नॉन - वोलेटाइल मेमोरी
| कंप्यूटर मेमोरी और डेटा स्टोरेज प्रकार |
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| वाष्पशील |
| गैर-वाष्पशील |
गैर-वाष्पशील मेमोरी (एनवीएम) या गैर-वाष्पशील भंडारण एक प्रकार की कंप्यूटर मेमोरी है जो संग्रहीत जानकारी को पावर हटाने के बाद भी बनाए रख सकती है। इसके विपरीत, डेटा को बनाए रखने के लिए वाष्पशील मेमोरी को निरंतर शक्ति की आवश्यकता होती है।
गैर-वाष्पशील मेमोरी आमतौर पर अर्धचालक मेमोरी चिप्स में स्टोरेज को संदर्भित करती है, जो फ्लोटिंग-गेट मेमोरी सेल में डेटा स्टोर करती है जिसमें फ्लोटिंग-गेट मॉस्फेटस (मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर) , फ्लैश मेमोरी स्टोरेज जैसे नंद (NAND) फ्लैश और सॉलिड-स्टेट ड्राइव (एसएसडी) सहित होते हैं।
गैर-वाष्पशील मेमोरी के अन्य उदाहरणों में रीड-ओनली मेमोरी (रोम), ईपीरोम (इरेज़ेबल प्रोग्रामेबल रोम) और ईपीरोम (इलेक्ट्रिकली इरेजेबल प्रोग्रामेबल रोम), फेरोइलेक्ट्रिक रैम, कंप्यूटर डेटा स्टोरेज डिवाइस के अधिकांश प्रकार शामिल हैं। (उदाहरण के लिए डिस्क स्टोरेज, हार्ड डिस्क ड्राइव, ऑप्टिकल डिस्क, फ्लॉपी डिस्क और मैग्नेटिक टेप), और शुरुआती कंप्यूटर स्टोरेज मेथड्स जैसे पंच्ड टेप और कार्ड्स आदि हैं।[1]
सिंहावलोकन
गैर-वाष्पशील मेमोरी का उपयोग आमतौर पर माध्यमिक भंडारण या लॉन्ग-टर्म परसिस्टेंट स्टोरेज के कार्य के लिए किया जाता है। प्राथमिक भंडारण का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला रूप आज रैंडम एक्सेस मेमोरी (रैम) का एक वाष्पशील मेमोरी फॉर्म है, जिसका अर्थ है कि जब कंप्यूटर बंद हो जाता है, तो रैम में निहित कुछ भी खो जाता है। हालाँकि, गैर-वाष्पशील मेमोरी के अधिकांश रूपों में सीमाएँ होती हैं जो उन्हें प्राथमिक भंडारण के रूप में उपयोग करने के लिए अनुपयुक्त बनाती हैं। आमतौर पर, गैर-वाष्पशील मेमोरी की लागत अधिक होती है, कम प्रदर्शन प्रदान करती है, या अस्थिर रैंडम एक्सेस मेमोरी की तुलना में सीमित जीवनकाल होता है।
गैर-वाष्पशील डेटा भंडारण को विद्युत रूप से संबोधित प्रणालियों (रीड-ओनली मेमोरी) और यांत्रिक रूप से संबोधित प्रणालियों (हार्ड डिस्क, ऑप्टिकल डिस्क, चुंबकीय टेप, होलोग्राफिक मेमोरी और ऐसे) में वर्गीकृत किया जा सकता है।[2][3] आम तौर पर बोलते हुए, विद्युत रूप से संबोधित प्रणालियां महंगी होती हैं, सीमित क्षमता होती है, लेकिन तेज़ होती हैं, जबकि यांत्रिक रूप से संबोधित प्रणालियों की लागत प्रति बिट कम होती है, लेकिन धीमी होती है।
विद्युत रूप से संबोधित
विद्युत रूप से संबोधित अर्धचालक गैर-वाष्पशील यादों को उनके लेखन तंत्र के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है।
रीड-ओनली और रीड-मोस्ट डिवाइस
मास्क रोम केवल फ़ैक्टरी प्रोग्राम करने योग्य होते हैं और आमतौर पर बड़ी मात्रा वाले उत्पादों के लिए उपयोग किए जाते हैं जिन्हें मेमोरी डिवाइस के निर्माण के बाद अपडेट करने की आवश्यकता नहीं होती है।
