Memoria de solo lectura para niños
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La memoria de solo lectura, conocida como ROM (por sus siglas en inglés de Read Only Memory), es un tipo de almacenamiento que se usa en computadoras y otros aparatos electrónicos. Su característica principal es que solo permite leer la información que contiene, no escribirla. Además, la información se mantiene guardada incluso si el aparato se apaga.
Los datos que se guardan en la ROM no se pueden cambiar fácilmente. Se usa principalmente para almacenar el firmware. El firmware es un programa especial que está muy conectado al hardware del dispositivo y no necesita actualizaciones frecuentes. También guarda otros programas importantes para que el aparato funcione, como los que inician la computadora y hacen diagnósticos.
En su forma más original, la ROM se refiere a la "ROM de máscara" (mask ROM o MROM). Esta se fabrica con los datos ya grabados de forma permanente, y su contenido no se puede modificar de ninguna manera. Sin embargo, las ROM más modernas, como la EPROM y la Flash EEPROM, sí se pueden borrar y volver a programar varias veces. A pesar de esto, se siguen llamando "memoria de solo lectura" (ROM). La razón es que el proceso de reprogramación no es común, es un poco lento y, a menudo, no permite escribir en cualquier parte de la memoria. Aunque la ROM original es más sencilla, los dispositivos que se pueden reprogramar son más flexibles y económicos. Por eso, las antiguas ROM de máscara ya no se usan mucho en los aparatos fabricados después de 2007.
Contenido
¿Cómo ha evolucionado la memoria ROM?
El tipo más simple de ROM, hecha de semiconductores, existe desde hace mucho tiempo. Las puertas lógicas se pueden usar para crear una especie de tabla de consulta. Con la invención de los circuitos integrados, se desarrolló la ROM de máscara. En estas ROM, los datos se graban físicamente en el circuito durante su fabricación. Esto tenía algunas desventajas:
- Era costoso comprarlas en pequeñas cantidades.
- El tiempo desde el diseño hasta tener el producto final era muy largo.
- No eran prácticas para investigar y desarrollar nuevos productos, porque los programadores necesitaban cambiar el contenido de la memoria mientras trabajaban.
- Si un producto tenía un error en la ROM, la única forma de arreglarlo era cambiando el chip por uno nuevo.
Para solucionar estos problemas, se crearon nuevas memorias:
- La memoria de solo lectura programable (PROM): Inventada en 1956, permitía a los usuarios grabarla una sola vez. Se hacía aplicando pulsos de alto voltaje que cambiaban su estructura física. Esto resolvió los problemas de costo y tiempo de fabricación.
- La memoria de solo lectura programable y borrable (EPROM): Desarrollada en 1971, permitía borrar su contenido exponiendo el chip a fuertes rayos ultravioleta. Así, se podía reutilizar para probar nuevos diseños.
- La EEPROM: Inventada en 1983, permitía reprogramar el contenido sin sacar el chip del aparato, usando señales eléctricas.
- La memoria flash: Creada por Toshiba a mediados de los años 80, es un tipo de EEPROM que permite borrar y reprogramar el contenido miles de veces con pulsos eléctricos, sin dañarse.
Todas estas tecnologías hicieron que la ROM fuera más útil y flexible, pero también más cara. Por eso, la ROM de máscara siguió siendo la opción más económica por un tiempo. Esto cambió alrededor del año 2000, cuando el precio de las memorias reprogramables bajó lo suficiente como para empezar a reemplazar a las ROM no reprogramables.
El tipo más reciente es la memoria NAND, también desarrollada por Toshiba. Los creadores la diseñaron para "reemplazar los discos duros", no solo para el uso tradicional de la ROM. En 2007, la NAND ya ofrecía un rendimiento similar al de los discos duros, era más resistente a golpes, muy pequeña (como las memorias USB y tarjetas MicroSD), y consumía mucha menos energía.
¿Para qué se usa la ROM en los programas?
