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सेमीकंडक्टर मेमोरी प्रकार और प्रौद्योगिकी

सेमीकंडक्टर मेमोरी प्रकार और प्रौद्योगिकी


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अर्धचालक मेमोरी का उपयोग किसी भी इलेक्ट्रॉनिक्स असेंबली में किया जाता है जो कंप्यूटर प्रोसेसिंग तकनीक का उपयोग करता है। सेमीकंडक्टर मेमोरी किसी भी कंप्यूटर आधारित पीसीबी असेंबली के लिए आवश्यक इलेक्ट्रॉनिक्स घटक है।

इसके अलावा, मेमोरी कार्ड डेटा को अस्थायी रूप से संग्रहीत करने के लिए सामान्य आइटम बन गए हैं - कैमरों, मोबाइल फोन और इस तरह से उपयोग किए जाने वाले सेमीकंडक्टर मेमोरी कार्ड में फ़ाइलों को स्थानांतरित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पोर्टेबल फ्लैश मेमोरी कार्ड से सब कुछ।

सेमीकंडक्टर मेमोरी का उपयोग बढ़ गया है, और इन मेमोरी कार्ड का आकार बढ़ गया है क्योंकि बड़ी और बड़ी मात्रा में भंडारण की आवश्यकता है।

अर्धचालक मेमोरी के लिए बढ़ती जरूरतों को पूरा करने के लिए, कई प्रकार और प्रौद्योगिकियां हैं जिनका उपयोग किया जाता है। जैसे-जैसे मांग बढ़ती है, नई स्मृति प्रौद्योगिकियों को पेश किया जा रहा है और मौजूदा प्रकार और प्रौद्योगिकियों को और विकसित किया जा रहा है।

विभिन्न मेमोरी तकनीकों की एक किस्म उपलब्ध है - हर एक विभिन्न अनुप्रयोगों के अनुकूल है .. जैसे कि ROM, RAM, EPROM, EEPROM, फ्लैश मेमोरी, DRAM, SRAM, SDRAM, साथ ही F-RAM और MRAM जैसे नाम उपलब्ध हैं, और नए बेहतर प्रदर्शन को सक्षम करने के लिए प्रकार विकसित किए जा रहे हैं।

DDR3, DDR4, DDR5 और कई और अधिक जैसे शब्द देखे जाते हैं और ये विभिन्न प्रकार के SDRAM सेमीकंडक्टर मेमोरी को संदर्भित करते हैं।

इसके अलावा सेमीकंडक्टर डिवाइस कई रूपों में उपलब्ध हैं - मुद्रित बोर्ड असेंबली के लिए आईसी, यूएसबी मेमोरी कार्ड, कॉम्पैक्ट फ्लैश कार्ड, एसडी मेमोरी कार्ड और यहां तक ​​कि ठोस राज्य हार्ड ड्राइव। सेमीकंडक्टर मेमोरी को ऑन-बोर्ड मेमोरी के रूप में कई माइक्रोप्रोसेसर चिप्स में भी शामिल किया गया है।

सेमीकंडक्टर मेमोरी: मुख्य प्रकार

दो मुख्य प्रकार या श्रेणियां हैं जो अर्धचालक प्रौद्योगिकी के लिए उपयोग की जा सकती हैं। ये मेमोरी प्रकार या श्रेणियां मेमोरी को उस तरीके से अलग करती हैं जिस तरीके से वह संचालित होती है:

  • RAM - रैंडम एक्सेस मेमोरी: जैसा कि नाम से पता चलता है, रैम या रैंडम एक्सेस मेमोरी सेमीकंडक्टर मेमोरी तकनीक का एक रूप है जो किसी भी क्रम में डेटा को पढ़ने और लिखने के लिए उपयोग किया जाता है - दूसरे शब्दों में जैसा कि प्रोसेसर द्वारा आवश्यक है। यह ऐसे अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है जैसे कि कंप्यूटर या प्रोसेसर मेमोरी जहां चर और अन्य संग्रहीत और यादृच्छिक आधार पर आवश्यक हैं। इस प्रकार की मेमोरी से डेटा को कई बार संग्रहीत और पढ़ा जाता है।

