अर्धचालक स्मृति: Difference between revisions

From Vigyanwiki
No edit summary
No edit summary
Line 103: Line 103:
== इतिहास ==
== इतिहास ==
{{See also|Computer memory|Memory cell (computing)}}
{{See also|Computer memory|Memory cell (computing)}}
प्रारंभिक कंप्यूटर मेमोरी में चुंबकीय-कोर मेमोरी शामिल थी, जैसा कि प्रारंभिक ठोस-राज्य इलेक्ट्रॉनिक अर्धचालक, जिसमें ट्रांजिस्टर जैसे द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर (BJT) शामिल थे, डिजिटल भंडारण तत्वों (मेमोरी सेल) के रूप में उपयोग के लिए अव्यवहारिक थे।सबसे पहले अर्धचालक मेमोरी 1960 के दशक की शुरुआत में द्विध्रुवी स्मृति के साथ है, जिसमें द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग किया गया था।<ref name="computerhistory1966">{{cite web |title=1966: Semiconductor RAMs Serve High-speed Storage Needs |url=https://www.computerhistory.org/siliconengine/semiconductor-rams-serve-high-speed-storage-needs/ |website=[[Computer History Museum]] |access-date=19 June 2019}}</ref> असतत उपकरणों से बनी द्विध्रुवी अर्धचालक मेमोरी को पहली बार टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स द्वारा संयुक्त राज्य अमेरिका वायु सेना में 1961 में भेज दिया गया था। उसी वर्ष, ठोस-राज्य इलेक्ट्रॉनिक्स की अवधारणा। एक एकीकृत सर्किट (आईसी) चिप पर ठोस-राज्य मेमोरी को अनुप्रयोगों द्वारा प्रस्तावित किया गया था।फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर में इंजीनियर बॉब नॉर्मन।<ref name="computerhistory-timeline">{{cite web |title=Semiconductor Memory Timeline Notes |url=http://corphist.computerhistory.org/corphist/documents/doc-4803f82fa3ba8.pdf |website=[[Computer History Museum]] |date=November 8, 2006 |access-date=2 August 2019}}</ref> पहला द्विध्रुवी अर्धचालक मेमोरी आईसी चिप 1965 में आईबीएम द्वारा शुरू की गई एसपी 95 थी।<ref name="computerhistory1966"/><ref name="computerhistory-timeline"/> While bipolar memory offered improved performance over magnetic-core memory, it could not compete with the lower price of magnetic-core memory, which remained dominant up until the late 1960s.<ref name="computerhistory1966"/> Bipolar memory failed to replace magnetic-core memory because bipolar [[Flip-flop (electronics)|flip-flop]] circuits were too large and expensive.<ref>{{cite book |last1=Orton |first1=John W. |title=Semiconductors and the Information Revolution: Magic Crystals that made IT Happen |date=2009 |publisher=[[Academic Press]] |isbn=978-0-08-096390-7 |page=104 |url=https://books.google.com/books?id=6YLL9197NfMC&pg=PA104}}</ref>
प्रारंभिक कंप्यूटर मेमोरी में चुंबकीय-कोर मेमोरी शामिल थी, क्योंकि शुरुआती ठोस-अवस्था इलेक्ट्रॉनिक अर्धचालकों के रूप में, जिसमें द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर (BJT), डिजिटल भंडारण तत्वों (स्मृति सेल) के रूप में उपयोग के लिए अव्यावहारिक थे। प्रारंभिक अर्धचालक स्मृति 1960 के दशक की शुरुआत की है, जिसमें द्विध्रुवी स्मृति है, जो द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग करती है।<ref name="computerhistory1966">{{cite web |title=1966: Semiconductor RAMs Serve High-speed Storage Needs |url=https://www.computerhistory.org/siliconengine/semiconductor-rams-serve-high-speed-storage-needs/ |website=[[Computer History Museum]] |access-date=19 June 2019}}</ref> डिस्क्रीट उपकरणों से निर्मित द्विध्रुवीय अर्धचालक स्मृति को पहली बार 1961 में टेक्सास इंस्ट्रुमेंट्स द्वारा संयुक्त राज्य वायु सेना को भेजा गया था. उसी वर्ष, फेयरच अर्धचालक में अनुप्रयोग इंजीनियर बॉब नॉर्मन द्वारा एक एकीकृत सर्किट (IC) चिप पर ठोस-स्थिति स्मृति की अवधारणा प्रस्तावित की गई थी।<ref name="computerhistory-timeline">{{cite web |title=Semiconductor Memory Timeline Notes |url=http://corphist.computerhistory.org/corphist/documents/doc-4803f82fa3ba8.pdf |website=[[Computer History Museum]] |date=November 8, 2006 |access-date=2 August 2019}}</ref> पहला द्विध्रुवी अर्धचालक मेमोरी आईसी चिप 1965 में IBM द्वारा पेश किया गया SP95 था।<ref name="computerhistory1966"/><ref name="computerhistory-timeline"/> जबकि द्विध्रुवीय स्मृति ने चुंबकीय-कोर मेमोरी पर बेहतर प्रदर्शन की पेशकश की, यह चुंबकीय-कोर मेमोरी की कम कीमत के साथ प्रतिस्पर्धा नहीं कर सका, जो 1960 के दशक के अंत तक प्रभावी रहा।<ref name="computerhistory1966"/> द्विध्रुवीय स्मृति चुंबकीय कोर स्मृति को बदलने में विफल रही क्योंकि द्विध्रुवी फ्लिप-फ्लॉप सर्किट बहुत बड़े और महंगे थे।<ref>{{cite book |last1=Orton |first1=John W. |title=Semiconductors and the Information Revolution: Magic Crystals that made IT Happen |date=2009 |publisher=[[Academic Press]] |isbn=978-0-08-096390-7 |page=104 |url=https://books.google.com/books?id=6YLL9197NfMC&pg=PA104}}</ref>




