ROM và RAM là gì? Phân biệt hệ thống bộ nhớ trong và ngoài

Được ví như bộ não của máy tính, ROM và RAM đóng vai trò quan trọng đối với việc lưu trữ dữ liệu trên thiết bị. Vậy ROM và RAM là gì? Chúng khác nhau như thế nào? Các bạn hãy cũng TinoHost tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!

ROM là gì?

Định nghĩa ROM

ROM là viết tắt của Read Only Memory, tạm dịch: Bộ nhớ chỉ đọc. Đây là loại bộ nhớ không khả biến dùng trong các máy tính hay hệ thống điều khiển, mà trong vận hành bình thường của hệ thống thì dữ liệu chỉ được đọc ra mà không được phép ghi vào. 

Hiểu đơn giản, ROM là loại bộ nhớ mà trong đó, dữ liệu đã được ghi vào từ trước và chứa các chương trình giúp máy tính “khởi động”.

Đặc điểm nổi bật của ROM

• Không bị mất dữ liệu khi mất nguồn: Đây là ưu điểm lớn nhất của ROM so với RAM. Dữ liệu trong ROM sẽ được bảo toàn ngay cả khi bạn tắt máy hoặc bị mất điện đột ngột.
• Tốc độ truy xuất nhanh: ROM có tốc độ đọc dữ liệu rất nhanh, giúp máy tính khởi động và hoạt động một cách mượt mà.
• Giá thành rẻ: So với các loại bộ nhớ khác, ROM có giá thành khá rẻ.
• Độ bền cao: ROM được thiết kế để hoạt động ổn định trong thời gian dài và chịu được các điều kiện môi trường khắc nghiệt.
• Không thể ghi đè: Đây vừa là ưu điểm vừa là hạn chế của ROM. Nhờ tính năng này, dữ liệu trong ROM luôn được bảo vệ an toàn. Tuy nhiên, nếu muốn thay đổi dữ liệu, bạn sẽ phải thay thế toàn bộ chip ROM.

ROM nằm ở đâu trên các thiết bị?

ROM thường được tích hợp trực tiếp vào bo mạch chủ (mainboard) của các thiết bị điện tử. Điều này có nghĩa là đây là một phần không thể tách rời và thường không có hình dạng cụ thể như một thanh RAM mà chúng ta thường thấy.

Vị trí chính xác của ROM có thể khác nhau tùy thuộc vào từng loại thiết bị và nhà sản xuất. Tuy nhiên, nhìn chung, bạn sẽ không thể dễ dàng nhìn thấy ROM vì thường được đặt bên dưới các linh kiện khác trên bo mạch chủ.

• Máy tính: Trong các máy tính cá nhân, ROM thường được tích hợp trực tiếp trên bo mạch chủ. ROM chứa BIOS hoặc UEFI, là phần mềm giúp máy tính khởi động và quản lý các thiết bị phần cứng.
• Điện thoại di động: ROM trên điện thoại di động thường chứa hệ điều hành và các ứng dụng cơ bản của nhà sản xuất. Nó cũng được tích hợp trực tiếp trên bo mạch chủ của điện thoại.
• Thiết bị nhúng (Embedded devices): Trong các thiết bị nhúng như router, máy in, hay các thiết bị IoT, ROM cũng được tích hợp trực tiếp vào mạch điện tử chính của thiết bị.
• Thiết bị lưu trữ: Trong các thiết bị lưu trữ như SSD hay ổ cứng HDD, một phần ROM có thể được sử dụng để lưu trữ firmware điều khiển hoạt động của thiết bị.

