Elektronická paměť

Paměti lze dělit z několika hledisek:

1. energetická závislost
   • paměti vyžadující pro zachování informace přísun energie - zejména paměti typu RAM,
   • paměti nevyžadující pro zachování informace přísun energie, např. HDD, FDD, optické disky nebo EEPROM,
2. režim práce s informací
   • paměti umožňující pouze čtení informace, např. paměti ROM, CD, DVD nebo BluRay,
   • paměti umožňující opakované čtení informace ale pouze jedno zapsání informace, např. paměti PROM, CD-R, DVD+-R,
   • paměti umožňující opakované čtení i záznam informace, např. paměti EPROM, HDD, FDD, CD-RW nebo DVD-RW
3. fyzikálního principu
   • retence náboje, zejména v polovodičové paměti založené na tranzistorech,
   • změna orientace remanentní magnetické indukce, např. v HDD, FDD, ZIP a v JAZ,
   • vychýlení laserového svazku, jako u CD, DVD nebo BluRay,
   • rozklad materiálu - typicky optické disky umožňující jeden zápis, jako CD+-R a DVD+-R
   • fázová transformace materiálu, jako v přepisovatelných optických discích typů CD-RW, DVD-RW, DVD-RAM, P-RAM/C-RAM/PC-RAM
   • spintronika
4. přítomnosti pohyblivých segmentů
   • statická media - "polovodičové paměti"
   • rotující media, např. HDD, FDD, optické disky,
5. "provedení"
   • autonomní paměť, zpravidla "polovodičové paměti",
   • mechanika se vkládacím mediem, např. optické disky)
6. odolnosti vůči:
   • mechanickým šokům (vibrace)
   • teplotě
   • elektro-magnetickým polím
   • energetickému záření
7. praktických parametrů
   • rychlost
   • kapacita
   • cena za bit
   • spolehlivost
   • doba opotřebení, počet cyklů R/W

• magnetická paměť – založené na magnetických vlastnostech materiálu, informaci uchovává směr magnetizace.
• polovodičová paměť – využívá vlastností polovodičových tranzistorů, buď se realizují klopnými obvody (technologie TTL), nebo obnovováním elektrického náboje (CMOS)
• optická paměť – využívá optických vlastností materiálu, např. odraz světla.
• magnetooptická paměť – využívá změny orientace remanentní magnetické indukce po ohřevu materiálu
• feritová paměť – jako nosič jednoho bitu je používáno feritové jádro o rozměru cca 0,8 mm, magnetická orientace se překlápí proudovým impulsem (zastaralé)
• paměť se zpožďovací linkou – využívá pomalejšího průchodu vlny speciálním prostředím

• dynamické – informace se musí periodicky obnovovat cyklem čtení, náročnější na řídící logiku
• statické – informace zůstává uchována i bez obnovování, mají vyšší cenu za bit

• napěťově závislé (volatilní) – pro uchování a přístup k informacím potřebuje paměť napájecí napětí, při odpojení se informace ztrácí
• napěťově nezávislé (nevolatilní) – potřebuje napájení pro činnost (čtení, zápis), ale při odpojení napájení se informace uchová

• RAM (Random Access Memory) – s libovolným přístupem, doba přístupu k obsahu není závislá na umístění (adrese). Počítačové disky jsou považovány za paměti typu RAM, i když to není přesné.
• sekvenční – doba přístupu k obsahu je závislá na umístění, například páska
• asociativní – adresovaná obsahem, adresou je klíčová hodnota ukládaná s informací
• sériový – například fronta FIFO (to sem asi nepatří)

• RWM (Read Write Memory) – Paměť pro zápis i čtení (Termín RAM obvykle označuje tento typ paměti - název RWM se neuchytil).
• ROM (Read Only Memory) – Paměť pouze pro čtení. Informace je do paměti uložena jednorázově při výrobním procesu.
• PROM (Programmable Read Only Memory) – Paměť se vyrobí bez informace a pomocí speciálního zařízení (programátor) si ji naprogramuje uživatel.
• EPROM (Eraseable Programmable Read Only Memory) – Paměť je možné vymazat speciálním způsobem (např. ultrafialovým zářením) a znovu přeprogramovat.
• WMM (Write Mostly Memory), někdy uváděna jako WOM (Write Only Memory) – Při provozu je používána jen pro zápis, informace je čtena jednorázově na konci provozního cyklu. Mívá speciální využití (černá skříňka).
• WOM (Write Only Memory) – Nerealizované nesmyslné zařízení, jež se stalo součástí inženýrského folklóru.
• EEPROM (E2PROM) (Electric Erasable PROM) – Obdoba EPROM, mazání však probíhá pomocí elektrického „impulsu,“ maže se buňka po buňce. Počet zápisů je omezen – cca 1000 přepisů.
• Flash EPROM (Paměť EPROM s rychlým mazáním) – Obdoba EEPROM, mazání však probíhá po blocích buněk. Lze ji smazat pouze celou (1ms) nebo po částech – ne po jednotlivých buňkách. Počet zápisů je přibližně 100 000.

