ذاكرة أشباه الموصلات
ذاكرة أشباه الموصلات هي جهاز إلكتروني رقمي يُستخدم لتخزين البيانات الرقمية ، مثل ذاكرة الحاسوب . ويُشير المصطلح عادةً إلى الأجهزة التي تُخزَّن فيها البيانات داخل خلايا ذاكرة أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOS) على شريحة ذاكرة متكاملة من السيليكون . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] توجد أنواع عديدة مختلفة تستخدم تقنيات أشباه موصلات متنوعة. النوعان الرئيسيان لذاكرة الوصول العشوائي (RAM) هما ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM)، التي تستخدم عدة ترانزستورات لكل خلية ذاكرة، وذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM)، التي تستخدم ترانزستورًا واحدًا ومكثف MOS لكل خلية. أما الذاكرة غير المتطايرة (مثل EPROM و EEPROM وذاكرة الفلاش ) فتستخدم خلايا ذاكرة ذات بوابة عائمة ، تتكون من ترانزستور واحد ذي بوابة عائمة لكل خلية.
تتميز معظم أنواع ذاكرة أشباه الموصلات بخاصية الوصول العشوائي ، [ 4 ] مما يعني أن الوصول إلى أي موقع في الذاكرة يستغرق نفس الوقت، وبالتالي يمكن الوصول إلى البيانات بكفاءة بأي ترتيب عشوائي. [ 5 ] وهذا يختلف عن وسائط تخزين البيانات مثل الأقراص المدمجة التي تقرأ وتكتب البيانات بشكل متتابع، وبالتالي لا يمكن الوصول إلى البيانات إلا بنفس ترتيب كتابتها. كما تتميز ذاكرة أشباه الموصلات بسرعة وصول أعلى بكثير من أنواع تخزين البيانات الأخرى؛ إذ يمكن كتابة بايت من البيانات إلى ذاكرة أشباه الموصلات أو قراءته منها في غضون بضع نانوثوانٍ ، بينما يتراوح وقت الوصول لوحدات التخزين الدوارة مثل الأقراص الصلبة في نطاق المللي ثانية. لهذه الأسباب، تُستخدم ذاكرة أشباه الموصلات كوحدة تخزين أساسية ، لحفظ البرنامج والبيانات التي يعمل عليها الحاسوب حاليًا، بالإضافة إلى استخدامات أخرى.
اعتبارًا من عام 2017تبلغ مبيعات رقائق ذاكرة أشباه الموصلات 124 مليار دولار سنويًا، وهو ما يمثل 30 % من صناعة أشباه الموصلات . [ 6 ] عادةً لا يُشار إلى مسجلات الإزاحة ، ومسجلات المعالج ، ومخازن البيانات المؤقتة ، وغيرها من المسجلات الرقمية الصغيرة التي لا تحتوي على آلية لفك تشفير عناوين الذاكرة، على أنها ذاكرة، على الرغم من أنها تخزن البيانات الرقمية أيضًا.
وصف
في شريحة ذاكرة أشباه الموصلات، تُخزَّن كل بتة من البيانات الثنائية في دائرة صغيرة تُسمى خلية الذاكرة، وتتكون من ترانزستور واحد أو عدة ترانزستورات . تُرتَّب خلايا الذاكرة في مصفوفات مستطيلة على سطح الشريحة. تُجمَّع خلايا الذاكرة أحادية البتة في وحدات صغيرة تُسمى "كلمات"، ويتم الوصول إليها معًا كعنوان ذاكرة واحد. تُصنَّع الذاكرة بطول كلمة يكون عادةً من مضاعفات العدد اثنين، وعادةً ما يكون N = 1 أو 2 أو 4 أو 8 بتات.
