Dynamische en statische geheugenchips

Random-access memory, acroniem RAM, Engels voor geheugen met willekeurige toegang, is
een computergeheugen, altijd intern, waarvan iedere geheugenplaats even snel toegankelijk is (in
tegenstelling tot bijvoorbeeld een harde schijf waarbij gewacht moet worden tot de betreffende
plek onder de leeskop doordraait). Ook kan bij RAM in willekeurige (random) volgorde data uit
het geheugen gelezen worden of data geschreven worden in het geheugen. De naam "RAMgeheugen" wordt ook vaak gebruikt, wat echter een tautologie is, aangezien de "M" al voor
memory (geheugen) staat.
Read-only memory (ROM) is een read-only RAM: de gegevens in een ROM kunnen niet
veranderd worden.
Inhoud
[verbergen]





1 Trommel
2 Ringkerngeheugen
3 Transistors
4 Chips
o 4.1 Dynamische en statische geheugenchips
5 Zie ook
[bewerken]
Trommel
De eerste elektronische computers hadden soms naast de relais en buizenschakelingen een
zogenaamd trommelgeheugen, bestaande uit een grote trommel bedekt met een magnetiseerbare
laag die ongeveer 100 keer per seconde ronddraaide en die op enkele tientallen regels een
honderdtal woorden had staan. Elke regel werd afgelezen door een eigen leeskop. Op een
trommelgeheugen kwam elke geheugenplaats dus ongeveer elke 10 milliseconde een keer langs,
en kon dan gelezen of geschreven worden. Maar omdat hier gewacht moest worden totdat de
band voor de leeskop kwam, is dit technisch gezien geen RAM.
[bewerken]
Ringkerngeheugen
Close-up van een gedeelte van
een kerngeheugen.
Ringkerngeheugen
Ringkerngeheugen voor 1024
bits
Na het trommelgeheugen kwam in de jaren 60 het werkgeheugen in de vorm van
magnetiseerbare ringetjes (ringkerngeheugen). De Engelse term core (=kern), waarmee
werkgeheugen bedoeld wordt, grijpt hierop terug. Dit was wel RAM. Het bestond uit een aantal
ringetjes van magnetiseerbaar materiaal die met drie of vier draden tot een rechthoekig matje
aaneen waren geregen. Informeel werd dan ook van een matje gesproken. Door het geheugen uit
te lezen, ging de inhoud verloren (destructief lezen), zodat die weer terug moest worden
geschreven. Werd de computer uitgeschakeld, dan bleef de inhoud van het geheugen behouden
(niet vluchtig geheugen).
[bewerken]
Transistors
Voor snellere opslag werden in dezelfde tijd transistorschakelingen gebruikt. Veelal bevonden
zich twee transistors (een zogenoemde flip-flop) op een enkele printplaat, en hierop kon een
enkele bit worden opgeslagen. Dit kostbare geheugen werd voor de interne registers van de CPU
gebruikt. De inhoud ging verloren als de computer werd uitgeschakeld (vluchtig geheugen).
[bewerken]
Chips
DDR2 geheugen op het
moederbord
RAM-slots op een Moederbord
Verschillende soorten RAM.
Van boven naar beneden: DIP,
SIPP, SIMM 30 pin, SIMM 72
pin, DIMM, RIMM
SODIMM-geheugen voor
laptops.
Van boven naar beneden: DDR,
SDRAM
Gedurende de jaren zeventig van de 20e eeuw kwamen geïntegreerde geheugenschakelingen op
de markt. Een geïntegreerde schakeling bevat transistors en is dus qua werking niet anders dan
het hiervoor besproken geheugentype. Het is echter wel compacter, robuuster en goedkoper. In
1974 dacht men nog dat het nooit mogelijk zou zijn meer dan 8 kB op één chip te maken ('de
chip brandt zichzelf binnen enkele minuten kapot'), in 2003 zijn er chips op de markt die elk een
GB kunnen bevatten. (1 GB (1 GiB) = 1024 MB (1024 MiB) = 1048576 kB = 1073741824 bytes
= 8589934592 bits) Inmiddels worden kleinere 8 GB-chips "gestackt" op 1 grote chip. Ze
worden dan als het ware op elkaar geplakt. Hierdoor kunnen er wel 32 of zelfs 64 chips in 1
package zitten.
[bewerken]
Dynamische en statische geheugenchips
Het werkgeheugen van de moderne computer bestaat uit twee soorten RAM: DRAM (dynamisch
RAM), en het nog snellere maar duurdere SRAM (statisch RAM).
Een bit in dynamisch RAM bestaat effectief uit een kleine condensator die een aantal keren per
seconde opnieuw moet worden gevuld om de inhoud niet kwijt te raken. Voor elke geheugencel
is maar één transistor nodig om die ene nul of één te bewaren.
Elk bit in statisch RAM bestaat uit een transistorschakeling die zijn staat zelfstandig onthoudt
zolang er een voedingsspanning is. De transistorschakeling die een nul of één kan onthouden
heet een flip-flop, en daar zijn minimaal twee transistors voor nodig.
SRAM-geheugen wordt tegenwoordig voornamelijk in CMOS-technologie gemaakt. Hier
worden 6 transistoren gebruikt per geheugen element. Met twee transistoren wordt een inverter
gemaakt. Twee inverters vormen samen het eigenlijke geheugen element. Tot slot worden de
laatste twee transistoren gebruikt om de bit te kunnen adresseren.