Random-access memory

Pc-architectuur:
CPU — FSB — Northbridge —
RAM — AGP — Southbridge —
PCI — USB — SATA — PATA

Random-access memory, acroniem RAM, Engels voor geheugen met willekeurige toegang, is een computergeheugen, altijd intern, waarvan iedere geheugenplaats even snel toegankelijk is (in tegenstelling tot bijvoorbeeld een harde schijf waarbij gewacht moet worden tot de betreffende plek onder de leeskop doordraait). Ook kan bij RAM in willekeurige (random) volgorde data uit het geheugen gelezen worden of data geschreven worden in het geheugen. De naam "RAM-geheugen" wordt ook vaak gebruikt, wat echter een pleonasme is, aangezien de "M" al voor memory (geheugen) staat.

Read-only memory (ROM) is een read-only RAM: de gegevens in een ROM kunnen niet veranderd worden.

Trommel

De eerste elektronische computers hadden soms naast de relais en buizenschakelingen een zogenaamd trommelgeheugen, bestaande uit een grote trommel bedekt met een magnetiseerbare laag die ongeveer 100 keer per seconde ronddraaide en die op enkele tientallen regels een honderdtal woorden had staan. Elke regel werd afgelezen door een eigen leeskop. Op een trommelgeheugen kwam elke geheugenplaats dus ongeveer elke 10 milliseconde een keer langs, en kon dan gelezen of geschreven worden. Maar omdat hier gewacht moest worden totdat de band voor de leeskop kwam, is dit technisch gezien geen RAM.

Ringkerngeheugen

Na het trommelgeheugen kwam in de jaren 60 het werkgeheugen in de vorm van magnetiseerbare ringetjes (ringkerngeheugen). De Engelse term core (=kern), waarmee werkgeheugen bedoeld wordt, grijpt hierop terug. Dit was wel RAM. Het bestond uit een aantal ringetjes van magnetiseerbaar materiaal die met drie of vier draden tot een rechthoekig matje aaneen waren geregen. Informeel werd dan ook van een matje gesproken. Door het geheugen uit te lezen, ging de inhoud verloren (destructief lezen), zodat die weer terug moest worden geschreven. Werd de computer uitgeschakeld, dan bleef de inhoud van het geheugen behouden (niet vluchtig geheugen).

Transistors

Voor snellere opslag werden in dezelfde tijd transistorschakelingen gebruikt. Veelal bevonden zich twee transistors (een zogenoemde flip-flop) op een enkele printplaat, en hierop kon een enkele bit worden opgeslagen. Dit kostbare geheugen werd voor de interne registers van de CPU gebruikt. De inhoud ging verloren als de computer werd uitgeschakeld (vluchtig geheugen).

Chips

Gedurende de jaren zeventig van de 20e eeuw kwamen geïntegreerde geheugenschakelingen op de markt. Een geïntegreerde schakeling bevat transistors en is dus qua werking niet anders dan het hiervoor besproken geheugentype. Het is echter wel compacter, robuuster en goedkoper. In 1974 dacht men nog dat het nooit mogelijk zou zijn meer dan 8 kB op één chip te maken ('de chip brandt zichzelf binnen enkele minuten kapot'), in 2003 zijn er chips op de markt die elk een GB kunnen bevatten. (1 GB (1 GiB) = 1024 MB (1024 MiB) = 1048576 kB = 1073741824 bytes = 8589934592 bits) Inmiddels worden kleinere 8 GB-chips "gestackt" op 1 grote chip. Ze worden dan als het ware op elkaar geplakt. Hierdoor kunnen er wel 32 of zelfs 64 chips in 1 package zitten.

Dynamische en statische geheugenchips

Het werkgeheugen van de moderne computer bestaat uit twee soorten RAM: DRAM (dynamisch RAM), en het nog snellere maar duurdere SRAM (statisch RAM).

Een bit in dynamisch RAM bestaat effectief uit een kleine condensator die een aantal keren per seconde opnieuw moet worden gevuld om de inhoud niet kwijt te raken. Voor elke geheugencel is maar één transistor nodig om die ene nul of één te bewaren.

Elk bit in statisch RAM bestaat uit een transistorschakeling die zijn staat zelfstandig onthoudt zolang er een voedingsspanning is. De transistorschakeling die een nul of één kan onthouden heet een flip-flop, en daar zijn minimaal twee transistors voor nodig.

SRAM-geheugen wordt tegenwoordig voornamelijk in CMOS-technologie gemaakt. Hier worden 6 transistoren gebruikt per geheugen element. Met twee transistoren wordt een inverter gemaakt. Twee inverters vormen samen het eigenlijke geheugen element. Tot slot worden de laatste twee transistoren gebruikt om de bit te kunnen adresseren.

Zie ook

• Geheugenbeheer
• Robert H. Dennard de uitvinder van de 1-transistor-geheugencel (DRAM)

Digitale opslagmedia