Ram และ Rom

แรม (RAM)

              RAM ย่อมาจากคำว่า Random-Access Memory เป็นหน่วยความจำของระบบ มีหน้าที่รับข้อมูลเพื่อส่งไปให้ CPU ประมวลผลจะต้องมีไฟเข้า Module ของ RAM ตลอดเวลา ซึ่งจะเป็น chip ที่เป็น IC ตัวเล็กๆ ถูก pack อยู่บนแผงวงจร หรือ Circuit Board เป็น module เทคโนโลยีของหน่วยความจำมีหลักการที่แตกแยกกันอย่างชัดเจน 2 เทคโนโลยี คือหน่วยความจำแบบ DDR หรือ Double Data Rate (DDR-SDRAM, DDR-SGRAM) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาต่อเนื่องมาจากเทคโนโลยีของหน่วยความจำแบบ SDRAM และ SGRAM และอีกหนึ่งคือหน่วยความจำแบบ Rambus ซึ่งเป็นหน่วยความจำที่มีแนวคิดบางส่วนต่างออกไปจากแบบอื่น

SDRAM

รูปแสดง SDRAM

อาจจะกล่าวได้ว่า SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) นั้นเป็น Memory ที่เป็นเทคโนโลยีเก่าไปเสียแล้วสำหรับยุคปัจจุบัน เพราะเป็นการทำงานในช่วง Clock ขาขึ้นเท่านั้น นั้นก็คือ ใน1 รอบสัญญาณนาฬิกา จะทำงาน 1 ครั้ง ใช้ Module แบบ SIMM หรือ Single In-line Memory Module โดยที่ Module ชนิดนี้ จะรองรับ datapath 32 bit โดยทั้งสองด้านของ circuite board จะให้สัญญาณเดียวกัน
DDR - RAM

รูปแสดง DDR - SDRAM

             หน่วยความจำแบบ DDR-SDRAM นี้พัฒนามาจากหน่วยความจำแบบ SDRAM เอเอ็มดีได้ทำการพัฒนาชิปเซตเองและให้บริษัทผู้ผลิตชิปเซตรายใหญ่อย่าง VIA, SiS และ ALi เป็นผู้พัฒนาชิปเซตให้ ปัจจุบันซีพียูของเอเอ็มดีนั้นมีประสิทธิภาพโดยรวมสูงแต่ยังคงมีปัญหาเรื่องความเสถียรอยู่บ้าง แต่ต่อมาเอเอ็มดีหันมาสนใจกับชิปเซตสำหรับซีพียูมากขึ้น ขณะที่ทางเอเอ็มดีพัฒนาชิปเซตเลือกให้ชิปเซต AMD 760 สนับสนุนการทำงานร่วมกับหน่วยความจำแบบ DDR เพราะหน่วยความจำแบบ DDR นี้ จัดเป็นเทคโนโลยีเปิดที่เกิดจากการร่วมมือกันพัฒนาของบริษัทยักษ์ใหญ่อย่างเอเอ็มดี, ไมครอน, ซัมซุง, VIA, Infineon, ATi, NVIDIA รวมถึงบริษัทผู้ผลิตรายย่อยๆ อีกหลายDDR-SDRAM เป็นหน่วยความจำที่มีบทบาทสำคัญบนการ์ดแสดงผล 3 มิติ

                ทางบริษัท nVidia ได้ผลิต GeForce ใช้คู่กับหน่วยความจำแบบ SDRAM แต่เกิดปัญหาคอขวดของหน่วยความจำในการส่งถ่ายข้อมูลทำให้ทาง nVidia หาเทคโนโลยีของหน่วยความจำใหม่มาทดแทนหน่วยความจำแบบ SDRAM โดยเปลี่ยนเป็นหน่วยความจำแบบ DDR-SDRAM การเปิดตัวของ GeForce ทำให้ได้พบกับ GPU ตัวแรกแล้ว และทำให้ได้รู้จักกับหน่วยความจำแบบ DDR-SDRAM เป็นครั้งแรกด้วย การที่ DDR-SDRAM สามารถเข้ามาแก้ปัญหาคอคอดของหน่วยความจำบนการ์ดแสดงผลได้ ส่งผลให้ DDR-SDRAM กลายมาเป็นมาตรฐานของหน่วยความจำที่ใช้กันบนการ์ด 3 มิติ ใช้ Module DIMM หรือ Dual In-line Memory Module โดย Module นี้เพิ่งจะกำเนิดมาไม่นานนัก มี datapath ถึง 64 bit โดยทั้งสองด้านของ circuite board จะให้สัญญาณที่ต่างกัน

