Память ПК

Автор: Бородина Н.А., Грицина В.В., Контарева Н.И.

Журнал: Теория и практика современной науки @modern-j

Рубрика: Основной раздел

Статья в выпуске: 6 (6), 2015 года.

Бесплатный доступ

В статье рассматриваются анализ архитектуры, назначения и особенности различных поколений ОЗУ, начиная с первых 16-разрядных микросхем памяти. Рассмотрение логической организации памяти, быстродействия, синхронизации работы (по отношению к процессору), контроля чётности, режимов страничного доступа, расслоения ОЗУ на банки и пакетноконвейерный режим.

Персональный компьютер, память, оперативная память, дополнительная память

Короткий адрес: https://sciup.org/140266909

IDR: 140266909

Текст научной статьи Память ПК

The article deals with the analysis of the architecture, purpose and features of various generations of RAM, starting with the first 16-bit memory chips. The logical memory organization, speed, synchronization (relative to the processor), parity, modes page access, stratification of RAM banks and pechenocnami mode.

Все персональные компьютеры используют три вида памяти: оперативную, постоянную и внешнюю (различные накопители). Память нужна как для исходных данных так и для хранения результатов. Она необходима для взаимодействия с периферией компьютера и даже для поддержания образа, видимого на экране. В компьютерных системах работа с памятью основывается на очень простых концепциях. В принципе, всё, что требуется от компьютерной памяти, – это сохранять один бит информации так, чтобы потом он мог быть извлечён оттуда.

Оперативная память предназначена для хранения переменной информации, так как она допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения микропроцессором соответствующих операций.

Кэш-память предназначена для согласования скорости работы сравнительно медленных устройств, таких например, как динамическая память с быстрым микропроцессором. С помощью кэш-памяти обычно делается попытка согласовать также работу внешних устройств, например, различных накопителей, и микропроцессора.

Целостность памяти – это одна из самых больших проблем разработчиков кэш-памяти. Все вопросы по преодолению этих проблем были возложены на отдельную микросхему – кэш-контроллер Intel 82385. Соответствующий контролер кэш-памяти должен заботиться о том, чтобы команды и данные, которые будут необходимы микропроцессору в определенный момент времени, оказывались в кэш-памяти.

Для этого существует принципиально иной тип оперативной памяти -SRAM, что расшифровывается как Static (статическая) RAM.

Почти на всех персональных компьютерах область памяти UMB (Upper Memory Blocks) редко оказывается заполненной полностью. Пустует, как правило, область расширения системного ROM BIOS или часть видеопамяти и области под дополнительные модули ROM. На этом и базируется спецификация дополнительной памяти EMS (Ехpanded Memory Specification), впервые разработанная фирмами Lotus Development, Intel и Microsoft (поэтому называемая иногда LIM-спецификацией). Эта спецификация позволяет использовать оперативную память свыше стандартных 640 Кбайт для прикладных программ.

Принцип использования дополнительной памяти основан на переключении блоков (страниц) памяти. В области UMB, между видеобуфером и системным RGM BIOS, выделяется незанятое 64-Кбайтное "окно", которое разбито на страницы. Программные и аппаратные средства позволяют отображать любой сегмент дополнительной памяти в любую из выделенных страниц "окна (TM).

Особенность SDRAM по сравнению с другими типами оперативной памяти – синхронизация работы с центральным процессором. Соответственно, возрастает эффективность работы современных процессоров. Память типа Double Data Rate SDRAM, называемой также SDRAM II (ныне она уже стандартизирована) способна работать на частоте 200 МГц и обеспечивает в два раза большую производительность, чем SDRAM.

Память SLDRAM работает с шестнадцатью банками и поддерживает частоту до 400 МГц, впрочем, это лишь проект, проводимый группой из двенадцати крупнейших производителей DRAM. SDRAM в состоянии работать без циклов задержки на частоте до 100 МГц, а наиболее качественные модули – до 125 МГц (на практике достигается до 133 МГц). Таким образом, время цикла памяти SDRAM составляет 7 – 10 нс.

Сейчас наибольшее распространение получают микросхемы с временем цикла 8 и даже 7 нс. С современными задачами SDRAM в принципе справляется неплохо. Однако уже в ближайшее время её возможностей может оказаться недостаточно. В этой связи очень показательна ситуация с компьютером на базе Intel Pentium 166 и 200.

Особенность SDRAM по сравнению с другими типами оперативной памяти – синхронизация работы с центральным процессором. Соответственно, возрастает эффективность работы современных процессоров.

Поскольку процессоры некоторых архитектур уже перешагнули барьер в 1 ГГц повышение в будущем тактовой частоты обеспечиваемой SLDRAM даже до 400 МГц, будет не достаточно необходимо по меньшей мере 600 МГц. Пропускная способность 400 Мбайт/с тоже невелика: до сих пор разрабатывая новые микросхемы памяти, все пытаются угнаться по быстродействию за процессорами, но ни о каком запасе скорости на пару-тройку лет развития и речи нет, а потребность в этом уже ощущается.

Список литературы Память ПК

  • Каган, Б.М. Электронно-вычислительные машины и системы. - Москва «Радио и связь», 1991.
  • А.Д. Смирнов «Архитектура вычислительных систем» Москва «Радио и связь» 1990г.
  • Э.В. Евреинов, Ю.Т. Бутыльский, И.А. Мамзелев «Цифровая и вычислительная техника» Москва «Радио и связь» 1991 г.
  • Бородина, Н.А. Тестирование и отладка электронного учебного ресурса по информатике / Н.А. Бородина, Т.А. Харитонова / Современное состояние и приоритетные направления развития аграрной экономики в условиях импортозамещения: мат. междунар.-практической конф. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, Департамент научно-технологической политики и образования. - ДГАУ, 2015. - С. 228-232.
Статья научная