ВИДЫ ЦИФРОВОЙ ПАМЯТИ

TYPES OF DIGITAL MEMORY

Vsevolod Evgrafov

student, Department of Automation and Mathematical Modeling, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В статье описываются разновидности электрических памятей и их характеристики.

ABSTRACT

The article describes the types of electrical memories and their characteristics.

Ключевые слова: память, вид, информация.

Keywords: memory, view, information.

На текущий момент разработано довольно много видов электронной памяти. Часть из них уже устарела, другие – применяются в современных устройствах, носителях информации. Каждый из видов памяти основан на своём, отличном от других, принципе действия – записи, хранении и перезаписи состояний электронных структур. Разнообразие существующих видов говорит нам о том, что каждый из них лучше подходит для выполнения определенных задач, а значит – каждый имеет свои недостатки. Поэтому продолжается совершенствование существующих и разработка новых видов электронной памяти. О принципах их действия, преимуществах и недостатках пойдет речь далее.

Первый вид – это BPM (Bit Patterned Media – структурированный носитель). В этом виде магнитной памяти используются усовершенствованные рабочие поверхности, на которые производится запись. Особенность их в том, что на них методами литографии создается структура из раздельных магнитных ячеек, каждая из которых может быть записана отдельно от окружающих её соседних. Основным преимуществом такого подхода является возможность предельного уменьшения размеров ячейки памяти, что даст соответствующее увеличение плотности записи и ёмкости носителя в целом. Однако, основной недостаток этого вида памяти – высокая сложность и цена изготовления из-за использования методов литографии, а также суперпарамагнитный предел для ячеек малых размеров.

Второй вид – это многослойная магнитная память. На рабочих поверхностях таких носителей имеется структура из нескольких слоёв материалов с различными частотами ферромагнитного резонанса. При записи, с помощью излучателя электромагнитных волн определенной частоты, активируется только требуемый слой, в результате чего только он поддаётся намагничиванию, остальные слои – сохраняют своё состояние неизменным. Главное преимущество – высокая плотность записи информации, потенциально большая, чем у BPM. Но сложность изготовления этого вида памяти и необходимость подбора соответствующих пар «материал – электромагнитный излучатель» на данный момент препятствует разработке и использованию.

Однако, компанией Toshiba была экспериментально продемонстрирована возможность создания носителей информации BPM и на основе многослойной магнитной памяти.

Следующий вид перспективной памяти называется MRAM (Magneto Resistive Random Access Memory). У этой разработки есть два подвида: STT-MRAM и SOT-MRAM. Структуры ячейки у двух подвидов похожи – это слой фиксированной намагниченности, «свободный» магнитный слой и тонкая прослойка диэлектрика между ними. Функционально такая ячейка представляет собой резистор, сопротивление которого определяется взаимонаправленностью векторов намагниченности «свободного» и «фиксированного» магнитных слоёв (эффект туннельного магнетосопротивления). Различие состоит в методах переключения состояний.

В случае STT-MRAM используется эффект переноса спина электрона, когда при протекании через структуру ячейки тока в одном или другом направлениях свыше некоторой величины, определяемой в процессе изготовления, происходит перемагничивание «свободного» слоя в то или иное состояние, в зависимости от направления течения тока.

В случае же SOT-MRAM непосредственно вдоль «свободного» слоя прокладывается тонкий слой проводника, пропускание тока по которому перемагничивает «свободный» слой (спиноробитальный вращающий эффект), в зависимости от направления течения тока. Данный вид памяти является конкурентом для флэш-памяти твердотельных накопителей. Он также энергонезависим при хранении информации, однако обладает рядом преимуществ: потребляет меньше энергии для записи, ячейки такой памяти имеют больший потенциал по уменьшению размеров, их перезапись производится принципиально быстрее, а также они обладают большим ресурсом в цикле перезаписывания.

Список литературы:

1. https://www.crucial.ru/articles/pc-users/computer-memory-units-explained (дата обращения 06.11.2021)
2. https://www.vestnik-donstu.ru/jour/issue/view/94/showToc (дата обращения: 06.11.2021)