Revision as of 13:46, 10 September 2022

कंप्यूटर मेमोरी और डेटा स्टोरेज प्रकार
सामान्य
वाष्पशील
रैम
ऐतिहासिक
गैर-वाष्पशील
रोम
NVRAM
प्रारंभिक-चरण NVRAM
एनालॉग रिकॉर्डिंग
ऑप्टिकल
विकास में
ऐतिहासिक

अर्धचालक स्मृति (semiconductor memory) डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक सेमीकंडक्टर (digital data storage) उपकरण  है जिसका उपयोग डिजिटल डेटा स्टोरेज, जैसे कंप्यूटर मेमोरी के लिए किया जाता है। यह आमतौर पर MOS मेमोरी को संदर्भित करता है, जहां डेटा को सिलिकॉन एकीकृत सर्किट मेमोरी चिप पर धातु-आक्साइड-सेमीकंडक्टर (MOS) मेमोरी सेल के भीतर संग्रहीत किया जाता है।[1][2][3] विभिन्न अर्धचालक प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके कई अलग-अलग प्रकार के प्रकार हैं। रैंडम-एक्सेस मेमोरी (random-access memory) के दो मुख्य प्रकार अपरिवर्ती  रैम (SRAM) हैं, जो प्रति मेमोरी सेल में कई MOS ट्रांजिस्टर का उपयोग करता है, और  सक्रिय RAM (DRAM), जो प्रति सेल MOS ट्रांजिस्टर और MOS कैपेसिटर का उपयोग करता है। अनह्रासी स्मृति (जैसे EPROM, EEPROM और फ्लैश मेमोरी) फ्लोटिंग-गेट मेमोरी सेल का उपयोग करती है, जिसमें प्रति सेल एक फ्लोटिंग-गेट MOS ट्रांजिस्टर होता है।

अधिकांश प्रकार की अर्धचालक स्मृति में रैंडम एक्सेस (random access) का गुण होता है,[4] जिसका अर्थ है कि यह किसी भी स्मृति स्थान तक पहुंचने के लिए समान समय लेता है, इसलिए डेटा को किसी भी यादृच्छिक क्रम में कुशलता से एक्सेस किया जा सकता है।[5] यह डेटा स्टोरेज मीडिया जैसे हार्ड डिस्क और सीडी के साथ विरोधाभास है जो लगातार डेटा को पढ़ते और लिखते हैं और इसलिए डेटा को केवल उसी अनुक्रम में एक्सेस किया जा सकता है जिसे यह लिखा गया था। अर्धचालक स्मृति  के पास अन्य प्रकार के डेटा भंडारण (data storage) की तुलना में बहुत तेजी से अभिगम समय (access times) होता है; डेटा का एक बाइट कुछ नैनोसेकेंड (nanoseconds) के भीतर अर्धचालक मेमोरी (semiconductor memory) से लिखा या पढ़ा जा सकता है, जबकि घूर्णन के लिए उपयोग समय (acroting time) जैसे हार्ड डिस्क (hard disks) मिलिससेकेंड की सीमा में है। इन कारणों से यह प्राथमिक भंडारण के लिए उपयोग किया जाता है, प्रोग्राम और डेटा रखने के लिए कंप्यूटर वर्तमान में अन्य उपयोगों के साथ काम कर रहा है।

2017 तक, सेमीकंडक्टर स्मृति चिप सालाना 124 बिलियन डॉलर की बिक्री करते हैं, जो सेमीकंडक्टर उद्योग के 30% के लिए जिम्मेदार है।[6] शिफ्ट रजिस्टर, प्रोसेसर रजिस्टर, डेटा बफर और अन्य छोटे डिजिटल रजिस्टर जिनके पास कोई स्मृति एड्रेस डिकोडिंग मैकेनिज्म नहीं है, आमतौर पर मेमोरी के रूप में संदर्भित नहीं किया जाता है हालांकि वे डिजिटल डेटा भी संग्रहीत करते हैं।

विवरण

See also: Computer memory

अर्धचालक मेमोरी चिप (semiconductor memory chip) में, द्विआधारी डेटा (binary data) का प्रत्येक बिट एक छोटे सर्किट में संग्रहीत होता है जिसे मेमोरी सेल (memory cell) कहा जाता है जिसमें एक से कई ट्रांजिस्टर होते हैं। स्मृति सेल चिप चिप की सतह पर आयताकार सरणी में रखी जाती हैं। 1 बिट स्मृति सेल को छोटी इकाइयों में वर्गीकृत किया जाता है जिसे शब्द कहते हैं जिन्हें एक एकल स्मृति एड्रेस के रूप में एक साथ एक्सेस किया जाता है। स्मृति शब्द लंबाई में निर्मित होती है जो आमतौर पर दो की शक्ति होती है, आमतौर पर n=1, 2, 4 या 8 बिट्स।

डेटा को एक बाइनरी नंबर के माध्यम से एक्सेस किया जाता है जिसे चिप के एड्रेस पिन पर लागू मेमोरी एड्रेस कहा जाता है, जो निर्दिष्ट करता है कि चिप में कौन सा शब्द एक्सेस किया जाना है। यदि स्मृति एड्रेस में m बिट्स होते हैं, तो चिप पर एड्रेस की संख्या 2m होती है, प्रत्येक में n बिट शब्द होता है। नतीजतन, प्रत्येक चिप में संग्रहीत डेटा की मात्रा n2m बिट है।[5]एड्रेस लाइनों की m संख्या के लिए मेमोरी भंडारण क्षमता 2m द्वारा दी जाती है, जो आमतौर पर दो की शक्ति में होती है: 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 और 512 और किलोबिट्स, मेगाबिट्स, गीगाबाइट या टेराबिट आदि में मापा जाता है। 2014 तक, सबसे बड़े अर्धचालक मेमोरी चिप्स में डेटा के कुछ गीगाबाइट होते हैं, लेकिन उच्च क्षमता मेमोरी को लगातार विकसित किया जा रहा है। कई एकीकृत परिपथों का संयोजन करके, स्मृति को एक बड़े शब्द लंबाई और/या एड्रेस स्थान में व्यवस्थित किया जा सकता है, जो प्रत्येक चिप द्वारा प्रस्तुत किया जाता है।[5]

