Speichersysteme - Rechneraufbau und Rechnerarchitektur - page 120

7Speichersysteme

In diesem Kapitel besprechen wir die verschiedenen Halbleiter-basierten Spei-
chersysteme von Computern.

7.1

7.1 Die verschiedenen Speichertypen
Traditionell werden Speicher in die Klassen RAM und ROM eingeteilt:
1. Random Access Memory (kurz RAM) bezeichnet den Speicher, der beliebig
oft und sehr schnell wiederbeschreibbar ist; der aber die Information nur
speichert, solange er mit Strom versorgt wird. Er wird im Kernbereich eines
Rechners eingesetzt (Hauptspeicher, Core), um einen Prozessor schnell mit
den benotigten Daten zu versorgen.
Die Bezeichnung ” Random“ grenzt diesen Speichertyp historisch vom se-
riellen Magnetbandspeicher ab. Beim RAM kann nach dem Auslesen einer
Speicherstelle bei fast gleich bleibender Zugriffszeit jede beliebige andere
Speicherstelle ausgelesen werden. Demgegenuber kann bei einem Magnet-
bandspeicher nach dem Auslesen der Information an einer Stelle nur auf die
unmittelbar benachbarte Stelle ohne Zeitverlust zugegriffen werden. Eine
heute sinnvollere Interpretation ist, dass bei Zugriffen auf RAM beliebig
zwischen Lesen und Schreiben gewechselt werden kann.
2. Read-Only Memory (kurz ROM) beschreibt traditionell den nicht-volatilen
Speicher, der also seine Ladung beim Ausschalten der Stromversorgung
nicht verliert. Anders als der Name suggeriert, gibt es heute viele ROM-
Speicher, die sich durchaus wieder beschreiben lassen. Allerdings ist das
Loschen, oder zumindest das Umschalten zwischen Lesen und Schreiben,
aufwandig.

Die unterschiedlichen Speichertechnologien werden im Folgenden kurz vor-
gestellt. Alle Speicherbausteine, gleich welcher Art und Große, bestehen aus
einzelnen Zellen, die jeweils ein Bit speichern konnen.

7.1.1 Nicht-volatiler Speicher (ROM)
Der Klassische ROM-Speicher wird wahrend des Fertigungsprozesses pro-
grammiert und der Inhalt ist danach nicht mehr zu andern. Abbildung 7.1
zeigt zwei ROM-Speicherzellen. Deren Speicherzustand wird durch das Vor-
handensein einer Verbindung (Diode) zwischen der so genannten Zeilenleitung
und der Spaltenleitung beschrieben. Ist die Diode vorhanden, so bewirkt das
Anlegen einer Spannung auf der Zeilenleitung eine Spannungsanderung auf
der Spaltenleitung. Andernfalls tritt keine Spannungsanderung auf der Spal-