Băng ROM

Băng ROM (ROM cartridge), thường được gọi đơn giản trong ngữ cảnh là băng (cartridge), hộp băng (cart), băng cát-xét (cassette) hoặc thẻ (card), là một bộ phận có thể thay thế được thiết kế để kết nối với các thiết bị điện tử tiêu dùng như máy tính gia đình, máy chơi trò chơi điện tử video hoặc ở mức độ thấp hơn là các nhạc cụ điện tử.

Các băng ROM cho phép người dùng tải và truy cập chương trình cũng như dữ liệu một cách nhanh chóng cùng với ổ đĩa mềm trên máy tính gia đình; đối với máy chơi trò chơi điện tử video, các băng này hoạt động độc lập. Vào khoảng thời gian mới phát hành, băng ROM cung cấp khả năng bảo mật chống lại việc sao chép trái phép phần mềm. Tuy nhiên, việc sản xuất băng ROM tốn kém hơn đĩa mềm và dung lượng lưu trữ cũng nhỏ hơn. Băng ROM và các khe cắm cũng được sử dụng cho nhiều phụ kiện và phần mở rộng phần cứng khác nhau.

Việc sử dụng rộng rãi băng ROM trong các ứng dụng trò chơi điện tử đã khiến nó thường được gọi một cách thông tục là băng trò chơi (game cartridge).

Lịch sử 
Băng ROM trở nên phổ biến nhờ các máy tính gia đình đời đầu có cổng bus đặc biệt để cắm băng chứa phần mềm trong ROM. Trong hầu hết các trường hợp, thiết kế khá thô sơ với toàn bộ địa chỉ và bus dữ liệu lộ ra ngoài cổng và được gắn qua một đầu nối cạnh; băng được ánh xạ bộ nhớ trực tiếp vào không gian địa chỉ của hệ thống. Nhờ đó, CPU có thể thực thi chương trình tại chỗ mà không cần sao chép trước vào bộ nhớ RAM đắt tiền.

Dòng máy tính khoa học lập trình TI-59 của Texas Instruments sử dụng các băng ROM có thể hoán đổi và lắp vào khe ở mặt sau máy tính. Máy tính đi kèm với một mô-đun cung cấp một số hàm toán học tiêu chuẩn bao gồm giải phương trình đồng thời. Các mô-đun khác chuyên biệt cho tính toán tài chính hoặc các lĩnh vực khác và thậm chí cả mô-đun "trò chơi". Các mô-đun cho thiết bị này người dùng không thể tự lập trình. Hewlett-Packard HP-41C cũng có các khe cắm mở rộng có thể chứa bộ nhớ ROM cũng như các cổng mở rộng I/O; các mô-đun cho thiết bị này linh hoạt hơn so với máy tính TI-59.

Các máy tính sử dụng băng bên cạnh phương tiện từ tính bao gồm VIC-20 và Commodore 64, MSX, Máy tính 8-bit Atari, TI-99/4A (nơi chúng được gọi là Solid State Command Modules (Mô-đun lệnh trạng thái rắn) và không được ánh xạ trực tiếp vào bus hệ thống) và IBM PCjr (nơi băng được ánh xạ vào không gian BIOS). Một số bảng mạch hệ thống arcade như Neo Geo của SNK cũng sử dụng băng ROM. Băng cát-xét và đĩa mềm có chi phí thấp hơn băng ROM và một số thẻ nhớ được bán như một giải pháp thay thế rẻ tiền cho băng ROM.

Tiền thân của băng trò chơi hiện đại thuộc thế hệ máy chơi trò chơi điện tử thứ hai được giới thiệu cùng với thế hệ máy chơi trò chơi điện tử thứ nhất Magnavox Odyssey vào năm 1972, sử dụng các thẻ jumper để bật tắt một số thiết bị điện tử nhất định bên trong máy. Một phiên bản hiện đại của băng trò chơi được phát minh bởi Wallace Kirschner, Lawrence Haskel của Alpex Computer Corporation cũng như Jerry Lawson tại Fairchild Semiconductor để sử dụng cho máy console gia đình Fairchild Channel F vào năm 1976. Cách tiếp cận dùng băng này trở nên phổ biến với sự ra mắt của Atari 2600 vào năm sau đó. Từ cuối những năm 1970 đến giữa những năm 1990, phần lớn các hệ thống trò chơi điện tử gia đình đều dựa trên băng.

