Phân biệt sự giống và khác nhau giữa RAM, ROM, PROM, EPROM và EEPROM

Các kiểu bộ nhớ bán dẫn chính gồm có:

Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM)

Bộ nhớ chỉ đọc (ROM)

Bộ nhớ chỉ đọc khả trình (PROM)

Bộ nhớ chỉ đọc khả trình có thể xóa được (EPROM)

Bộ nhớ flash

Bộ nhớ chỉ đọc khả trình có thể xóa được về mặt điện tử (EEPROM)

Trong số các kiểu bộ nhớ nói trên, RAM là loại bộ nhớ phổ biến nhất. Một đặc tính nổi bật của RAM là có thể đọc dữ liệu từ bộ nhớ và dễ dàng, nhanh chóng ghi dữ liệu mới vào bộ nhớ. Cả việc đọc và ghi đều được thực hiện thông quaviệc sử dụng tín hiệu điện tử.

Một đặc tính nổi bật khác của RAM là khả biến. Bộ nhớ RAM phải luôn được cung cấp một nguồn điện không đổi. Nếu nguồn điện bị ngắt, dữ liệu sẽ mất đi. Vì lý do đó, RAM chỉ có thể dùng làm nơi lưu trữ dữ liệu tạm thời.

Công nghệ RAM được chia thành hai nhóm: tĩnh và động. Một RAM động được chế tạo với các ô lưu trữ dữ liệu như cách tích điện trong tụ điện. Sự tồn tại hay biến mất của điện tích trong tụ điện được thông dịch thành các giá trị nhị phân 1 và 0. Do các tụ điện có khuynh hướng tự nhiên là giải điện, các RAM động cần sự làm tươi điện tích theo chu kỳ để duy trì dữ liệu. Trong một RAM tĩnh, các giá trị nhị phân được lưu trữ bằng cách sử dụng các cấu hình cổng luận lý mạch lật truyền thống. Một RAM tĩnh sẽ lưu giữ liệu cho đến khi nào nguồn điện còn được cung cấp cho nó.

Cả RAM tĩnh và động đều khả biến. Một ô nhớ động đơn giản hơn một ô nhớ tĩnh. Do vậy, một RAM động trù mật hơn và ít tiền hơn một RAM tĩnh tương ứng. Mặt khác, RAM động đòi hỏi sự hỗ trợ làm tươi mạch. Với những lượng bộ nhớ lớn hơn, phí tổn cố định cho việc làm tươi mạch được đền bù nhiều hơn phí tổn giành cho các DRAM. Như vậy RAM động có khuynh hướng thích hợp cho các yêu cầu về bộ nhớ lớn. Điểm cuối cùng chúng ta cần lưu ý là RAM tĩnh nói chung nhanh hơn RAM động.

Trong mối tương phản rõ nét với RAM là bộ nhớ chỉ đọc (ROM). ROM bao gồm một khuôn mẫu bền vững của dữ liệu không thể thay đổi. Trong khi chúng ta có thể đọc dữ liệu từ ROM, việc ghi vào ROM dữ liệu mới không thể thực hiện được. Một ứng dụng của ROM là vi lập trình. Ngoài ra các ứng dụng khác của ROM gồm:

Các chương trình con thư viện cho các hàm thường xuyên được sử dụng.

Các chương trình hệ thống

Các bảng hàm

Với một yêu cầu có kích thước khiêm tốn, lợi điểm của ROM là dữ liệu được lưu trữ bền vững trong bộ nhớ chính và không cần phải tải lên từ một thiết bị lưu trữ phụ.

Một ROM được tạo ra như một chip mạch tích hợp thông thường với dữ liệu được đưa vào trong chip trong quá trình in mạch. Điều này dẫn đến hai bài toán:

Bước đưa dữ liệu vào chip có chi phí tương đối lớn, cho dù một hay hàng ngàn bản sao của một ROM cụ thể sẽ được in ra.

