Programmable ROM

Jenis memori komputer dan penyimpanan data
Umum Sel memori Koherensi memori Koherensi cache Hierarki memori Pola akses memori Peta memori Penyimpanan sekunder Memori MOS gerbang melayang Ketersediaan berlanjut Kepadatan area (penyimpanan komputer) Blok (penyimpanan data) Penyimpanan objek Penyimpanan langsung terlampir Penyimpanan jaringan terlampir Jaringan area penyimpanan Penyimpanan level blok Penyimpanan instansi tunggal Data Data terstruktur Data tidak terstruktur Mahadata Metadata Kompresi data Korupsi data Pembersihan data Degradasi data Integritas data Keamanan data Validasi data Validasi dan rekonsiliasi data Pemulihan data Penyimpananq Klaster data Direktori Sumber daya bersama Berbagi berkas Sistem berkas Sistem berkas terklaster Sistem berkas terdistribusi Sistem berkas terdistribusi untuk awan Repositori data terdistribusi Database terdistribusi Database Bank data Penyimpanan data Repositori data Deduplikasi data Struktur data Redundansi data Replikasi (komputasi) Pemuatan kembali memori Rekaman penyimpanan Repositori informasi Basis pengetahuan Berkas komputer Berkas objek Penghapusan berkas Penyalinan berkas Backup Timbunan inti Timbunan heks Transmisi data Transfer informasi Berkas sementara Proteksi penyalinan Manajemen hak cipta Volume (komputasi) Sektor boot Master boot record Volume boot record Susunan disk Disk image Pencerminan diska Agregasi disk Partisi disk Segmentasi memori Lokalitas referensi Disk logika Virtualisasi penyimpanan Memori virtual Berkas terpeta memori Entropi perangkat lunak Pembusukan perangkat lunak Database dalam memori Pemrosesan dalam memori Persistensi (ilmu komputer) Strkutur data persisten RAID Arsitektur disk non-RAID Paging memori Penggantian bank Komputasi grid Komputasi awan Penyimpanan awan Komputasi kabut Komputasi tepi Komputasi embun Hukum Amdahl Hukum Moore Hukum Kryder
Volatil
RAM Cache perangkat keras Tembolok CPU Memori scratchpad DRAM eDRAM SDRAM SGRAM LPDDR QDRSRAM EDO DRAM XDR DRAM RDRAM SDRAM DDR GDDR HBM SRAM 1T-SRAM ReRAM QRAM Memori bisa alamat konten (CAM) VRAM RAM port ganda Video RAM (DRAM port ganda)
Memori dahulu Tabung Williams–Kilburn (1946–1947) Memori garis tunda (1947) Memori optik Mellon (1951) Tabung Selectron (1952) Dekatron T-RAM (2009) Z-RAM (2002–2010)
Non-volatil
ROM MROM PROM EPROM EEPROM Katrid ROM Penyimpanan solid-state (SSS) Memori flash digunakan dalam: Solid-state drive (SSD) Solid-state hybrid drive (SSHD) USB flash drive IBM FlashSystem Flash Core Module Kartu memori Memory Stick CompactFlash PC Card MultiMediaCard Kartu SD Kartu SIM SmartMedia Universal Flash Storage SxS MicroP2 Kartu XQD Sel metalissasi bisa diprogram
NVRAM Memistor Memristor PCM (3D XPoint) MRAM RAM elektrokimia (ECRAM) Nano-RAM CBRAM
Jenis awal NVRAM FeRAM ReRAM Memori FeFET
Perekaman analog Silinder fonograf Piringan hitam Pita video quadruplex Vision Electronic Recording Apparatus Perekaman magnetik Penyimpanan magnetik Pita magnetik Penyimpanan data pita magnetik Tape drive Perpustakaan pita Digital Data Storage (DDS) Pita video Kaset video Pita kaset Linear Tape-Open (LTO) Betamax Format video 8 mm DV MiniDV MicroMV U-matic VHS S-VHS VHS-C D-VHS Hard disk drive
Optik Penyimpanan data optik 3D Cakram optis LaserDisc Compact Disc Digital Audio (CDDA) CD CD Video CD-R CD-RW Video CD Super Video CD Mini CD Cakram optik Nintendo CD-ROM Hyper CD-ROM DVD DVD+R DVD-Video Kartu DVD DVD-RAM MiniDVD HD DVD Blu-ray Ultra HD Blu-ray Holographic Versatile Disc WORM
Dalam pengembangan CBRAM Memori racetrack NRAM Memori millipede ECRAM Media berpola Penyimpanan data berholografi Holografi quantum elektronik Penyimpanan optik 5D Penyimpanan data digital DNA Memori universal Kristal waktu Memori kuantum
Memori kuno Penyimpanan data kertas (1725) Punched card (1725) Punched tape (1725) Panel pengelolaan Memori garis tunda Memori drum (1932) Memori inti magnetik (1949) Memori kabel diplat (1957) Memori tali inti (1960s) Memori permukaan tipis (1962) Kemasan disk (1962) Memori pemutar (~1968) Memori gelembung (~1970) Cakram liuk (1971)
l b s