Rambus

รูปแสดง Rambus

               Rambus นั้นทางอินเทลเป็นผู้ที่ให้การสนับสนุนหลักมาตั้งแต่แรกแล้ว Rambus ยังมีพันธมิตรอีกเช่น คอมแพค, เอชพี, เนชันแนล เซมิคอนดักเตอร์, เอเซอร์ แลบอเรทอรีส์ ปัจจุบัน Rambus ถูกเรียกว่า RDRAM หรือ Rambus DRAM ซึ่งออกมาทั้งหมด 3 รุ่นคือ Base RDRAM, Concurrent RDRAM และ Direct RDRAM RDRAM แตกต่างไปจาก SDRAM เรื่องการออกแบบอินเทอร์-เฟซของหน่วยความจำ Rambus ใช้วิธีการจัด address การจัดเก็บและรับข้อมูลในแบบเดิม ในส่วนการปรับปรุงโอนย้ายถ่ายข้อมูล ระหว่าง RDRAM ไปยังชิปเซตให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น มีอัตราการส่งข้อมูลเป็น 4 เท่าของความเร็ว FSB ของตัว

              วิธีการเพิ่มประสิทธิภาพในการขนถ่ายข้อมูลของ RDRAM นั้นก็คือ จะใช้อินเทอร์เฟซเล็ก ๆ ที่เรียกว่า Rambus Interface ซึ่งจะมีอยู่ที่ปลายทางทั้ง 2 ด้าน คือทั้งในตัวชิป RDRAM เอง และในตัวควบคุมหน่วยความจำ (Memory controller อยู่ในชิปเซต) เป็นตัวช่วยเพิ่มแบนด์วิดธ์ให้ โดย Rambus Interface นี้จะทำให้ RDRAM สามารถขนถ่ายข้อมูลได้สูงถึง 400 MHz DDR หรือ 800 เมกะเฮิรตซ์ เลยทีเดียว แต่การที่มีความสามารถในการขนถ่ายข้อมูลสูง ก็เป็นผลร้ายเหมือนกัน เพราะทำให้มีความจำเป็นต้องมี Data path หรือทางผ่านข้อมูลมากขึ้นกว่าเดิม เพื่อรองรับปริมาณการขนถ่ายข้อมูลที่เพิ่มขึ้น ซึ่งนั่นก็ส่งผลให้ขนาดของ die บนตัวหน่วยความจำต้องกว้างขึ้น และก็ทำให้ต้นทุนของหน่วยความจำแบบ Rambus นี้ สูงขึ้นและแม้ว่า RDRAM จะมีการทำงานที่ 800 เมกะเฮิรตซ์ แต่เนื่องจากโครงสร้างของมันจะเป็นแบบ 16 บิต (2 ไบต์) ทำให้แบนด์วิดธ์ของหน่วยความจำชนิดนี้ มีค่าสูงสุดอยู่ที่ 1.6 กิกะไบต์ต่อวินาทีเท่านั้น (2 x 800 = 1600) ซึ่งก็เทียบเท่ากับ PC1600 ของหน่วยความจำแบบ DDR-SDRAM

อนาคตของ RAM
              บริษัทผู้ผลิตชิปเซตส่วนใหญ่เริ่มหันมาให้ความสนใจกับหน่วยความจำแบบ DDR กันมากขึ้น อย่างเช่น VIA ซึ่งเป็นบริษัทผู้ผลิตชิปเซตรายใหญ่ของโลกจากไต้หวัน ก็เริ่มผลิตชิปเซตอย่าง VIA Apollo KT266 และ VIA Apollo KT133a ซึ่งเป็นชิปเซตสำหรับซีพียูในตระกูลแอธลอน และดูรอน (Socket A) รวมถึงกำหนดให้ VIA Apolle Pro 266 ซึ่งเป็นชิปเซตสำหรับเซลเลอรอน และเพนเทียม (Slot1, Socket 370) หันมาสนับสนุนการทำงานร่วมกับหน่วยความจำแบบ DDR-SDRAM แทนที่จะเป็น RDRAM

                  แนวโน้มที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดของทั้ง DDR II กับ RDRAM เวอร์ชันต่อไป เทคโนโลยี quard pump คือการอัดรอบเพิ่มเข้าไปเป็น 4 เท่า เหมือนกับในกรณีของ AGP ซึ่งนั่นจะทำให้ DDR II และ RDRAM เวอร์ชันต่อไป มีแบนด์-วิดธ์ที่สูงขึ้นกว่างปัจจุบันอีก 2 เท่า ในส่วนของ RDRAM นั้น การเพิ่มจำนวนสล็อตในหนึ่ง channel ก็น่าจะเป็นหนทางการพัฒนาที่อาจเกิดขึ้น ซึ่งนั่นก็จะเป็นการเพิ่มแบนด์วิดธ์ของหน่วยความจำขึ้นอีกเป็นเท่าตัวเช่นกัน และทั้งหมดที่ว่ามานั้น คงจะพอรับประกันได้ว่า การต่อสู้ระหว่าง DDR และ Rambus คงยังไม่จบลงง่าย ๆ และหน่วยความจำแบบ DDR ยังไม่ได้เป็นผู้ชนะอย่างเด็ดขาด

รอม (Rom)

