Ram/Rom/EPRom - XaverSchweitzer

WIRTSCHAFTSINGENIEURSWESEN
Ausbildungsschwerpunkte: BETRIEBSMANAGEMENT – LOGISTIK
Name:
Xaver Schweitzer
Klasse:
1BHWI
Jahr:
2011/12
Ram/Rom/EPRom
Abb. 1
Ram Rom EPRom
Abb. 2
Abb. 3
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Ausbildungsschwerpunkte: BETRIEBSMANAGEMENT – LOGISTIK
Inhaltsverzeichnis
INHALTSVERZEICHNIS .................................................................................................................... 2
EINLEITUNG ........................................................................................................................................ 3
RAM ....................................................................................................................................................... 4
SRAM - Static Random Access Memory .................................................................................................................. 4
DRAM - Dynamic Random Access Memory ............................................................................................................ 5
DDR3-SDRAM - Double Data Rate 3 SDRAM ........................................................................................................... 5
ROM ....................................................................................................................................................... 6
EPROM - Erasable Programmable Read-Only Memory .......................................................................................... 6
QUELLENVERZEICHNIS ................................................................................................................ 10
Ram Rom EPRom
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Einleitung
Die vorliegenden Seiten befassen sich hauptsächlich mit den verschiedenen internen Datenspeicher
eines Personal Computers. Um dessen Aufbau und Funktion richtig verstehen zu können, habe ich
mich bemüht dieses Thema so gut wie möglich verständlich zu machen, damit es auch für PC-Laien
möglichst vorstellbar und logisch erscheint. Natürlich musste ich eine Selektion der verschiedenen
Themen treffen, wobei mir dies besonders schwergefallen ist. Diese Themenbereiche sind bei unserem
täglichen Fortschritt der Technik beinahe schon unerschöpflich geworden. Trotzdem hoffe ich, dass
diese paar Seiten jedem interessierten Leser etwas mitgeben können. Wer sich über die einzelnen
Themen spezifischer Informieren möchte, findet im Quellenverzeichnis einige informative und
nützliche Angaben.
Quelle: http://www.referate10.com/referate/Informatik/8/RAM--ROM--EEPROM--BIOS-reon.php (leicht abgeändert)
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RAM
(Random Access Memory)
Wahlfreier Schreib/Lesespeicher
Im RAM oder werden für den momentanen Betrieb des Computers notwendige Daten und
Programme abgespeichert und wieder gelesen. Diese RAM´s sind in kleine Einheiten ( Byte ),
sogenannten Speicherzellen aufgeteilt die jede durch eine Adresse gekennzeichnet ist. Diese
Adressen erleichtern es dem Betriebssystem abgelegte Daten schnell wiederzufinden, da nicht
erst der ganze Speicher von vorne bis hinten durchsucht werden muss. Der Arbeitsspeicher ist
auf dem Mainboard in Form von RAM-Bausteinen vertreten. Die ersten PC´s hatten noch
einen sehr kleinen Arbeitsspeicher von 16-64 Kbyte, der heutige Standard ist zumeist 64 -128
MB RAM.
Der Nachteil des RAM besteht darin, das Daten nur solange gespeichert bleiben, wie eine
Stromversorgung oder eine Spannung vorliegt. Nach Ausschalten des Computers werden alle
Bits auf 0 Volt gesetzt und die enthaltenen Daten sind dann verloren.
Quelle: http://www.referate10.com/referate/Informatik/8/RAM--ROM--EEPROM--BIOS-reon.php
Im Prinzip gibt es zwei Arten von RAM:


SRAM - Statisches RAM
DRAM - Dynamisches RAM
SRAM - Static Random Access Memory
SRAM ist statisch, was bedeutet, dass der Speicherinhalt mittels Flip-Flops gespeichert wird
und so nach dem Abruf des Speicherinhaltes erhalten bleibt. Dadurch ist der Stromverbrauch
sehr hoch, was aber zu einem schnellen Arbeiten innerhalb des Speichers führt.
SRAMs finden als schneller Speicher mit vergleichsweise kleiner Datenkapazität überall dort
Anwendung, wo der Dateninhalt schnell im Zugriff sein muss, wie beispielsweise in
Prozessoren als Cache oder bei denen der Dateninhalt ohne dauerhafte Stromversorgung bis
zu einigen Jahren gehalten werden soll.
Eigenschaften:





Speicherung erfolgt in Flip-Flops
sehr schnell
kein Refresh nötig
hoher Stromverbrauch
Einsatz als L1-, L2- und L3-Cache
Quelle: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/0309191.htm
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DRAM - Dynamic Random Access Memory
Das DRAM ist der einfachste, langsamste und billigste Speicherbaustein, den es gibt. DRAMChips werden weltweit in gigantischen Mengen produziert.
Lange Zeit war im Computer-Bereich für den Arbeitsspeicher nur dieser eine Speicher-Typ
bekannt. Auf diesem Prinzip entstanden alle weiteren Speicher-Typen.
Eine DRAM-Speicherzelle besteht aus einem Transistor und einem Kondensator (1T1C), der
das eigentliche Speicherelement ist. In einer DRAM-Speicherzelle wird ein Bit durch die
Ladung des Kondensators gespeichert.
Das Lesen und Schreiben erfolgt über den Transistor, der als Schalter arbeitet und die Ladung
des Kondensators isoliert oder auf die Bitleitung freigibt. Über die Wortleitung wird der
Transistor angesprochen.
Nachteil dieser Speicherart ist, dass sich der Kondensator durch Kriechströme entlädt und der
Speicherzustand immer wieder neu aktualisiert werden muss (Refresh). Damit die Ladung im
Kondensator erhalten bleibt, ist mehrere tausend Mal in der Sekunde ein Refresh nötig.
Eigenschaften:




Speicherung erfolgt in Kondensatoren
benötigt Refresh
geringer Stromverbrauch
Einsatz als Arbeitsspeicher oder Grafikspeicher
Quelle: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/0701281.htm
DDR3-SDRAM - Double Data Rate 3 SDRAM
Die Nachfrage nach einem schnellen Speicher, der wenig Strom verbraucht, hat zur DDR3Speichertechnik geführt. Die Speicherchips werden mit einer Spannung von 1,5V betrieben. Dadurch
wird Verlustleistung gespart. Und, die Speicherchips eignen sich noch besser für höhere Taktraten.
Die Latenzzeiten der Zugriffe sind bei DDR3 bei gleichem Takt etwas höher als bei DDR2. Höhere
Latenzen ermöglichen höhere Taktraten. Durch einen höheren Takt werden die höheren Latenzen
wieder ausgeglichen.
Unterscheiden muss man auch bei DDR3 die Taktfrequenz des Speicher-Interfaces und die Speicherinterne Taktrate. Im Speicher beträgt die Taktfrequenz nur ein Viertel des nominellen Takts. Um die
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Daten trotzdem für die hohe Bandbreite aus den Speicherzellen lesen zu können, sind die
Speicherzellen von DDR3-SDRAM gegenüber DDR1-SDRAM mit einem vierfach so breiten Interface
angebunden. Nur ein Bruchteil eines einzelnen Speicherchips wird als Speicher verwendet. Der
Großteil sind I/O-Einheiten.
DDR3 stellt nichts anderes als die konsequente Fortsetzung des mit DDR2 eingeschlagenen Wegs dar.
Quelle: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/1312291.htm
ROM
(Read Only Memory)
Nur Lese Speicher
Diese Form des Speichers stellt das Langzeitgedächtnis des Computers dar. Dort werden alle
zum elementaren Betrieb (Starten des Computers, Laden des Betriebssystems, etc.)
notwendigen Befehle gespeichert.
Die Speicherung erfolgt mit Hilfe von elektrischen Schaltungen. Der Inhalt des Speichers ist
allerdings nicht veränderbar. Auch ist das ROM ein eher langsamer Speicher, der zudem
durch seine Nichtveränderbarkeit schnell dem technischen Fortschritt hinterher hinkt.