मेमेमोरी चिप द्वारा किए गए दो मूलभूत संक्रियाएं हैं: रीड (read) जिसमें स्मृति शब्द की डेटा सामग्री पढ़ी जाती है (nondestructivally), और लिखें जिसमें डेटा स्मृति शब्द में संग्रहीत होता है, किसी भी डेटा की जगह जो पहले वहां संग्रहीत किया गया था। डेटा दर बढ़ाने के लिए, कुछ नवीनतम प्रकार के मेमोरी चिप्स जैसे DDR SDRAM  में प्रत्येक रीड या राइट संचालन के साथ कई शब्दों का उपयोग किया जाता है।

स्टैंडअलोन मेमोरी चिप्स के अलावा, सेमीकंडक्टर मेमोरी के ब्लॉक कई कंप्यूटर और डेटा प्रोसेसिंग इंटीग्रेटेड सर्किट के अभिन्न अंग हैं। उदाहरण के लिए, कंप्यूटर चलाने वाले माइक्रोप्रोसेसर चिप्स में निष्पादन की प्रतीक्षा करने वाले अनुदेशों को संग्रहीत करने के लिए कैश (cache) मेमोरी होती है।

प्रकार

अस्थिर स्मृति

कंप्यूटर के लिए राम चिप्स आमतौर पर इन जैसे हटाने योग्य मेमोरी मॉड्यूल पर आते हैं।अतिरिक्त मेमोरी को अतिरिक्त मॉड्यूल में प्लग करके कंप्यूटर में जोड़ा जा सकता है।

कंप्यूटर के लिए RAM चिप्स आमतौर पर हटाने योग्य स्मृति मॉड्यूल पर आते हैं। अतिरिक्त मॉड्यूल को प्लग इन करके कंप्यूटर में अतिरिक्त मेमोरी जोड़ी जा सकती है।

जब मेमोरी चिप की शक्ति को बंद कर दिया जाता है तो अस्थिर स्मृति अपने संग्रहीत डेटा को खो देती है। हालांकि यह तीव्र और कम खर्चीला हो सकता है। इस प्रकार का उपयोग अधिकांश कंप्यूटरों में मुख्य स्मृति के लिए किया जाता है, क्योंकि कंप्यूटर बंद होने पर डेटा हार्ड डिस्क पर संग्रहीत होता है। प्रमुख प्रकार हैं:[7][8]

RAM (रैंडम-एक्सेस मेमोरी) - यह किसी भी अर्धचालक स्मृति के लिए एक सामान्य शब्द बन गया है जिसे ROM (नीचे) के विपरीत लिखा जा सकता है। केवल RAM ही नहीं, सभी सेमीकंडक्टर मेमोरी में रैंडम एक्सेस का गुण होता है।

