Основные элементы памяти, создаваемые по интегральной КМОП – технологии, разделяется на два вида:
1. SRAM (Static RAM).
2. DRAM (Dynamic RAM).
SRAM
Роль запоминающего элемента играет статический триггер.
2 устойчивых состояния - 0 и 1. Схема с 4 транзисторами, обеспечивает большую емкость микросхемы и меньшую стоимость. однако у такой схемы большой ток утечки, когда информация просто хранится.
DRAM
Схема состоит из конденсатора и запирающего транзистора.
Наличие или отстутсвие заряда на конденсаторе интерпретируется как 1 или 0.
Недостаток - конденсатор разряжается со временем. Из-за этого требуется постоянное обновление информации через каждые 2-8 мкс.
Достоинство: простота схемы позволяет достичь высокой плотности размещения ЗЭ и снизить стоимость.
Сравнение элементов SRAM и DRAM:
1. Удельная стоимость. Элементы SRAM примерно в 10 раз дороже.
2. Плотность упаковки элементы DRAM имеют плотность упаковки выше примерно в 6 раз.
3. Область применения. Элементы SRAM – в основном Кэш-память. Элементы DRAM – основная память.
18. Иерархическая организация памяти компьютеров и ее обоснование. Характеристики уровней памяти.
Причина возникновения иерархичной организации памяти:
Память серьезно отстает по быстродействию от процессоров. Стоимость хранения бита тем выше, чем меньше время доступа к нему. А чем больше емкость памяти, тем меньше стоимость бита, однако тем больше время доступа к нему. Поэтому постоянно приходится решать задачу обеспечения требуемой емкости и высокого быстродействия и приемлимой цены.
Наиболее распространенный подход построения системы памяти - иерархический принцип.
Описание иерархичной памяти:
Память состоит из ЗУ различных типов. каждый тип находится в своей иерархии. Более высокий уровень по сравнению с нижележащим- более быстрый и дорогой, но с более быстрым доступом. Все уровни взаимосвязаны.
Состав иерархичной памяти:
В простейшем случае иерархичная память состоит из:
1) регистровой памяти
2) кэш - памяти
3) основной памяти
4) Внешней(дисковой) памяти
По мере движения вниз по структуре уменьшается соотношение стоимость/бит, возрастает емкость, растет время доступа, уменьшается частота обращения к памяти со стороны ЦП
Иерархическая организация ведет к уменьшению общей стоимости при заданном уровне производительности.
Характеристики для оценки эффективности такой организации памяти:
коэффициент попаданий - отношение числа обращений к памяти при которых произошло попадание, к общему числу обращений к зу данного уровня иерархии.
коэффициент промахов - аналогично, только отношение при промахах.
время обращения или попадания - время необходимое для поиска нужной информации в памяти верхнего уровня + время на фактическое считывание данных
потери на промахах - время требуемое для замены блока в памяти более высокого уровня на блок с нужными данными из более низкого уровня.
потеря на промахах включает в себя: время доступа -время обращения к первому слову блока при промахе и время пересылки - доп. время для пересылки оставшегося блока.