يتم الوصول إلى البيانات باستخدام رقم ثنائي يُسمى عنوان الذاكرة ، يُطبق على دبابيس عناوين الشريحة، ويُحدد الكلمة المراد الوصول إليها داخل الشريحة. إذا كان عنوان الذاكرة يتكون من M بت، فإن عدد العناوين على الشريحة هو 2 ^M ، ويحتوي كل عنوان على كلمة من N بت. وبالتالي، فإن كمية البيانات المخزنة في كل شريحة هي N ^2M بت. [ 5 ] تُعطى سعة تخزين الذاكرة لعدد M من خطوط العناوين بالصيغة 2^ M ، والتي عادةً ما تكون من مضاعفات العدد 2: 2، 4، 8، 16، 32، 64، 128، 256، و512، وتُقاس بالكيلوبت ، والميغابت ، والجيغابت ، والتيرابت ، وما إلى ذلك. اعتبارًا من عام 2014تستوعب أكبر رقائق ذاكرة أشباه الموصلات بضعة غيغابتات من البيانات، ولكن يجري تطوير ذاكرة ذات سعة أعلى باستمرار. ومن خلال دمج عدة دوائر متكاملة، يمكن ترتيب الذاكرة في طول كلمة أكبر و/أو مساحة عنوان أكبر مما توفره كل رقاقة على حدة، وغالبًا ما يكون هذا الطول قوة للعدد اثنين ، ولكن ليس بالضرورة . [ 5 ]
تُجري شريحة الذاكرة عمليتين أساسيتين: " القراءة "، حيث تُقرأ محتويات كلمة الذاكرة (دون إتلافها)، و" الكتابة "، حيث تُخزَّن البيانات في كلمة الذاكرة، لتحل محل أي بيانات مُخزَّنة فيها سابقًا. ولزيادة سرعة نقل البيانات، في بعض أحدث أنواع شرائح الذاكرة، مثل DDR SDRAM، يتم الوصول إلى عدة كلمات في كل عملية قراءة أو كتابة.
إلى جانب رقائق الذاكرة المستقلة، تُعدّ وحدات ذاكرة أشباه الموصلات جزءًا لا يتجزأ من العديد من الدوائر المتكاملة لأجهزة الكمبيوتر ومعالجة البيانات. فعلى سبيل المثال، تحتوي رقائق المعالجات الدقيقة التي تُشغّل أجهزة الكمبيوتر على ذاكرة تخزين مؤقتة لحفظ التعليمات التي تنتظر التنفيذ.
الأنواع
ذاكرة متقلبة

تفقد الذاكرة المتطايرة بياناتها المخزنة عند انقطاع التيار الكهربائي عن شريحة الذاكرة. مع ذلك، قد تكون أسرع وأقل تكلفة من الذاكرة غير المتطايرة. يُستخدم هذا النوع كذاكرة رئيسية في معظم أجهزة الكمبيوتر، حيث تُخزن البيانات على القرص الصلب أثناء إيقاف تشغيل الكمبيوتر. من أهم أنواعها: [ 7 ] [ 8 ]
ذاكرة الوصول العشوائي ( RAM ) - أصبح هذا مصطلحًا عامًا لأي ذاكرة أشباه موصلات يمكن الكتابة إليها والقراءة منها، على عكس ذاكرة القراءة فقط (ROM) (المذكورة أدناه) ، التي يمكن قراءتها فقط. جميع أنواع ذاكرة أشباه الموصلات، وليس ذاكرة الوصول العشوائي فقط، تتمتع بخاصية الوصول العشوائي .
- ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية ( DRAM ) - تستخدم هذه الذاكرة خلايا تتكون من ترانزستور MOSFET واحد ومكثف MOSFET واحد لتخزين كل بت. يُعد هذا النوع من ذاكرة الوصول العشوائي الأرخص والأعلى كثافة، لذا يُستخدم كذاكرة رئيسية في أجهزة الكمبيوتر. مع ذلك، تتسرب الشحنة الكهربائية التي تخزن البيانات في خلايا الذاكرة ببطء، لذا يجب تحديث خلايا الذاكرة دوريًا (إعادة كتابتها)، الأمر الذي يتطلب دوائر إضافية. تتم عملية التحديث داخليًا بواسطة الكمبيوتر، وهي غير مرئية للمستخدم.
- ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية ذات نمط الصفحة السريعة ( FPM DRAM ) - نوع قديم من ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية غير المتزامنة، تفوق على الأنواع السابقة من خلال السماح بالوصول المتكرر إلى "صفحة" واحدة من الذاكرة بمعدل أسرع. استُخدمت في منتصف التسعينيات.
- ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية ذات الإخراج الموسع للبيانات ( EDO DRAM ) - نوع قديم من ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية غير المتزامنة، يتميز بسرعة وصول أعلى من الأنواع السابقة، وذلك لقدرته على بدء عملية وصول جديدة إلى الذاكرة أثناء نقل البيانات من عملية الوصول السابقة. استُخدمت هذه الذاكرة في أواخر التسعينيات.
- ذاكرة الوصول العشوائي للفيديو ( VRAM ) - نوع قديم من الذاكرة ثنائية المنافذ كان يستخدم في السابق لمخازن الإطارات الخاصة بمحولات الفيديو (بطاقات الفيديو).
- ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة ( SDRAM ) - أضافت هذه التقنية دوائر إلكترونية إلى شريحة ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) لمزامنة جميع العمليات مع إشارة ساعة تُضاف إلى ناقل ذاكرة الحاسوب . وقد مكّن هذا الشريحة من معالجة طلبات ذاكرة متعددة في وقت واحد باستخدام تقنية التجزئة ، مما زاد من سرعتها. كما تُقسّم البيانات على الشريحة إلى بنوك ، يمكن لكل منها العمل على عملية ذاكرة واحدة في الوقت نفسه. وقد أصبحت هذه التقنية النوع السائد من ذاكرة الحاسوب بحلول عام 2000 تقريبًا.
- ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة ذات معدل نقل البيانات المزدوج ( DDR SDRAM ) - يمكنها نقل ضعف البيانات (كلمتين متتاليتين) في كل دورة ساعة من خلال تقنية الضخ المزدوج (نقل البيانات على الحافتين الصاعدة والهابطة لنبضة الساعة). وتُعدّ التقنية الحالية (2012) المستخدمة لزيادة معدل الوصول إلى الذاكرة وإنتاجيتها امتدادًا لهذه الفكرة. ونظرًا لصعوبة زيادة سرعة الساعة الداخلية لرقائق الذاكرة، تعمل هذه الرقائق على زيادة معدل النقل عن طريق نقل المزيد من كلمات البيانات في كل دورة ساعة.
- ذاكرة DDR2 SDRAM - تنقل 4 كلمات متتالية لكل دورة ساعة داخلية
- ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة من نوع DDR3 - تنقل 8 كلمات متتالية لكل دورة ساعة داخلية.
- ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة من نوع DDR4 - تنقل 16 كلمة متتالية لكل دورة ساعة داخلية.
- ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية DDR5
- RDRAM ( Rambus DRAM ) - معيار ذاكرة بديل ذو معدل بيانات مزدوج تم استخدامه في بعض أنظمة Intel ولكنه خسر في النهاية لصالح DDR SDRAM.
- ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية ذات معدل نقل البيانات الفائق ()
- ذاكرة الوصول العشوائي الرسومية المتزامنة ( SGRAM ) - نوع متخصص من ذاكرة الوصول العشوائي الرسومية (SDRAM) مصمم خصيصًا لبطاقات الرسومات (بطاقات الفيديو). يمكنها تنفيذ عمليات متعلقة بالرسومات مثل إخفاء البتات وكتابة الكتل، كما يمكنها فتح صفحتين من الذاكرة في وقت واحد.
- GDDR SDRAM ( ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية الديناميكية للرسومات )
- ذاكرة النطاق الترددي العالي ( HBM ) - هي تطوير لذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة (SDRAM) المستخدمة في بطاقات الرسومات، والتي تتميز بقدرتها على نقل البيانات بسرعة أكبر. تتكون من عدة رقائق ذاكرة مكدسة فوق بعضها البعض، مع ناقل بيانات أوسع.
- ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة ذات معدل نقل البيانات المزدوج ( DDR SDRAM ) - يمكنها نقل ضعف البيانات (كلمتين متتاليتين) في كل دورة ساعة من خلال تقنية الضخ المزدوج (نقل البيانات على الحافتين الصاعدة والهابطة لنبضة الساعة). وتُعدّ التقنية الحالية (2012) المستخدمة لزيادة معدل الوصول إلى الذاكرة وإنتاجيتها امتدادًا لهذه الفكرة. ونظرًا لصعوبة زيادة سرعة الساعة الداخلية لرقائق الذاكرة، تعمل هذه الرقائق على زيادة معدل النقل عن طريق نقل المزيد من كلمات البيانات في كل دورة ساعة.
- ذاكرة الوصول العشوائي شبه الثابتة ( PSRAM ) - هي نوع من ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) مزودة بدوائر إلكترونية لتحديث الذاكرة على الشريحة، مما يجعلها تعمل كذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM)، ويسمح بإيقاف تشغيل وحدة التحكم بالذاكرة الخارجية لتوفير الطاقة. تُستخدم هذه الذاكرة في بعض أجهزة ألعاب الفيديو مثل جهاز Wii .
- ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة ( SRAM ) - تخزن هذه الذاكرة كل بت من البيانات في دائرة تُسمى القلاب ، وتتكون من 4 إلى 6 ترانزستورات. تتميز ذاكرة SRAM بكثافة أقل وتكلفة أعلى لكل بت مقارنةً بذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM)، ولكنها أسرع ولا تتطلب تحديثًا دوريًا . تُستخدم ذاكرة SRAM في ذاكرات التخزين المؤقت الصغيرة في أجهزة الكمبيوتر.
- ذاكرة الوصول العشوائي للمحتوى ( CAM ) - هذا نوع متخصص، حيث يتم فيه الوصول إلى البيانات باستخدام كلمة بيانات بدلاً من عنوان، وتعيد الذاكرة موقع الكلمة إذا كانت مخزنة فيها. تُستخدم هذه الذاكرة غالبًا في رقائق أخرى مثل المعالجات الدقيقة، حيث تُستخدم كذاكرة تخزين مؤقت (كاش) .
