Cuando piensas en el almacenamiento informático, concretamente en memorias no volátiles, probablemente le vengan a la mente imágenes de discos duros o memorias flash. Un tipo de almacenamiento que es cada vez más habitual, en todo tipo de dispositivos, desde dispositivos móviles, hasta grandes supercomputadoras.
El objetivo de este artículo es presentarte la memoria no volátil y su funcionamiento. Si estás leyendo esto, entonces ya sabes que la memoria volátil pierde sus datos cuando el dispositivo se apaga o pierde energía. La memoria no volátil no puede perder sus datos cuando se corta la energía o si el dispositivo se apaga, porque los datos almacenados en este tipo de hardware permanecerán hasta que sean sobrescritos o eliminados por un operador. Veamos qué es lo que hace única a la memoria no volátil y cómo funciona en dispositivos cotidianos como teléfonos móviles y ordenadores.
Índice de contenidos
En primer lugar, aclaremos los términos volátil y no volátil. La combinación de estos términos con la memoria puede parecer confusa, pero una vez que entiendas lo básico, podrás aplicar este conocimiento a muchos sistemas informáticos diferentes. La memoria volátil, por su parte, es cualquier tipo de almacenamiento de datos que no conserva su información cuando se apaga. La memoria no volátil, por otro lado, es cualquier tipo de almacenamiento de datos que retiene su información incluso cuando el dispositivo se apaga o pierde la energía, y los datos no se pierden hasta que son sobrescritos o eliminados por un operador.
Supongamos que tienes una hoja de cálculo guardada en un ordenador. El ordenador está encendido, pero aún no has guardado el archivo. Si abre la hoja de cálculo, los datos se almacenan en la memoria RAM, también conocida como memoria volátil. La memoria volátil es en realidad un tipo de chip informático que pierde sus datos cuando el dispositivo se apaga o pierde energía. Como la hoja de cálculo no se guarda, desaparece en cuanto se apaga el ordenador. Ya sabes que los datos se almacenan de diferentes maneras en distintos dispositivos. Por ejemplo, en un ordenador, es posible que los datos se almacenen en un disco duro. Para ver estos datos cuando el ordenador se enciende de nuevo, deben ser leídos desde el disco duro (véase jerarquía de memoria de un PC), que es un tipo de memoria no volátil.
La memoria no volátil, como puedes ver, tiene muchas ventajas sobre el uso de la RAM volátil. Una ventaja significativa es la capacidad de almacenamiento, ya que este tipo de memoria es generalmente mucho más barata de fabricar que la RAM, y se puede crear en mayores cantidades. Otra ventaja significativa es que la memoria no volátil utiliza menos energía que la RAM. Por otro lado, la memoria no volátil no necesita refrescarse, como hace la RAM. Esto significa que el dispositivo no tendrá que esperar a que este proceso se lleve a cabo, ni invertir energía en ello.
Una de las desventajas del uso de la memoria no volátil es que es más lenta que la RAM volátil en cuanto a la latencia de accesos. Otra desventaja importante, y relacionada con la anterior, es que la memoria no volátil no puede utilizarse como lugar temporal para almacenar datos. Sólo retendrá los datos hasta que sean sobrescritos o eliminados por un operador. Esto significa que el dispositivo tendrá que leer los datos de la memoria no volátil, enviarlos a la RAM y luego procesarlos como se requiera en cada momento. Esto puede causar un retraso en el funcionamiento, aunque no debería ser tan notable como lo sería si el dispositivo utilizara la RAM.
Como puedes ver, la memoria no volátil tiene varios tipos con diferentes características cada uno. Los más importantes son:
Las direccionables eléctricamente se pueden dividir en:
PROM significa memoria programable de sólo lectura. Es la forma más antigua de almacenamiento no volátil. Es una memoria de sólo lectura que puede programarse. La memoria PROM se inventó en la década de 1950. Se ha utilizado en ordenadores, sistemas telefónicos y muchos otros dispositivos desde su invención. Las PROM utilizan transistores para almacenar datos dentro de un circuito integrado. El almacenamiento se controla aplicando o eliminando corriente eléctrica o tensión a los transistores. Las PROM se programan aplicando un voltaje específico a los transistores para cambiar el estado de la corriente dentro del transistor. Esto se hace enviando instrucciones a un dispositivo especial llamado programador de PROM. El programador PROM se conecta a las PROMs con cables. La programación de las PROMs requiere tiempo y esfuerzo, pero una vez programadas, conservan los datos incluso si pierden la energía eléctrica. Esto las hace útiles como dispositivos de almacenamiento.
