Характеристики динамической памяти

В настоящее время в персональных компьютерах ис­пользуются следующие типы модулей ОЗУ.

SIMM— односторонний мо­дуль памяти. К настоящему времени эти модули физически и мо­рально устарели, но еще используются в старых компьютерах, их до сих пор можно купить в интернет-магазинах. Однако новые системные платы под этот форм-фактор уже давно не выпускают­ся.

SDRAM— синхронная динамическая память. Этот тип памяти позволил еще больше поднять быстродействие ОЗУ. SDRAM ис­пользует ступенчатую конвейерную архитектуру и, кроме того, внут­ренний доступ к блокам памяти с чередованием адресов. Синхро­низация работы памяти SDRAM осуществляет частотой системной (внешней) шины.

Синхронная динамическая память реализована в виде DIММ-модулей.

Следует отметить, что на модуле форм-фактора DIММ реали­зуются несколько разновидностей DRАМ. У этих модулей в отличие от SIММ контакты на противоположных сторонах платы электри­чески не связаны между собой. Это дает возможность практически вдвое увеличить количество выводов модуля. Сами микросхемы памяти также устанавливаются на плате с двух сторон.

DDR SDRAM DIMM — один из самых быстрых и динамично развивающихся видов памяти. По принципам работы она похожа на SDRAM, но, в отличие от нее, может при­нимать и передавать данные на обоих фронтах тактовых импуль­сов. Это удваивает скорость передачи данных.

DDR2 SDRAM — модули памяти типа DDR2 не имеют обрат­ной совместимости с DDR. Они производятся в ином форм-фак­торе с 240 контактами.

Напряжение питания у DDR2 значительно ниже, чем у DDR. Это, кстати, влечет за собой и снижение энер­гопотребления и тепловыделения, что в дальнейшем может быть немаловажно при применении этой памяти в ноутбуках и мощных серверах.

RDRAM - технология, разработанная ком­панией Rambus и позволяющая создавать память с высокой про­пускной способностью (несколько сотен Мбайт/с). Поскольку тех­нология официально поддержана компанией Intel,высока веро­ятность того, что эта память будет основной в компьютерах буду­щего. В настоящее время из-за высокой стоимости этих модулей они применяются в основном в видеоподсистемах высокого уров­ня и мощных серверах.

Все модули DIММ имеют различный форм-фактор (разное количество кон­тактов, напряжение питания и т.д.) и не совместимы между со­бой.

Еще один параметр, который определяет быстродействие ОЗУ, - это пропускная способность, которая измеряется в Мбайт/с. Она зависит от тактовой частоты, на которой работают микросхемы памяти. Совершенствование микросхем памяти идет как по пути увеличения тактовой частоты определенного вида памяти (суще­ствуют модули памяти DDR DIMM от 66 до 130 МГц), так и созда­ния новых типов микросхем памяти (DDR2, Rambus).

В маркировке модулей памяти кроме ее объема обычно указы­вается тактовая частота, на которой они работают, или пропуск­ная способность.

Например, DIММ 256МВ РС-133. Это означает: тип памяти –DIMM SDRAM, объем памяти — 256 Мбайт, тактовая частота -133 МГц.

Пропускная способность этого модуля не указана, но определя­ется очень просто: надо перемножить тактовую частоту на ширину шины в байтах. В данном случае 133 х (64/8) = 1064 Мбайт/с.

Еще один фактор, который влияет на быстродействие микро­схем памяти, — их латентность, т. е. задержка между различными этапами процесса записи (считывания) информации.

Вопрос об объеме ОЗУ, который необходим для нормальной работы компьютера, не так прост. С одной стороны, существуют требования программного обеспечения к минимальной конфигу­рации. Обычно эти требования в отношении памяти ограничива­ются объемом 32 Мбайт. С другой стороны, в реальности комфор­тная работа со многими приложениями требует существенно боль­ших объемов.

Объем ОЗУ 128 Мбайт — нынешний стандарт для систем на­чального уровня, при котором гарантирована нормальная работа большинства программ. Однако проблемы могут возникнуть при использовании Windows, во время обработки документов больших объемов, особенно в графических средах. Объем памяти 256 Мбайт будет достаточный для надежной и комфортной работы практически со всеми приложениями. Современные мощные ком­пьютеры, предназначенные для монтажа видеозаписей, обычно снабжаются ОЗУ объемом памяти 512 Мбайт и выше.

Модули памяти устанавливаются в соответствующие слоты рас­ширения на системной плате.

8.3. Постоянное запоминающее устройство (Read Only Memory (ROM) «память только для чтения»).