Ứng dụng của ROM

• Lưu trữ Firmware: ROM thường được sử dụng để lưu trữ firmware, là phần mềm cơ bản giúp các thiết bị như máy tính, điện thoại, router, và các thiết bị nhúng (embedded devices) khởi động và vận hành. Firmware thường được lưu trữ cố định trong ROM để đảm bảo thiết bị có thể hoạt động ngay từ khi bật nguồn mà không cần nạp phần mềm từ một nguồn khác.
• Khởi động hệ thống (BIOS/UEFI): Trong các máy tính cá nhân, ROM lưu trữ BIOS (Basic Input/Output System) hoặc UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). Đây là phần mềm khởi động giúp kiểm tra phần cứng, nạp hệ điều hành từ ổ cứng hoặc các thiết bị lưu trữ khác, và cung cấp các dịch vụ cơ bản cho hệ điều hành.
• Điều khiển thiết bị: ROM cũng được sử dụng trong các thiết bị điện tử như máy in, điều hòa, và các thiết bị gia dụng khác để lưu trữ chương trình điều khiển thiết bị. Những chương trình này thường không cần thay đổi thường xuyên, do đó, ROM là lựa chọn phù hợp.
• Lưu trữ dữ liệu bảo mật: Một số thiết bị sử dụng ROM để lưu trữ các dữ liệu bảo mật quan trọng, như khóa mã hóa hoặc thông tin xác thực. Bởi vì ROM không thể bị thay đổi dễ dàng, nó cung cấp một lớp bảo vệ chống lại việc truy cập trái phép hoặc thay đổi dữ liệu.
• Chương trình khởi động trong thiết bị nhúng: Trong các thiết bị nhúng, ROM chứa chương trình khởi động và các ứng dụng cơ bản của thiết bị. Những thiết bị này thường có yêu cầu khởi động nhanh và ổn định, và ROM giúp đáp ứng yêu cầu đó bằng cách cung cấp phần mềm ngay lập tức mà không cần tải từ bên ngoài.
• Lưu trữ hệ điều hành (trên các thiết bị di động): Trên các thiết bị di động, ROM chứa hệ điều hành và các ứng dụng cài đặt sẵn của nhà sản xuất. ROM thường không thể thay đổi trừ khi có bản cập nhật từ nhà sản xuất, giúp đảm bảo sự ổn định của thiết bị.

Các loại ROM phổ biến

• PROM (Programmable Read-Only Memory) hay Mask ROM: Được chế tạo bằng các mối nối (cầu chì – có thể làm đứt bằng mạch điện).  Loại ROM này chỉ có thể lập trình được một lần và có mức chi phí thấp nhất.
• EAROM (Electrically Alterable Read-Only Memory): Loại ROM này có thể thay đổi từng bit một lần. Tuy nhiên quá trình viết khá chậm và sử dụng điện thế không chuẩn. Việc viết lại EAROM không được thực hiện thường xuyên.
• EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory): Được chế tạo bằng nguyên tắc phân cực tĩnh điện. Loại ROM này có thể bị xóa bằng tia cực tím và ghi lại thông qua thiết bị ghi EPROM.
• EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory): Được tạo bằng công nghệ bán dẫn. Nội dung của ROM này có thể viết vào và xóa (bằng điện).
• Một dạng phổ biến hiện dùng là Bộ nhớ flash, gọi đơn giản là Flash, dùng với cả tư cách EEPROM lẫn trong Ổ USB flash.

Khác với RAM sẽ xóa sạch mọi dữ liệu lưu trữ tạm thời, ROM giữ lại nội dung ngay cả sau khi máy đã tắt; đó chính là lý do máy tính có thể được bật lên ở lần đầu tiên sử dụng. Nếu không có ROM, việc khởi động được hệ thống sẽ là một điều xa xỉ.

RAM là gì?

Định nghĩa RAM

RAM (Random Access Memory) là một loại bộ nhớ trong các thiết bị điện tử, được sử dụng để lưu trữ tạm thời dữ liệu và các chương trình mà CPU cần truy cập nhanh chóng trong quá trình hoạt động. Khác với ROM, RAM là bộ nhớ khả biến (volatile), nghĩa là dữ liệu trong RAM sẽ bị xóa khi thiết bị tắt nguồn.

Ví dụ: Trong bếp có Đầu bếp là processor – chip. Bàn nấu ăn là RAM – bộ nhớ tạm thời. Các nguyên liệu nấu ăn là Data- dữ liệu được lấy ra từ tủ lạnh là Hard drive – ổ cứng.

Nếu bếp rộng, có nhiều chỗ trống, thì đầu bếp có thể làm việc thoải mái, nhanh. Thậm chí, đầu bếp sẽ làm được nhiều việc một lúc. Ngược lại, tốc độ nấu sẽ chậm lại.

