Типи оперативної пам'яті
Оперативна пам'ять (RAM, Random Access Memory, пам'ять довільного доступу) - це енергозалежна середовище, в яке завантажуються і в якій знаходяться прикладні програми та дані в момент, поки ви з ними працюєте. Коли ви закінчуєте роботу, інформація видаляється з оперативної пам'яті. Якщо необхідно оновлення відповідних дискових даних, вони перезаписувати. Це може відбуватися автоматично, але часто вимагає команди від користувача. При виключенні комп'ютера вся інформація з оперативної пам'яті втрачається.
Хоча пам'ять значно подешевшала, модернізувати доводиться її набагато частіше, ніж кілька років тому. В даний час нові типи пам'яті розробляються набагато швидше, і ймовірність того, що в нові комп'ютери не можна буде встановлювати пам'ять нового типу, як ніколи велика.
DRAM (динамічна RAM);
SRAM (статична RAM).
Існують кілька методів організації оперативної пам'яті:
ЕОМ першого покоління по елементній базі були вкрай ненадійними. Так, середнє брешемо роботи до відмовлення для ЕОМ "ENIAC" становила 30 хвилин. Швидкість рахунку при цьому була не порівнянна зі швидкістю рахунку сучасних комп'ютерів. Тому вимоги до збереження даних в пам'яті комп'ютера при відмові ЕОМ були суворіше, ніж вимоги до швидкодії оперативної пам'яті. Внаслідок цього в цих ЕОМ використовувалася незалежна пам'ять.
Е
нергонезавісімая пам'ять дозволяла зберігати введені в неї дані тривалий час (до одного місяця) при відключенні живлення. Найчастіше в якості незалежної пам'яті використовувалися ферритові сердечники. Вони являють собою тор, виготовлених зі спеціальних матеріалів - феритів. Ферити характеризуються тим, що петля гистерезиса залежності їх намагніченості від зовнішнього магнітного підлогу носить практично прямокутний характер.
Мал. B.1.Діаграмма намагніченості феритів
Внаслідок цього намагніченість цього сердечника міняється стрибками (положення двійкового 0 або 1, дивись малюнок B.1.) Тому, зібравши схему, показану на малюнку B.2, практично зібраний найпростіший елемент пам'яті ємністю в 1 біт. Пам'ять на феритових сердечниках працювала повільно і неефективно: адже на перемагнічування сердечника був потрібний час і витрачалося багато електричної енергії. Тому з поліпшенням надійності елементної бази ЕОМ незалежна пам'ять стала витіснятися енергозалежною - більш швидкою, економною і дешевою. Проте, вчені різних країн як і раніше ведуть роботи з пошуку швидкої енергозалежною пам'яті, яка могла б працювати в ЕОМ для критично важливих додатків, перш за все військових.
Мал. B.2.Схема елемента пам'яті на феритових сердечниках
На відміну від пам'яті на феритових сердечниках напівпровідникова пам'ять енергозалежна. Це означає, що при виключенні живлення її вміст втрачається.
Перевагами ж напівпровідникової пам'яті перед її замінниками є:
мала розсіює потужність;
Ці переваги набагато перекривають недоліки напівпровідникової пам'яті, що роблять її незамінною в ОЗУ сучасних комп'ютерів.
Пам'ять типу DRAM
Динамічна оперативна пам'ять (Dynamic RAM - DRAM) використовується в більшості систем оперативної пам'яті персональних комп'ютерів. Основна перевага цього типу пам'яті полягає в тому, що її осередки упаковані дуже щільно, тобто в невелику мікросхему можна упакувати багато бітів, а заначіт, на їх основі можна побудувати пам'ять більшої місткості.
Осередки пам'яті в мікросхемі DRAM - це крихітні конденсатори, які утримують заряди. Проблеми, пов'язані з пам'яттю цього типу, викликані тим, що вона динамічна, тобто повинна постійно регенеруватися, тому що в противному випадку електричні заряди в конденсаторах пам'яті будуть "стікати", і дані будуть втрачені. Регенерація відбувається, коли контролер пам'яті системи бере крихітний перерву і звертається до всіх рядків даних в мікросхемах пам'яті. Більшість систем має контролер пам'яті (зазвичай вбудовується в набір мікросхем системної плати), який налаштований на відповідну промисловим стандартам частоту регенерації, ращвную 15 мкс.
У пристроях DRAM для зберігання одного біта використовується тільки один транзистор і пара конденсаторів, тому вони більш місткі, ніж мікросхеми інших типів пам'яті. Транзистор для кожного однозарядного регістра DRAM використовує для читання стану суміжного конденсатора. Якщо конденсатор заряджений, в осередку записана 1; якщо заряду немає - записаний 0. Заряди в крихітних конденсаторах увесь час стікають, ось чому пам'ять повинна постійно регенеруватися. Навіть миттєве переривання подачі живлення або який-небудь збій в циклах регенерації приведе до втрати заряду в осередку DRAM, а отже, до втрати даних.
Зараз вже не актуально використовувати 66-МГц шини пам'яті. Розробники DRAM знайшли можливість подолати цей рубіж і витягли деякі додаткові переваги шляхом здійснення синхронного інтерфейсу.
Режим FPM динамічної оперативної пам'яті
Старнічная організація пам'яті - проста схема підвищення ефективності пам'яті, відповідно до якої пам'ять розбивається на сторінки довжиною від 512 байт до декількох кілобайт. Електронна схема гортання дозволяє при зверненні до осередків пам'яті в межах сторінки зменшити кількість станів очікування. Якщо потрібна комірка пам'яті знаходиться поза поточної сторінки, то додається одне або більше станів очікування, так як система вибирає нову сторінку.
До першого покоління високошвидкісних DRAM головним чином відносять EDO DRAM, SDRAM і RDRAM, а ось до чого - ESDRAM, DDR SDRAM, Direct RDRAM, SLDRAM (раніше SynchLink DRAM) і т. Д.
Розглянемо деякі з цих типів оперативної пам'яті.