En los años 80, muchas computadoras personales tenían todo su sistema operativo guardado en ROM. No había otra opción, ya que las unidades de disco eran opcionales. Para actualizar a una nueva versión, había que cambiar el chip de ROM. Hoy en día, los sistemas operativos ya no se guardan en ROM, sino más a menudo en memoria flash. Los teléfonos móviles y las agendas electrónicas (PDA) suelen tener sus programas en memoria ROM o flash.
Algunas videoconsolas antiguas, como la Super Nintendo, la Nintendo 64, la Sega Mega Drive o la Game Boy, usaban programas en memoria ROM. Estas memorias ROM venían dentro de cajas de plástico llamadas cartuchos. Por eso, la palabra ROM también se usa para referirse a un archivo que contiene una copia de un programa que normalmente estaría en un cartucho de videojuego.
¿Para qué se usa la ROM para guardar datos?
Como la ROM no se puede cambiar (al menos la versión antigua de máscara), solo es útil para guardar datos que no necesitan ser modificados. Por ejemplo, se ha usado en computadoras para guardar tablas de consulta, que ayudan a calcular funciones matemáticas. Esto era muy útil cuando los procesadores eran lentos y la ROM era barata comparada con la RAM. Una razón por la que todavía se usa ROM para datos es la velocidad, ya que los discos son más lentos. Además, un programa necesario para iniciar un disco no puede estar en el propio disco. Por eso, el BIOS (el sistema de arranque de la PC) suele estar en una memoria ROM.
Sin embargo, el uso de la ROM para guardar grandes cantidades de datos ha disminuido en las computadoras modernas, y la memoria Flash ha tomado su lugar.
Tipos de memoria ROM
Memorias ROM basadas en semiconductores
Los chips de ROM programable por máscara son circuitos integrados donde los datos se graban físicamente. Por eso, no se pueden cambiar después de su fabricación. Otros tipos de memoria que no pierden la información al apagarse permiten algún tipo de modificación:
- La memoria de solo lectura programable (PROM): También llamada ROM programable una sola vez (OTP). Se puede escribir o programar con un aparato especial llamado programador PROM. Este aparato usa alto voltaje para crear o destruir conexiones internas (fusibles) en el chip. Por lo tanto, una PROM solo se puede programar una vez.
- La memoria de solo lectura programable y borrable (EPROM): Se puede borrar exponiéndola a una luz ultravioleta muy fuerte (por ejemplo, durante 10 minutos). Luego, se puede volver a escribir usando un voltaje más alto de lo normal. Si se expone muchas veces a la luz UV, una EPROM puede dañarse, pero la mayoría de los chips EPROM soportan más de 1000 ciclos de borrado y reprogramación. Después de programarla, la ventana del chip se cubre con una etiqueta para evitar que se borre por accidente. Algunas EPROM se borran en la fábrica antes de ser empaquetadas y no tienen ventana; estas funcionan como PROM.
- La memoria de solo lectura eléctricamente programable y borrable (EEPROM): Es similar a la EPROM, pero permite borrar y reescribir todo su contenido (o partes seleccionadas) usando electricidad. Así, no es necesario sacarla del aparato (como una computadora, cámara o reproductor MP3). Escribir en una EEPROM es mucho más lento (milisegundos por bit) que leer de una ROM o escribir en una RAM (nanosegundos). Hay diferentes tipos de EEPROM:
- La memoria de solo lectura eléctricamente alterable (EAROM): Es un tipo de EEPROM que se puede modificar bit a bit. Escribir es un proceso muy lento y necesita un voltaje más alto (unos 12 V) que el que se usa para leer. Las EAROM se usan para cosas que necesitan ser reescritas pocas veces y solo en parte. A menudo, las EAROM han sido reemplazadas por la RAM CMOS que funciona con una batería.
- La memoria flash (o simplemente flash): Es un tipo moderno de EEPROM inventado en 1984. La memoria flash se puede borrar y reescribir más rápido que la EEPROM normal. Los diseños más nuevos son muy resistentes (más de 1.000.000 de ciclos). La Flash NAND moderna usa el espacio del chip de forma muy eficiente, permitiendo chips de hasta 32 GB en 2007. Esta característica, junto con su resistencia y durabilidad, ha permitido que la flash NAND reemplace a los discos magnéticos en algunas aplicaciones (como las memorias USB). La memoria flash a veces se llama flash ROM o Flash EEPROM cuando se usa para reemplazar tipos de ROM antiguos.