  • DRAM (डायनेमिक रैंडम-एक्सेस मेमोरी) - यह मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर (MOS) स्मृति सेल का उपयोग करता है जिसमें एक  MOSFET (MOS फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर) और एक MOS कैपेसिटर होता है। इस प्रकार के RAM घनत्व में सबसे सस्ता और सबसे ऊंचा है, इसलिए इसका उपयोग कंप्यूटर में मुख्य स्मृति के लिए किया जाता है। हालांकि, मेमोरी सेल्स में डेटा स्टोर करने वाला इलेक्ट्रिक चार्ज धीरे-धीरे बाहर निकल जाता है, इसलिए मेमोरी सेल्स को समय-समय पर रिफ्रेश (पुनः लिखा जाना चाहिए), जिसके लिए अतिरिक्त सर्किट की आवश्यकता होती है। रिफ्रेश प्रक्रिया कंप्यूटर द्वारा आंतरिक रूप से संचालित की जाती है और इसके उपयोगकर्ता के लिए पारदर्शी है।
    • FPM DRAM (फास्ट पेज मोड DRAM) - एक पुराने प्रकार का एसिंक्रोनस DRAM जो पिछले प्रकारों में सुधार करता है जिससे मेमोरी के एक "पेज" को तेज दर से बार-बार एक्सेस करने की अनुमति मिलती है। 1990 के दशक के मध्य में उपयोग किया गया।
    • EDO DRAM (एक्सटेंडेड डेटा आउट DRAM) - एक पुराने प्रकार का अतुल्यकालिक DRAM जिसमें पिछली एक्सेस से डेटा अभी भी स्थानांतरित किया जा रहा था, जबकि एक नई मेमोरी एक्सेस शुरू करने में सक्षम होने के कारण पहले के प्रकारों की तुलना में तेज़ एक्सेस समय था। 1990 के दशक के उत्तरार्ध में उपयोग किया गया।
    • VRAM (वीडियो रैंडम एक्सेस मेमोरी) - एक पुराने प्रकार की दोहरी-पोर्टेड की स्मृति जिसे कभी वीडियो एडाप्टर (वीडियो कार्ड) के फ्रेम बफर्स के लिए इस्तेमाल किया जाता था।
    • SDRAM ( सिंक्रोनस डायनेमिक रैंडम-एक्सेस मेमोरी ) – यह जोड़ा गया सर्किट DRAM चिप में जोड़ा गया सर्किटरी है जो कंप्यूटर की मेमोरी बस में जोड़े गए घड़ी सिग्नल के साथ सभी कार्यों को सिंक्रनाइज़ करता है। इसने चिप को गति बढ़ाने के लिए, पाइपलाइनिंग का उपयोग करके एक साथ कई मेमोरी अनुरोधों को संसाधित करने की अनुमति दी। चिप पर डेटा को बैंकों में भी विभाजित किया जाता है जो प्रत्येक स्मृति ऑपरेशन पर एक साथ काम कर सकते हैं। यह लगभग वर्ष 2000 तक कंप्यूटर स्मृति का प्रमुख प्रकार बन गया।
      • 'DDR SDRAM' (डबल डेटा रेट SDRAM) – यह डबल पंपिंग (घड़ी पल्स के बढ़ते और गिरते किनारों दोनों पर डेटा ट्रांसफर) द्वारा प्रत्येक घड़ी चक्र पर दो बार डेटा (लगातार दो शब्द) स्थानांतरित कर सकता है। इस विचार के विस्तार वर्तमान (2012) तकनीक हैं जिनका उपयोग मेमोरी एक्सेस दर और थ्रूपुट को बढ़ाने के लिए किया जा रहा है। चूंकि मेमोरी चिप्स की आंतरिक घड़ी की गति को और बढ़ाना मुश्किल साबित हो रहा है, इसलिए ये चिप्स प्रत्येक घड़ी चक्र पर अधिक डेटा शब्दों को स्थानांतरित करके स्थानांतरण दर को बढ़ाते हैं।
        • DDR2 SDRAM – प्रति आंतरिक घड़ी चक्र में लगातार 4 शब्द स्थानांतरित करता है
        • DDR3 SDRAM – प्रति आंतरिक घड़ी चक्र में लगातार 8 शब्दों को स्थानांतरित करता है।
        • DDR4 SDRAM – प्रति आंतरिक घड़ी चक्र के अनुसार 16 लगातार शब्दों को स्थानांतरित करता है।
      • RDRAM (Rambus DRAM) - एक वैकल्पिक दोहरी डेटा दर स्मृति मानक जो कुछ इंटेल सिस्टम पर उपयोग किया गया था लेकिन अंततः DDR SDRAM से लुप्त हो गया।
        • XDR DRAM (Extreme data rate DRAM))
      • SGRAM (सिंक्रोनस ग्राफिक्स रैम) - ग्राफिक्स एडॉप्टर (वीडियो कार्ड) के लिए बनाया गया एक विशेष प्रकार का SDRAM. यह ग्राफिक्स से संबंधित ऑपरेशन जैसे बिट मस्किंग और ब्लॉक राइट कर सकता है, और एक साथ स्मृति के दो पृष्ठ खोल सकता है।
        • GDDR SDRAM (ग्राफिक्स DDR SDRAM)
        • GDDR2
        • GDDR3 SDRAM
        • GDDR4 SDRAM
        • GDDR5 SDRAM
        • GDDR6 SDRAM
      • HBM ( हाई बैंडविड्थ मेमोरी ) – ग्राफिक्स कार्ड में प्रयुक्त SDRAM का विकास जो डेटा को तेज दर पर स्थानांतरित कर सकता है। इसमें कई मेमोरी चिप्स होते हैं जो एक-दूसरे के ऊपर लगे होते हैं, जिसमें एक व्यापक डेटा बस होती है।
    • PSRAM ( स्यूडोस्टैटिक रैम ) – यह DRAM है जिसमें चिप पर मेमोरी रिफ्रेश करने के लिए सर्किट्री होती है, जिससे यह SRAM की तरह काम करता है, जिससे ऊर्जा बचाने के लिए बाहरी मेमोरी कंट्रोलर को बंद किया जा सकता है। इसका उपयोग कुछ गेम कंसोल जैसे Wii में किया जाता है।
  • SRAM ( स्टेटिक रैंडम-एक्सेस मेमोरी ) – यह प्रत्येक बिट डेटा को एक सर्किट में संग्रहीत करता है जिसे फ्लिप-फ्लॉप कहा जाता है, जो 4 से 6 ट्रांजिस्टर से बना होता है। SRAM DRAM की तुलना में कम सघन और प्रति बिट अधिक महंगा है, लेकिन तेज है और इसके लिए मेमोरी रिफ्रेश की आवश्यकता नहीं है। इसका उपयोग कंप्यूटर में छोटी कैश मेमोरी के लिए किया जाता है।
  • CAM ( कंटेंट-एड्रेसबल मेमोरी ) – यह एक विशेष प्रकार है जिसमें, एक पता का उपयोग करके डेटा एक्सेस करने के बजाय, एक डेटा शब्द लागू किया जाता है और स्मृति उस स्थान को बताता है यदि शब्द स्मृति में संग्रहीत है। यह ज्यादातर अन्य चिप्स जैसे माइक्रोप्रोसेसर में शामिल है जहां इसका उपयोग कैश मेमोरी के लिए किया जाता है।

अनह्रासी स्मृति

गैर-ह्रासी स्मृति (NVM) इसमें संग्रहीत डेटा को उस अवधि के दौरान संरक्षित करती है जब चिप की शक्ति बंद हो जाती है। इसलिए, इसका उपयोग पोर्टेबल उपकरणों में मेमोरी के लिए किया जाता है, जिसमें डिस्क नहीं होती है, और अन्य उपयोगों के बीच हटाने योग्य मेमोरी कार्ड के लिए। प्रमुख प्रकार हैं:[7][8]