Programmble ROM (PROM) adalah sebuah jenis memori digital, dimana keadaan setiap bit dalam memori dikunci oleh sekring atau antisekring (eFUSE/sekring elektronik juga dapat digunakan). Ini adalah salah satu jenis memori hanya-baca (ROM). Data di dalam ROM jenis apapun permanen dan tidak dapat diubah. Memori PROM digunakan dalam perangkat elektronik digital untuk menyimpan data permanen, yang biasanya berupa program tingkat rendah, seperti firmware atau kode mikro. Perbedaan utama antara PROM dan ROM adalah penulisan data ke ROM terjadi selama produksi, sedangkan untuk PROM, pemrograman data terjadi setelah produksi. Oleh karena itu, ROM biasanya hanya digunakan untuk produksi skala besar dengan data yang telah diverifikasi dengan baik, sedangkan PROM digunakan untuk memungkinkan pengujian subset perangkat secara berurutan oleh perusahaan sebelum pembakaran data.

PROM dibuat tanpa data (kosong) di dalamnya, dan, tergantung pada teknologinya, dapat diprogram ketika pembuatan wafer, tes akhir, atau di dalam sistem. Programmer PROM menulis data ke chip PROM kosong. Ini memungkinkan penyimpanan memori PROM tanpa data dan pemrograman pada menit terakhir oleh perusahaan untuk menghindari komitmen volume besar. Memori ini sering digunakan dalam pengendali mikro, konsol permainan, telepon genggam, tanda pengenal frekuensi radio (RFID), perangkat medis implan, antarmuka multimedia definisi tinggi (HDMI), dan dalam banyak produk elektronik konsumen dan otomotif lainnya.

Sejarah

Wen Tsing Chow, yang bekerja untuk Divisi Arma dari Korporasi Amerika Serikat Bosch Arma di Garden City, New York mengembangkan PROM pada tahun 1956.^[1]^[2] Memori PROM dikembangkan karena ada permintaan dari Angkatan Udara Amerika Serikat untuk menemukan cara yang lebih aman dan fleksibel untuk menyimpan konstanta penargetan di komputer digital peluru kendali balistik antarbenua (ICBM) Atlas E/F. Ketika Atlas E/F menjadi rudal utama pasukan ICBM Amerika Serikat, teknologi dan paten memori PROM dirahasiakan selama beberapa tahun. Istilah membakar (bahasa Inggris: burn), yang mengacu pada proses pemrograman PROM, juga ada dalam paten asal memori PROM. Salah satu penerapan pembakaran pertama adalah pembakaran betul-betul kumis/whisker internal dioda-dioda dengan arus yang berlebihan untuk memutus sirkuit. Programmer PROM pertama juga dikembangkan oleh insinyur-insinyur Arma yang dipimpin oleh Mr. Chow dan berada di laboratorium Arma di Garden City dan markas Komando Udara Strategic Air Command (SAC).

Memori program hanya sekali (OTP/one time programmable) adalah jenis spesial memori non-volatil yang hanya memungkinkan penulisan data ke memori sekali. Setelah pemrograman data, memori mempertahankan isinya bahkan ketika kehilangan daya (non-volatil). Memori ini digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan pembacaan data yang andal dan berulang. Misalnya, kode boot, kunci enkripsi, dan parameter konfigurasi untuk sirkuit analog, sensor, atau tampilan. OTP non-volatil memiliki luas struktur memori yang lebih kecil dan penggunaan listrik yang lebih sedikit daripada jenis memori non-volatil lain, seperti eFuse atau EEPROM. Oleh karena itu, banyak produk memakai memori OTP, mulai dari mikroprosesor, driver tampilan, hingga sirkuit terpadu manajemen daya (PMIC).

Susunan memori semikonduktor OTP berbasis antisekring tersedia di pasar setidaknya sejak 1969. Awalnya, sel bit antisekring bergantung pada peledakan kapasitor antara jalur konduktif yang menyilang. Texas Instruments mengembangkan antisekring MOS pemecah gerbang oksida pada tahun 1979.^[3] Antisekring MOS gerbang oksida ganda dua transistor (2T) diperkenalkan pada tahun 1982.^[4] Teknologi pemecahan oksida awal memiliki berbagai masalah pembesaran skala, pemrograman, ukuran, dan produksi yang mencegah produksi skala besar perangkat memori yang menggunakan teknologi ini.

Walaupun PROM berbasis antisekring ada selama beberapa dekade, sebelum 2001, CMOS umum tidak memilikinya. Pada tahun itu, Kilopass Technology Inc. mematenkan teknologi sel bit antisekring 1T, 2T, dan 3,5T, yang menggunakan proses CMOS biasa. Ini memungkinkan adanya memori PROM dalam chip logika CMOS. Proses node antisekring pertama yang dapat diterapkan dalam chip CMOS umum adalah proses node 0,18 µm. Langkah-langkah difusi spesial untuk membuat elemen pemrograman antisekring tidak diperlukan, karena ambang pemecahan gerbang oksida lebih rendah daripada ambang pemecahan persimpangan. Pada tahun 2005, perangkat antisekring saluran terpisah^[5] diperkenalkan oleh Sidense. Dalam sel bit saluran terpisah, perangkat (gerbang) oksida tebal (IO) dan tipis digabungkan menjadi sebuah transistor (1T) dengan gerbang polisilikon umum.