Đặc điểm nổi bật của RAM

• Tốc độ truy xuất cực nhanh: RAM có tốc độ đọc và ghi dữ liệu rất nhanh, giúp máy tính hoạt động mượt mà, đa nhiệm nhiều ứng dụng cùng lúc mà không bị giật lag.
• Bộ nhớ khả biến: Dữ liệu trong RAM sẽ bị mất hoàn toàn khi mất nguồn điện. Điều này có nghĩa là khi bạn tắt máy hoặc rút phích cắm, mọi thông tin đang được lưu trữ trong RAM sẽ biến mất.
• Dung lượng có thể nâng cấp: Bạn có thể dễ dàng nâng cấp dung lượng RAM để tăng hiệu suất làm việc của máy tính.
• Giá thành tương đối cao: So với các loại bộ nhớ khác, RAM thường có giá thành cao hơn.
• Ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu năng: Dung lượng RAM lớn và tốc độ truy cập nhanh sẽ giúp máy tính hoạt động mượt mà hơn, đặc biệt khi chạy các ứng dụng nặng như chỉnh sửa ảnh/video, chơi game…

RAM nằm ở đâu trên các thiết bị?

• Máy tính để bàn (Desktop): Trong các máy tính để bàn, RAM thường nằm trên bo mạch chủ (mainboard) dưới dạng các thanh RAM (RAM modules) có thể cắm vào các khe cắm RAM (DIMM slots). Các khe này thường nằm gần CPU để tối ưu hóa tốc độ truyền dữ liệu giữa RAM và CPU.
• Máy tính xách tay (Laptop): RAM trong laptop cũng nằm trên bo mạch chủ và thường là các thanh RAM nhỏ gọn hơn so với máy tính để bàn. Một số laptop có khe cắm RAM cho phép người dùng nâng cấp hoặc thay thế RAM, trong khi các dòng máy mỏng nhẹ có thể có RAM hàn chết trên bo mạch chủ, không thể thay thế.
• Điện thoại di động: Trên điện thoại di động, RAM thường được tích hợp trực tiếp vào bo mạch chủ dưới dạng chip nhớ nhỏ gọn. Do không gian hạn chế và yêu cầu về tiết kiệm năng lượng, RAM trên điện thoại thường được hàn cố định và không thể nâng cấp.
• Máy tính bảng (Tablet): Tương tự như điện thoại di động, RAM trên máy tính bảng cũng được tích hợp trực tiếp vào bo mạch chủ dưới dạng chip nhớ nhỏ và không thể thay thế hay nâng cấp.
• Thiết bị nhúng (Embedded devices): Trong các thiết bị nhúng như router, máy in, hoặc các thiết bị IoT, RAM cũng được tích hợp trực tiếp vào mạch điện tử chính. Dung lượng RAM trong các thiết bị này thường nhỏ hơn so với các thiết bị máy tính hay điện thoại, nhưng đủ để xử lý các tác vụ cơ bản của thiết bị.
• Máy chủ (Server): Trong các máy chủ, RAM thường nằm trên bo mạch chủ với số lượng lớn các khe cắm RAM để chứa nhiều thanh RAM, phục vụ cho việc xử lý các tác vụ nặng và quản lý nhiều yêu cầu đồng thời.

Phân loại RAM

• SRAM (Static RAM): RAM tĩnh là nơi lưu trữ dữ liệu để khởi động laptop, SRAM không bị mất nội dung sau khi được nạp.
• DRAM (Dynamic RAM): RAM động chỉ khác với SRAM ở đặc điểm duy nhất: dữ liệu của DRAM sẽ bị mất sau. DRAM phải nạp lại dữ liệu theo chu kỳ.

Các loại RAM phổ biến hiện nay

• DDR3: ra đời năm 2007 thay thế cho chuẩn DDR2 trước đây. DDR3 có tốc độ tuyền tải dữ liệu trong khoảng 800-2133 MHz, điện áp sử dụng là 1.5V.
• DDR3L: Chữ “L” là “Low” có nghĩa là điện năng tiêu thụ thấp. RAM này chủ yếu dành cho laptop, cần tăng thời lượng pin và giảm sinh nhiệt. Kích thước RAM cũng nhỏ gọn hơn. 
• DDR3L hỗ trợ trên laptop sử dụng CPU từ thế hệ Ivy Bridge trở về sau.
• DDR4: ra đời năm 2014, thay thế cho DDR3, nâng cấp về tốc độ truyền tải đạt từ 2133-4266 MHz. 