* ROM (केवल पठनीय स्मृति) – इसे स्थायी डेटा रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और सामान्य ऑपरेशन में केवल से पढ़ा जाता है, लिखा नहीं जाता है। हालांकि कई प्रकार से लिखा जा सकता है, लेखन प्रक्रिया धीमी है और आमतौर पर चिप में सभी डेटा को एक बार में फिर से लिखा जाना चाहिए। यह आमतौर पर सिस्टम सॉफ़्टवेयर को संग्रहीत करने के लिए उपयोग किया जाता है, जो कंप्यूटर के लिए तुरंत पहुंच योग्य होना चाहिए, जैसे कि BIOS प्रोग्राम जो कंप्यूटर को शुरू करता है, और पोर्टेबल डिवाइस और एम्बेडेड कंप्यूटर जैसे माइक्रोकंट्रोलर के लिए सॉफ़्टवेयर (माइक्रोकोड)।

    • MROM (मास्क क्रमादेशित ROM या मास्क ROM) - इस प्रकार के डेटा को चिप में प्रोग्राम किया जाता है जब चिप का निर्माण होता है, इसलिए इसका उपयोग केवल बड़े उत्पादन के लिए किया जाता है। इसे नए आंकड़ों के साथ नहीं लिखा जा सकता।
    • PROM (प्रोग्रामेबल रीड-ओनली मेमोरी) - इस प्रकार डेटा को सर्किट में स्थापित होने से पहले एक मौजूदा प्रोम चिप में लिखा जाता है, लेकिन यह केवल एक बार लिखा जा सकता है। यह डेटा एक प्रोम प्रोग्रामर नामक उपकरण में चिप को प्लग करके लिखा जाता है।
    • EPROM (इरेज़ेबल प्रोग्रामेबल रीड-ओनली मेमोरी) - इस प्रकार में डेटा को सर्किट बोर्ड से चिप को हटाकर, मौजूदा डेटा को मिटाने के लिए एक पराबैंगनी प्रकाश में उजागर करके और इसे एक PROM प्रोग्रामर में प्लग करके फिर से लिखा जा सकता है। यूवी प्रकाश को स्वीकार करने के लिए आईसी पैकेज में शीर्ष पर एक छोटी पारदर्शी "विंडो" है। यह अक्सर प्रोटोटाइप और छोटे उत्पादन चलाने वाले उपकरणों के लिए उपयोग किया जाता है, जहां कारखाने में इसके कार्यक्रम को बदलना पड़ सकता है।
      4m eprom, चिप को मिटाने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली पारदर्शी खिड़की दिखाते हुए
    • EEPROM (इलेक्ट्रिकली इरेज़ेबल प्रोग्रामेबल रीड-ओनली मेमोरी) - इस प्रकार में डेटा को विद्युत रूप से फिर से लिखा जा सकता है, जबकि चिप सर्किट बोर्ड पर होती है, लेकिन लिखने की प्रक्रिया धीमी होती है। इस प्रकार का उपयोग फर्मवेयर रखने के लिए किया जाता है, निम्न स्तर का माइक्रोकोड जो हार्डवेयर उपकरणों को चलाता है, जैसे कि अधिकांश कंप्यूटरों में BIOS प्रोग्राम, ताकि इसे अपडेट किया जा सके।
  • NVRAM (अह्रासी रैंडम-एक्सेस मेमोरी)
    • FRAM (फेरॉइलेक्ट्रिक रैम) - एक प्रकार का अनह्रासी रैम।
  • फ्लैश मेमोरी - इस प्रकार में लेखन प्रक्रिया EEPROMS और RAM मेमोरी के बीच की गति में मध्यवर्ती होती है; इसे लिखा जा सकता है, लेकिन इतनी तेजी से नहीं कि यह मुख्य मेमोरी के रूप में काम कर सके। फ़ाइलों को संग्रहीत करने के लिए इसे अक्सर हार्ड डिस्क के अर्धचालक संस्करण के रूप में उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग पोर्टेबल डिवाइस जैसे पीडीए, यूएसबी फ्लैश ड्राइव और डिजिटल कैमरा और सेलफोन में उपयोग किए जाने वाले रिमूवेबल मेमोरी कार्ड में किया जाता है।

इतिहास

See also: Computer memory and Memory cell (computing)

प्रारंभिक कंप्यूटर मेमोरी में चुंबकीय-कोर मेमोरी शामिल थी, क्योंकि शुरुआती ठोस-अवस्था इलेक्ट्रॉनिक अर्धचालकों के रूप में, जिसमें द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर (BJT), डिजिटल भंडारण तत्वों (स्मृति सेल) के रूप में उपयोग के लिए अव्यावहारिक थे। प्रारंभिक अर्धचालक स्मृति 1960 के दशक की शुरुआत की है, जिसमें द्विध्रुवी स्मृति है, जो द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग करती है।[9] डिस्क्रीट उपकरणों से निर्मित द्विध्रुवीय अर्धचालक स्मृति को पहली बार 1961 में टेक्सास इंस्ट्रुमेंट्स द्वारा संयुक्त राज्य वायु सेना को भेजा गया था. उसी वर्ष, फेयरच अर्धचालक में अनुप्रयोग इंजीनियर बॉब नॉर्मन द्वारा एक एकीकृत सर्किट (IC) चिप पर ठोस-स्थिति स्मृति की अवधारणा प्रस्तावित की गई थी।[10] पहला द्विध्रुवी अर्धचालक मेमोरी आईसी चिप 1965 में IBM द्वारा पेश किया गया SP95 था।[9][10] जबकि द्विध्रुवीय स्मृति ने चुंबकीय-कोर मेमोरी पर बेहतर प्रदर्शन की पेशकश की, यह चुंबकीय-कोर मेमोरी की कम कीमत के साथ प्रतिस्पर्धा नहीं कर सका, जो 1960 के दशक के अंत तक प्रभावी रहा।[9] द्विध्रुवीय स्मृति चुंबकीय कोर स्मृति को बदलने में विफल रही क्योंकि द्विध्रुवी फ्लिप-फ्लॉप सर्किट बहुत बड़े और महंगे थे।[11]