Lỗi trong quá trình sản xuất là không thể chấp nhận được. Chỉ cần một bit bị sai, toàn bộ lô ROM phải bị hủy bỏ.

Khi chỉ cần một lượng tương đối nhỏ ROM với nội dung bộ nhớ đặc biệt, một lựa chọn ít tốn kém hơn là ROM khả trình (PROM). Giống như ROM, PROM không khả biến và chỉ có thể ghi được đúng một lần. Với PROM, quá trình ghi được thực hiện một cách điện tử và do một nhà cung cấp đảm nhiệm chứ không nhất thiết phải là nhà sản xuất chip ban đầu. Các trang thiết bị đặc biệt sẽ được sử dụng cho quá trình ghi hay "lập trình". PROM mang lại sự linh hoạt và tiện lợi trong khi ROM vẫn thu hút các đơn đặt hàng có số lượng lớn.

Một biến thể khác của bộ nhớ chỉ đọc là bộ nhớ hầu như chỉ đọc. Loại bộ nhớ này có ích cho các ứng dụng trong đó thao tác đọc thường xuyên hơn thao tác ghi, vốn cần đến khả năng lưu trữ bất biến. Có ba dạng phổ biến của bộ nhớ hầu như chỉ đọc là EPROM, EEPROM và bộ nhớ flash.

Bộ nhớ chỉ đọc khả trình xóa được bằng quang học (EPROM) được đọc/ghi một cách điện tử như với PROM. Tuy nhiên, trước một thao tác ghi, tất cả các ô lưu trữ phải được xóa về trạng thái khởi động ban đầu bằng cách đưa chip đã đóng gói qua nguồn bức xạ tia cực tím. Quá trình xóa này có thể được thực hiện lập đi lập lại, mỗi lần xóa mất khoảng 20 phút. Do vậy, EPROM có thể thay đổi được nhiều lần và cũng như với ROM hay PROM, nó có thể lưu trữ nhiều loại dữ liệu khác nhau. EPROM thường đắt tiền hơn PROM nhưng có lợi thế ở khả năng cập nhật nhiều lần.

Một dạng bộ nhớ hầu như chỉ đọc khác lư thú hơn là bộ nhớ chỉ đọc khả trình xóa được bằng điện tử (EEPROM). Với bộ nhớ này, dữ liệu có thể được ghi vào mà không cần phải tiến hành quá trình xóa trước. Thao tác ghi mất nhiều thời gian hơn so với thao tác đọc, vào khoảng vài trăm micro giây cho một byte. Bộ nhớ EEPROM kết hợp lợi điểm của tính bất biến và sự linh hoạt trong việc cập nhật tại chỗ bằng cách sử dụng các đường điều khiển, đường địa chỉ, và đường dữ liệu thông thường. EEPROM đắt hơn nhiều so với EPROM và cũng kém trù mật hơn, hỗ trợ ít bit hơn trên mỗi chip.

Dạng mới nhất của bộ nhớ bán dẫn là bộ nhớ chớp (bộ nhớ này được đặt tên như vậy do tốc độ tái lập trình khá cao của nó). Được giới thiệu lần đầu tiên vào giữa thập niên 80, bộ nhớ chớp đóng vai trò trung gian giữa EPROM và EEPROM cả về giá cả lẫn chức năng. Giống như EEPROM, bộ nhớ chớp sử dụng công nghệ xóa điện tử. Một bộ nhớ chớp có thể được xóa trong vài giây, nhanh hơn nhiều so với EPROM. Ngoài ra, chúng ta có thể xóa chỉ các khối nhớ cần thiết hơn là toàn bộ chip. Tuy nhiên, bộ nhớ chớp không cung cấp khả năng xóa ở mức byte. Giống như EPROM, bộ nhớ chớp chỉ sử dụng một transistor cho mỗi bit, và vì thế đạt được độ trù mật cao (so với EEPROM) của EPROM.