Pemrograman

Dalam PROM baru biasa, semua bit di dalamnya dibaca sebagai "1". Membakar bit sekring ketika menjalani proses pemrograman "meledakkan" sekring, yang menyebabkan bit-bit dalam PROM dibaca sebagai "0". Proses "peledakan" sekring tidak dapat dikembalikan. Beberapa chip PROM dapat diprogram ulang jika data barunya menggantikan bit-bit "1" dengan "0". Beberapa set instruksi CPU (seperti MOS Technology 6502) memanfaatkan ini dengan mendefinisikan instruksi break (BRK) dengan kode operasi '00'. Jika ada instruksi yang salah, itu bisa "diprogram ulang" ke BRK yang menyebabkan CPU memindahkan kendali ke sebuah patch. Ini akan mengeksekusi instruksi yang benar dan akan kembali ke instruksi setelah BRK.

Sel bit diprogram dengan memberi denyut listrik bertegangan tinggi (yang tidak ditemui selama penggunaan biasa), yang melintasi gerbang dan substrat transistor oksida tipis (sekitar 6 V untuk oksida dengan ketebalan 2 nm, atau 30 MV/cm) untuk memecahkan oksida antara gerbang dan substrat. Saluran inversi dalam substrat yang berada di bawah gerbang akan terbentuk dari adanya tegangan positif pada gerbang transistor. Ini menyebabkan arus terowongan (tunneling current) mengalir melewati oksida, yang menghasilkan perangkap-perangkap dalam oksida. Akibatnya, terjadi peningkatan arus melalui oksida, pelelehan oksida, dan pembentukan saluran konduktif dari gerbang ke substrat. Arus yang dibutuhkan untuk membentuk saluran konduktif adalah sekitar 100 µA/100 nm² dan pemecahan terjadi setelah kira-kira 100 µs (mikrodetik) atau kurang dari itu.^[6]

Catatan

^ Han-Way Huang (5 December 2008). Embedded System Design with C805. Cengage Learning. hlm. 22. ISBN 978-1-111-81079-5. Diarsipkan dari versi asli tanggal 27 April 2018. Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^ Marie-Aude Aufaure; Esteban Zimányi (17 January 2013). Business Intelligence: Second European Summer School, eBISS 2012, Brussels, Belgium, July 15-21, 2012, Tutorial Lectures. Springer. hlm. 136. ISBN 978-3-642-36318-4. Diarsipkan dari versi asli tanggal 27 April 2018. Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^ See US Patent 4184207 Diarsipkan 2018-04-27 di Wayback Machine. - High density floating gate electrically programmable ROM, and US Patent 4151021 Diarsipkan 2018-04-27 di Wayback Machine.Diarsipkan pada di - Method of making a high density floating gate electrically programmable ROM
^ Chip Planning Portal. ChipEstimate.com. Retrieved on 2013-08-10.
^ Lihat Paten AS 7402855 Diarsipkan 2015-09-04 di Wayback Machine. perangkat antisekring saluran terpisah
^ Wlodek Kurjanowicz (2008). "Evaluating Embedded Non-Volatile Memory for 65nm and Beyond" (PDF). Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2016-03-04. Diakses tanggal 2009-09-04. Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)

Referensi

Buku Pegangan Desain Memori Intel 1977 - archive.org
Lembar data Intel PROM - intel-vintage.info
Lihat Paten "Switch Matrix" AS #3028659 di Kantor Paten AS Diarsipkan 2015-10-16 di Wayback Machine. atau Google
Lihat Paten Teknologi Kilopass AS "Sel memori semikonduktor kepadatan tinggi dan susunan memori menggunakan transistor tunggal dan memiliki kerusakan oksida gerbang variabel" Paten #6940751 di Kantor Paten AS Diarsipkan 2015-09-04 di Wayback Machine. atau Google
Lihat Paten Sidese US "Split Channel Antifuse Array Architecture" #7402855 di Kantor Paten AS Diarsipkan 2015-09-04 di Wayback Machine. atau Google
Lihat Paten "Metode Manufaktur Sirkuit Terpadu Semikonduktor" AS #3634929 di Kantor Paten AS Diarsipkan 2015-09-04 di Wayback Machine. atau Google
CHOI dkk. (2008). "Struktur Memori Non-Volatile Baru untuk Arsitektur FPGA"
Untuk tabel Keuntungan dan Kerugian, lihat Ramamoorthy, G: "Dataquest Insight: Nonvolatile Memory IP Market, Worldwide, 2008-2013", halaman 10. Gartner, 2009