Recuerdos retrospectivos de la memoria volátil
Continuando con nuestra serie de dispositivos de memoria heredados y siguiendo la historia de la memoria no volátil, quisiéramos explorar la evolución de los dispositivos de memoria volátil. La memoria volátil almacena datos cuando se enciende una computadora, pero los borra cuando se apaga; no obstante, la memoria no volátil permanece en la computadora una vez apagada. Las principales características de los dispositivos volátiles es que requieren energía para mantener el estado de la memoria. Los dos tipos de dispositivos principales son la memoria de acceso aleatorio estática (SRAM) y la memoria de acceso aleatorio dinámica (DRAM).
La SRAM se inventó en 1963 en Fairchild Semiconductor como seguimiento de la investigación de CMOS de IBM de 1959, lo que llevó a la introducción de la SRAM Intel 3101 en 1969.
Antes del desarrollo de la integración extensiva, el uso de una memoria discreta de fácil acceso era fundamental para muchos sistemas. Los dispositivos de SRAM satisfacían esta necesidad. Utilizaban interfaces de datos y direcciones directas y la capacidad de lectura y escritura en cualquiera de las ubicaciones de la memoria.
Desde la década de los setenta hasta el año 2000, la SRAM se usó ampliamente para brindar soluciones de alto rendimiento. Los avances añadieron interfaces sincronizadas más complejas para seguir las crecientes demandas de los microprocesadores de alta velocidad, DSP y FPGA. Inicialmente, existían muchos proveedores que apoyaban al mercado, pero eventualmente fueron dominados por proveedores japoneses y coreanos.
Para las aplicaciones y los diseños modernos, el mercado de SRAM discreto ha caducado. Las integraciones y los semiconductores del siglo XXI han permitido que los proveedores incorporen directamente las SRAM a otros dispositivos semiconductores. Sin embargo, el uso de las SRAM en aplicaciones de ciclo de vida prolongado anteriores, como dispositivos aviónicos, de defensa, industriales y médicos, ofrece una demanda continua. Infineon, Cypress, Renesas, ISSI y Alliance siguen respaldando al mercado con Rochester Electronics bien posicionado para apoyar las necesidades con su inventario, que incluye opciones de SRAM tanto activas como obsoletas.
La DRAM es el otro tipo de memoria volátil prominente. Esta memoria es anterior a la revolución de los semiconductores y se remonta a la máquina criptoanalítica bautizada como “Aquarius” que se usó en Bletchley Park durante la Segunda Guerra Mundial. Se leía una cinta de papel de memoria dinámica preprogramada, cuyos caracteres se recordaban en el almacenamiento dinámico de un gran banco de capacitores, que podían estar cargados (representados con un 1) o descargados (representados con un 0). Dado que la carga desaparecía gradualmente, se aplicaba un pulso periódico. El hecho interesante es que este mecanismo fue conocido como la máquina que descifró el código alemán Enigma.
La idea de usar una carga capacitiva contribuyó a generar una solución de silicio para la DRAM. En 1964, Arnold Farber y Eugene Schlig, que trabajaban para IBM, crearon una célula de memoria preprogramada con una puerta de transistor y un pestillo de diodo de túnel. Se reemplazó con dos transistores y una solución de dos resistores, que se conocieron como la célula Farber-Schlig. En 1965, IBM creó un chip de memoria de silicio de 16 bits que constaba de 80 transistores, 64 resistores y 4 diodos. Toshiba utilizó una DRAM de 180 bits construida a partir de células de memoria bipolares discretas en la calculadora electrónica Toscal BC-1411.
En 1966, IBM hizo progresar la tecnología al proceso de MOS (semiconductor de óxido de metal) para crear una alternativa para la SRAM. En 1969, Advanced Memory Systems (empresa que se fusionó con Intersil en 1976) desarrolló un chip de 1024 bits con edición limitada para Honeywell, Raytheon y Wang Laboratories.
El desarrollo de la DRAM fue el comienzo de un proceso de avance constante que continúa hasta el presente. En 1970, Honeywell se comprometió con Intel para crear una DRAM de célula de tres transistores que condujo al primer dispositivo comercialmente disponible con Intel 1103 de 1000 bits. En 1973, Mostek lanzó un dispositivo de 4000 bits con líneas de columnas y filas multiplexadas, seguido de MK4116 de 16 000 bits en 1973.
Las densidades de la DRAM siguieron aumentando hasta alcanzar los 64 000 bits a principios de 1980. Había encontrado un lugar en el mercado que logró las principales métricas de precio por bit; sin embargo, el producto se masificó y, en 1985, Gordon Moore de Intel decidió retirar a Intel del mercado de DRAM. Otros proveedores, como Fujitsu, Hitachi, Mitsubishi Electric y Toshiba, siguieron respaldando los productos y, con el tiempo, dominaron el mercado.
La tecnología de DRAM continuó avanzando en el siglo XXI. Las densidades ahora son tan altas como 64G bits. Los constantes avances en la tecnología ayudaron a impulsar la DRAM con una reducción continua del costo por bit. Estos mismos avances permitieron una mejora constante en el rendimiento y minimizaron el impacto de la potencia por bit. Las mejoras en el rendimiento se vieron en las aplicaciones a lo largo de múltiples generaciones de cambios de interfaz, como se menciona a continuación.
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Si bien estos cambios de interfaz fueron bien recibidos por los consumidores y las aplicaciones de alto rendimiento con ciclos de producción cortos, otras aplicaciones que dependían de suministros estables a largo plazo no aceptaron estos cambios constantes. Los proveedores actuales de los mercados, como Samsung, SK Hynix, Micron, Winbond e ISSI, abordan los segmentos del mercado y apuntan a las más recientes generaciones y demás centrándose en los productos heredados.
Siga a Rochester y busque futuros análisis de recuerdos especiales y soluciones de almacenamiento integrado de baja densidad. Rochester Electronics es la fuente autorizada de dispositivos de memoria volátil activos y fuera de catálogo. Nuestra cartera de memorias volátiles abarca varias generaciones de SRAM y DRAM, desde dispositivos estándar de baja densidad hasta dispositivos DDR sincrónicos de alto rendimiento y alta densidad.
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