الذاكرة غير المتطايرة
تحتفظ الذاكرة غير المتطايرة (NVM) بالبيانات المخزنة فيها حتى بعد انقطاع التيار الكهربائي عن الشريحة. ولذلك، تُستخدم في ذاكرة الأجهزة المحمولة التي لا تحتوي على أقراص، وفي بطاقات الذاكرة القابلة للإزالة، وغيرها من الاستخدامات. ومن أهم أنواعها: [ 7 ] [ 8 ]
- ذاكرة القراءة فقط ( ROM ) - صُممت هذه الذاكرة لحفظ البيانات الدائمة، وفي التشغيل العادي تُقرأ منها فقط، ولا تُكتب إليها. على الرغم من إمكانية الكتابة إلى أنواع عديدة منها، إلا أن عملية الكتابة بطيئة، وعادةً ما يتطلب الأمر إعادة كتابة جميع البيانات الموجودة في الشريحة دفعة واحدة. تُستخدم عادةً لتخزين برامج النظام التي يجب أن تكون متاحة للحاسوب فورًا، مثل برنامج BIOS الذي يُشغّل الحاسوب، وبرامج ( البرامج الدقيقة ) للأجهزة المحمولة والحواسيب المدمجة مثل المتحكمات الدقيقة .
- ذاكرة القراءة فقط المبرمجة بالقناع ( MROM ) - في هذا النوع، تُبرمج البيانات في الشريحة أثناء تصنيعها، لذا فهي تُستخدم فقط في عمليات الإنتاج الكبيرة. ولا يمكن إعادة كتابتها ببيانات جديدة.
- ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة ( PROM ) - في هذا النوع، تُكتب البيانات في شريحة PROM موجودة قبل تركيبها في الدائرة، ولكن لا يمكن كتابتها إلا مرة واحدة. تُكتب البيانات عن طريق توصيل الشريحة بجهاز يُسمى مبرمج PROM.
- ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح والبرمجة ( EPROM ) - في هذا النوع، يمكن إعادة كتابة البيانات الموجودة فيها عن طريق إزالة الشريحة من لوحة الدائرة، وتعريضها للأشعة فوق البنفسجية لمسح البيانات الموجودة، ثم توصيلها بمبرمج PROM. تحتوي عبوة الدائرة المتكاملة على "نافذة" شفافة صغيرة في الأعلى للسماح بمرور الأشعة فوق البنفسجية. غالبًا ما تُستخدم هذه الذاكرة في النماذج الأولية وأجهزة الإنتاج بكميات صغيرة، حيث قد يلزم تغيير البرنامج الموجود فيها في المصنع.

ذاكرة EPROM سعة 4 ميجابايت، تعرض نافذة شفافة تُستخدم لمسح الشريحة - ذاكرة EEPROM ( ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة والمسح كهربائيًا ) - في هذا النوع، يمكن إعادة كتابة البيانات كهربائيًا أثناء وجود الشريحة على لوحة الدوائر، ولكن عملية الكتابة بطيئة. يُستخدم هذا النوع لتخزين البرامج الثابتة ، وهي الشفرة البرمجية الدقيقة منخفضة المستوى التي تُشغّل أجهزة الحاسوب، مثل برنامج BIOS في معظم أجهزة الحاسوب، بحيث يمكن تحديثها.
- ذاكرة الوصول العشوائي غير المتطايرة ( NVRAM )
- ذاكرة الوصول العشوائي الفيروكهربائية ( FRAM ) - نوع واحد من ذاكرة الوصول العشوائي غير المتطايرة.
- ذاكرة الفلاش – في هذا النوع، تكون سرعة الكتابة متوسطة بين ذاكرة EEPROM وذاكرة RAM؛ إذ يمكن الكتابة عليها، ولكن ليس بسرعة كافية لتكون بمثابة الذاكرة الرئيسية. تُستخدم غالبًا كنسخة شبه موصلة من القرص الصلب لتخزين الملفات. وتُستخدم في الأجهزة المحمولة مثل أجهزة المساعد الرقمي الشخصي (PDA) ووحدات تخزين USB المحمولة وبطاقات الذاكرة القابلة للإزالةالمستخدمة في الكاميرات الرقمية والهواتف المحمولة .