MOS मेमोरी

See also: MOSFET

धातु-ऑक्साइड-सेमिकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (MOSFET) का आगमन,[12] 1959 में बेल लैब्स में मोहम्मद एम। अटला और दाऊन काहंग द्वारा आविष्कार किया गया,[13] मेमोरी सेल स्टोरेज तत्वों के रूप में धातु-ऑक्साइड-सेमिकंडक्टर (MOS) ट्रांजिस्टर के व्यावहारिक उपयोग को सक्षम किया, एक फ़ंक्शन जो पहले चुंबकीय-कोर मेमोरी द्वारा परोसा जाता है। कंप्यूटर मेमोरी में चुंबकीय कोर।[12] MOS memory was developed by John Schmidt at Fairchild Semiconductor in 1964.[14][15] उच्च प्रदर्शन के अलावा, MOS मेमोरी सस्ती थी और चुंबकीय-कोर मेमोरी की तुलना में कम शक्ति का सेवन करती थी।[14] इसने MOSFETS को अंततः कंप्यूटर मेमोरी में मानक भंडारण तत्वों के रूप में चुंबकीय कोर की जगह ले ली।[12]

In 1965, J. Wood and R. Ball of the Royal Radar Establishment proposed digital storage systems that use CMOS (complementary MOS) memory cells, in addition to MOSFET power devices for the power supply, switched cross-coupling, switches and delay-line storage.[16] 1968 में फेयरचाइल्ड में फेडरिको फागिन द्वारा सिलिकॉन-गेट एमओएस इंटीग्रेटेड सर्किट (एमओएस आईसी) प्रौद्योगिकी के विकास ने एमओएस मेमोरी चिप्स के उत्पादन को सक्षम किया।[17] 1970 के दशक की शुरुआत में आईबीएम द्वारा NMOS मेमोरी का व्यवसायीकरण किया गया था।[18] MOS मेमोरी ने 1970 के दशक की शुरुआत में प्रमुख मेमोरी तकनीक के रूप में चुंबकीय कोर मेमोरी को पछाड़ दिया।[14]

The term "memory" when used with reference to computers most often refers to volatile random-access memory (RAM). The two main types of volatile RAM are static random-access memory (SRAM) and dynamic random-access memory (DRAM). Bipolar SRAM was invented by Robert Norman at Fairchild Semiconductor in 1963,[9] followed by the development of MOS SRAM by John Schmidt at Fairchild in 1964.[14] SRAM became an alternative to magnetic-core memory, but required six MOS transistors for each bit of data.[19] SRAM का व्यावसायिक उपयोग 1965 में शुरू हुआ, जब IBM ने IBM सिस्टम/360 | सिस्टम/360 मॉडल 95 के लिए अपना SP95 SRAM चिप पेश किया।[9]

Toshiba introduced bipolar DRAM memory cells for its Toscal BC-1411 electronic calculator in 1965.[20][21] हालांकि यह चुंबकीय-कोर मेमोरी पर बेहतर प्रदर्शन की पेशकश करता है, द्विध्रुवी DRAM तत्कालीन प्रमुख चुंबकीय-कोर मेमोरी की कम कीमत के साथ प्रतिस्पर्धा नहीं कर सकता है।[22] MOS तकनीक आधुनिक DRAM का आधार है।1966 में, आईबीएम थॉमस जे। वॉटसन रिसर्च सेंटर में डॉ। रॉबर्ट एच। डेनार्ड एमओएस मेमोरी पर काम कर रहे थे।MOS तकनीक की विशेषताओं की जांच करते हुए, उन्होंने पाया कि यह कैपेसिटर के निर्माण में सक्षम था, और यह कि MOS कैपेसिटर पर एक शुल्क या कोई शुल्क का भंडारण करने से 1 और 0 का प्रतिनिधित्व नहीं हो सकता है, जबकि MOS ट्रांजिस्टर चार्ज को नियंत्रित कर सकता है।संधारित्र।इसके कारण एकल-ट्रांसिस्टर DRAM मेमोरी सेल का उनका विकास हुआ।[19] In 1967, Dennard filed a patent under IBM for a single-transistor DRAM memory cell, based on MOS technology.[23] इसने अक्टूबर 1970 में पहले वाणिज्यिक DRAM IC चिप, इंटेल 1103 का नेतृत्व किया।[24][25][26] सिंक्रोनस डायनेमिक रैंडम-एक्सेस मेमोरी (SDRAM) ने बाद में 1992 में सैमसंग KM48SL2000 चिप के साथ शुरुआत की।[27][28] शब्द मेमोरी का उपयोग अक्सर गैर-वाष्पशील मेमोरी, विशेष रूप से फ्लैश मेमोरी को संदर्भित करने के लिए किया जाता है।इसकी उत्पत्ति केवल-केवल मेमोरी (ROM) में है।प्रोग्रामेबल रीड-ओनली मेमोरी (PROM) का आविष्कार 1956 में वेन टिंग चाउ द्वारा किया गया था, जबकि अमेरिकन बॉश अरमा कॉरपोरेशन के ARMA डिवीजन के लिए काम किया गया था।[29][30] 1967 में, बेल लैब्स के डावन काहंग और साइमन सेज़ ने प्रस्तावित किया कि एक एमओएस सेमीकंडक्टर डिवाइस के फ्लोटिंग गेट का इस्तेमाल एक रीड्रोग्रामेबल रीड-ओनली मेमोरी (आरओएम) के सेल के लिए किया जा सकता है, जिसके कारण इंटेल का आविष्कार करने वाले डव फ्रॉमन ने ईप्रॉम (मिटने योग्य प्रॉम (इवेसिबल प्रॉम) का उपयोग किया।) 1971 में।[31] EEPROM (विद्युत रूप से इरेज़ेबल प्रोम) को 1972 में इलेक्ट्रोटेक्निकल प्रयोगशाला में यासुओ तारुई, यूटाका हयाशी और कियोको नागा द्वारा विकसित किया गया था।[32] फ्लैश मेमोरी का आविष्कार 1980 के दशक की शुरुआत में तोशिबा में फुजियो मासुओका द्वारा किया गया था।[33][34] मासुओका और सहकर्मियों ने 1984 में नोर फ्लैश का आविष्कार प्रस्तुत किया,[35] और फिर 1987 में नंद फ्लैश।[36] 1987 में तोशिबा ने नंद फ्लैश मेमोरी का व्यवसायीकरण किया।[37][38]

