Random Access Memory , také Random Access Memory (zkráceně RAM [1] ; anglicky Random Access Memory, RAM ) je jedním z typů počítačových pamětí , které umožňují přistupovat k libovolné buňce najednou (vždy ve stejnou dobu, bez ohledu na umístění) na jeho adrese pro čtení nebo zápis. Běžně se používá k ukládání provozních dat a strojového kódu [2] [3] .
To odlišuje tento typ paměti od paměťových zařízení prvních počítačů ( sériových počítačů ) vytvořených koncem 40. a začátkem 50. let ( EDSAC , EDVAC , UNIVAC ), které k uložení programu využívaly bitově sériovou paměť [4] na rtuťových linkách . zpoždění , ve kterém bity slova pro další zpracování v ALU přicházely postupně jeden po druhém.
Rané počítačové modely používaly relé , paměť zpožďovací linky nebo různé typy elektronek k provádění funkcí paměti jádra o stovkách nebo tisících bitů .
Klopné obvody , postavené nejprve na vakuových triodách a později na diskrétních tranzistorech , se používaly pro menší a rychlejší paměťové jednotky, jako jsou registry a úložiště registrů s přímým přístupem. Před vývojem integrovaných obvodů byla paměť s přímým přístupem (nebo pouze pro čtení ) často vytvořena z polí polovodičových diod řízených adresovými dekodéry .
Situace se v zásadě změnila s vynálezem paměťových zařízení s náhodným přístupem, stala se realizovatelná bit-paralelní paměť , ve které jsou všechny bity slova současně čteny z paměti a zpracovávány ALU .
První praktickou formou paměti s náhodným přístupem byla Williamsova trubice , která se objevila v roce 1947. Ukládala data ve formě elektricky nabitých bodů na povrchu katodové trubice. Protože elektronový paprsek CRT mohl číst a zapisovat body na trubici v libovolném pořadí, přístup do paměti byl libovolný. Kapacita Williamsovy elektronky se pohybovala od několika set do tisíce bitů, ale byla mnohem menší, rychlejší a energeticky účinnější než použití jednotlivých západek na elektronkách. Williamsova trubice, vyvinutá na University of Manchester v Anglii, se stala médiem, na kterém byl implementován první elektronicky uložený program v počítači Manchester Baby, který tento program poprvé úspěšně spustil 21. června 1948 [5] . Ve skutečnosti Baby sloužil jako testovací platforma pro demonstraci spolehlivosti paměti [6] [7] .
První komerční počítač využívající novou paměťovou organizaci byl IBM 701 vytvořený v roce 1953 a prvním masově prodávaným počítačem (150 kopií) byl IBM 704 , vydaný v roce 1955 , ve kterém byly inovace, jako je paměť na feritových jádrech a hardware pro výpočetní techniku . čísla byla implementována .
Externí zařízení IBM 704 a většiny počítačů té doby byla velmi pomalá (například pásková jednotka pracovala rychlostí 15 tisíc znaků za sekundu, což bylo mnohem méně než rychlost zpracování dat procesorem) a všechny I/O operace byly prováděny přes ALU , což vyžadovalo zásadní řešení problémů nízkého výkonu I/O operací.
Jedním z prvních řešení bylo zavedení specializovaného počítače do počítače, nazývaného vstupně-výstupní kanál , který umožňoval ALU pracovat nezávisle na vstupně-výstupních zařízeních. Na tomto principu, přidáním šesti dalších I/O kanálů k IBM 704, byl postaven IBM 709 ( 1958 ).
Prvním rozšířeným typem přepisovatelné paměti s přímým přístupem bylo úložiště s magnetickým jádrem, vyvinuté v letech 1949–1952 a následně používané ve většině počítačů až do vývoje integrovaných obvodů statické a dynamické paměti na konci 60. a na počátku 70. let 20. století .
K sestavení paměti RAM moderních osobních počítačů se široce používají polovodičová paměťová zařízení, zejména paměťová zařízení VLSI s pamětí s náhodným přístupem , která se podle principu organizace dělí na statické a dynamické . Ve statické paměti RAM je úložným prvkem spoušť vyrobená pomocí jedné nebo druhé technologie ( TTL , ESL , CMOS atd.), která vám umožňuje číst informace bez jejich ztráty. V dynamické paměti RAM je paměťovým prvkem kapacita (například vstupní kapacita tranzistoru s efektem pole ), která vyžaduje obnovu zaznamenaných informací v procesu jejich ukládání a používání. To komplikuje použití dynamické paměti RAM, ale umožňuje implementovat větší množství paměti. Moderní dynamické RAM mají vestavěné synchronizační a regenerační systémy , takže se neliší od statických, pokud jde o externí řídicí signály.
V současné době[ kdy? ] se vyrábí ve formě paměťových modulů - malých desek plošných spojů , na kterých jsou umístěny paměťové čipy .
Feromagnetické - je matice vodičů , na jejichž průsečíku jsou kroužky nebo předpětí vyrobené z feromagnetických materiálů. Výhody - odolnost vůči záření , zachování informací při vypnutí napájení; nevýhody - malá kapacita, velká hmotnost, mazání informací při každém čtení. V současné době se v této podobě, sestavené z diskrétních součástek, nepoužívá. V roce 2003 se však objevila integrovaná magnetická paměť MRAM . Díky kombinaci rychlosti paměti SRAM a schopnosti ukládat informace při vypnutém napájení je MRAM slibnou náhradou za aktuálně používané typy ROM a RAM. V roce 2006 byl však přibližně dvakrát dražší než čipy SRAM (se stejnou kapacitou a rozměry).