تاريخ
تألفت ذاكرة الحاسوب المبكرة من ذاكرة ذات نواة مغناطيسية ، إذ لم تكن أشباه الموصلات الإلكترونية الصلبة المبكرة ، بما في ذلك الترانزستورات مثل ترانزستور الوصلة ثنائية القطب (BJT)، عملية للاستخدام كعناصر تخزين رقمية ( خلايا ذاكرة ). يعود تاريخ أقدم ذاكرة أشباه موصلات إلى أوائل الستينيات، مع الذاكرة ثنائية القطب التي استخدمت ترانزستورات ثنائية القطب. [ 9 ] شحنت شركة تكساس إنسترومنتس أول ذاكرة أشباه موصلات ثنائية القطب مصنوعة من أجهزة منفصلة إلى القوات الجوية الأمريكية عام 1961. في العام نفسه، اقترح مهندس التطبيقات بوب نورمان في شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات مفهوم ذاكرة الحالة الصلبة على شريحة دائرة متكاملة (IC) . [ 10 ] كانت أول دائرة متكاملة للذاكرة أحادية الشريحة هي IBM SP95 ذات 16 بت وترانزستور الوصلة ثنائية القطب، والتي صُنعت في ديسمبر 1965، وصممها بول كاستروتشي. [ 9 ] [ 10 ] على الرغم من أن الذاكرة ثنائية القطب قدمت أداءً أفضل من الذاكرة ذات النواة المغناطيسية، إلا أنها لم تستطع منافسة سعرها المنخفض، والتي ظلت مهيمنة حتى أواخر الستينيات. [ 9 ] فشلت الذاكرة ثنائية القطب في استبدال الذاكرة ذات النواة المغناطيسية لأن دوائر القلاب ثنائية القطب كانت كبيرة الحجم ومكلفة للغاية. [ 11 ]
ذاكرة MOS
أتاح ظهور ترانزستور تأثير المجال لأشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOSFET)، الذي اخترعه محمد م. عطا الله وداوون كانغ في مختبرات بيل عام 1959، [ 12 ] الاستخدام العملي لترانزستورات أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOS) كعناصر تخزين في خلايا الذاكرة ، وهي وظيفة كانت تؤديها سابقًا النوى المغناطيسية في ذاكرة الحاسوب . طُوّرت ذاكرة MOS على يد جون شميدت في شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات عام 1964. [ 13 ] [ 14 ] إضافةً إلى الأداء العالي، كانت ذاكرة MOS أرخص وأقل استهلاكًا للطاقة من ذاكرة النوى المغناطيسية. [ 13 ] وقد أدى ذلك في النهاية إلى استبدال ترانزستورات MOSFET بالنوى المغناطيسية كعناصر التخزين القياسية في ذاكرة الحاسوب.
في عام 1965، اقترح ج. وود و ر. بول من المؤسسة الملكية للرادار أنظمة تخزين رقمية تستخدم خلايا ذاكرة CMOS (أشباه الموصلات المعدنية التكميلية)، بالإضافة إلى أجهزة طاقة MOSFET لإمداد الطاقة ، والوصلات المتقاطعة المُبدَّلة، والمفاتيح، وتخزين خط التأخير . [ 15 ] وقد مكّن تطوير تقنية الدوائر المتكاملة لأشباه الموصلات المعدنية ذات البوابة السيليكونية (MOS IC) على يد فيديريكو فاجين في شركة فيرتشايلد عام 1968 من إنتاج رقائق ذاكرة MOS . [ 16 ] وقامت شركة IBM بتسويق ذاكرة NMOS في أوائل سبعينيات القرن العشرين. [ 17 ] وتفوقت ذاكرة MOS على ذاكرة النواة المغناطيسية لتصبح تقنية الذاكرة السائدة في أوائل سبعينيات القرن العشرين. [ 13 ]
يشير مصطلح "الذاكرة" عند استخدامه في سياق الحواسيب غالبًا إلى ذاكرة الوصول العشوائي المتطايرة (RAM). النوعان الرئيسيان من ذاكرة الوصول العشوائي المتطايرة هما ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM) وذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM). اخترع روبرت نورمان ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة ثنائية القطب في شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات عام 1963، [ 9 ] وتلاه تطوير ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة بتقنية MOS على يد جون شميدت في شركة فيرتشايلد عام 1964. [ 13 ] أصبحت ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة بديلًا لذاكرة النواة المغناطيسية، ولكنها تتطلب ستة ترانزستورات MOS لكل بت من البيانات. [ 18 ] بدأ الاستخدام التجاري لذاكرة الوصول العشوائي الثابتة عام 1965، عندما طرحت شركة IBM شريحة SP95 SRAM لجهاز System/360 Model 95. [ 9 ]
