een halfgeleidergeheugen waarop slechts één keer gegevens kunnen worden geschreven - de gegevens die erop worden geschreven, zijn permanent. Deze geheugens worden in blanco formaat gekocht en geprogrammeerd met een speciale PROM-programmeur.

    Typisch zal een PROM bestaan ​​uit een reeks smeltbare verbindingen waarvan sommige worden "opgeblazen" tijdens het programmeerproces om het vereiste datapatroon te verschaffen.

  • SDRAM: Synchrone DRAM. Deze vorm van halfgeleidergeheugen kan op hogere snelheden werken dan conventionele DRAM. Het is gesynchroniseerd met de klok van de processor en kan twee sets geheugenadressen tegelijkertijd openhouden. Door gegevens afwisselend van de ene set adressen en vervolgens de andere over te dragen, vermindert SDRAM de vertragingen die gepaard gaan met niet-synchrone RAM, die de ene adresbank moet sluiten voordat de volgende wordt geopend.

    Binnen de SDRAM-familie zijn er verschillende soorten geheugentechnologieën die worden gezien. Deze worden aangeduid met de letters DDR - Double Data Rate. DDR4 is momenteel de nieuwste technologie, maar dit wordt binnenkort gevolgd door DDR5, dat enkele aanzienlijke prestatieverbeteringen zal bieden.


  • SRAM: Statisch willekeurig toegankelijk geheugen. Deze vorm van halfgeleidergeheugen dankt zijn naam aan het feit dat, in tegenstelling tot DRAM, de gegevens niet dynamisch hoeven te worden ververst.

    Deze halfgeleiderinrichtingen ondersteunen snellere lees- en schrijftijden dan DRAM (typisch 10 ns tegen 60 ns voor DRAM), en bovendien is de cyclustijd veel korter omdat het niet hoeft te pauzeren tussen toegangen. Ze verbruiken echter meer stroom, ze zijn minder compact en duurder dan DRAM. Als gevolg hiervan wordt SRAM normaal gesproken gebruikt voor caches, terwijl DRAM wordt gebruikt als de belangrijkste halfgeleidergeheugentechnologie.


Halfgeleidergeheugentechnologie ontwikkelt zich in hoog tempo om te voldoen aan de steeds groeiende behoeften van de elektronica-industrie. Niet alleen worden de bestaande technologieën zelf ontwikkeld, maar er wordt ook aanzienlijk geïnvesteerd in nieuwe soorten halfgeleidergeheugentechnologie.

In termen van de geheugentechnologieën die momenteel worden gebruikt, worden SDRAM-versies zoals DDR4 verder ontwikkeld om DDR5 te bieden, wat aanzienlijke prestatieverbeteringen zal bieden. Na verloop van tijd zal DDR5 worden ontwikkeld om de volgende generatie SDRAM te bieden.

Andere vormen van geheugen worden overal in huis gezien in de vorm van USB-geheugensticks, Compact Flash, CF-kaarten of SD-geheugenkaarten voor camera's en andere toepassingen, evenals solid-state harde schijven voor computers.

De halfgeleiderapparaten zijn verkrijgbaar in een breed scala aan formaten om te voldoen aan de verschillende PCB-assemblage en andere behoeften.