Khi công nghệ đĩa compact trở nên phổ biến để lưu trữ dữ liệu, hầu hết các công ty phần cứng đã chuyển từ băng sang hệ thống trò chơi dựa trên CD. Nintendo vẫn là ngoại lệ duy nhất khi sử dụng băng cho hệ thống Nintendo 64; công ty không chuyển sang phương tiện quang học cho đến khi phát hành GameCube vào năm 2001. Băng cũng được sử dụng cho các máy chơi game cầm tay của họ, được gọi là Game Pak trong dòng máy cầm tay Game Boy và Thẻ trò chơi (Game Card) trong dòng máy cầm tay DS/3DS. Những băng này nhỏ và mỏng hơn nhiều so với các băng trước đây. Trong trường hợp Thẻ trò chơi, Bộ nhớ flash được sử dụng để lưu trữ dữ liệu trò chơi thay cho các chip ROM chuyên dụng trong hầu hết các băng trò chơi trước đây. Máy cầm tay PlayStation Vita của Sony cũng sử dụng thiết kế băng tương tự được gọi là Thẻ trò chơi PlayStation Vita, sử dụng công nghệ bộ nhớ flash giống như Thẻ trò chơi của Nintendo.

Những năm gần đây, Nintendo đã từ bỏ việc sử dụng phương tiện dựa trên đĩa quang độc quyền của riêng mình sau khi sản xuất vài trò chơi bên thứ nhất cuối cùng cho Wii U vào năm 2017 với sự ra mắt của Nintendo Switch cùng năm đó, thiết bị nổi bật với các băng nhỏ thay vì đĩa quang. Những băng này được gọi là Thẻ trò chơi, tương tự như các máy cầm tay Nintendo trước đây kể từ dòng DS. Chúng nhỏ và mỏng hơn nhiều so với các băng trước đây cho máy console cũng như Thẻ trò chơi của chính Nintendo cho máy cầm tay DS/3DS. Chúng sử dụng một dạng công nghệ bộ nhớ flash tương tự như Thẻ SD với không gian lưu trữ lớn hơn. Các trò chơi cuối cùng được sản xuất cho phương tiện đĩa quang của Nintendo (cụ thể là Wii và Wii U) được phát hành vào năm 2020, ba năm sau khi Nintendo Switch ra mắt. Cách tiếp cận sử dụng Thẻ trò chơi dạng băng của Nintendo tiếp tục với việc phát hành Nintendo Switch 2 vào năm 2025. Ngày nay, Nintendo là công ty lớn duy nhất sử dụng độc quyền phương tiện dựa trên băng cho máy console và máy cầm tay của họ trong khi những hãng khác như Sony và Microsoft tiếp tục sử dụng phương tiện dựa trên Đĩa quang cho máy console.

Vào năm 1976, 310.000 băng trò chơi điện tử gia đình đã được bán tại Hoa Kỳ. Từ năm 1983 đến 2013, tổng cộng  băng phần mềm đã được bán cho các máy console Nintendo.

Sử dụng trong cải tiến phần cứng 

Băng ROM không chỉ có thể mang phần mềm mà còn cả các phần mở rộng phần cứng bổ sung. Ví dụ bao gồm nhiều chip dựa trên băng trên Super NES, chip SVP trong phiên bản Virtua Racing trên Sega Genesis, và mô-đun cờ vua trong Magnavox Odyssey².

Micro Machines 2 trên Genesis/Mega Drive đã sử dụng thiết kế băng "J-Cart" tùy chỉnh của Codemasters kết hợp thêm hai cổng Gamepad. Điều này cho phép người chơi kết nối tối đa bốn tay cầm với máy console mà không cần thêm bộ chuyển đổi đa điều khiển.

Ưu điểm và nhược điểm 

Lưu trữ phần mềm trên băng ROM có một số ưu điểm so với các phương pháp lưu trữ khác như đĩa mềm và phương tiện quang học. Do băng ROM được ánh xạ bộ nhớ vào không gian địa chỉ bình thường của hệ thống, phần mềm lưu trữ trong ROM có thể được đọc như bộ nhớ thông thường. Vì hệ thống không phải chuyển dữ liệu từ phương tiện chậm hơn nên cho phép thời gian tải và thực thi mã gần như tức thì. Phần mềm chạy trực tiếp từ ROM thường sử dụng ít RAM hơn, để lại bộ nhớ trống cho các quy trình khác. Trong khi kích thước tiêu chuẩn của phương tiện quang học quy định kích thước tối thiểu cho các thiết bị đọc đĩa, băng ROM có thể được sản xuất với nhiều kích thước khác nhau, cho phép tạo ra các thiết bị nhỏ hơn như hệ thống trò chơi cầm tay. Băng ROM có thể bị hỏng nhưng nhìn chung bền và có khả năng chống hư hại tốt hơn phương tiện quang học; sự tích tụ bụi bẩn trên các điểm tiếp xúc của băng có thể gây ra sự cố, nhưng việc vệ sinh các điểm tiếp xúc bằng dung dịch cồn isopropyl thường giải quyết được vấn đề mà không có nguy cơ bị ăn mòn.

