Pamięć cyfrowa

Pamięć cyfrowa – układ elektroniczny lub mechaniczny przeznaczony do przechowywania danych binarnych.

Pamięć RAM typu SDR SDRAM, moduł o pojemności 256MB

Dysk twardy po otwarciu obudowy

Karta pamięci typu SD o pojemności 32MB

Płyta kompaktowa

Karta dziurkowana używana do wprowadzania programów do komputerów starszej generacji

Konstrukcja

Główny artykuł: Nośnik danych.

Podstawą konstrukcyjną pamięci cyfrowej jest nośnik danych. Wykorzystany nośnik determinuje właściwości pamięci cyfrowej, jej przeznaczenie i obszary zastosowań. Współcześnie, pamięć cyfrową należy uznać za wyróżniającą się dyscyplinę naukową i techniczną w ramach techniki cyfrowej.

Zastosowanie

Główny artykuł: Pamięć komputerowa.

Pamięć cyfrowa ma zastosowanie w dziedzinie szeroko pojętej informatyki – przede wszystkim w komputerach, sprzęcie komputerowym i smartfonach. Pamięć cyfrową, zastosowaną w komputerze, nazywamy pamięcią komputerową. Inne rodzaje pamięci cyfrowej znaleźć można w wielu znanych i popularnych urządzeniach cyfrowych i urządzeniach powszechnego użytku, np. w radioodbiornikach, telewizorach, zegarkach elektronicznych, cyfrowych aparatach fotograficznych, odtwarzaczach MP3. Podobnie jest w motoryzacji – pamięć cyfrowa stanowi niezbędny element każdego samochodu, z uwagi na wykorzystanie do jego budowy komputera i mikrokontrolerów.

Rodzaje pamięci cyfrowej

W miarę rozwoju techniki cyfrowej, począwszy od lat 40. XX wieku, konstrukcje pamięci cyfrowej osiągały coraz lepsze parametry – rosła ich pojemność, niezawodność, prędkość zapisu i odczytu danych, przy jednocześnie malejącym koszcie i coraz mniejszych rozmiarach. Współcześnie obserwujemy kontynuację tej tendencji rozwojowej: nikogo nie dziwią już miniaturowe moduły pamięciowe różnych typów, mające pojemności rzędu setek, a nawet tysięcy GB, dużej prędkości zapisu/odczytu danych i przy względnie niskim koszcie jednostkowym.

Znanych jest wiele rodzajów pamięci cyfrowej, a każdy jej rodzaj charakteryzuje się określonymi parametrami eksploatacyjnymi i użytkowymi, takimi jak np. czas dostępu, przepływność danych, pojemność mierzona np. w gigabajtach (GB), koszt jednostkowy przypadający na jednostkę pojemności np. koszt 1 megabajta (1 MB).

Wyróżnić należy dwa rodzaje nośnika, na którym bazuje pamięć cyfrowa, a mianowicie:

1. pamięć półprzewodnikowa, czyli pamięć zbudowana w oparciu o nośnik półprzewodnikowy,
2. pamięć magnetyczna, czyli pamięć zbudowana w oparciu o nośnik magnetyczny.

W tabeli poniżej zamieszczono porównanie właściwości tych dwóch, podstawowych rodzajów pamięci cyfrowej.

Rodzaj pamięci	Cechy charakterystyczne
Pamięci półprzewodnikowe	Bardzo szybkie – czas dostępu rzędu nanosekund (ns) Bardzo duży transfer danych – rzędu 1×GB/s (Gigabajtów na sekundę) Wysoka cena za jednostkę pojemności Możliwość bezpośredniego sprzężenia z mikroprocesorami Zapis, odczyt, zachowywanie danych: ulotna – utrata informacji po odłączeniu zasilania: RAM trwała – tylko do odczytu: ROM trwała – z możliwością zapisu: EEPROM, Pamięć flash
Pamięci magnetyczne dyskowe	Wolne – długi czas dostępu, rzędu milisekund (ms) Niższy transfer danych – rzędu 10×MB/s (megabajtów na sekundę) Niewielka cena za jednostkę pojemności Wymagają specjalnych interfejsów Nieulotne – podtrzymują dane bez zasilania Możliwość realizacji jako pamięci wymiennych – nośnik jest oddzielony od czytnika

Przegląd typów pamięci cyfrowych

Poniżej zaprezentowano przegląd typów pamięci cyfrowych, zarówno wciąż używanych i rozwijanych konstrukcyjnie jak i już wycofanych z użytku:

• pamięć asocjacyjna
• bębnowa (wycofana z użytku)
• buforowa
• dynamiczna (DRAM)
• dyskowa
• ferrytowa (wycofana z użytku)
• magnetyczna
• masowa
• o dostępie bezpośrednim (DMA)
• o dostępie sekwencyjnym
• o dostępie swobodnym (RAM)
• pamięć o dostępie cyklicznym
• operacyjna
• podręczna (cache memory)
• półprzewodnikowa
• ROM
• rtęciowa (wycofana z użytku)
• sekwencyjna
• skojarzeniowa
• nieulotna
• taśmowa
• trwała
• wirtualna
• zewnętrzna