قدمت شركة توشيبا خلايا ذاكرة DRAM ثنائية القطبية لحاسبتها الإلكترونية توسكال BC-1411 عام 1965. [ 19 ] [ 20 ] ورغم أنها قدمت أداءً أفضل من ذاكرة النواة المغناطيسية، إلا أن ذاكرة DRAM ثنائية القطبية لم تستطع منافسة السعر المنخفض لذاكرة النواة المغناطيسية التي كانت سائدة آنذاك. [ 21 ] تُعد تقنية MOS أساس ذاكرة DRAM الحديثة. في عام 1966، كان الدكتور روبرت هـ. دينارد يعمل في مركز أبحاث توماس ج. واتسون التابع لشركة IBM على ذاكرة MOS. أثناء دراسته لخصائص تقنية MOS، وجد أنها قادرة على بناء مكثفات ، وأن تخزين الشحنة أو عدم وجودها على مكثف MOS يمكن أن يمثل 1 و0 في البت، بينما يتحكم ترانزستور MOS في كتابة الشحنة إلى المكثف. أدى هذا إلى تطويره خلية ذاكرة DRAM أحادية الترانزستور. [ 18 ] في عام 1967، قدم دينارد براءة اختراع لشركة IBM لخلية ذاكرة DRAM أحادية الترانزستور، تعتمد على تقنية MOS. [ 22 ] أدى ذلك إلى ظهور أول شريحة دارة متكاملة DRAM تجارية، وهي Intel 1103 ، في أكتوبر 1970. [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] ظهرت ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة (SDRAM) لاحقًا مع شريحة Samsung KM48SL2000 في عام 1992. [ 26 ] [ 27 ]
يُستخدم مصطلح "الذاكرة" أيضاً للإشارة إلى الذاكرة غير المتطايرة ، وتحديداً ذاكرة الفلاش . وتعود أصولها إلى ذاكرة القراءة فقط (ROM). وقد اخترع وين تسينغ تشاو ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة (PROM) عام 1956، أثناء عمله في قسم أرما التابع لشركة بوش أرما الأمريكية. [ 28 ] [ 29 ] في عام 1967، اقترح داوون كانغ وسيمون سزي من مختبرات بيل إمكانية استخدام البوابة العائمة لجهاز أشباه الموصلات MOS كخلية لذاكرة القراءة فقط القابلة لإعادة البرمجة (ROM)، مما أدى إلى اختراع دوف فروهمان من شركة إنتل لذاكرة EPROM (ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح) في عام 1971. [ 30 ] تم تطوير ذاكرة EEPROM (ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح كهربائياً) بواسطة ياسوو تاروي، ويوتاكا هاياشي، وكيوكو ناغا في المختبر الكهروتقني التابع لوزارة التجارة الدولية والصناعة اليابانية (MITI) في عام 1972. [ 31 ] تم اختراع ذاكرة الفلاش بواسطة فوجيو ماسوكا في شركة توشيبا في أوائل الثمانينيات. [ 32 ] [ 33 ] قدم ماسوكا وزملاؤه اختراع ذاكرة فلاش NOR في عام 1984، [ 34 ] ثم ذاكرة فلاش NAND في عام 1987. [ 35 ] قامت شركة توشيبا بتسويق ذاكرة فلاش NAND في عام 1987. [ 36 ] [ 37 ]
التطبيقات
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ "سوق ذاكرة MOS" (ملف PDF) . شركة هندسة الدوائر المتكاملة . مؤسسة سميثسونيان . 1997. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 أكتوبر 2019 .
- ↑ "اتجاهات سوق ذاكرة MOS" (ملف PDF) . شركة هندسة الدوائر المتكاملة . مؤسسة سميثسونيان . 1998. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 أكتوبر 2019 .
- ↑ فيندريك 2017 ، ص 314-315.
- ↑ لين، وين سي. (1990). دليل سي آر سي لتصميم الأنظمة الرقمية، الطبعة الثانية . مطبعة سي آر سي. ص 225. ISBN 0849342724أُرشف من الأصل بتاريخ 27 أكتوبر 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 يناير 2016 .
- 1 2 3 داوود، داوود شنودة؛ ر. بيبلو (2010). تصميم الأنظمة الرقمية - استخدام المتحكمات الدقيقة . دار نشر ريفر. الصفحات 255-258 . ISBN 978-8792329400تمت أرشفة النسخة الأصلية بتاريخ 2014-07-06 .
- ↑ "ارتفاع مبيعات أشباه الموصلات السنوية بنسبة 21.6%، لتتجاوز 400 مليار دولار لأول مرة" . رابطة صناعة أشباه الموصلات . 5 فبراير 2018. تاريخ الاطلاع: 29 يوليو 2019 .