प्रोग्राम करने योग्य रीड-ओनली मेमोरी (PROM) को एक बार PROM प्रोग्रामर का उपयोग करके मेमोरी डिवाइस के निर्माण के बाद बदला जा सकता है। प्रोग्रामिंग अक्सर डिवाइस को अपने लक्षित सिस्टम में स्थापित करने से पहले किया जाता है, आमतौर पर एक अंतः स्थापित प्रणाली । प्रोग्रामिंग स्थायी है, और आगे के परिवर्तनों के लिए डिवाइस के प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है। डिवाइस में स्टोरेज साइट्स को भौतिक रूप से बदलकर (बर्न) करके डेटा स्टोर किया जाता है।
EPROM एक इरेजेबल ROM है जिसे एक से अधिक बार बदला जा सकता है। हालाँकि, EPROM में नया डेटा लिखने के लिए एक विशेष प्रोग्रामर सर्किट की आवश्यकता होती है। EPROMs में एक क्वार्ट्ज विंडो होती है जो उन्हें पराबैंगनी प्रकाश से मिटाने की अनुमति देती है, लेकिन एक बार में पूरी डिवाइस को साफ कर दिया जाता है। क्वार्ट्ज विंडो के बिना EPROM चिप का उपयोग करके [[एक प्रोम कार्यक्रम करने योग्य]] (OTP) डिवाइस को लागू किया जा सकता है; यह निर्माण करने के लिए कम खर्चीला है। विद्युतीय रूप से मिटाने योग्य प्रोग्रामेबल रीड-ओनली मेमोरी EEPROM मेमोरी को मिटाने के लिए वोल्टेज का उपयोग करती है। इन मिटाने योग्य स्मृति उपकरणों को डेटा मिटाने और नया डेटा लिखने के लिए काफी समय की आवश्यकता होती है; वे आमतौर पर लक्ष्य प्रणाली के प्रोसेसर द्वारा प्रोग्राम किए जाने के लिए कॉन्फ़िगर नहीं होते हैं। फ्लोटिंग-गेट ट्रांजिस्टर का उपयोग करके डेटा संग्रहीत किया जाता है, जिसके लिए सूचनाओं को संग्रहीत करने के लिए एक इंसुलेटेड कंट्रोल गेट पर इलेक्ट्रिक चार्ज को फंसाने या छोड़ने के लिए विशेष ऑपरेटिंग वोल्टेज की आवश्यकता होती है।
फ्लैश मेमोरी
फ्लैश मेमोरी एक सॉलिड-स्टेट चिप है जो बिना किसी बाहरी शक्ति स्रोत के संग्रहीत डेटा को बनाए रखती है। यह EEPROM का निकट संबंधी है; यह इस बात से भिन्न है कि इरेज़ ऑपरेशन को ब्लॉक के आधार पर किया जाना चाहिए, और इसकी क्षमता EEPROM की तुलना में काफी बड़ी है। डेटा मैप करने के लिए फ्लैश मेमोरी डिवाइस दो अलग-अलग तकनीकों- NOR और NAND का उपयोग करते हैं। NOR फ्लैश विशिष्ट मेमोरी स्थानों में डेटा पढ़ने और लिखने के लिए हाई-स्पीड रैंडम एक्सेस प्रदान करता है; यह एक बाइट जितना छोटा हो सकता है। नंद फ्लैश उच्च गति पर अनुक्रमिक रूप से पढ़ता और लिखता है, ब्लॉक में डेटा को संभालता है। हालाँकि, NOR की तुलना में यह पढ़ने में धीमा है। नंद फ्लैश लिखने की तुलना में तेजी से पढ़ता है, डेटा के पूरे पृष्ठों को जल्दी से स्थानांतरित करता है। उच्च घनत्व पर NOR फ्लैश की तुलना में कम खर्चीला, NAND तकनीक समान आकार के सिलिकॉन के लिए उच्च क्षमता प्रदान करती है।[4]
फेरोइलेक्ट्रिक रैम (एफ-रैम)