    कंप्यूटर एप्लिकेशन में रैंडम एक्सेस मेमोरी का उपयोग बड़ी मात्रा में किया जाता है क्योंकि वर्तमान में कंप्यूटिंग और प्रोसेसिंग तकनीक के लिए बड़ी मात्रा में मेमोरी की आवश्यकता होती है ताकि वे आज उपयोग की जाने वाली मेमोरी के भूखे अनुप्रयोगों को संभालने में सक्षम हो सकें। अपने DDR3, DDR4 और जल्द ही DDR5 वेरिएंट के साथ SDRAM सहित कई प्रकार की रैम का उपयोग भारी मात्रा में किया जाता है।

  • ROM - केवल मेमोरी पढ़ें: एक ROM सेमीकंडक्टर मेमोरी तकनीक का एक रूप है, जहां डेटा को एक बार लिखा जाता है और फिर नहीं बदला जाता है। इसे देखते हुए इसका उपयोग किया जाता है, जहां बिजली को हटाए जाने पर भी डेटा को स्थायी रूप से संग्रहीत करने की आवश्यकता होती है - बिजली हटाए जाने के बाद कई मेमोरी प्रौद्योगिकियां डेटा खो देती हैं।

    नतीजतन, इस प्रकार के सेमीकंडक्टर मेमोरी तकनीक का व्यापक रूप से प्रोग्राम और डेटा संग्रहीत करने के लिए उपयोग किया जाता है जो कंप्यूटर या प्रोसेसर के संचालित होने पर बच जाना चाहिए। उदाहरण के लिए कंप्यूटर का BIOS रोम में संग्रहीत किया जाएगा। जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, डेटा को आसानी से ROM में नहीं लिखा जा सकता है। रॉम में उपयोग की जाने वाली तकनीक के आधार पर, डेटा को रॉम में लिखना शुरू में विशेष हार्डवेयर की आवश्यकता हो सकती है। यद्यपि डेटा को बदलना अक्सर संभव होता है, इस लाभ के लिए विशेष हार्डवेयर की आवश्यकता होती है ताकि नए डेटा के लिए तैयार डेटा को लिखा जा सके।

जैसा कि देखा जा सकता है, ये दो प्रकार की मेमोरी बहुत अलग हैं, और परिणामस्वरूप वे बहुत अलग तरीकों से उपयोग किए जाते हैं।

नीचे दी गई अर्धचालक मेमोरी तकनीकों में से प्रत्येक इन दो प्रकारों की श्रेणी में आती है। प्रत्येक तकनीक अपने फायदे प्रदान करती है और एक विशेष तरीके से, या किसी विशेष एप्लिकेशन के लिए उपयोग की जाती है।

सेमीकंडक्टर मेमोरी तकनीक

इसमें कई प्रकार के ROM और RAM उपलब्ध हैं। अक्सर मेमोरी टेक्नोलॉजी के लिए समग्र नाम में प्रारंभिक रैम या ROM शामिल होता है और यह मेमोरी के लिए समग्र प्रकार के प्रारूप के रूप में एक गाइड देता है।

तकनीक आगे की ओर अग्रसर होने के साथ, न केवल स्थापित प्रौद्योगिकियां एसडीआरएएम तकनीक के साथ आगे की ओर बढ़ रही हैं, बल्कि डीडीआर 3 से डीडीआर 4 तक और फिर डीडीआर 5 तक जा रही हैं, लेकिन मेमोरी कार्ड में उपयोग की जाने वाली फ्लैश मेमोरी भी विकसित हो रही है क्योंकि अन्य प्रौद्योगिकियां हैं।

इसके अलावा, दृश्य पर नई स्मृति प्रौद्योगिकियां आ रही हैं और वे बाजार में प्रभाव डालना शुरू कर रहे हैं, जिससे प्रोसेसर सर्किट अधिक प्रभावी ढंग से प्रदर्शन कर सकते हैं।