Băng ROM thường có dung lượng thấp hơn các phương tiện khác. Phiên bản tương thích PCjr của Lotus 1-2-3 được cung cấp trên hai băng và một đĩa mềm. Sản xuất băng ROM thường đắt hơn đĩa và không gian lưu trữ có sẵn trên băng ít hơn so với đĩa quang như DVD hoặc CD-ROM. Các kỹ thuật như bank switching đã được sử dụng để có thể dùng các băng có dung lượng cao hơn lượng bộ nhớ mà bộ xử lý có thể định địa chỉ trực tiếp. Khi trò chơi điện tử trở nên phức tạp hơn (và kích thước mã của chúng tăng lên), các nhà sản xuất phần mềm bắt đầu hy sinh thời gian tải nhanh của băng ROM để đổi lấy dung lượng lưu trữ lớn hơn và chi phí thấp hơn của phương tiện quang học. Một áp lực khác theo hướng này là phương tiện quang học có thể được sản xuất theo các lô nhỏ hơn nhiều so với băng; ngược lại, việc phát hành một trò chơi điện tử dùng băng chắc chắn bao gồm rủi ro sản xuất hàng ngàn băng không bán được.

Sử dụng trong nhạc cụ điện tử 
Bên cạnh việc sử dụng nổi bật trên máy chơi trò chơi điện tử, băng ROM cũng được sử dụng trên một số lượng nhỏ các nhạc cụ điện tử, đặc biệt là đàn phím điện tử.

Yamaha đã sản xuất một số mẫu có tính năng này với bộ tổng hợp DX của họ vào những năm 1980, chẳng hạn như DX1, DX5 và DX7 cùng dòng đàn phím PSR vào giữa những năm 1990, cụ thể là PSR-320, PSR-420, PSR-520, PSR-620, PSR-330, PSR-530 và PSR-6000. Những bàn phím này sử dụng thẻ chuyên dụng được gọi là Music Cartridges, một băng ROM đơn giản chứa dữ liệu MIDI để chơi trên bàn phím dưới dạng chuỗi MIDI hoặc dữ liệu bài hát.

Casio cũng đã sử dụng các băng tương tự được gọi là ROM Pack vào những năm 1980 trước khi Music Cartridge của Yamaha được giới thiệu. Các mẫu sử dụng những băng này thuộc dòng đàn phím điện tử di động Casiotone.

Máy chơi trò chơi điện tử video và máy tính gia đình dựa trên băng 

Amstrad
 Amstrad GX4000

Atari, Inc.
 Atari 2600
 Atari 5200
 Atari 7800
 Atari XEGS
 Lynx
 Jaguar

Bandai
 WonderSwan
 WonderSwan Color / SwanCrystal

Blaze Entertainment
 Evercade

Coleco
 Colecovision

Fairchild Camera and Instrument
 Channel F

Fisher-Price
 Pixter
 Smart Cycle

IBM
 IBM PCjr

Interton
 Interton Video 2000

LeapFrog
 Leapster
 LeapPad
 LeapTV

Magnavox / Philips
 Magnavox Odyssey
 Magnavox Odyssey 2 / Philips Videopac G7000

Mattel
 Intellivision

Milton Bradley
 Vectrex
 Microvision

NEC
 TurboGrafx-16/PC Engine
 TurboExpress

Nikko Europe
 digiBLAST

Nintendo

 NES/Famicom (với các bản sao như Terminator)
 SNES/Super Famicom
 Nintendo 64
 Game Boy
 Game Boy Color
 Game Boy Advance
 Virtual Boy
 Pokémon Mini

Sega
 SG-1000 Mark I / SG-1000 Mark II
 Master System / Mark III
 Genesis / Mega Drive
 Game Gear
 Pico
 32X
 Genesis Nomad
 Advanced Pico Beena

SNK
 Neo Geo
 Neo Geo Pocket
 Neo Geo Pocket Color
 Neo Geo X

Xem thêm 
 ROM image
 Dongle
 Port expander
 RAM pack
 Currah
 Card mở rộng
 Thẻ nhớ

Tham khảo

Liên kết ngoài 
 

Thẻ nhớ máy tính
Đầu nối máy tính
Phân phối trò chơi điện tử