Velocidad de la ROM
Velocidad de lectura
Aunque la velocidad de las memorias RAM y ROM ha cambiado con el tiempo, desde 2007 la RAM es más rápida para leer que la mayoría de las ROM. Por eso, el contenido de la ROM a menudo se copia a la memoria RAM para que se lea desde allí cuando se usa.
Velocidad de escritura
Para los tipos de ROM que se pueden modificar eléctricamente, la velocidad de escritura siempre es mucho más lenta que la de lectura. Puede necesitar un voltaje muy alto, mover jumpers para activar el modo de escritura, y usar comandos especiales para desbloquearla. Las memorias Flash NAND son las más rápidas para escribir entre las ROM reprogramables, ya que escriben grandes bloques de memoria al mismo tiempo, llegando a 15 MB/s.
Durabilidad y conservación de datos
Las ROM que se pueden grabar de nuevo solo soportan un número limitado de veces que se escriben y borran. Esto se debe a que los electrones se escriben a través de una capa de aislamiento eléctrico sobre un transistor, y esta capa puede dañarse con el tiempo. En las primeras EAROM, esto podía pasar después de solo 1.000 veces, mientras que en las EEPROM modernas pueden soportar más de 1.000.000 de veces, pero no es ilimitado. Esta durabilidad limitada, junto con el mayor costo por bit, hace que el almacenamiento flash no reemplace por completo a los discos magnéticos en el futuro cercano.
El tiempo que una ROM sigue siendo legible no está limitado por cuántas veces se escribe. La información en EPROM, EAROM, EEPROM y flash puede perderse con el tiempo debido a pequeñas fugas de carga en los transistores. Las altas temperaturas o la radiación pueden acelerar estas fugas. La ROM de máscara y la PROM de fusible no tienen este problema, ya que sus datos dependen de cambios físicos permanentes en el circuito.
¿Qué es una imagen ROM?
El contenido de los chips ROM se puede copiar usando aparatos y programas especiales. Esto es común para, por ejemplo, leer el contenido de los cartuchos de videojuegos antiguos. Otro ejemplo es hacer copias de seguridad del firmware o del sistema operativo de computadoras antiguas, para guardarlos. Esto es importante porque muchos chips originales son PROM y podrían dejar de funcionar con el tiempo.
Los archivos resultantes de estas copias se llaman imágenes ROM o simplemente ROM. Se pueden usar para crear nuevas ROM duplicadas, como nuevos cartuchos, o como archivos digitales para usar en emuladores de consolas. El término "imagen ROM" surgió cuando la mayoría de los juegos de consola venían en cartuchos con chips ROM. Sin embargo, se hizo tan popular que todavía se usa para imágenes de juegos más recientes que vienen en CD-ROM u otros discos.
Las imágenes ROM de juegos comerciales o firmware suelen contener programas protegidos por derechos de autor. Copiar y distribuir sin permiso programas protegidos por derechos de autor es ilegal en muchos lugares. Sin embargo, hacer una copia de seguridad para uso personal puede ser legal en algunos casos. De todas formas, existe una comunidad activa que comparte y distribuye este tipo de programas y abandonware (programas antiguos que ya no se venden) con fines de conservación.
Otros temas relacionados
- Memoria de acceso aleatorio (RAM)
- Lógica combinatoria
- Sistema secuencial
- Memoria PROM
- Memoria EPROM
- Memoria EEPROM
- Memoria flash
- Emulador
- Extensible Firmware Interface (EFI)
- Unidad de estado sólido
Galería de imágenes
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Una EPROM
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La primera EPROM, Intel 1702.
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PROM D23128C en la plaqueta de una Sinclair ZX Spectrum.
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Memoria de solo lectura conteniendo el BIOS de una vieja placa madre.
Véase también
En inglés: Read-only memory Facts for Kids