विभिन्न स्मृति प्रकार या मेमोरी तकनीक नीचे विस्तृत हैं:

  • DRAM: डायनेमिक रैम रैंडम एक्सेस मेमोरी का एक रूप है। DRAM प्रत्येक बिट डेटा को संग्रहीत करने के लिए एक संधारित्र का उपयोग करता है, और प्रत्येक संधारित्र पर आवेश का स्तर निर्धारित करता है कि क्या वह बिट तार्किक 1 या 0 है।

    हालांकि ये कैपेसिटर अनिश्चित काल तक अपना चार्ज नहीं रखते हैं, और इसलिए डेटा को समय-समय पर ताज़ा करने की आवश्यकता होती है। इस गतिशील रिफ्रेशिंग के परिणामस्वरूप यह डायनामिक रैम होने के अपने नाम को हासिल करता है। डीआरएएम अर्धचालक मेमोरी का रूप है जो अक्सर पर्सनल कंप्यूटर और वर्कस्टेशन सहित उपकरणों में उपयोग किया जाता है जहां यह कंप्यूटर के लिए मुख्य रैम बनता है। सेमीकंडक्टर डिवाइस आमतौर पर पीसीबी असेंबली में सरफेस माउंट डिवाइसेस के रूप में उपयोग के लिए एकीकृत सर्किट के रूप में या कम अक्सर लीड किए गए घटकों के रूप में उपलब्ध होते हैं।


  • EEPROM: यह एक इलेक्‍ट्रि‍कली इरेजेबल प्रोग्रामेबल रीड ओनली मेमोरी है। इन अर्धचालक उपकरणों को डेटा लिखा जा सकता है और इसे विद्युत वोल्टेज का उपयोग करके मिटाया जा सकता है। यह आमतौर पर चिप पर इरेज़ पिन पर लगाया जाता है। PROM के अन्य प्रकारों की तरह, EEPROM पावर बंद होने पर भी मेमोरी की सामग्री को बरकरार रखता है। इसके अलावा अन्य प्रकार के ROM की तरह, EEPROM भी RAM की तरह तेज नहीं है।

  • EPROM: यह एक इरेजेबल प्रोग्रामेबल रीड ओनली मेमोरी है। इन अर्धचालक उपकरणों को क्रमादेशित किया जा सकता है और बाद में इन्हें मिटा दिया जाता है। यह सामान्य रूप से पराबैंगनी प्रकाश के लिए अर्धचालक उपकरण को उजागर करके प्राप्त किया जाता है। ऐसा करने में सक्षम करने के लिए EPROM के पैकेज में एक गोलाकार खिड़की है ताकि प्रकाश को डिवाइस के सिलिकॉन तक पहुंचने में सक्षम किया जा सके। जब PROM उपयोग में होता है, तो यह विंडो आम तौर पर एक लेबल द्वारा कवर की जाती है, खासकर जब डेटा को विस्तारित अवधि के लिए संरक्षित करने की आवश्यकता हो सकती है।

    PROM अपने डेटा को संधारित्र पर चार्ज के रूप में संग्रहीत करता है। प्रत्येक सेल के लिए एक चार्ज स्टोरेज कैपेसिटर है और इसे आवश्यकतानुसार बार-बार पढ़ा जा सकता है। हालांकि यह पाया गया है कि कई वर्षों के बाद चार्ज लीक हो सकता है और डेटा खो सकता है।

    फिर भी, इस प्रकार के सेमीकंडक्टर मेमोरी का उपयोग उन अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से किया जाता था जहां रॉम के एक रूप की आवश्यकता होती थी, लेकिन जहां डेटा को समय-समय पर बदलने की आवश्यकता होती है, जैसे कि विकास के माहौल में, या जहां मात्रा कम थी।

  • फ्लैश मेमोरी: फ्लैश मेमोरी को EEPROM तकनीक के विकास के रूप में माना जा सकता है। डेटा इसे लिखा जा सकता है और इसे मिटाया जा सकता है, हालांकि केवल ब्लॉकों में, लेकिन डेटा को व्यक्तिगत सेल आधार पर पढ़ा जा सकता है।