Der ROM dient oft zum Speichern des BIOS ( Basic Input Output System). In ihm werden
bereits von den Herstellern bestimmte Informationen fest über Masken
einprogrammiert.Technisch erfolgt dies über eine Diodenmatrix, was einfach herzustellen,
aber sehr teuer ist. Daher lohnt sich die Herstellung des ROM nur bei hohen Stückzahlen.
Diese Programmierung kann nicht mehr rückgängig gemacht werden.
Mittlerweilen gibt es aber auch programmier- und löschbare ROM, wie zu Beispiel:
EPROM - Erasable Programmable Read-Only Memory
Um EPROM zu programmieren, benötigt man einen sogenannten EPROM- Brenner. Dieser
wird über eine Steckkarte mit einem Computer verbunden. Mit spezieller Software kann man
den EPROM auslesen und in einer Datei speichern. Nun kann man das Programm verändern
und dann mit Hilfe des Brenners die neu geschriebene Datei in ein neues oder frisch
gelöschtes EPROM zurückschreiben. Die Speicherung der Daten wird über eine serielle
Leitung durchgeführt.
Das EEPROM wird üblicherweise zum Speichern von Bedienerdaten, Konfigurationen,
Parametern und Einstellungen verwendet.
EPROM- Bausteine sind sogenannte UV- EPROM's, da sie mit Hilfe von UV-Licht gelöscht
werden.
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Eine Weiterentwicklung des EPROM ist das elektrisch löschbare EEPROM (Electrically
Erasable PROM) und das Flash-PROM. Flash-PROMs haben mittlerweile die EPROMs
weitgehend vom Markt verdrängt.
Wie wird ein EPROM gebrannt?
Beim Brennen eines EPROM wird zuerst die Adresse der gewünschten Speicherzelle
angesprochen und anschliessend eine relativ hohe Spannung angelegt. Durch diese Spannung
verlagern sich im EPROM Elektronen, die beim Auslesen als 0 oder 1 erkannt werden.
Die Elektronen lassen sich durch UV-Strahlung wieder in ihre ursprüngliche Position bringen.
Jetzt ist das EPROM gelöscht und kann wieder neue beschrieben werden. Um den Zustand
des EPROM's zu erkennen und ihn zu beschreiben, befindet sich auf der Oberseite des
Bausteins ein kleines "Fenster". Allerdings ist die Herstellung dieses Fensters recht
aufwendig, weshalb EPROM's nicht gerade zu den billigsten Speicherbausteinen zählt.
Beachten muss man bei EPROM's noch, dass immer der gesamte Speicherinhalt gelöscht
wird. Einzelne Bereiche lassen sich nicht löschen. Das Löschen kann auch durch
Sonneneinstrahlung erfolgen, weshalb der Baustein immer in einer dunklen Umgebung liegen
sollte.
Quelle: http://www.referate10.com/referate/Informatik/8/RAM--ROM--EEPROM--BIOS-reon.php (leicht abgeändert)
Die digitale Elektronik kennt den Begriff des Festwertspeichers (ROM) seit 1960 Der ROMSpeicher ist immer ein nicht flüchtiger Speicher, der sich in folgende Arten aufgliedert:
Speicherart
Löschen Programmieren
ROM
nicht
Read-Only-Memory,
möglich
Nur-Lese-Speicher
Festspeicher
PROM
nicht
Programmable ROM, möglich
Programmierbarer
Festspeicher
EPROM
durch UVErasable PROM,
Licht
Löschbarer
programmierbarer
Festspeicher
EEPROM
elektrisch
Electrically Erasable
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bei Herstellung
elektrisch
elektrisch
elektrisch
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PROM,
Elektrisch löschbarer
programmierbarer
Festspeicher
Quelle: http://www.referate10.com/referate/Informatik/8/RAM--ROM--EEPROM--BIOS-reon.php (leicht abgeändert)
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Abbildungsverzeichnis
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Abb. 3
Abb. 4
Abb. 5
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Quellenverzeichnis
http://www.referate10.com/referate/Informatik/8/RAM--ROM--EEPROM--BIOS-reon.php
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/0309191.htm
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/0701281.htm
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/1312291.htm
http://www.referate10.com/referate/Informatik/8/RAM--ROM--EEPROM--BIOS-reon.php
Alle Informationen können den Original abweichen.
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