¿Cómo se almacena realmente la memoria en un chip de silicio? ¿En qué forma se almacena físicamente? ¿Cuáles son los cambios que ocurren en el semiconductor cuando almacena algo en comparación con cuando no lo hace?

Answer 1

No conozco todos los fenómenos científicos, pero puedo darles una pequeña idea de ello.

En primer lugar, hay varios tipos de memorias, tales como RAM (volátil) (estática y dinámica) y ROM, EEPROM (no volátil), funcionan en diferentes tecnologías.

Supongo que estás interesado en ROM que almacena información. en ausencia de cualquier fuente de alimentación, como las tarjetas micro SD (un tipo de ROM).

Los semiconductores en una ROM (no volátil) se fabrican de manera tal que forman pequeños condensadores que se cargan y descargan para formar un poco de información. (como Charged = 1, descargado = 0). Puede que se pregunte si filtrarán esos cargos después de algún tiempo y nuestra información. está perdido.

Pero estos condensadores no son exactamente iguales a los que generalmente conocemos. Se les llama algo así como trampas de electrones. Una vez cargados con los electrones en su interior quedan atrapados en las capas semiconductoras y permanecen allí durante años, a menos que sean descargados por otros circuitos involucrados en la fabricación de una celda (también hay un transistor involucrado en la fabricación de la celda de memoria que actúa como un interruptor para cargar y cargar). descarga).

Mejor google para saber más.

Aunque estas trampas de electrones son como los condensadores ideales que no pierden carga, pero existe una incertidumbre al respecto, algunos electrones pueden escapar de la trampa después de algunos años. Por lo tanto, hay un tiempo de retención de datos dado para la seguridad, algo así como 20 años para las ROM.

Esta es una instantánea de la hoja de datos Atmega8 de Atmel.

Hay una historia completamente diferente para los recuerdos volátiles.

Gracias por A2A

Answer 2

Para responder a su pregunta, quiera saber qué significado tiene la memoria. Está bien.

Hay dos tipos de memoria allí,

1. Volátil
2. No volátil

Tanto este tipo tiene chips de silicona para almacenar

Para representar ENCENDIDO (cero) o APAGADO (Uno) en la memoria, debemos tener algunos niveles de voltaje (supongamos que DESACTIVADO – 0.25 voltios y ENCENDIDO – 5 voltios se puede voltear).

Mi comprensión es, cómo esta tensión mantiene en ese chip de silicio es su pregunta.

En términos de volátiles (en general RAM) :

Hay un concepto llamado transistor de fuga, se puede asumir como su cubo de agua con fugas.

Según el valor que deba almacenar el bit en particular (ya sea ENCENDIDO o APAGADO), el voltaje a ese transistor en particular dará de forma continua. Esta operación llama a escribir en la memoria RAM.

Cuando se apaga la alimentación, el valor que almacenamos también se agotará.

Al igual que el cubo de agua con fugas 🙂

Podemos comprobar cuál es el voltaje particular en ese transistor. Esta operación llama a leer en la memoria RAM.

En términos de no volátil (en general ROM, Flash) :

Hay muchas maneras de implementar y mantener el valor de la memoria no volátil, puede ver algunas.

• El disco duro, el disco óptico y el disquete funcionan en términos de su implementación mecánica para representar el estado particular.
• EEPROM, unidad de estado sólido, memoria NAND están trabajando en términos de la implementación del circuito para representar el estado en particular, incluso eliminando energía.

Si desea saber más acerca de cada tipo de memoria en trabajo no volátil en el nivel de chip de silicio, haga otra pregunta que le contestará. 🙂

Answer 3

El concepto de memoria electrónica puede explicarse mejor con la ayuda de ejemplos. Consideremos los siguientes ejemplos para el mismo.

A partir de ahora, 1 significará lógica ‘alta’ (= 5V) y 0 significará lógica ‘baja’ (= 0V)

La imagen que se muestra a continuación es una única celda de RAM estática (que utiliza MOSFET).