- 1 2 جودسي، أ.ب.؛ د.أ. جودسي (2008). أساسيات الحوسبة والبرمجة . الهند: منشورات تقنية. ص 1.35. ISBN 978-8184315097تمت أرشفة النسخة الأصلية بتاريخ 2014-07-06 .
- 1 2 أرورا، أشوك (2006). أسس علوم الحاسوب . منشورات لاكشمي. ص 39-41 . ISBN 8170089719تمت أرشفة النسخة الأصلية بتاريخ 2014-07-06 .
- 1 2 3 4 5 "1966: ذاكرة الوصول العشوائي لأشباه الموصلات تلبي احتياجات التخزين عالية السرعة" . متحف تاريخ الحاسوب . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 يونيو 2019 .
- 1 2 "ملاحظات حول التسلسل الزمني لذاكرة أشباه الموصلات" (ملف PDF) . متحف تاريخ الحاسوب . 8 نوفمبر 2006. تم الاطلاع عليه في 2 أغسطس 2019 .
- ↑ "الصفحة 104" .في: أورتون، جون (2009). "الميكرو والماكرو". أشباه الموصلات وثورة المعلومات . ص 95-133 . doi : 10.1016/B978-0-444-53240-4.00004-0 . ISBN 978-0-444-53240-4.
- ↑ "1960 - عرض ترانزستور أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOS)" . محرك السيليكون . متحف تاريخ الحاسوب .
- 1 2 3 4 "1970: ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية MOS تنافس ذاكرة النواة المغناطيسية من حيث السعر" . متحف تاريخ الحاسوب . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 يوليو 2019 .
- ↑ تصميم الحالة الصلبة. المجلد 6. دار هورايزون هاوس. 1965.
- ↑ وود، ج.؛ بول، ر. (فبراير 1965). استخدام ترانزستورات تأثير المجال ذات البوابة المعزولة في أنظمة التخزين الرقمية . مؤتمر IEEE الدولي للدوائر المتكاملة الصلبة لعام 1965. ملخص الأوراق التقنية. المجلد الثامن. الصفحات 82-83 . doi : 10.1109/ISSCC.1965.1157606 .
- ↑ "1968: تطوير تقنية بوابة السيليكون للدوائر المتكاملة" . متحف تاريخ الحاسوب . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 أغسطس 2019 .
- ↑ كريتشلو، د. ل. (2007). "ذكريات حول تصغير حجم ترانزستورات MOSFET" . نشرة جمعية دوائر الحالة الصلبة التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 12 (1): 19-22 . doi : 10.1109/N-SSC.2007.4785536 .
- 1 2 "DRAM" . IBM100 . IBM . 9 أغسطس 2017. تم الاطلاع عليه في 20 سبتمبر 2019 .
- ↑ "ورقة مواصفات توشيبا "توسكال" BC-1411" . متحف الآلات الحاسبة القديمة على الإنترنت . مؤرشف من الأصل في 3 يوليو 2017. تم الاطلاع عليه في 8 مايو 2018 .
- ↑ آلة حاسبة مكتبية من توشيبا "توسكال" طراز BC-1411، مؤرشفة بتاريخ 20 مايو 2007 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
- ↑ "1966: ذاكرة الوصول العشوائي لأشباه الموصلات تلبي احتياجات التخزين عالية السرعة" . متحف تاريخ الحاسوب .
- ↑ "روبرت دينارد" . موسوعة بريتانيكا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 يوليو 2019 .
- ↑ "إنتل: 35 عامًا من الابتكار (1968-2003)" (ملف PDF) . إنتل. 2003. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 4 نوفمبر 2021. تم الاطلاع عليه في 26 يونيو 2019 .
- ↑ ذاكرة DRAM الخاصة بروبرت دينارد، مؤرشفة بتاريخ 2020-08-01 في Wayback Machine . history-computer.com.
- ↑ لويك، بو (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ص 362-363 . doi : 10.1007/978-3-540-34258-8 . ISBN 9783540342588
تم تصنيع شريحة i1103 باستخدام عملية تصنيع P-MOS ذات بوابة سيليكونية بستة أقنعة، وبحد أدنى للميزات يبلغ 8 ميكرومتر. بلغ حجم المنتج الناتج 2400
ميكرومتر، ويحتوي على خليتين للذاكرة، ومساحة رقاقة أقل بقليل من 10
مم²
،
وبيعت بسعر حوالي 21 دولارًا
. - ↑ "ورقة بيانات KM48SL2000-7" . سامسونج . أغسطس 1992. تم الاطلاع عليها في 19 يونيو 2019 .
- ↑ "التصميم الإلكتروني" . التصميم الإلكتروني . 41 ( 15-21 ). شركة هايدن للنشر. 1993.
