История развития оперативной памяти

Оперативная память — это одна из трех (оперативная, постоянная и внешняя) разновидностей памяти, которые используются в современных компьютерах. Она больше предназначена для обработки, чем для хранения информации. История появления и развития оперативной памяти тесно связана с развитием ЭВМ, так как постоянно развивающаяся элементарная база требовала все больше памяти для производимых ЭВМ операций, да и сами конструкции вычислительных машин разных поколений имели существенные отличия, и оперативная память предыдущих поколений была не совместима с более новыми поколениями.

Свое начало ЭВМ берет с 1834 года, когда Чарльз Бэббидж начал разработку Аналитической машины. Одна из важных частей этой машины называлась «Склад», и предназначалась для хранения промежуточных результатов вычислений. Результаты запоминались с использованием валов и шестерней.

ЭВМ первого поколения можно считать ещё экспериментальными, поэтому в них использовалось множество разновидностей запоминающих устройств: на ртутных линиях задержки, электронно-лучевых и электростатических трубках. В качестве оперативной памяти использовался также магнитный барабан: он обеспечивал достаточное для компьютеров тех времён быстродействие, и использовался в качестве основной памяти для хранения программ и вводимых данных.

Второе поколение требовало более технологичных в производстве схем оперативной памяти. Наиболее распространённым видом памяти была память на магнитных сердечниках. Так было до тех пор, пока объем памяти был невелик, и для размещения ее элементов не требовалось большого пространства. Только тогда, когда возникла потребность в оперативной памяти большего объема, удовлетворить которую было невозможно с помощью обычных модулей, для реализации элементов памяти прибегли к интегральным технологиям.

Начиная с третьего поколения большинство узлов компьютеров, стали выполнять на интегральных микросхемах, в том числе и оперативную память.

Современные персональные компьютеры в соответствии с принятой классификацией надо отнести к ЭВМ четвертого поколения, т. е. это поколение компьютерной техники, разработанное после 1970 года. Именно в тот год молодая компания Intel выпустила первый модуль DRAM (Dynamic Random Access Memory, динамическая память со случайным доступом) памяти, под номером 1103. В основе этой памяти лежал очень маленький транзистор и конденсатор, а ее изобретателем был Robert H. Dennard, работавший в исследовательском центре IBM. Вся оперативная память, используемая в персональных компьютерах, является памятью со случайным доступом (RAM). Это значит, что процессор может обращаться к любому байту памяти по номеру столбца и строки, не затрагивая остальные байты. Всего существует два основных вида RAM: динамическая (DRAM) и статическая (SRAM). Различия заключается в том, что динамическая память нуждается в частом обновлении содержимого (этим занимается контроллер памяти) иначе конденсатор разряжается, и информация в памяти теряется. В статической памяти вместо конденсатора использовался триггер на биполярных транзисторах. Получив один раз заряд, такая ячейка способна хранить информацию, пока есть питание. Но когда питание отключается, оба типа памяти все «забывают». Статическая память быстрее динамической, однако, стоит значительно дороже, поэтому она нашла свое применение в кэш-памяти процессора, где сейчас и используется.

На первых персональных компьютерах вся оперативная память была представлена одним блоком микросхем памяти. Причем память работала с той же частотой что и процессор. С появлением 286 и 386 процессоров ситуация изменилась: память перестала успевать поставлять процессору данные — так появилось понятие временных задержек. Процессор ждал несколько тактов, пока память передавала ему информацию. Первая память имела время доступа не менее 100 нс. Схема доступа к такой памяти выглядела как 5−5-5−5, то есть запись/чтение из памяти осуществлялись каждый пятый такт. Напряжение питания ОЗУ составляло 5 В.