फेरोइलेक्ट्रिक रैम (FeRAM, F-RAM या FRAM) डायनेमिक रैंडम एक्सेस मेमोरी के निर्माण के समान रैंडम-एक्सेस मेमोरी का एक रूप है, दोनों एक कैपेसिटर और ट्रांजिस्टर का उपयोग करते हैं, लेकिन एक साधारण ढांकता हुआ परत कैपेसिटर, एक एफ-रैम सेल का उपयोग करने के बजाय इसमें लेड जिरकोनेट टाइटेनेट की एक पतली फेरोइलेक्ट्रिक फिल्म होती है [Pb(Zr,Ti)O3], आमतौर पर PZT के रूप में जाना जाता है। PZT में Zr/Ti परमाणु एक विद्युत क्षेत्र में ध्रुवीयता को बदलते हैं, जिससे एक बाइनरी स्विच का निर्माण होता है। PZT क्रिस्टल ध्रुवीयता बनाए रखने के कारण, बिजली बंद या बाधित होने पर F-RAM अपनी डेटा मेमोरी को बरकरार रखता है।
इस क्रिस्टल संरचना के कारण और यह कैसे प्रभावित होता है, एफ-रैम अन्य गैर-वाष्पशील मेमोरी विकल्पों से अलग गुण प्रदान करता है, जिसमें अत्यधिक उच्च, हालांकि अनंत नहीं, सहनशक्ति (10 से अधिक) शामिल है।16 3.3 V उपकरणों के लिए पढ़ने/लिखने के चक्र), अत्यधिक कम बिजली की खपत (चूंकि F-RAM को अन्य गैर-वाष्पशील मेमोरी की तरह चार्ज पंप की आवश्यकता नहीं होती है), एकल-चक्र लिखने की गति और गामा विकिरण सहनशीलता।[5]
मैग्नेटोरेसिस्टिव रैम (एमआरएएम)
मैग्नेटोरेसिस्टिव रैम चुंबकीय सुरंग जंक्शन (एमटीजे) कहे जाने वाले मैग्नेटिक स्टोरेज एलिमेंट्स में डेटा स्टोर करता है। एमआरएएम की पहली पीढ़ी, जैसे फ्रीस्केल सेमीकंडक्टर' 4 एमबिट, ने क्षेत्र-प्रेरित लेखन का उपयोग किया। दूसरी पीढ़ी मुख्य रूप से दो दृष्टिकोणों के माध्यम से विकसित की गई है: थर्मल-असिस्टेड स्विचिंग (टीएएस)[6] जिसे Crocus Technology, और स्पिन-ट्रांसफर टॉर्क (STT) द्वारा विकसित किया जा रहा है, जिसे Crocus Technology, Hynix, IBM, और कई अन्य कंपनियां विकसित कर रही हैं।[7]
फेज-चेंज मेमोरी (पीसीएम)
फेज-चेंज मेमोरी डेटा को चाकोजेनाइड ग्लास में स्टोर करती है, जो कांच को गर्म और ठंडा करके पूरा किया गया अनाकार और क्रिस्टलीय के बीच के चरण को उल्टा बदल सकता है। क्रिस्टलीय अवस्था में कम प्रतिरोध होता है, और अनाकार चरण में उच्च प्रतिरोध होता है, जो डिजिटल 1 और 0 राज्यों का प्रतिनिधित्व करने के लिए धाराओं को चालू और बंद करने की अनुमति देता है।[8][9]
FeFET मेमोरी
FeFET मेमोरी स्थिति को स्थायी रूप से बनाए रखने के लिए फेरोइलेक्ट्रिक सामग्री के साथ एक ट्रांजिस्टर का उपयोग करती है।
आरआरएएम मेमोरी
आरआरएएम (रेराम) एक ढांकता हुआ ठोस-अवस्था सामग्री में प्रतिरोध को बदलकर काम करता है जिसे अक्सर मेमरिस्टर कहा जाता है। ReRAM में एक पतली ऑक्साइड परत में दोष उत्पन्न करना शामिल है, जिसे ऑक्सीजन रिक्तियों (ऑक्साइड बॉन्ड स्थानों जहां ऑक्सीजन को हटा दिया गया है) के रूप में जाना जाता है, जो बाद में एक विद्युत क्षेत्र के तहत चार्ज और बहाव कर सकता है। ऑक्साइड में ऑक्सीजन आयनों और रिक्तियों की गति अर्धचालक में इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों की गति के अनुरूप होगी।
