Електронна пам'ять

Електронна пам'ять застосовується практично у всіх підсистемах PC, виступаючи як оперативна пам'ять, кеш-пам'ять, постійніа пам'ять, напівпостійніа пам'яті, буферна пам'ять, зовнішня пам'ять.

Основна, або оперативна, пам'ять (main memory) комп'ютера використовується для оперативного обміну інформацією (командами і даними) між процесором, зовнішньою пам'яттю (наприклад, дисковою) і периферійними підсистемами (графіка, вводу-висновок, комунікації і т.п.). Її інша назва — ОЗУ (оперативний запам'ятовуючий пристрій) — зразково відповідає англійському термінові RAM (Random Access Memory — пам'ять з довільним доступом). Довільність доступу має на увазі можливість операцій запису в будь-який осередок ОЗУ або читання будь-якого осередку ОЗУ в довільному порядку. Вимоги, пропоновані до основної пам'яті:

♦ великий (для електронної пам'яті) обсяг, обчислювальний уже десятками —
сотнями мегабайт і навіть гігабайтами;

♦ швидкодія і продуктивність, що дозволяють реалізувати обчислювальну потужність сучасних процесорів;

♦ висока надійність збереження даних — помилка навіть в одному біті, у принципі, може привести до помилок обчислень, до перекручування і втрати даних, причому іноді і на зовнішніх носіях.

Кеш-пам'ять (cache memory) — зверхоперативна пам'ять (СОЗУ), є буфером між ОЗУ і її «клієнтами» — процесором (одним або декількома) і іншими абонентами системної шини. Кеш-пам'ять не є самостійним сховищем; інформація в ній не адресуема клієнтами підсистеми пам'яті, присутність кеша для них «прозоро». Кеш зберігає копії блоків даних тих областей ОЗУ, до яких відбувалися останні звертання, і досить ймовірне наступне звертання до тих же даним буде обслуговано кеш-пам'яттю істотно швидше, ніж оперативною пам'яттю. Від ефективності алгоритму кеширования залежить імовірність перебування викликаних даних у кеш-пам'яті і, отже, виграш у продуктивності пам'яті і комп'ютера в цілому. Сучасні процесори розташовують убудованим кешем. (Питання кеширования розглянуті в главі 7.)

Постійна пам'ять використовується для енергонезалежного збереження системної інформації — BIOS, таблиць знакогенераторов і т.п. Ця пам'ять при звичайній роботі комп'ютера тільки зчитується, а запис у неї (часто називана програмуванням) здійснюється спеціальними пристроями — программаторами. Звідси і її назва — ROM (Read Only Memory — пам'ять тільки для читання), або ПЗУ (постійний запам'ятовуючий пристрій). Необхідний обсяг пам'яті цього типу невеликий: наприклад, обсяг BIOS PC/XT складав 8 Кбайт, у сучасних комп'ютерах типове значення від 128 Кбайт до 2 Мбайт. Швидкодія постійної пам'яті звичайно нижче, ніж оперативної, але цей недолік може бути виправлений застосуванням тіньової пам'яті (див. 4.2). В останні роки постійну пам'ять витісняють флеш-память, запис у яку можлива в самому комп'ютері в спеціальному режимі роботи, і інші типи енергонезалежної пам'яті (EEPROM, FRAM).

Напівпостійна пам'ять в основному використовується для збереження інформації про конфігурації комп'ютера. Традиційна пам'ять конфігурації разом з часом-календарем (CMOS Memory і CMOS RTC) має обсяг кілька десятків байт, ESCD (Extended System Configuration Data) — область енергонезалежної пам'яті, використовувана для конфигурирования пристроїв Plug and Play, — трохи кілобайт. Схоронність дані CMOS-пам'яті при відключенні живлення комп'ютера забезпечується малопотужною внутрішньою батарейкою або акумулятором. У якості напівпостійної застосовується й енергонезалежна пам'ять з довільним доступом (Non-Volatile Random Access Memory, NVRAM), що зберігає інформацію і при відсутності живлення.

Буферна пам'ять різних адаптерів і контролерів (комунікаційних, дискових і ін.) звичайно розділяється між процесором (точніше, абонентами системної шини) і контролерами пристроїв. До цієї пам'яті відносяться і 16-байтние FIFO-буфери Сомів-портів, і декількамегабайтові кеш-буфери високопродуктивних пристроїв збереження. Специфічним типом буферної пам'яті є відеопам'ять дисплейного адаптера — до неї виробляються інтенсивні звертання з боку центрального процесора і графічного акселератора одночасно з безперервним процесом регенерації зображення.

Електронна пам'ять застосовується і як зовнішню пам'ять — на флеш-картах з різними інтерфейсами і конструктивами (див. 9.10).

У залежності від вимог конкретної підсистеми її пам'ять реалізується на мікросхемах з різними принципами збереження інформації, що і розглядаються в даній главі.

Дата добавления: 2014-01-04