Všechny paměti xROM jsou statické a Non-Volatile – jednou zapsaná informace zůstává trvale uložena. Volatilita je schopnost paměťové buňky udržet si informaci i bez napájení.

Podle toho, jestli je součástí přístroje anebo se k němu připojuje - kabelem, konektorem:

1. Vnitřní paměť (primární)
   • Akumulátor
     • registr v procesoru o velikosti délky slova CPU (8, 16, 32, 64 bitů)
     • může být rychlejší než ostatní registry (kratší kód instrukcí)
     • s akumulátorem pracuje většina instrukcí (aritmetické a logické operace)
   • Registry procesoru
     • několik (až desítky) registrů
     • součást procesoru
     • ukládání operandů a výsledků aritmetických a logických operací
     • nejrychlejší paměť připojená k procesoru (stejně rychlá, jako procesor)
   • Cache
     • pro urychlení komunikace s pamětí
     • rychlá statická paměť
     • u novějších procesorů velikost stovky kB až MB
     • více úrovní, přičemž číslo určuje vzdálenost od procesoru
       • L1 – typicky přímo na procesoru
       • L2 – například na destičce s procesorem (tzv. boxované procesory)
       • L3 – na základní desce
     • write through – data se zapisují ihned (čeká se na dokončení zápisu)
     • write back – data se zapisují později (na dokončení zápisu se nečeká)
   • Operační paměť RAM
     • pomalejší než procesor, rychlejší než vnější paměti
     • velikost desítky až stovky MB (až GB)
     • ve von Neumannově architektuře počítače použita pro program i pro data
     • typicky dynamická paměť
2. Vnější paměť
   • Sekundární paměti
     • Pevný disk
     • je na nich systém souborů (struktura adresářů)
     • obsahuje obvykle statickou nebo dynamickou cache pro urychlení čtení/zápisu
   • Terciární paměti
     • zařízení k zálohování dat
     • CD a DVD, Optické disky, …

Podle tvaru může být:

1. pásková paměť
2. disková paměť
   • disketa
   • pevný disk
3. CD-ROM, DVD
4. polovodičová součástka
   • flash paměť,
   • SIMM, DIMM.

Zpravidla rychlost a cena jdou spolu - čím větší je rychlost, tím dražší je také na objem paměti:

• Paměti s nejrychlejším přístupem jsou polovodičové paměti, které jsou součástí procesorů, nebo používané pro cache procesorů. Obvykle mají menší kapacitu než operační paměť. Mají nejvyšší cenu za bit.
• Operační paměti jsou kompromisem mezi rychlostí, cenou a kapacitou. Dnes se používají výhradně polovodičové paměti. V minulosti se používaly i feromagnetické paměti a bubnové magnetické paměti.
• Pro vnější paměti se používají pomalé, ale laciné paměti, u kterých je možné dosahovat velké kapacity za přijatelnou cenu. Rozdíly mezi paměťovými periferiemi spočívají v technologii a v ceně za bit jsou také velmi rozdílné. Používají se media od pomalé diskety s malou kapacitou až po rychlé SCSI pevné disky a disková pole s obrovským paměťovým prostorem. Tato datová média jsou obvykle s magnetickým nebo optickým záznamem informace. Asi od r. 2006, kdy výrazně klesá cena se začínají prosazovat i polovodičové paměti, např. flash paměť s rozhraním ATA ADM.

Pokud se rychlejší typ paměti (často navíc objemově úspornější) podaří pokrokem technologie zlevnit, nahrazují ty pomalejší (často se zaostávající, menší kapacitou), např. pevné disky a flash paměti nahrazují optické disky velikosti CD a DVD, které dříve nahradily diskety, které se rovněž vyvíjely od velkých s menší kapacitou k objemově menším s větší kapacitou atd. Dlouho očekávané nahrazení pevných disků polovodičovými pamětmi zatím nenastalo, protože HDD se rovněž vyvíjejí a při stále menším objemu rovněž úspěšně zvyšují kapacitu.