अनुप्रयोग

See also: List of MOSFET applications
MOS memory applications
MOS memory type Abbr. MOS memory cell Applications
स्टेटिक रैंडम-एक्सेस मेमोरी SRAM MOSFETs कैश मेमोरी, सेल फोन, eSRAM, मेनफ्रेम, मल्टीमीडिया कंप्यूटर, नेटवर्किंग, पर्सनल कंप्यूटर, सर्वर, सुपर कंप्यूटर, दूरसंचार, वर्कस्टेशन,[39] डीवीडी डिस्क बफर,[40] डेटा बफर,[41] अनह्रासी BIOS स्मृति
Dynamic random-access memory DRAM MOSFET, MOS capacitor Camcorders, embedded logic, eDRAM, graphics card, hard disk drive (HDD), networks, personal computers, personal digital assistants, printers,[39] main computer memory, desktop computers, servers, solid-state drives, video memory,[40] framebuffer memory[42][43]
Ferroelectric random-access memory FRAM MOSFET, MOS capacitor Non-volatile memory, radio-frequency identification (RF identification), smart cards[39][40]
Read-only memory ROM MOSFET Character generators, electronic musical instruments, laser printer fonts, video game ROM cartridges, word processor dictionary data[39][40]
Erasable programmable read-only memory EPROM Floating-gate MOSFET CD-ROM drives, embedded memory, code storage, modems[39][40]
Electrically erasable programmable read-only memory EEPROM Floating-gate MOSFET Anti-lock braking systems, air bags, car radios, cell phones, consumer electronics, cordless telephones, disk drives, embedded memory, flight controllers, military technology, modems, pagers, printers, set-top box, smart cards[39][40]
Flash memory Flash Floating-gate MOSFET ATA controllers, battery-powered applications, telecommunications, code storage, digital cameras, MP3 players, portable media players, BIOS memory,[39] USB flash drive,[44] digital TV, e-books, memory cards, mobile devices, set-top box, smartphones, solid-state drives, tablet computers[40]
Non-volatile random-access memory NVRAM Floating-gate MOSFETs Medical equipment, spacecraft[39][40]

यह भी देखें

  • सबसे अधिक बिकने वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की सूची
  • सेमीकंडक्टर उद्योग