أول ذاكرة وصول عشوائي ديناميكية متزامنة تجارية، سامسونج 16 ميغابت KM48SL2000، تستخدم بنية بنك واحد تسمح لمصممي الأنظمة بالانتقال بسهولة من الأنظمة غير المتزامنة إلى الأنظمة المتزامنة.
- ↑ هوانغ، هان واي (5 ديسمبر 2008). تصميم الأنظمة المدمجة باستخدام C805 . سينجايج ليرنينج. ص 22. ISBN 978-1-111-81079-5تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي بتاريخ 27 أبريل 2018 .
- ^ سيكر وماركل 2013 ، ص. 136.
- ↑ "1971: تقديم ذاكرة القراءة فقط لأشباه الموصلات القابلة لإعادة الاستخدام" . متحف تاريخ الحاسوب . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 يونيو 2019 .
- ↑ تاروي، ي.؛ هاياشي، ي.؛ ناغاي، ك. (1972). "ذاكرة أشباه موصلات غير متطايرة قابلة لإعادة البرمجة كهربائيًا". مجلة IEEE للدوائر المتكاملة . 7 (5): 369-375 . Bibcode : 1972IJSSC...7..369T . doi : 10.1109/JSSC.1972.1052895 . ISSN 0018-9200 .
- ↑ فولفورد، بنجامين (24 يونيو 2002). "بطل مجهول" . فوربس . مؤرشف من الأصل في 3 مارس 2008. تم الاطلاع عليه في 18 مارس 2008 .
- ^ الولايات المتحدة 4531203 فوجيو ماسوكا .
- ↑ "توشيبا: مخترعة ذاكرة الفلاش" . توشيبا . مؤرشف من الأصل في 20 يونيو 2019. تم الاطلاع عليه في 20 يونيو 2019 .
- ↑ ماسوكا، ف.؛ مومودومي، م.؛ إيواتا، ي.؛ شيروتا، ر. (1987). "ذاكرة قراءة فقط قابلة للمسح كهربائياً (EPROM) وذاكرة قراءة فقط قابلة للمسح كهربائياً (EEPROM) فائقة الكثافة مع خلية ذات بنية NAND". المؤتمر الدولي لأجهزة الإلكترونيات، 1987. IEDM 1987. IEEE . doi : 10.1109 /IEDM.1987.191485 .
- ↑ "1987: توشيبا تطلق ذاكرة فلاش NAND" . eWeek . 11 أبريل 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 يونيو 2019 .
- ↑ "1971: تقديم ذاكرة القراءة فقط لأشباه الموصلات القابلة لإعادة الاستخدام" . متحف تاريخ الحاسوب . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 يونيو 2019 .
- 1 2 3 4 5 6 7 8 فيندريك 2000 ، ص. 267.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 فيندريك 2017 ، ص. 315.
- ↑ فيندريك 2017 ، ص 264.
- ↑ شوب، ريتشارد (2001). "سوبر بينت: نظام رسومات إطار المخزن المؤقت المبكر" (ملف PDF) . حوليات تاريخ الحوسبة . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 12-06-2004.
- ↑ غولدواسير، إس إم (1985). "معمارية الحاسوب للعرض التفاعلي للصور المجزأة". معمارية الحاسوب للبيانات الموزعة مكانيًا . ص 75-94 . doi : 10.1007/978-3-642-82150-9_5 . ISBN 978-3-642-82152-3.
- ↑ ويندباخر، توماس (يونيو 2010). "ذاكرة الفلاش" . جامعة فيينا التقنية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 ديسمبر 2019 .
مصادر
- سايكر، مايكل؛ ماركل، فولكر (2013). "تحليلات البيانات الضخمة على بنى الأجهزة الحديثة: دراسة استقصائية تكنولوجية". ذكاء الأعمال . سلسلة محاضرات في معالجة معلومات الأعمال. المجلد 138. الصفحات 125-149 . doi : 10.1007/978-3-642-36318-4_6 . ISBN 978-3-642-36317-7.
- فيندريك، هاري جيه إم (2017). "الذواكر". دوائر متكاملة بتقنية CMOS النانومترية . الصفحات 249-320 . doi : 10.1007/978-3-319-47597-4_6 . ISBN 978-3-319-47595-0.
- فيندريك، هاري (2000). الدوائر المتكاملة بتقنية CMOS ذات الأبعاد النانوية: من الأساسيات إلى الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات . سبرينغر الولايات المتحدة. ISBN 978-90-440-0111-2.
- الإلكترونيات الرقمية
- ذاكرة الحاسوب
- الدوائر المتكاملة
- ترانزستورات MOSFET