    चिप के क्षेत्रों को मिटाने और फिर से प्रोग्राम करने के लिए, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के भीतर उपलब्ध स्तरों पर प्रोग्रामिंग वोल्टेज का उपयोग किया जाता है। यह गैर-वाष्पशील भी है, और यह इसे विशेष रूप से उपयोगी बनाता है। परिणामस्वरूप USB मेमोरी स्टिक, कॉम्पैक्ट फ्लैश मेमोरी कार्ड, एसडी मेमोरी कार्ड और अब कंप्यूटर और कई अन्य अनुप्रयोगों के लिए ठोस अवस्था हार्ड ड्राइव सहित कई अनुप्रयोगों में फ्लैश मेमोरी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।


  • एफ रैम: फेरोइलेक्ट्रिक रैम एक रैंडम-एक्सेस मेमोरी तकनीक है जिसमें मानक DRAM तकनीक की कई समानताएं हैं। प्रमुख अंतर यह है कि यह अधिक सामान्य ढांकता हुआ परत के बजाय एक फेरोइलेक्ट्रिक परत को शामिल करता है और यह इसकी गैर-वाष्पशील क्षमता प्रदान करता है। जैसा कि यह एक गैर-वाष्पशील क्षमता प्रदान करता है, एफ-रैम फ्लैश का एक सीधा प्रतियोगी है।

  • MRAM: यह मैग्नेटो-रेसिस्टिव रैम या मैग्नेटिक रैम है। यह एक गैर-वाष्पशील रैम मेमोरी तकनीक है जो विद्युत आवेशों के बजाय डेटा को संग्रहीत करने के लिए चुंबकीय आवेशों का उपयोग करता है।

    डीआरएएम सहित प्रौद्योगिकियों के विपरीत, जिसमें डेटा की अखंडता बनाए रखने के लिए बिजली के निरंतर प्रवाह की आवश्यकता होती है, एमआरएएम बिजली हटाए जाने पर भी डेटा को बरकरार रखता है। एक अतिरिक्त लाभ यह है कि इसे केवल सक्रिय संचालन के लिए कम शक्ति की आवश्यकता होती है। परिणामस्वरूप यह तकनीक अब इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में एक प्रमुख खिलाड़ी बन सकती है, जिसे उत्पादन प्रक्रियाओं को विकसित किया गया है ताकि इसे उत्पादित किया जा सके।


  • पी-रैम / पीसीएम: इस प्रकार की अर्धचालक मेमोरी को चरण परिवर्तन रैंडम एक्सेस मेमोरी, पी-रैम या सिर्फ फेज़ चेंज मेमोरी, पीसीएम के रूप में जाना जाता है। यह एक ऐसी घटना के आसपास आधारित है जहां एक प्रकार का चॉक्ज़ोनाइड ग्लास परिवर्तन राज्य या एक अनाकार राज्य (उच्च प्रतिरोध) और एक पॉलीक्रिस्टलाइन अवस्था (कम प्रतिरोध) के बीच का चरण है। एक व्यक्तिगत सेल की स्थिति का पता लगाना संभव है और इसलिए डेटा भंडारण के लिए इसका उपयोग करें। वर्तमान में इस प्रकार की मेमोरी का व्यापक रूप से व्यवसायीकरण नहीं किया गया है, लेकिन यह फ्लैश मेमोरी के लिए एक प्रतियोगी होने की उम्मीद है।
  • प्रॉम: यह प्रोग्रामेबल रीड ओनली मेमोरी के लिए है। यह एक अर्धचालक मेमोरी है जिसमें केवल एक बार लिखा गया डेटा हो सकता है - इसके लिए लिखा गया डेटा स्थायी होता है। इन यादों को एक खाली प्रारूप में खरीदा जाता है और उन्हें एक विशेष PROM प्रोग्रामर का उपयोग करके प्रोग्राम किया जाता है।

