Физическая структура ОП

Основная память

Кэш-память

Кэш-память – высокоскоростная память, являющаяся буфером между ОП и МП и позволяющая увеличить скорость выполнения операций. Регистры кэш–памяти недоступны для пользователя; отсюда и название «кэш» (англ. cache – тайник).

В кэш-памяти хранятся данные, которые МП получил и будет использовать в ближайшие такты своей работы. Быстрый доступ к этим данным и позволяет сократить время выполнения очередных команд программы. При выполнении программы данные, считанные из ОП с небольшим опережением, записываются в кэш-память. По принципу записи результатов различают два типа кэш-памяти:

· кэш–память «с обратной записью» – результаты операций, прежде чем записываются в ОП, фиксируются в кэш–памяти, а затем контроллер кэш–памяти самостоятельно записывает эти данные в ОП;

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

Существует два вида, или уровня, кэша. Кэш-память первого уровня (L1 cache) имеет объем несколько десятков или сотен Kb (а у 80386, 4 килобайта) и служит для согласования скорости работы процессора и внешней кэш-памяти. Внешняя кэш-память соответственно называются кэшем второго уровня, или L2 cache, и, собственно, она и отвечает за кэширование. Когда говорят о кэш-памяти, как правило, имеют в виду именно L2 cache. Для эффективного кэширования используются алгоритмы предсказания, так что вероятность попадания в кэш достаточно велика. Начиная с Pentium Pro L2-cache встроена в МП.

ОП содержит RAM и ROM, т. е. ОЗУ и ПЗУ.

ОЗУ предназначено для хранения информации (программ и данных), непосредственно участвующей на текущем этапе функционирования ПК.

ОЗУ – энергозависимая память: при отключении напряжения питания информация, хранящаяся в ней, теряется. Основу ОЗУ составляют большие интегральные схемы, содержащие матрицы полупроводниковых запоминающих элементов (триггеров). Заполняющие элементы расположены на пересечении горизонтальных и вертикальных шин матрицы; запись и считывание информации осуществляются при подаче электрических импульсов по шинам матрицы, которые соединены с элементами, принадлежащими выбранной ячейке памяти.

Конструктивно элементы ОЗУ выполняются в виде модулей– двухрядное расположение выводов), или в виде модулей памяти SIP– однорядное расположение выводов) или (что чаще) SIMM (– модуль памяти с однорядным расположением выводов). Модули SIMM имеют емкость 256 Кбайтов, 1, 4, 8, 16 или 32 Мбайта, с контролем и без контроля четности хранимых битов; могут иметь 30-контактные («короткие») и 72-контактные («длинные») разъемы, соответствующие разъемам на материнской плате. На материнскую плату можно установить несколько (4 и более) модулей SIMM.

DRAM (Dynamic RAM) использовалась для CPU 8088 и 80286. Микросхемы DRAM устанавливаются отдельными DIP (Dual In-line Package) -микросхемами (в виде жука), однако позже были разработаны SIP(Single In-line Package) - и SIMM(Single In-line Memory Module) -модули, получившие более широкую популярность, в виде отдельных плат с уже установленной на них памятью.

Микросхемы FPM DRAM (Fast Page Mode), реализующие страничный режим, использовались с 486-ми процессорами, так как время доступа по сравнению с обычной DRAM сокращается на 50%.

В РС с процессором класса Pentium обычно применяется память типа EDO DRAM (Extended Data Output) - память с расширенным выводом данных. Модули EDO RAM работают на 10-15% быстрее, чем FPM DRAM.

SDRAM (Synchronous DRAM) отличается от остальных видов памяти тем, что все операции в микросхемах памяти синхронизированы с тактовой частотой CPU, то есть память и процессор работают синхронно. Причем при куда большей производительности SDRAM стоит в несколько раз дешевле применяемых до этого микросхем EDO DRAM, что тоже очень немаловажно. Существуют модули со SDRAM (они называются DIMM-модулями и имеют 168 контактов, в то время как память типа EDO/BEDO/FPM DRAM встречается в основном в виде 72-контактных SIMM-модулей).

Технология памяти RDRAM (Rambus DRAM), разработанная компанией Rambus и активно продвигаемая на рынок компанией Intel. В отличие от SDRAM, RDRAM использует более узкую (малоразрядную) магистраль даных. Данные передаются по два пакета за такт. Выпускает в виде RIMM модулей.

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) появилась в следствие улучшений архитектуры SDRAM, поэтому другое название этого типа памяти - SDRAM II. За один такт передается два пакета данных, что означает увеличение пропускной способности вдвое. В настоящее время многие крупные производители, такие как VIA и AMD, заявили о намерении продвигать эту архитектуру. Большим плюсом DDR SDRAM является ее более низкая по сравнению с RDRAM цена. Однако в силу того, что Intel уже сделала ставки на память RDRAM, будущее DDR SDRAM представляется не таким уж светлым.

ПЗУ строится на основе установленных на материнской плате модулей (кассет) и используется для хранения не изменяемой импульсом загрузочных программ операционной системы, программ тестирования устройств, некоторых драйверов базовой системы ввода-вывода (BIOS) и др. Из ПЗУ можно только считывать информацию, запись в ПЗУ осуществляется вне ПК в лабораторных условиях. Модули ПЗУ имеют емкость, как правило, не превышающую нескольких сот килобайтов. ПЗУ – энергонезависимое ЗУ.

Дата добавления: 2014-01-06