                รอม คือหน่วยความจำชนิดหนึ่ง ที่มีโปรแกรม หรือข้อมูลอยู่แล้ว และพร้อมที่จะนำมาต่อกับ ไมโครโปรเซสเซอร์ได้โดยตรง ซึ่งโปรแกรม หรือข้อมูลนั้นจะไม่สูญหายไป
          แม้ว่าจะไม่มีการจ่ายไฟเลี้ยงให้แก่ระบบ ข้อมูลที่เก็บอยู่ใน ROM จะสามารถอ่านออกมาได้ แต่ไม่สามารถเขียนข้อมูลเข้าไปได้ เว้นแต่จะใช้วิธีการพิเศษซึ่งขึ้นกับชนิดของ ROM

ชนิดของROM

• Manual ROM
  ROM (READ-ONLY MEMORY)
            ข้อมูลทั้งหมดที่อยู่ใน ROM จะถูกโปรแกรม โดยผู้ผลิต (โปรแกรม มาจากโรงงาน) เราจะใช้ ROM ชนิดนี้ เมื่อข้อมูลนั้น ไม่มีการเปลี่ยนแปลง และมีความต้องการใช้งาน เป็นจำนวนมาก ผู้ใช้ไม่สามารถ เปลี่ยนแปลงข้อมูลภายใน ROM ได้
           โดย ROM จะมีการใช้ technology ที่แตกต่างกันตัวอย่างเช่น BIPOLAR, CMOS, NMOS, PMOS
   
• PROM (Programmable ROM) PROM (PROGRAMMABLE READ-ONLY MEMORY)
          ข้อมูลที่ต้องการโปรแกรมจะถูกโปรแกรมโดยผู้ใช้เอง โดยป้อนพัลส์แรงดันสูง (HIGH VOLTAGE PULSED) ทำให้ METAL STRIPS หรือ POLYCRYSTALINE SILICON ที่อยู่ในตัว IC ขาดออกจากกัน ทำให้เกิดเป็นลอจิก “1” หรือ “0” ตามตำแหน่ง ที่กำหนดในหน่วยความจำนั้นๆ เมื่อ PROM ถูกโปรแกรมแล้ว ข้อมูลภายใน จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้อีก หน่วยความจำชนิดนี้ จะใช้ในงานที่ใช้ความเร็วสูง ซึ่งความเร็วสูงกว่า หน่วยความจำ ที่โปรแกรมได้ชนิดอื่นๆ

EPROM (Erasable Programmable ROM) EPROM (ERASABLE PROGRAMMABLE READ-ONLY MEMORY)
        ข้อมูลจะถูกโปรแกรม โดยผู้ใช้โดยการให้สัญญาณ ที่มีแรงดันสูง (HIGH VOLTAGE SIGNAL) ผ่านเข้าไปในตัว EPROM ซึ่งเป็นวิธีเดียวกับที่ใช้ใน PROM แต่ข้อมูลที่อยู่ใน EPROM เปลี่ยนแปลงได้ โดยการลบข้อมูลเดิมที่อยู่ใน EPROM ออกก่อน แล้วค่อยโปรแกรมเข้าไปใหม่ การลบข้อมูลนี้ทำได้ด้วย การฉายแสง อุลตร้าไวโอเลตเข้าไปในตัว IC โดยผ่าน ทางกระจกใส ที่อยู่บนตัว IC เมื่อฉายแสง ครู่หนึ่ง (ประมาณ 5-10 นาที) ข้อมูลที่อยู่ภายใน ก็จะถูกลบทิ้ง ซึ่งช่วงเวลา ที่ฉายแสงนี้ สามารถดูได้จากข้อมูล ที่กำหนด (DATA SHEET) มากับตัว EPROM และ มีความเหมาะสม ที่จะใช้ เมื่องานของระบบ มีโอกาส ที่จะปรับปรุงแก้ไขข้อมูลใหม่

• EAROM (Electrically Alterable ROM) EAROM (ELECTRICALLY ALTERABLE READ-ONLY MEMORY)
            EAROM หรืออีกชื่อหนึ่งว่า EEPROM (ELECTRICAL ERASABLE EPROM) เนื่องจากมีการใช้ไฟฟ้าในการลบข้อมูลใน ROM เพื่อเขียนใหม่ ซึ่งใช้เวลาสั้นกว่าของ EPROM
           การลบขึ้นอยู่กับพื้นฐานการใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกัน ดังนั้น EAROM (ELECTRICAL ALTERABLE ROM) จะอยู่บนพื้นฐานของเทคโนโลยีแบบ NMOS ข้อมูลจะถูกโปรแกรมโดยผู้ใช้เหมือนใน EPROM แต่สิ่งที่แตกต่างก็คือ ข้อมูลของ EAROM สามารถลบได้โดยทางไฟฟ้าไม่ใช่โดยการฉายแสงแบบ EPROM

          โดยทั่วไปจะใช้ EPROM เพราะเราสามารถหามาใช้ และทดลองได้ง่าย มีราคาถูก วงจรต่อง่าย ไม่ยุ่งยาก และสามารถเปลี่ยนแปลงโปรแกรมได้ นอกจากระบบ ที่ทำเป็นการค้าจำนวนมาก จึงจะใช้ ROM ประเภทโปรแกรมสำเร็จ