Pengertian NVRAM (Non-Volatile Random Access Memory)

NVRAM adalah memori komputer yang dapat menyimpan data bahkan ketika daya ke chip memori telah dimatikan. NVRAM adalah subset dari kategori yang lebih besar dari memori non-volatile (NVM), yang mencakup memori kelas penyimpanan berdasarkan NAND flash. Chip memori flash lebih lambat untuk membaca dan menulis daripada chip RAM, membuatnya kurang cocok untuk memori komputasi aktif.

Produsen komputer terutama menggunakan NVRAM untuk menyimpan informasi tentang keadaan komputer untuk waktu boot yang lebih cepat. Ini memungkinkan informasi tentang komponen dan perangkat di komputer disimpan dari satu penggunaan ke penggunaan berikutnya saat daya sistem dimatikan. Memori komputer standar menggunakan DRAM (dynamic random access memory) yang membutuhkan daya konstan untuk menyimpan data.

Jenis NVRAM

Ada dua jenis NVRAM yang digunakan untuk penyimpanan status sistem komputer: static random access memory (SRAM) dan memory read-only memory (EEPROM) yang dapat dihapus secara listrik.

SRAM adalah pendahulu DRAM, dan jauh lebih cepat untuk dibaca. Ini memungkinkan pembacaan data tingkat-byte, sedangkan DRAM membutuhkan pembacaan tingkat-halaman, yang terdiri dari beberapa byte sekaligus. SRAM tidak dapat menyimpan data tanpa muatan listrik, sehingga menjadi non-volatil dengan menggunakan baterai untuk menjaga tetesan konstan. SRAM jauh lebih mahal untuk diproduksi daripada DRAM, membuatnya paling cocok untuk aplikasi penyimpanan data kecil seperti menyimpan data startup komputer – data BIOS pada PC Windows dan data parameter RAM (PRAM) pada komputer Apple.

EEPROM didasarkan pada transistor gerbang mengambang, yang menggunakan bahan isolasi tinggi untuk terminal gerbang, atau sakelar, yang mengubah transistor dari angka biner 1 atau 0. Kecuali jika tegangan yang cukup tinggi diterapkan untuk membuka gerbang, transistor tetap berada pada status terakhir yang dipegangnya, dan keseluruhan chip berpegang pada data angka biner itu.

Baik chip SRAM dan EEPROM membutuhkan daya yang jauh lebih tinggi untuk beroperasi daripada DRAM, meningkatkan keausan dan mengurangi masa manfaatnya.
NVRAM dan flash

Seperti chip EEPROM, flash NAND didasarkan pada transistor gerbang mengambang, tetapi telah dirancang dengan biaya produksi yang lebih rendah sehingga struktur internal berbeda dari EEPROM. Data disimpan dalam blok, bukan halaman DRAM atau byte SRAM. Ini membuat struktur pengkabelan internal memori flash NAND lebih mudah daripada jenis memori lainnya, dan memungkinkan kepadatan penyimpanan yang lebih besar, menurunkan biaya keseluruhan per byte yang disimpan. Ini juga membuat memori flash lebih lambat daripada jenis lain dari memori berbasis chip, tetapi lebih cepat dari memori berbasis disk magnetik, seperti hard disk drive (HDD).

NVRAM dan memori flash datang bersama dalam sebuah produk yang disebut modul memori dual-in-line (NVDIMM) non-volatile, yang dirancang agar sesuai dengan slot modul dual in-line memory (DIMM) pada motherboard komputer. Variasi NVDIMM-F menggunakan memori semua-flash dalam faktor bentuk yang cocok dengan soket DIMM, tetapi harus dipasangkan dengan modul DIAM DRAM yang dirancang untuk bekerja dengan modul NVDIMM-F. NVDIMM-N membuat DRAM standar tidak mudah menguap dengan menambahkan memori flash ke modul itu sendiri.

Karena BIOS motherboard tidak akan mengenali memori flash sebagai dapat digunakan untuk memori komputasi aktif, NVDIMM mengharuskan pembaruan BIOS pada kebanyakan komputer.

Secara teknis, NVDIMM dari kedua jenis bukanlah NVRAM, karena itu bukan RAM sama sekali (NVDIMM-F) atau DRAM yang mudah menguap dengan memori flash yang tidak mudah menguap (NVDIMM-N).

Jenis NVRAM masa depan

Ada kemungkinan penggantian non-volatile untuk DRAM sebagai memori aktif komputer. Tiga yang paling jauh dalam pengembangan adalah ferroelectric RAM (FRAM), magnetoresistive RAM (MRAM), dan phase-change memory (PCM).

FRAM adalah teknologi tertua yang sedang dikembangkan dan telah dilisensikan dari pengembangnya, Ramtron International, oleh perusahaan seperti Texas Instruments dan Samsung. Ini dirancang mirip dengan DRAM, tetapi bukannya lapisan dielektrik, FRAM menggunakan lapisan bahan feroelektrik tipis yang mengubah polaritas ketika arus listrik diterapkan. Ketika arus dimatikan, lapisan mempertahankan polaritas terakhir dan chip menyimpan data. Karena kepadatan penyimpanan jauh lebih rendah daripada di DRAM, dan bahannya jauh lebih tahan lama dalam kondisi yang keras, FRAM biasanya ditemukan dalam aplikasi industri dan otomotif tertentu.

MRAM menggunakan perubahan status magnetis dalam bahan magnetoresistif alih-alih keadaan listrik dalam bahan dielektrik untuk menyimpan bit 1 atau 0 bit yang merupakan data yang disimpan. Data dibaca dan ditulis menggunakan teknologi baca dan tulis yang disebut torsi transfer putaran, yang memungkinkan kepadatan penyimpanan yang lebih besar untuk MRAM dibandingkan DRAM. Tidak seperti memori flash, MRAM tidak menurun dengan penggunaan konstan. Karena flash jauh di depan dalam proses pembuatan berbiaya rendah, MRAM masih merupakan teknologi dengan beberapa produk komersial di pasar, terutama dari Everspin Technologies.

PCM didasarkan pada kemampuan untuk mengubah keadaan fisik suatu bahan dari padatan amorf seperti cairan menjadi padatan kristalin dan kembali lagi, seperti CD atau DVD. Dengan PCM, material berubah status saat arus listrik, bukan sinar laser, diterapkan. Materi dapat dibuat untuk mengubah keadaan dengan cepat, membuat PCM lebih cepat dalam waktu baca dan tulis daripada NAND flash, secara teoritis mendekati kecepatan DRAM.

Intel dan Micron bersama-sama mengembangkan teknologi yang disebut 3D XPoint, yang menyatakan Intel bukan PCM tetapi didasarkan pada kemampuan untuk menerapkan perubahan massal dalam keadaan beberapa materi yang tidak disebutkan namanya dalam sel memori. Namun, banyak pengamat industri meyakini 3D XPoint, yang dipasarkan oleh Intel dengan merek Optane dan oleh Micron sebagai QuantX, didasarkan pada PCM.

Loading...