हालाँकि रेरैम को शुरू में फ्लैश मेमोरी के लिए एक प्रतिस्थापन तकनीक के रूप में देखा गया था, रेरैम की लागत और प्रदर्शन लाभ कंपनियों के लिए प्रतिस्थापन के साथ आगे बढ़ने के लिए पर्याप्त नहीं हैं। जाहिर है, ReRAM के लिए सामग्री की एक विस्तृत श्रृंखला का उपयोग किया जा सकता है। हालाँकि, खोज [10] कि लोकप्रिय उच्च κ गेट ढांकता हुआ HfO2 कम वोल्टेज के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है ReRAM ने शोधकर्ताओं को और अधिक संभावनाओं की जांच करने के लिए प्रोत्साहित किया है।
यंत्रवत् संबोधित प्रणाली
यंत्रवत् संबोधित प्रणालियाँ एक निर्दिष्ट भंडारण माध्यम पर पढ़ने और लिखने के लिए एक रिकॉर्डिंग सिर का उपयोग करती हैं। चूंकि एक्सेस का समय डिवाइस पर डेटा के भौतिक स्थान पर निर्भर करता है, यांत्रिक रूप से संबोधित सिस्टम अनुक्रमिक पहुंच हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, चुंबकीय टेप डेटा को एक लंबे टेप पर बिट्स के अनुक्रम के रूप में संग्रहीत करता है; भंडारण के किसी भी हिस्से तक पहुंचने के लिए टेप को रिकॉर्डिंग हेड से आगे ले जाना आवश्यक है। टेप मीडिया को ड्राइव से हटाया जा सकता है और संग्रहीत किया जा सकता है, जो एक अलग टेप को पुनः प्राप्त करने के लिए आवश्यक समय की लागत पर अनिश्चितकालीन क्षमता प्रदान करता है।[11][12] हार्ड डिस्क ड्राइव डेटा को स्टोर करने के लिए रोटेटिंग मैग्नेटिक डिस्क का उपयोग करते हैं; सेमीकंडक्टर मेमोरी की तुलना में एक्सेस का समय लंबा है, लेकिन प्रति संग्रहीत डेटा बिट की लागत बहुत कम है, और वे डिस्क पर किसी भी स्थान पर रैंडम एक्सेस प्रदान करते हैं। पूर्व में, हटाने योग्य डिस्क पैक सामान्य थे, जिससे भंडारण क्षमता का विस्तार किया जा सकता था। ऑप्टिकल डिस्क एक प्लास्टिक डिस्क पर वर्णक परत को बदलकर डेटा स्टोर करती है और इसी तरह रैंडम एक्सेस होती है। रीड-ओनली और रीड-राइट संस्करण उपलब्ध हैं; हटाने योग्य मीडिया फिर से अनिश्चितकालीन विस्तार की अनुमति देता है, और कुछ स्वचालित सिस्टम (जैसे ऑप्टिकल ज्यूकबॉक्स) को सीधे प्रोग्राम नियंत्रण के तहत डिस्क को पुनः प्राप्त करने और माउंट करने के लिए उपयोग किया जाता था।[13][14][15] डोमेन-वॉल मेमोरी | डोमेन-वॉल मेमोरी (DWM) एक चुंबकीय सुरंग जंक्शन (MTJs) में डेटा संग्रहीत करता है, जो डोमेन वॉल (चुंबकत्व) को नियंत्रित करके काम करता है। फेरोमैग्नेटिक नैनोवायर में डोमेन वॉल (DW) गति।[16]
जैविक
पतली फिल्म फेरोइलेक्ट्रिक पॉलिमर के आधार पर फिर से लिखने योग्य गैर-वाष्पशील कार्बनिक फेरोइलेक्ट्रिक मेमोरी का उत्पादन करती है। थिनफिल्म ने 2009 में रोल करने वाली रोल मुद्रित इलेक्ट्रॉनिक्स मेमोरीज का सफलतापूर्वक प्रदर्शन किया।[17][18][19] थिनफिल्म की जैविक मेमोरी में फेरोइलेक्ट्रिक पॉलीमर एक निष्क्रिय मैट्रिक्स में इलेक्ट्रोड के दो सेटों के बीच सैंडविच होता है। धातु लाइनों का प्रत्येक क्रॉसिंग एक फेरोइलेक्ट्रिक कैपेसिटर है और एक मेमोरी सेल को परिभाषित करता है।
गैर-वाष्पशील मुख्य मेमोरी