    आम तौर पर एक PROM में आवश्यक डेटा पैटर्न प्रदान करने के लिए प्रोग्रामिंग प्रक्रिया के दौरान "फ्यूज" में से कुछ फ्यूज़ करने योग्य लिंक की एक सरणी शामिल होगी।

  • SDRAM: समकालिक DRAM। अर्धचालक मेमोरी का यह रूप पारंपरिक DRAM की तुलना में तेज गति से चल सकता है। यह प्रोसेसर की घड़ी के लिए सिंक्रनाइज़ है और एक साथ खुले दो मेमोरी पतों को रखने में सक्षम है। एक पते के डेटा को बारी-बारी से डेटा ट्रांसफर करके, और फिर दूसरे, SDRAM गैर-सिंक्रोनस रैम के साथ जुड़े देरी पर कटौती करता है, जिसे अगला खोलने से पहले एक पता बैंक को बंद करना होगा।

    एसडीआरएएम परिवार के भीतर कई प्रकार की मेमोरी प्रौद्योगिकियां देखी जाती हैं। इन्हें डीडीआर - डबल डेटा दर के अक्षरों द्वारा संदर्भित किया जाता है। DDR4 वर्तमान में नवीनतम तकनीक है, लेकिन यह जल्द ही DDR5 द्वारा पीछा किया जाएगा जो प्रदर्शन में कुछ महत्वपूर्ण सुधारों की पेशकश करेगा।


  • SRAM: स्टेटिक रैंडम एक्सेस मेमोरी। सेमीकंडक्टर मेमोरी का यह रूप इस तथ्य से अपना नाम प्राप्त करता है कि, DRAM के विपरीत, डेटा को गतिशील रूप से ताज़ा करने की आवश्यकता नहीं है।

    ये अर्धचालक उपकरण DRAM (आमतौर पर DR के लिए 60 ns के मुकाबले 10 ns) की तुलना में तेजी से पढ़ने और लिखने का समर्थन करने में सक्षम हैं, और इसके अलावा इसका चक्र समय बहुत कम है क्योंकि इसे एक्सेस के बीच विराम देने की आवश्यकता नहीं है। हालांकि वे अधिक शक्ति का उपभोग करते हैं, वे घने से कम और DRAM से अधिक महंगे हैं। इस SRAM के परिणामस्वरूप सामान्य रूप से कैश के लिए उपयोग किया जाता है, जबकि DRAM का उपयोग मुख्य अर्धचालक मेमोरी तकनीक के रूप में किया जाता है।


इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग की बढ़ती जरूरतों को पूरा करने के लिए सेमीकंडक्टर मेमोरी तकनीक एक तेज दर से विकसित हो रही है। न केवल मौजूदा प्रौद्योगिकियां खुद विकसित हो रही हैं, बल्कि नए प्रकार के अर्धचालक मेमोरी तकनीक में काफी मात्रा में शोध किया जा रहा है।

वर्तमान में उपयोग में लाई जाने वाली स्मृति तकनीकों के संदर्भ में, DDR4 जैसे SDRAM संस्करण को DDR5 प्रदान करने के लिए और विकसित किया जा रहा है, जो महत्वपूर्ण तकनीकी सुधारों की पेशकश करेगा। समय में, DDR5 को SDRAM की अगली पीढ़ी को प्रदान करने के लिए विकसित किया जाएगा।

USB मेमोरी स्टिक्स, कॉम्पैक्ट फ्लैश, सीएफ कार्ड या एसडी मेमोरी कार्ड के रूप में कैमरे और अन्य अनुप्रयोगों के साथ-साथ कंप्यूटरों के लिए ठोस राज्य हार्ड ड्राइव के रूप में मेमोरी के अन्य रूपों को घर के आसपास देखा जाता है।

सेमीकंडक्टर डिवाइस अलग-अलग पीसीबी असेंबली और अन्य जरूरतों को पूरा करने के लिए कई प्रकार के प्रारूपों में उपलब्ध हैं।


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