Занятие 2 Раздел 1 Оперативная память

Занятие № 2 Раздел 1 Оперативная память

ОЗУ-Оперативная память (RAM) (англ. Random Access Memory, память с произвольным доступом) — энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции. Обязательным условием является адресуемость (каждое машинное слово имеет индивидуальный адрес) памяти. Передача данных в/из оперативную адрес память процессором производится непосредственно, либо через сверхбыструю память. Содержащиеся в оперативной памяти данные доступны только тогда, когда компьютер включен При выключении компьютера содержимое стирается из оперативной памяти, поэтому перед выключением компьютера все данные нужно сохранить. Так же от объема оперативной памяти зависит количество задач, которые одновременно задач может выполнять компьютер.

Взаимодействие системы с ОЗУ Скорость считывания / записи, как правило, зависит от типа используемой оперативной памяти: • динамического ОЗУ (DRAM), • синхронной динамической памяти (SDRAM), • либо памяти RDRAM.

Строение оперативной памяти ОЗУ большинства современных компьютеров представляет собой модули динамической памяти, содержащие полупроводниковые БИС ЗУ, организованные по принципу устройств с произвольным доступом.

Строение оперативной памяти На элементарном уровне запоминающая ячейка SDRAMпамяти, способная запомнить 1 бит информации, представляет собой конденсатор, который выполняет функцию хранителя заряда. Наличие заряда на конденсаторе можно ассоциировать с единичным битом информации, а его отсутствие — с нулевым битом. Однако одного лишь конденсатора недостаточно для формирования ячейки памяти. Дело в том, что если конденсатор соединить с линией строк и линией столбцов, то он мгновенно разрядится, то есть не сможет сохранять информацию. Поэтому в паре с конденсатором в элементарной ячейке памяти применяется транзистор, выполняющий функцию электронного ключа (рис. 2). Затвор транзистора (управляющий электрод) подключается к линии строк, а остальные два электрода (сток и исток) подключены к одной из обкладок конденсатора и линии столбцов. Если на затвор транзистора не подается напряжение, то транзистор находится в запертом состоянии и конденсатор физически отсоединен от линии столбцов.

Процесс обработки данных в ОЗУ

Память динамического типа (DRAM) DRAM, англ. dynamic random access memory (Динамическое ОЗУ) — тип энергозависимой полупроводниковой памяти с произвольным доступом; также ОЗУ широко используемая в качестве оперативной памяти современных компьютеров. Физически DRAM состоит из ячеек, созданных в полупроводниковом материале, в каждой из которых можно хранить определённый объём данных, строку от 1 до 4 бит. Совокупность ячеек такой памяти образуют условный «прямоугольник» , состоящий из определённого количества строк и столбцов. Один такой «прямоугольник» называется страницей, а совокупность страниц называется банком. Весь набор ячеек условно делится на несколько областей. Как запоминающее устройство, DRAM представляет собой модуль памяти различных конструктивов, состоящий из электрической платы, на которой расположены микросхемы памяти и разъёма, необходимый для подключения модуля к материнской плате.

Различные виды DRAM DIP (Dual In-line Package, также DIL) — тип корпуса микросхем, микросборок и некоторых других электронных компонентов. Имеет прямоугольную форму с двумя рядами выводов по длинным сторонам. SIPP (англ. Single In-line Pin Package) — модули памяти с однорядным расположением контактов. SIMM (30 -контактный), (англ. Single In-line Memory Module, односторонний модуль памяти) — модули памяти с однорядным расположением контактов, 1990 -е годы. До 128 Мбайт. SIMM (72 -контактный), DIMM (168 -контактный), (англ. Dual In-line Memory Module, двухсторонний модуль памяти) — форм-фактор модулей памяти DRAM. DIMM (184 -контактный, DDR)

Cинхронная динамическая память SDRAM (англ. Synchronous Dynamic Random Access Memory — синхронная динамическая память с произвольным доступом) — тип запоминающего устройства, использующегося в компьютере в качестве ОЗУ. В отличие от других типов DRAM, использовавших асинхронный обмен данными, ответ на поступивший в устройство управляющий сигнал возвращается не сразу, а лишь при получении следующего тактового сигнала. Тактовые сигналы позволяют организовать работу SDRAM в виде конечного автомата, исполняющего входящие команды. При этом входящие команды могут поступать в виде непрерывного потока, не дожидаясь, пока будет завершено выполнение предыдущих инструкций (конвейерная обработка): сразу после команды записи может поступить следующая команда, не ожидая, когда данные окажутся записаны. Поступление команды чтения приведёт к тому, что на выходе данные появятся спустя некоторое количество тактов — это время называется задержкой (англ. SDRAM latency) и является одной из важных характеристик данного типа устройств.

DDR SDRAM (от англ. Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory — синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных) — тип компьютерной памяти, используемой в вычислительной технике в качестве оперативной и видеопамяти. Спецификация чипов памяти: DDR 200: память типа DDR SDRAM, работающая на частоте 100 МГц DDR 266: память типа DDR SDRAM, работающая на частоте 133 МГц DDR 333: память типа DDR SDRAM, работающая на частоте 166 МГц DDR 400: память типа DDR SDRAM, работающая на частоте 200 МГц [Характеристики чипов Ёмкость чипа записывается в мегабитах, например 256 Мбит — чип ёмкостью 32 мегабайта. Напряжение питания микросхем: 2, 6 В +/- 0, 1 В Потребляемая мощность: 527 м. Вт Интерфейс ввода-вывода: SSTL_2

DDR 2 SDRAM (от англ. double-data-rate two). Как и DDR SDRAM, DDR 2 SDRAM использует передачу данных по обоим срезам тактового сигнала, за счёт чего при такой же частоте шины памяти, как и в обычной SDRAM, можно фактически удвоить скорость передачи данных (например, при работе DDR 2 на частоте 100 МГц эквивалентная эффективная частота для SDRAM получается 200 МГц). Основное отличие DDR 2 от DDR — вдвое большая частота работы шины, по которой данные передаются в буфер микросхемы памяти. При этом, чтобы обеспечить необходимый поток данных, передача на шину осуществляется из четырёх мест одновременно. Итоговые задержки оказываются выше, чем для DDR. Внешнее отличие модулей памяти DDR 2 от DDR - 240 контактов (по 120 с каждой стороны) Напряжение питания микросхем: 1, 8 В Потребляемая мощность: 247 м. Вт Интерфейс ввода-вывода: SSTL_18

DDR 3 SDRAM (double-data-rate three). Модули DIMM с памятью DDR 3, имеющие 240 контактов, не совместимы с модулями памяти DDR 2 электрически и механически. Ключ расположен в другом месте, поэтому модули DDR 3 не могут быть установлены в слоты DDR 2, сделано это с целью предотвращения ошибочной установки одних модулей вместо других и их возможного повреждения вследствие несовпадения электрических параметров. В переходный период производители выпускали материнские платы, которые поддерживали установку и модулей DDR 2, и DDR 3, имея соответствующие разъёмы (слоты) под каждый из двух типов, но одновременная работа модулей разных типов не допускалась.

Физические различия DDR 1. 2. 3

DDR 4 SDRAM (англ. double-data-rate four synchronous dynamic random access memory) — новый тип оперативной памяти, отличающийся от предыдущих поколений более высокими частотными характеристиками и низким напряжением. Будет поддерживать частоты от 2133 до 4266 МГц. В массовое производство выйдет предположительно в 2013 году 4 января 2011 на выставке CES компания Samsung официально представила новые модули, работающие в режиме DDR 4 -2133 при напряжении 1, 2 В. Доля DDR 4 увеличится от 5% в 2013 году до 50% в 2015 году.