В этой памяти хранятся программы тестирования основных узлов компьютера, инициирования загрузки операционной системы и обслуживания операций по вводу и выводу данных. Эти программы как бы по­стоянно «зашиты» в ПЗУ. Такая память является энергонезависи­мой — при выключении компьютера данные сохраняются в этой памяти неопределенно долгое время. Первые наиболее старые ус­тройства ПЗУ работали только в режиме чтения, полностью оп­равдывая свое английское название, а их запись (программирова­ние) осуществлялась либо в процессе изготовления кристалла, либо перед установкой в аппаратуру с помощью довольно слож­ного прибора программатора. В дальнейшем, по мере совершен­ствования технологии производства и методов записи информа­ции, появилась возможность использовать эти устройства не только для чтения, но и в режимах записи, стирания и перезаписи ин­формации. Так, в модули памяти кассовых аппаратов заносится итоговая информация о дневной выручке и количестве покупок. В телевизорах ПЗУ используют для хранения различных настроек, а в телефонных аппаратах — для хранения и быстрого набора ча­сто используемых телефонных номеров (записная книжка).

В персональных компьютерах ПЗУ стало использоваться для сохранения установок, определяющих конфигурацию компьюте­ра и основные параметры обмена между центральным процессо­ром и периферийными устройствами, это так называемый BIOS (базовая система ввода-вывода). BIOS современного ПК хранит несколько десятков такого рода устано­вок. Эти параметры устанавливаются автоматически, по умолча­нию, но могут изменяться вручную по желанию пользователя. При выключении питания установки сохраняются за счет аккумулято­ра, установленного на системной плате. Примером может служить установка системных часов компьютера. Они продолжают рабо­тать и при выключенном компьютере. Некоторые программы об­ращаются к этим часам, чтобы определить время наступления оп­ределенного события, например предупредить о предстоящем дне рождения коллеги или проставить дату вылета самолета. Однако часы эти не отличаются высокой точностью хода и пользователю время от времени приходится вручную корректировать их показания. Это приходится делать и при выходе из строя аккумулятора или в других экстремальных ситуациях.

Наиболее точным обобщающим названием этого класса устройств хранения информации является «энергонезависимая память».

Первые устройства этого класса представляли собой микросхе­мы, в корпусе которых имелось окно из кварцевого стекла. Для записи на них информации использовалось ультрафиолетовое из­лучение.

Последнее поколение устройств такого типа, при изготовле­нии которых используются самые современные технологии с при­менением ферроэлектриков (FRАМ), не требуют для хранения информации никакого элемента питания, сохраняя все осталь­ные свойства обычных запоминающих устройств. Срок хранения информации у них составляет более 20 лет. Представляете себе, выключили на 10 лет компьютер, потом вернулись, включили его — а он прекрасно «помнит» всю информацию.

Микросхемы этого вида памяти распаяны непосредственно на системной плате и не подлежат замене. При выходе их из строя подлежит замене вся материнская плата (это относится и ко всем другим устройствам, расположенным непосредственно на мате­ринской плате).

8.4. Кэш-память.

По мере создания процессоров большой мощности скорость об­мена данными с оперативной памятью становится недостаточной. Это вызывает определенные задержки в работе компьютера. Чтобы процессору не приходилось ждать, пока данные будут ему переданы для обработки, нужен «посредник», своеобразный буфер обмена между ним и оперативной памятью, а также между оперативной и внешней памятью. Этим посредником и выступает кэш-память.

Скорость обмена данными процессора с кэш-памятью намного выше, чем процессора с оперативной памятью, но стоимость быст­рой «кэшки» гораздо выше стоимости ОП. Поэтому объемы кэш­-памяти в компьютере небольшие (обычно не превышают 512 Кбайт), но и это на порядок сокращает число обращений процессора за дан­ными и ускоряет работу машины в целом.

В кэш-памяти хранятся данные, которые МП получил и будет использовать в ближайшие такты своей работы, — быстрый доступ к этим данным позволяет сократить время выполнения очередных команд программы. При выполнении программы данные, считан­ные с оперативной памяти с небольшим опережением, записывают­ся в кэш-память.

По принципу записи результатов различают два типа кэш-памяти:

- в кэш-памяти «с обратной записью» результаты операций, прежде чем будут записаны в ОП, фиксируются в кэш-памя­ти, а затем контроллер кэш-памяти самостоятельно перезапи­сывает эти данные в оперативную память;

- в кэш-памяти «со сквозной записью» результаты операций одновременно параллельно записываются и в кэш-память, и в ОП.

В ПК обычно существует внутренняя (от 8 до 512 Кбайт) кэш-па­мять, которая размещается внутри процессора, и внешняя — уста­навливаемая на материнской плате (до 1 Мбайта).

Можно заметить большое сходство между оперативной и кэш-па­мятью и даже сделать смелый, вывод, что кэш-память — это специфи­ческая разновидность оперативной памяти компьютера. Но, в отли­чие от оперативной, ее регистры недоступны для пользователя (отсю­да и название — англ. Cache — тайник, склад), и, немаловажно, основой кэш-памяти является быстродействующий тип памяти SRAM, а не DRAM (как вы помните, у оперативной памяти).

Поиск по сайту: