Виды внутренней памяти компьютера. Назначение каждого вида.

 

1. Оперативная память
2. Кэш-память
3. Постоянная память
4. CMOS память

 

Оперативная память

ОП или ОЗУ (оперативно-запоминающее устройство) – это устройство для временного хранения данных.

ОП представляет собой набор ячеек, доступ к которым может осуществляться в произвольном порядке, поэтому память получила название RAM (Random Access Memory – память произвольного доступа).

ОП обнуляется при включении и выключении компьютера.

 

 

Память произвольного доступа

RAM(Random Access Memory – память произвольного доступа).

 

Оперативная память относится к категории динамической памяти DRAM (Dynamic RAM) и основывается на полупроводниковых конденсаторах, в которых информация хранится ограниченное время.

В микросхемах DRAM выполняется регенерация информации.

Микросхема DRAM имеет матричную организацию. Каждый элемент матрицы представляет собой миниатюрный конденсатор, который хранит 1 бит данных.

 

1. Емкость ОП измеряется в байтах.
2. В ОП адресуется каждый байт памяти. Если шина адреса - 32 разряда, то можно адресовать примерно
   4,3 Гб памяти (2³²).
3. Передаваемая порция (количество битов информации, считываемое или записываемое за один цикл обращения) - слово или двойное слово.
4. Метод доступа – произвольный, т. е. считывание (запись) данных может выполняться в любой момент времени по любому адресу.
5. Время доступа – промежуток времени между моментом формирования запроса на чтение информации из ОП и моментом поступления из памяти запрошенного машинного слова;
6. Длительность цикла – минимально допустимое время между двумя последовательными обращениями к ОП.

 

Модификации динамической памяти

1. SDRAM (Synchronous DRAM) – синхронная динамическая память

SDRAM - это память с синхронным доступом, работающая быстрее обычной асинхронной памяти. Память SDRAM использует тактовый генератор для синхронизации всех сигналов, применяемых в микросхеме памяти.

Модули памяти с такими микросхемами получили название DIMM.

1. DDR SDRAM (Double Data Rate) – память позволяет передавать данные по обоим фронтам каждого тактового импульса, что удваивает пропускную способность памяти.

1. DDR2 SDRAM - конструктивно новый тип оперативной памяти - был выпущен в 2004 году.

Основывается на технологии DDR SDRAM, но за счет технических изменений показывает более высокое быстродействие.

Память может работать на частоте 667 МГц и 800 МГц.

Время полного доступа – 25; 11,25; 9 и 7,5 нс.

Время рабочего цикла – 5; 3,75; 3 и 3,5 нс.

1. DDR3 обеспечивает сокращение потребления энергии на 40% по сравнению с модулями DDR2.

Применяется 90-нм технология производства, что позволяет снизить эксплуатационные токи и напряжения.

Частота работы DDR3 1066 МГц, 1333 и 1600 МГц.

 

 

Кэш-память

Кэш-память – это тоже RAM память, но по принципу физической организации относится к статической памяти SRAM (Static RAM).

1. Статическая память SRAM базируется на электрических схемах (триггерах).
2. Статическая память SRAM имеет более высокое быстродействие, чем DRAM.
3. Информация в SRAM может храниться сколь угодно долго.

 

Кэш-память распределяют по нескольким уровням.

1. Кэш первого уровня помещается в том же кристалле, что и сам процессор, и имеет объем порядка десятков Кбайт.
2. Кэш второго уровня находится либо в кристалле процессора, либо в том же узле, что и процессор.

Кэш-память первого и второго уровня работает на тактовой частоте, согласованной с частотой процессора (объем порядка сотен Кбайт).

1. Кэш третьего уровня располагается на материнской плате вблизи процессора, работает на частоте материнской платы, и ее объем может достигать нескольких Мбайт.

 

Кэш-память состоит из трех основных элементов:

¢ контроллер кэш-памяти;

¢ кэш-память данных (DataRAM);

¢ кэш-память адресов (TagRAM).

Процессор для получения данных обращается первоначально к TagRAM, если анализ адресов показывает, что требуемых данных в кэш-памяти нет, происходит обращение к ОП.

 

Постоянная память

Постоянная память или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) обычно содержит такую информацию, которая не должна меняться в течение длительного времени.

ПЗУ располагается на материнской плате и представляет собой одну микросхему.

Существует несколько видов постоянной памяти.

 

Виды ПЗУ

1. ROM (Read Only Memory) – память поддерживает только режимы считывания и хранения.
2. PROM (Programmable Read Only Memory) – можно однократно менять программу памяти после изготовления микросхемы.
3. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) – можно несколько раз менять программу памяти после изготовления микросхемы с помощью специального устройства – программатора, подключаемого через какой-либо порт.
4. Flash Memory – память может быть перезаписана многократно непосредственно в компьютере. Имеет малое время доступа и малую длительность процесса стирания. В современных компьютерах используется Flash-память.

 

BIOS

BIOS (Basic Input Output System) – программа, хранящаяся в постоянной памяти, получает управление при включении и сбросе материнской платы (МП) и выполняет следующие действия:

¢ осуществляет вызов блока начальной загрузки, который переносит остальную часть операционной системы (ОС) с жесткого диска в ОП;

¢ запускает тестовую программу POST (Power On Self Test), которая при включении компьютера проверяет все его основные компоненты;

¢ обеспечивает программную поддержку стандартных устройств компьютера (клавиатуры, видеокарты, дисков, шин и др.);

¢ предоставляет программу CMOS Setup для установки аппаратной конфигурации компьютера.

 

CMOS (КМОП) память

¢ CMOS (КМОП) память – это энергонезависимая память, которая получила свое название по технологии изготовления (Complementary Metal Oxide Semiconductor).

¢ Микросхема памяти питается от небольшой батарейки, расположенной на материнской плате (МП).

¢ Память хранит показания системных часов, результаты диагностики POST программы, информацию о размере ОП, информацию о жестком диске: номер дисковода, количество дорожек, секторов и цилиндров.

¢ За информацией о жестком диске к CMOS памяти обращается BIOS при загрузке ОС.