EPROM son las siglas de memoria de sólo lectura programable y borrable. Una EPROM es una PROM que se puede borrar y reescribir. Se inventó en la década de 1960, pero no se popularizó hasta la década de 1980, cuando los ordenadores y los asistentes digitales personales (PDA) se hicieron más comunes. Las EPROM se utilizan en pequeños dispositivos en muchas industrias y aparatos. Las EPROM son similares a las PROM, pero tienen una característica adicional: un interruptor de borrado. Con el interruptor de borrado se pueden eliminar los datos de los transistores del circuito integrado. Una vez borrados los datos, puedes volver a escribirlos con datos diferentes.
EEPROM significa memoria de sólo lectura programable y borrable eléctricamente. Es similar a una EPROM, pero tiene una función de borrado que se puede activar con electricidad. Las EEPROM se utilizan en ordenadores, teléfonos móviles y otros dispositivos pequeños. Se utilizan para almacenar ajustes y otros datos que no es necesario conservar de forma permanente. Las EEPROM también están disponibles como memoria flash. La memoria flash es una EEPROM que puede reescribirse hasta decenas de miles de veces. La memoria flash es el tipo de memoria no volátil que se utiliza en muchos dispositivos que requieren una memoria no volátil de pequeño tamaño.
La RAM ferroeléctrica o F-RAM es un tipo de memoria no volátil que utiliza propiedades ferroeléctricas para almacenar datos. Se produjo por primera vez en la década de 1990, pero no se popularizó hasta principios de la década de 2000. Se utiliza en unos pocos dispositivos y está previsto que su uso sea mayor en la década de 2020. Aunque no se ha hecho muy popular, es posible que la F-RAM se utilice en más dispositivos en el futuro.
La RAM magnetorresistiva o MRAM es un tipo de memoria no volátil como la RAM ferroeléctrica. Utiliza el magnetismo para almacenar datos. La MRAM se inventó en la década de 1980, pero no se popularizó hasta la década de 2000. Se utiliza en unos pocos dispositivos, pero se está desarrollando para un mayor uso en la década de 2020. Al igual que la F-RAM, la MRAM se está desarrollando para su uso generalizado y podría llegar a ser predominante en el futuro.
La memoria de cambio de fase o PCM es un tipo de memoria no volátil que utiliza cambios de fase para almacenar datos. Se produjo por primera vez a finales de la década de 2000, pero aún no es común en los dispositivos. Se ha utilizado en algunos dispositivos, incluidos algunos ordenadores de gama alta. El PCM se está desarrollando para un mayor uso en la década de 2020. La PCM es un tipo de memoria no volátil más reciente, pero se está desarrollando para un mayor uso en la próxima década.
La RAM ferroeléctrica o FeFET es un tipo de memoria no volátil que utiliza las propiedades ferroeléctricas para almacenar datos. Se desarrolló en la década de 2010 para su uso en ordenadores y centros de datos. El FeFET sigue desarrollándose para un mayor uso en la década de 2020 y más allá. Se está desarrollando para su uso en torres de telefonía móvil y otros dispositivos a gran escala. El FeFET es una forma muy prometedora de memoria no volátil y podría utilizarse en muchos dispositivos en un futuro próximo. El FeFET es un tipo de memoria no volátil más reciente, pero es muy prometedor para el futuro. La diferencia con la F-RAM es que en este caso se utilizan transistores tipo FET con este tipo de propiedades para crear las células de memoria.
Son aquellas que se direccionan de forma mecánica. Un buen ejemplo de este tipo de memorias no volátiles serían los discos duros magnéticos o HDD, que se controlan de forma mecánica.
Otro tipo menos frecuente que las anteriores son las orgánicas, como las que usan finas capas de materiales ferroeléctricos, como ciertos polímetros.
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