Una memòria es caracteritza de forma general per la seva capacitat (nombre de bits que pot emmagatzemar) i pel temps d’accés a una determinada informació. Moltes vegades, la informació és enregistrada dins la memòria en grups de bits accessibles simultàniament, anomenats posicions o paraules (agrupacions normals de 8 bits, denominada també byte , 16 bits, etc). Segons el tipus d’accés a les posicions de la memòria i la possibilitat o no d’esborrar la informació que hi és enregistrada, aquestes es classifiquen en memòries d’accés aleatori ( Random Access Memory , RAM) i en memòries solament de lectura ( Read Only Memories , ROM). Les primeres, en què el temps de llegir o enregistrar una informació és el mateix per a totes les posicions, permeten a l’usuari de llegir i enregistrar una informació tantes vegades com calgui; però són memòries volàtils, és a dir, perden la informació quan cessen d’ésser alimentades pel corrent elèctric. En les segones, que són memòries no volàtils, l’enregistrament de les dades és realitzada pel fabricant i només es pot fer una sola vegada; l’usuari únicament pot accedir a les posicions de la memòria per a llegir-ne el contingut. Les memòries passives programables ( Programmable Read Only Memories , PROM) són memòries de lectura no volàtils que poden ésser enregistrades per l’usuari una sola vegada, en un aparell especial, l’enregistrador de PROM, on hom fa passar un corrent de gran intensitat per algunes cèl·lules de la memòria a fi de fondre-les. Per tal com les ROM i les PROM no permeten d’emmagatzemar noves dades, reben també el nom de memòries mortes. Les memòries passives reprogramables són memòries de lectura no volàtils, que permeten d’enregistrar la informació diverses vegades; l’enregistrament és realitzat elèctricament, i, si el seu contingut pot ésser esborrat mitjançant llum ultraviolada, a través d’una finestra transparent existent en l’encapçalat del circuit, hom parla de memòries EPROM ( Erasable PROM ), mentre que, si és eliminable mitjançant impulsos elèctrics, hom parla de memòries EAROM ( Electrically Alterable ROM ) o EEPROM ( Electrically Erasable ROM ). Les memòries d’accés en sèrie són aquelles en què el temps de llegir o enregistrar una informació depèn de la posició de la cèl·lula de memòria. D’aquest darrer tipus és la memòria en pila , que opera com si fos constituïda per un joc de registres disposats en columna, el del capdamunt essent l’únic connectat a la resta de l’ordinador, talment que l’entrada d’un nou mot a la memòria es fa només pel registre superior, alhora que els altres mots en memòria són transferits des de cada registre a l’immediatament inferior; la sortida d’un mot enfora es fa des del registre superior i la transferència dels mots es fa en sentit ascendent. És el cas dels registres de desplaçament , que a cada ordre d’escriptura o lectura desplacen la informació una posició dintre la memòria; de les memòries FIFO ( First in-first out ), en què la primera informació enregistrada és la primera de sortir o ésser llegida; i de les memòries LIFO ( Last-in-first out ), en què la darrera informació enregistrada és la primera que surt en la propera operació de lectura que hom realitza. Les memòries associatives ( Content addressable memories , CAM), es caracteritzen perquè la cerca de la informació en l’operació de lectura no és realitzada mitjançant la indicació d’una adreça i la lectura del seu contingut, sinó que la memòria verifica si la informació subministrada coincideix amb la continguda en alguna de les seves posicions. En les dècades del 1950 i el 1960 les memòries electròniques estaven formades per fileres de nuclis o anells de ferrita d’un mil·límetre de diàmetre o menys, enfilades per milers en reixetes de filferro ( memòria de ferrites ). Cadascun dels nuclis podia adquirir dos estats estables de magnetització. En la dècada del 1970 i el 1980 aquestes memòries foren substituïdes per memòries de semiconductors , que permetien un accés molt més ràpid a la informació, tenien unes dimensions molt més petites i un menor consum. En les memòries de semiconductors la informació és enregistrada de forma diferent segons la tecnologia de realització de la memòria. En el cas de dispositius bipolars, la cèl·lula d’una memòria és constituïda per una biestable ( flip-flop ) connectada a un circuit addicional que estableix el seu direccionament, detecta el seu estat (lectura) i permet de realitzar-ne l’enregistrament. Les memòries basades en dispositius semiconductors del tipus MOS o CMOS poden ésser de dues classes: estàtiques o dinàmiques. Les estàtiques són bàscules biestables convencionals amb un temps d’emmagatzematge indefinit; les dinàmiques es basen en la retenció temporal de càrrega gràcies a la capacitat dels dispositius MOS. La informació existent en una cèl·lula dinàmica es pot perdre a causa del corrent de fuites del condensador i la pèrdua de càrrega que es produeix quan hom realitza una operació de lectura. Si hom vol que la informació perduri cal regenerar-la cada cert temps, usualment cada 2 milisegons. Les memòries de més alta velocitat solen utilitzar circuits de la família lògica Emitted Coupled Logic , de moment, més ràpida que la tecnologia CMOS. Els darrers anys, dins el camp de les memòries de semiconductors, hom ha desenvolupat els anomenats dispositius de càrrega acoblada ( Charge-coupled devices , dispositiu acoblat per càrrega ), memòries seqüencials que requereixen un espai més petit per a emmagatzemar la informació que una memòria RAM. Paral·lelament a les memòries de semiconductors hom ha desenvolupat memòries magnètiques que presenten una gran capacitat d’emmagatzematge amb un cost inferior. Aquestes memòries han estat emprades massivament com a perifèrics en els ordinadors, atès que la informació enregistrada hi és permanent. Aquests tipus de memòries realitzen l’emmagatzematge de la informació en regions localitzades d’una capa magnètica prima que recobreix una superfície de suport, no magnètica. La superfície pot ésser flexible, en forma de cinta o de disc (disc flexible) o rígida (disc fix). La informació enregistrada és captada pel capçal de lectura-escriptura en forma de corrent dèbil, induïda a mida que la capa prima magnètica es mou sota el capçal. En el disc dur es fa servir un flux laminar d’aire per mantenir el capçal de lectura-escriptura unes micres per sobre de la superfície magnètica, i hom obté velocitats d’accés més altes i una més gran fiabilitat en l’emmagatzematge. A partir del 1980 hom ha desenvolupat la memòria de bombolles magnètiques ( Magnetic Bubble Memories , MBM), que es basen en el fet que certs materials són susceptibles d’ésser magnetitzats localment, en una zona prima (pel·lícula) de llur superfície, i en una extensió (domini) microscòpica, denominada bombolla. Aquests dominis són prou petits per a permetre l’emmagatzematge de grans volums de dades, a les quals hom pot accedir en un temps inferior al necessari per a qualsevol memòria magnètica amb elements mòbils (cinta, disc, etc). Són memòries de tipus no volàtil, perquè encara que cessi l’alimentació elèctrica, un imant permanent preserva la polarització de les bombolles. Un altre tipus de memòria recentment desenvolupat són les memòries òptiques , que poden ésser permanents o reversibles. Les permanents es basen en l’efecte tèrmic que produeix un raig làser quan és enfocat damunt d’una capa prima de material termosensible, generalment de telur i els seus aliatges, encapsulada dins un disc prim de plàstic, i que es tradueix en una sèrie d’osques puntuals ( pits ) enregistrades al llarg d’una pista de forma espiral (disc òptic). Per a la lectura, un raig làser de menys potència fa el mateix recorregut que durant l’enregistrament. Les memòries òptiques reversibles permeten d’esborrar les dades i es basen en l’exposició d’un material fotosensible a una llum polaritzada, de manera que, quan incideix damunt seu una llum polaritzada infraroja, aquesta no és absorbida i produeix un canvi de polarització que és traduït en un senyal de lectura. Per a esborrar les dades, hom irradia el material amb llum visible de diferent polarització que la del feix d’enregistrament. Un altre tipus de memòria és la basada en l’efecte Josephson: consisteix en una sèrie de cèl·lules de memòria que contenen juncions Josephson . En absència d’un camp magnètic extern, la cèl·lula és superconductora, però la presència d’un camp magnètic destrueix la superconductivitat i fa variar el voltatge que circula a través del dispositiu. La informació és emmagatzemada en forma de variacions locals del camp magnètic i és llegida per l’aplicació de voltatge a les cèl·lules apropiades.
f
Electrònica i informàtica
A dalt, xip de memòria RAM dinàmica de capacitat baixa. Cada bloc representa uan funció. les fletxes indiquen la direcció i el sentit dels senyals elèctrics, La funció d’emmegatzematgede dades només ocupa una part del xip; les cèl·lules de memòria, disposades com els nusos d’una malla de files i columnes. A baix i a la dreta, un d’aquets nusos, que pot emmagatzemar un sol bit fent que els valors 0 i 1 corresponguin a dos estats de càrrega del condensador.
© Fototeca.cat
Dispositiu o circuit que permet l’entrada d’una determinada informació codificada en sistema binari i que és capaç d’enregistrar-la i d’emmagatzemar-la temporalment o indefinidament.