संदर्भ

  1. ↑ "The MOS Memory Market" (PDF). Integrated Circuit Engineering Corporation. Smithsonian Institution. 1997. Retrieved 16 October 2019.
  2. ↑ "MOS Memory Market Trends" (PDF). Integrated Circuit Engineering Corporation. Smithsonian Institution. 1998. Retrieved 16 October 2019.
  3. ↑ Veendrick, Harry J. M. (2017). Nanometer CMOS ICs: From Basics to ASICs. Springer. pp. 314–5. ISBN 9783319475974.
  4. ↑ Lin, Wen C. (1990). CRC Handbook of Digital System Design, Second Edition. CRC Press. p. 225. ISBN 0849342724. Archived from the original on 27 October 2016. Retrieved 4 January 2016.
  5. ↑ 5.0 5.1 5.2 Dawoud, Dawoud Shenouda; R. Peplow (2010). Digital System Design - Use of Microcontroller. River Publishers. pp. 255–258. ISBN 978-8792329400. Archived from the original on 2014-07-06.
  6. ↑ "Annual Semiconductor Sales Increase 21.6 Percent, Top $400 Billion for First Time". Semiconductor Industry Association. 5 February 2018. Retrieved 29 July 2019.
  7. ↑ 7.0 7.1 Godse, A.P.; D.A.Godse (2008). Fundamentals of Computing and Programing. India: Technical Publications. p. 1.35. ISBN 978-8184315097. Archived from the original on 2014-07-06.
  8. ↑ 8.0 8.1 Arora, Ashok (2006). Foundations of Computer Science. Laxmi Publications. pp. 39–41. ISBN 8170089719. Archived from the original on 2014-07-06.
  9. ↑ 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 "1966: Semiconductor RAMs Serve High-speed Storage Needs". Computer History Museum. Retrieved 19 June 2019.
  10. ↑ 10.0 10.1 "Semiconductor Memory Timeline Notes" (PDF). Computer History Museum. November 8, 2006. Retrieved 2 August 2019.
  11. ↑ Orton, John W. (2009). Semiconductors and the Information Revolution: Magic Crystals that made IT Happen. Academic Press. p. 104. ISBN 978-0-08-096390-7.
  12. ↑ 12.0 12.1 12.2 "Transistors – an overview". ScienceDirect. Retrieved 8 August 2019.
  13. ↑ "1960 – Metal Oxide Semiconductor (MOS) Transistor Demonstrated". The Silicon Engine. Computer History Museum.
  14. ↑ 14.0 14.1 14.2 14.3 "1970: MOS Dynamic RAM Competes with Magnetic Core Memory on Price". Computer History Museum. Retrieved 29 July 2019.
  15. ↑ Solid State Design. Vol. 6. Horizon House. 1965.
  16. ↑ Wood, J.; Ball, R. (February 1965). The use of insulated-gate field-effect transistors in digital storage systems. 1965 IEEE International Solid-State Circuits Conference. Digest of Technical Papers. Vol. VIII. pp. 82–83. doi:10.1109/ISSCC.1965.1157606.
  17. ↑ "1968: Silicon Gate Technology Developed for ICs". Computer History Museum. Retrieved 10 August 2019.
  18. ↑ Critchlow, D. L. (2007). "Recollections on MOSFET Scaling". IEEE Solid-State Circuits Society Newsletter. 12 (1): 19–22. doi:10.1109/N-SSC.2007.4785536.
  19. ↑ 19.0 19.1 "DRAM". IBM100. IBM. 9 August 2017. Retrieved 20 September 2019.
  20. ↑ "Spec Sheet for Toshiba "TOSCAL" BC-1411". Old Calculator Web Museum. Archived from the original on 3 July 2017. Retrieved 8 May 2018.
  21. ↑ Toshiba "Toscal" BC-1411 Desktop Calculator Archived 2007-05-20 at the Wayback Machine
  22. ↑ "1966: Semiconductor RAMs Serve High-speed Storage Needs". Computer History Museum.
  23. ↑ "Robert Dennard". Encyclopedia Britannica. Retrieved 8 July 2019.
  24. ↑ "Intel: 35 Years of Innovation (1968–2003)" (PDF). Intel. 2003. Retrieved 26 June 2019.
  25. ↑ The DRAM memory of Robert Dennard. history-computer.com.
  26. ↑ Lojek, Bo (2007). History of Semiconductor Engineering. Springer Science & Business Media. pp. 362–363. ISBN 9783540342588. The i1103 was manufactured on a 6-mask silicon-gate P-MOS process with 8 μm minimum features. The resulting product had a 2,400 µm, 2 memory cell size, a die size just under 10 mm2, and sold for around $21.
  27. ↑ "KM48SL2000-7 Datasheet". Samsung. August 1992. Retrieved 19 June 2019.
  28. ↑ "Electronic Design". Electronic Design. Hayden Publishing Company. 41 (15–21). 1993. The first commercial synchronous DRAM, the Samsung 16-Mbit KM48SL2000, employs a single-bank architecture that lets system designers easily transition from asynchronous to synchronous systems.
  29. ↑ Han-Way Huang (5 December 2008). Embedded System Design with C805. Cengage Learning. p. 22. ISBN 978-1-111-81079-5. Archived from the original on 27 April 2018.
  30. ↑ Marie-Aude Aufaure; Esteban Zimányi (17 January 2013). Business Intelligence: Second European Summer School, eBISS 2012, Brussels, Belgium, July 15–21, 2012, Tutorial Lectures. Springer. p. 136. ISBN 978-3-642-36318-4. Archived from the original on 27 April 2018.
  31. ↑ "1971: Reusable semiconductor ROM introduced". Computer History Museum. Retrieved 19 June 2019.
  32. ↑ Tarui, Y.; Hayashi, Y.; Nagai, K. (1972). "Electrically reprogrammable nonvolatile semiconductor memory". IEEE Journal of Solid-State Circuits. 7 (5): 369–375. Bibcode:1972IJSSC...7..369T. doi:10.1109/JSSC.1972.1052895. ISSN 0018-9200.
  33. ↑ Fulford, Benjamin (24 June 2002). "Unsung hero". Forbes. Archived from the original on 3 March 2008. Retrieved 18 March 2008.
  34. ↑ US 4531203  Fujio Masuoka.
  35. ↑ "Toshiba: Inventor of Flash Memory". Toshiba. Retrieved 20 June 2019.
  36. ↑ Masuoka, F.; Momodomi, M.; Iwata, Y.; Shirota, R. (1987). "New ultra high density EPROM and flash EEPROM with NAND structure cell". Electron Devices Meeting, 1987 International. IEDM 1987. IEEE. doi:10.1109/IEDM.1987.191485.
  37. ↑ "1987: Toshiba Launches NAND Flash". eWeek. April 11, 2012. Retrieved 20 June 2019.
  38. ↑ "1971: Reusable semiconductor ROM introduced". Computer History Museum. Retrieved 19 June 2019.
  39. ↑ 39.0 39.1 39.2 39.3 39.4 39.5 39.6 39.7 Veendrick, Harry (2000). Deep-Submicron CMOS ICs: From Basics to ASICs (PDF) (2nd ed.). Kluwer Academic Publishers. pp. 267–8. ISBN 9044001116.
  40. ↑ 40.0 40.1 40.2 40.3 40.4 40.5 40.6 40.7 Veendrick, Harry J. M. (2017). Nanometer CMOS ICs: From Basics to ASICs (2nd ed.). Springer. p. 315. ISBN 9783319475974.
  41. ↑ Veendrick, Harry J. M. (2017). Nanometer CMOS ICs: From Basics to ASICs (2nd ed.). Springer. p. 264. ISBN 9783319475974.
  42. ↑ Richard Shoup (2001). "SuperPaint: An Early Frame Buffer Graphics System" (PDF). Annals of the History of Computing. IEEE. Archived from the original (PDF) on 2004-06-12.
  43. ↑ Goldwasser, S.M. (June 1983). Computer Architecture For Interactive Display Of Segmented Imagery. Computer Architectures for Spatially Distributed Data. Springer Science & Business Media. pp. 75–94 (81). ISBN 9783642821509.
  44. ↑ Windbacher, Thomas (June 2010). "Flash Memory". TU Wien. Retrieved 20 December 2019.

]

Retrieved from ‘https://www.vigyanwiki.in/index.php?title=अर्धचालक_स्मृति&oldid=16608’