Sự khác biệt giữa ROM và RAM

Hình dáng bên ngoài

• RAM: Là một chip mỏng hình chữ nhật được lắp vào một khe cắm trên bo mạch chủ.
• ROM: Chỉ là một ổ đĩa quang bằng băng từ. 

Chức năng

• ROM: Là bộ nhớ chỉ đọc, được sử dụng để lưu trữ dữ liệu cố định hoặc chương trình mà thiết bị cần để khởi động và vận hành. Dữ liệu trong ROM không thể bị thay đổi hoặc chỉ có thể thay đổi rất hạn chế. ROM thường chứa firmware hoặc hệ điều hành cơ bản của thiết bị.
• RAM: Là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên, được sử dụng để lưu trữ tạm thời các dữ liệu và chương trình mà CPU cần truy cập nhanh chóng trong quá trình hoạt động. Dữ liệu trong RAM có thể được đọc và ghi liên tục trong suốt quá trình thiết bị hoạt động.

Tính chất dữ liệu

• ROM: Là bộ nhớ không khả biến (non-volatile), tức là dữ liệu trong ROM không bị mất khi thiết bị tắt nguồn. ROM lưu trữ các dữ liệu quan trọng mà thiết bị cần sử dụng bất cứ khi nào được khởi động.
• RAM: Là bộ nhớ khả biến (volatile), nghĩa là dữ liệu trong RAM sẽ bị xóa khi thiết bị tắt nguồn. RAM được sử dụng để lưu trữ dữ liệu tạm thời trong quá trình vận hành của thiết bị.

Khả năng ghi và đọc

• ROM: Dữ liệu trong ROM thường được ghi một lần trong quá trình sản xuất hoặc cập nhật firmware, và sau đó không thể thay đổi hoặc chỉ thay đổi trong một số trường hợp đặc biệt (như cập nhật firmware). Do đó, ROM chủ yếu là để đọc, không phải để ghi thường xuyên.
• RAM: Dữ liệu trong RAM có thể được đọc và ghi nhiều lần trong quá trình thiết bị hoạt động. RAM cho phép truy cập ngẫu nhiên đến bất kỳ vị trí dữ liệu nào, giúp CPU xử lý nhanh hơn.

Ứng dụng

• ROM: Thường được sử dụng để lưu trữ firmware, hệ điều hành cơ bản, hoặc các chương trình khởi động. ROM đảm bảo rằng thiết bị có thể khởi động và hoạt động đúng cách ngay từ khi bật nguồn.
• RAM: Được sử dụng để lưu trữ tạm thời các chương trình và dữ liệu mà CPU đang xử lý. RAM đóng vai trò quan trọng trong việc tăng tốc độ xử lý và đa nhiệm của thiết bị.

Dung lượng

• ROM: Thường có dung lượng nhỏ hơn so với RAM, vì nó chỉ cần đủ để chứa các chương trình và dữ liệu cơ bản.
• RAM: Thường có dung lượng lớn hơn, nhằm đáp ứng nhu cầu lưu trữ tạm thời cho các ứng dụng và dữ liệu đang chạy.

Tốc độ

• ROM: Thường có tốc độ đọc chậm hơn so với RAM vì không yêu cầu truy cập liên tục.
• RAM: Có tốc độ truy cập nhanh hơn nhiều so với ROM để đáp ứng yêu cầu xử lý của CPU.

Tóm lại

• Các thiết bị lưu trữ dữ liệu cho bộ nhớ lâu dài bao gồm Đĩa cứng, Đĩa mềm, Đĩa quang, Băng từ, ROM, các loại bút nhớ…
• Các thiết bị lưu trữ dữ liệu tạm thời trong quá trình làm việc gồm RAM máy tính, Cache…

Kết luận

Tóm lại, RAM và ROM là hai thành phần bộ nhớ không thể thiếu trong bất kỳ thiết bị điện tử nào. Mặc dù cùng là bộ nhớ nhưng chúng có vai trò và đặc điểm hoàn toàn khác nhau. Sự kết hợp hài hòa giữa RAM và ROM đã tạo nên nền tảng vững chắc cho sự phát triển của công nghệ máy tính hiện đại. Hy vọng đây sẽ là những thông tin hữu ích dành cho bạn. Mọi thắc mắc vui lòng liên hệ TinoHost để biết thêm chi tiết.

Những câu hỏi thường gặp