गैर-वाष्पशील मुख्य मेमोरी (एनवीएमएम) गैर-वाष्पशील विशेषताओं वाला प्राथमिक भंडारण है।[20] गैर-वाष्पशील मेमोरी का यह अनुप्रयोग सुरक्षा चुनौतियों को प्रस्तुत करता है।[21]
संदर्भ
- ↑ Patterson, David; Hennessy, John (1971). Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface. Elsevier. p. 23. ISBN 9780080502571.
- ↑ "i-NVMM: Securing non-volatile memory on the fly". Techrepublic. August 2011. Archived from the original on 22 March 2017. Retrieved 21 March 2017.
- ↑ "गैर-वाष्पशील मेमोरी (एनवीएम)". Techopedia. Archived from the original on 22 March 2017. Retrieved 21 March 2017.
- ↑ Russell Kay (7 June 2010). "फ्लैश मेमोरी". ComputerWorld. Archived from the original on 10 June 2010.
- ↑ F-RAM Memory Technology, Ramtron.com, archived from the original on 27 January 2012, retrieved 30 January 2012
- ↑ The Emergence of Practical MRAM "Crocus Technology | Magnetic Sensors | TMR Sensors" (PDF). Archived from the original (PDF) on 27 April 2011. Retrieved 20 July 2009.
- ↑ "ताजा खबर". EE|Times. Archived from the original on 19 January 2012.
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- ↑ Pirovano, A.; Lacaita, A.L.; Benvenuti, A.; Pellizzer, F.; Hudgens, S.; Bez, R. (December 2003). "फेज-चेंज मेमोरी टेक्नोलॉजी का स्केलिंग विश्लेषण". IEEE International Electron Devices Meeting 2003: 29.6.1–29.6.4. doi:10.1109/IEDM.2003.1269376. ISBN 0-7803-7872-5. S2CID 1130884.
- ↑ Lee, H. Y.; Chen, P. S.; Wu, T. Y.; Chen, Y. S.; Wang, C. C.; Tzeng, P. J.; Lin, C. H.; Chen, F.; Lien, C. H.; Tsai, M. J. (2008). Low power and high speed bipolar switching with a thin reactive Ti buffer layer in robust HfO2-based RRAM. 2008 IE
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- ↑ Thinfilm and InkTec awarded IDTechEx' Technical Development Manufacturing Award IDTechEx, 15 April 2009
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- ↑ All set for high-volume production of printed memories Archived 13 April 2010 at the Wayback Machine Printed Electronics World, 12 April 2010
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- ↑ Kannan, Sachhidh; Karimi, Naghmeh; Sinanoglu, Ozgur; Karri, Ramesh (22 January 2015). "इमर्जिंग नॉनवॉलेटाइल मेन मेमोरीज एंड काउंटरमेशर्स की सुरक्षा भेद्यताएं". IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems. 34 (1): 2–15. doi:10.1109/TCAD.2014.2369741 – via IEEE Xplore.
बाहरी संबंध
- Supporting filesystems in persistent memory, LWN.net, 2 September 2014, by Jonathan Corbet
- Research paper about perspective usage of magnetic photoconductors in magneto-optical data storage.
