Una retrospettiva dedicata ai nostri ricordi sulla memoria volatile
Proseguendo la nostra serie sull'eredità dei dispositivi di memoria e ripercorrendo la storia della memoria non volatile, è arrivato il momento di analizzare l'evoluzione dei dispositivi di memoria volatile. La memoria volatile memorizza i dati quando il computer è acceso ma li cancella allo spegnimento, mentre la memoria non volatile rimane nel computer anche dopo lo spegnimento. La caratteristica principale dei dispositivi volatili è che richiedono energia per mantenere lo stato di memoria. I due tipi principali di dispositivi sono la memoria statica ad accesso casuale (SRAM) e la memoria dinamica ad accesso casuale (DRAM).
La memoria SRAM è stata inventata nel 1963 alla Fairchild Semiconductor, come seguito della ricerca IBM CMOS del 1959 che ha portato all'introduzione della SRAM Intel 3101 nel 1969.
Prima dello sviluppo dell'integrazione estesa, l'uso di una memoria discreta e di facile accesso era fondamentale per molti sistemi. I dispositivi SRAM soddisfano questa esigenza. Questi dispositivi erano caratterizzati da un'interfaccia semplice per gli indirizzi e i dati, nonché dalla capacità di leggere e scrivere su qualsiasi locazione di memoria.
Dagli anni '70 fino al primo decennio del XXI secolo, la memoria SRAM è stata ampiamente utilizzata per offrire soluzioni ad alte prestazioni. I progressi hanno portato all'aggiunta di interfacce sincrone più complesse che hanno tenuto il passo con le crescenti esigenze di DSP, FPGA e microprocessori ad alta velocità. Se inizialmente il mercato contava numerosi fornitori, alla fine è stato dominato da diversi fornitori giapponesi e coreani.
Il distinto mercato delle SRAM non è più adatto ai progetti e alle applicazioni moderne. I semiconduttori e le integrazioni del XXI secolo hanno permesso ai fornitori di integrare direttamente le SRAM in altri dispositivi a semiconduttore. Tuttavia, l'utilizzo delle SRAM in vecchie applicazioni e a ciclo di vita lungo, come quelle dell'avionica, della difesa, dell'industria e del settore sanitarie, genera una domanda costante. Il mercato è ancora supportato da Infineon, Cypress, Renesas, ISSI e Alliance, e Rochester Electronics si trova in una posizione ideale per soddisfare la domanda con scorte che comprendono opzioni SRAM attive e obsolete.
La DRAM è l'altro tipo principale di memoria volatile. Questa memoria è stata introdotta prima della rivoluzione dei semiconduttori e può essere ricondotta alla macchina crittografica nota come "Aquarius", utilizzata a Bletchley Park durante la Seconda Guerra Mondiale. Il dispositivo leggeva un nastro di carta con memoria dinamica cablata, i cui caratteri erano memorizzati in un archivio dinamico su un grande banco di condensatori, che potevano essere caricati, rappresentando un "1", o non caricati, rappresentando uno "0". Dato che la carica si sarebbe dispersa gradualmente, veniva applicato un impulso periodico. È interessante notare che questo meccanismo divenne noto come la macchina che decifrò il codice tedesco Enigma.
L'idea di utilizzare una carica capacitiva contribuì a creare una soluzione in silicio per le DRAM. Nel 1964, Arnold Farber e Eugene Schlig, dipendenti della IBM, crearono una cella di memoria cablata, utilizzando un gate a transistor e un latch a diodo tunnel. Questa fu sostituita con una soluzione a due transistor e due resistenze, che divenne nota come cella Farber-Schlig. Nel 1965, IBM creò un chip di memoria al silicio a 16 bit, composto da 80 transistor, 64 resistenze e 4 diodi. Nella sua calcolatrice elettronica Toscal BC-1411, Toshiba utilizzava una DRAM a 180 bit costruita con celle di memoria bipolari discrete.
Nel 1966 IBM migliorò la tecnologia con un processo MOS (Metal Oxide Semiconductor) per creare un'alternativa alla SRAM. Nel 1969 il chip venne utilizzato da Advanced Memory Systems (società che fu incorporata da Intersil nel 1976) per sviluppare un chip a 1024 bit che venne distribuito esclusivamente a Honeywell, Raytheon e Wang Laboratories.
Lo sviluppo della DRAM fu l'inizio di un costante processo di avanzamento che perdura tuttora. Nel 1970 Honeywell collaborò con Intel per creare una DRAM a tre transistor, portando al primo dispositivo disponibile in commercio, l'Intel 1103 a 1 k-bit. Nel 1973, Mostek lanciò un dispositivo a 4 K-bit che utilizzava linee di riga e colonna multiplexate, seguito dall'MK4116 a 16 K-bit, sempre nello stesso anno.
Le densità delle DRAM continuarono ad aumentare, fino a raggiungere i 64 K-bit nei primi anni '80. Sebbene avesse trovato un posto nel mercato raggiungendo le migliori metriche di prezzo per bit, il prodotto stava diventando sempre più mercificato e nel 1985 Gordon Moore di Intel decise di ritirare Intel dal mercato delle DRAM. Altri fornitori continuarono a supportare i prodotti e, con il passare del tempo, fornitori come Fujitsu, Hitachi, Mitsubishi Electric e Toshiba dominarono il mercato.
Nel XXI secolo, la tecnologia DRAM continuò a evolversi . Attualmente le densità raggiungono i 64 G-bit. I costanti progressi tecnologici hanno contribuito a far crescere le DRAM, riducendo continuamente il pezzo per bit. Questi stessi progressi hanno permesso di migliorare costantemente le prestazioni, riducendo al minimo l'impatto della tensione per bit. Il miglioramento delle prestazioni nelle applicazioni è stato conseguito mediante diverse generazioni di modifiche all'interfaccia, come indicato di seguito.
- EDO
- Modalità pagina veloce
- SDRAM
- LPSDRAM
- DDR, DDR2, DDR3, DDR4 e DDR5
- LPDDR, LPDDR2, LPDDR3, LPDDR4 e LPDDR5
Sebbene questi cambiamenti di interfaccia siano stati accolti positivamente dai consumatori e dalle applicazioni ad alte prestazioni con cicli di produzione brevi, altre applicazioni, che dipendono da una fornitura stabile a lungo termine, non hanno accolto altrettanto bene questi continui cambiamenti. I fornitori attualmente presenti sul mercato, come Samsung, SK Hynix, Micron, Winbond e ISSI, si rivolgono a segmenti del mercato, alcuni proponendo le ultime generazioni di prodotti e altri concentrandosi sui prodotti precedenti.
Continua a seguire Rochester e non perderti i futuri approfondimenti sulle memorie speciali e sulle soluzioni di archiviazione integrate a bassa densità. Rochester Electronics è la fonte autorizzata per i dispositivi di memoria volatile attivi e a fine vita. Il nostro assortimento di memorie volatili copre diverse generazioni di SRAM e DRAM, dai dispositivi standard a bassa densità fino ai dispositivi DDR sincroni ad alte prestazioni e ad alta densità.
Scopri di più sulle nostre soluzioni di memoria
Il portfolio di memoria di Rochester
Supporto delle applicazioni di memoria a lungo ciclo di vita
