Лекция "Состав основной памяти компьютера. "

Состав основной памяти компьютера. Конструктивное исполнение модулей памяти Оперативная память (RAM — Random Access Memory) — функциональная часть ЭВМ, предназначенная  для  хранения  и  (или)   выдачи  входной  информации,   промежуточных  и окончательных результатов, вспомогательной информации. Существует много различных типов оперативной памяти, но с точки зрения физического принципа действия различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM). Ячейки динамической памяти (DRAM) можно представить в виде микроконденсаторов, способных   накапливать   заряд   на   своих   обкладках.   Это   наиболее   распространенный   и экономически доступный тип памяти. Недостатки этого типа связаны, во­первых, с тем, что как при заряде, так и при разряде конденсаторов неизбежны переходные процессы, то есть запись данных происходит сравнительно медленно. Второй важный недостаток связан с   тем,   что   заряды   ячеек   имеют   свойство   рассеиваться   в   пространстве,   причем   весьма быстро. Если оперативную память постоянно не «подзаряжать», утрата данных происходит через   несколько   сотых   долей   секунды.   Для   борьбы   с   этим   явлением   в   компьютере происходит постоянная регенерация (освежение, подзарядка) ячеек оперативной памяти. Регенерация   осуществляется   несколько   десятков   раз   в   секунду   и   вызывает непроизводительный расход ресурсов вычислительной системы. Ячейки статической памяти (SRAM) можно представить как электронные микроэлементы —   триггеры,   состоящие   из   нескольких   транзисторов.   В   триггере   хранится   не   заряд,   а состояние   (включен/выключен),   поэтому   этот   тип   памяти   обеспечивает   более   высокое быстродействие, хотя технологически он сложнее и, соответственно, дороже. Микросхемы динамической памяти используют в качестве основной оперативной памяти компьютера.   Микросхемы   статической   памяти   используют   в   качестве   вспомогательной памяти   (так   называемой   кэш­памяти),   предназначенной   для   оптимизации   работы процессора. Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом. В настоящее время в процессорах Intel Pentium и некоторых других принята 32­разрядная адресация, а это означает, что всего независимых адресов может быть 232. Таким образом, в современных компьютерах возможна непосредственная адресация к полю памяти размером 232 = 4 294 967 296 байт (4,3 Гбайт). Однако это отнюдь не означает, что именно столько оперативной памяти   непременно   должно   быть   в   компьютере.   Предельный   размер   поля   оперативной памяти,   установленной   в   компьютере,   определяется   микропроцессорным   комплектом (чипсетом) материнской платы и обычно составляет несколько сот Мбайт. Одна адресуемая ячейка содержит восемь двоичных ячеек, в которых можно сохранить 8 бит, то есть один байт данных. Таким образом, адрес любой ячейки памяти можно выразить четырьмя байтами. Оперативная память в компьютере размещается на стандартных панельках, называемых модулями.   Модули   оперативной   памяти   вставляют   в   соответствующие   разъемы   на материнской плате. Если к разъемам есть удобный доступ, то операцию можно выполнять своими руками. Если удобного доступа нет, может потребоваться неполная разборка узлов системного блока, и в таких случаях операцию поручают специалистам. DDR SDRAM По сравнению с обычной памятью типа SDRAM, в памяти SDRAM с удвоенной скоростью  передачи данных (англ. double data rate SDRAM, DDR SDRAM или SDRAM II) была вдвое  увеличена пропускная способность. Первоначально память такого типа применялась в  видеоплатах, но позднее появилась поддержка DDR SDRAM со стороны чипсетов. У всех предыдущих DRAM были разделены линии адреса, данных и управления, которые  накладывают ограничения на скорость работы устройств. Для преодоления этого  ограничения в некоторых технологических решениях все сигналы стали выполняться наодной шине. Двумя из таких решений являются технологии DRDRAM и SLDRAM. Они  получили наибольшую популярность и заслуживают внимания. Стандарт SLDRAM  является открытым и, подобно предыдущей технологии, SLDRAM использует оба  перепада тактового сигнала. Что касается интерфейса, то SLDRAM перенимает протокол,  названный SynchLink Interface и стремится работать на частоте 400 МГц. Память DDR SDRAM работает на частотах в 100, 133, 166 и 200 МГц, её время полного  доступа — 30 и 22,5 нс, а время рабочего цикла — 5, 3,75, 3 и 2,5 нс. Так как частота синхронизации лежит в пределах от 100 до 200 МГц, а данные передаются  по 2 бита на один синхроимпульс, как по фронту, так и по срезу тактового импульса, то  эффективная частота передачи данных лежит в пределах от 200 до 400 МГц. Такие модули памяти обозначаются DDR200, DDR266, DDR333, DDR400. Direct RDRAM или Direct Rambus DRAM Тип памяти RDRAM является разработкой компании Rambus. Высокое быстродействие  этой памяти достигается рядом особенностей, не встречающихся в других типах памяти.  Первоначальная очень высокая стоимость памяти RDRAM привела к тому, что  производители мощных компьютеров предпочли менее производительную, зато более  дешёвую память DDR SDRAM. Рабочие частоты памяти — 400, 600 и 800 МГц, время  полного доступа — до 30 нс, время рабочего цикла — до 2,5 нс. DDR2 SDRAM Конструктивно новый тип оперативной памяти DDR2 SDRAM был выпущен в 2004 году.  Основываясь на технологии DDR SDRAM, этот тип памяти за счёт технических изменений  показывает более высокое быстродействие и предназначен для использования на  современных компьютерах. Память может работать с тактовой частотой шины 200, 266,  333, 337, 400, 533, 575 и 600 МГц. При этом эффективная частота передачи данных  соответственно будет 400, 533, 667, 675, 800, 1066, 1150 и 1200 МГц. Некоторые  производители модулей памяти помимо стандартных частот выпускают и образцы,  работающие на нестандартных (промежуточных) частотах. Они предназначены для  использования в разогнанных системах, где требуется запас по частоте. Время полного  доступа — 25, 11,25, 9, 7,5 нс и менее. Время рабочего цикла — от 5 до 1,67 нс. DDR3 SDRAM Этот тип памяти основан на технологиях DDR2 SDRAM со вдвое увеличенной частотой  передачи данных по шине памяти. Отличается пониженным энергопотреблением по  сравнению с предшественниками. Частота полосы пропускания лежит в пределах от 800 до 2400 МГц (рекорд частоты — более 3000 МГц), что обеспечивает большую пропускную  способность по сравнению со всеми предшественниками.