Para que la celda esté activa, X = Y = 1, es decir, T7, T8, T5 y T6 estarán en estado ON
Ahora, en el ciclo de escritura, escriba = 1 y en el ciclo de lectura, lea = 1
Supongamos que escribe = 1 y datos en = 1; por lo tanto, T9 = ON
Entonces la tensión de la puerta de T3 = 1.
Por lo tanto, el voltaje de drenaje de T3 = 0 = voltaje de la puerta de T1 = complemento de Datos en
Por lo tanto, T1 está en estado de apagado, lo que mantiene la tensión de drenaje de T1 = 1
A continuación, cuando se lee = 1; Salida de datos = tensión de drenaje de T3 = 0 = complemento de la entrada

Usando la misma lógica, para Datos en = 0; Salida de datos = 1

A continuación, vamos a analizar la memoria RAM dinámica. (Aquí la memoria mantendrá sus valores solo cuando se apliquen pulsos de actualización periódicos)

En este caso también X = Y = 1
Ahora, supongamos que Write = 1 y Data In = 0; Por lo tanto, C2 se descarga
Por lo tanto, T3 = OFF; T1 = ON; C1 se carga
Entonces, cuando Lectura = 1, Salida de datos = Tensión de drenaje de T3 = 1 = Complemento de Entrada de datos

Los impulsos de ‘Actualización’ son necesarios para reponer la carga perdida por los condensadores C1 y C2. El potencial VDD se usa para ese propósito.
Es obvio que los pulsos de ‘Actualización’ no deben superponerse con los pulsos de Escritura o Lectura.

Nota :

1. Los terminales emisores son sugerentes de n tipo MOSFET. Dado que los MOSFET son dispositivos recíprocos, las notaciones de terminal pueden intercambiarse según los estados lógicos.
2. No almacenamos datos electrónicos en el nivel de semiconductores, almacenamos datos en el nivel del dispositivo. Por lo tanto, en el nivel de semiconductor, las características del dispositivo permanecen sin cambios.
3. Cuando no se almacena nada, es decir, cuando el circuito no está en funcionamiento, Lectura = 0 y la salida del circuito no se toma como activa.
4. Como se desprende de los ejemplos, los datos se almacenan en forma de bits (1 o 0). Muchas de estas celdas se utilizan en paralelo para almacenar datos de 32 bits o 64 bits.

Answer 4

Bueno, antes de entrar en los detalles de los recuerdos, primero debo clasificar los recuerdos en volátiles (pierde datos cuando se quita la alimentación) y no se vuelven volátiles (lo contrario).

Entonces debo dar una idea de cómo se representan los bits. Lo suficientemente simple como para decirlo, diferentes voltajes representan 0 o 1. Estos voltajes o bits se almacenan en elementos de memoria. Enormes matrices de estos elementos de memoria hacen una memoria. Ahora todo lo que tengo que hacer es acceder a ese nivel de voltaje e interpretarlo.

Esto se hace mediante un circuito conocido como un decodificador de dirección. Este circuito simplemente activa un elemento de memoria y se lee el valor de voltaje / bit.

Ahora para la parte difícil, que es el elemento de memoria en sí:

1. Dramas: los drams usan un pequeño condensador para almacenar un nivel de voltaje. Sin embargo, el problema con los condensadores es que no son ideales y pierden su carga con el tiempo. Por lo tanto, necesitan circuitos adicionales para compensar esto, lo que se conoce como una actualización. Cuando el decodificador de direcciones intenta acceder a una dirección particular, se lee el nivel de voltaje del capacitor. volátil.
2. Srams: estos son recuerdos rápidos (en tiempo de lectura y escritura) que están hechos de muchos (4+) transistores. En el núcleo de estos elementos hay un circuito de retroalimentación que obliga a que el elemento sea 1 o 0 a través de un par de puertas invertidas, no de realimentación entre sí. Volátil, pero no necesita refrescarse.
3. Flash: el elemento de memoria en dispositivos Flash es complejo y especial. La belleza de una celda de memoria flash es el hecho de que los datos se almacenan al hacer un cambio físico permanente en el elemento de memoria. El elemento de memoria utiliza una puerta aislada flotante, que se carga o descarga mediante un par de efectos cuánticos (no voy a entrar en detalles porque no puedo escribir una explicación justificable). Esta memoria no sufre pérdidas. Porque todas las vías de fuga están bloqueadas. No volátil.

Si se está acercando a un tipo especial de memoria, haga un comentario y haré todo lo posible para explicarlo en términos simples.