Учебник для вузов Общие сведения Аппаратное обеспечение
 Скачать 5.31 Mb.
|
Оперативная память Кроме основной оперативной памяти (RAM – Random Access Memory, память с произвольным доступом) современные персональные компьютеры имеют память видеокарты (с которой работает процессор ви- деокарты), а также сверхоперативную память центрального процессора (кэш первого, второго и иногда третьего уровня). Для долговременного хранения информации используются дисковые и пр. устройства, которые иногда называют внешней памятью (описаны далее в разделе 2.5). Оперативная память, так же, как и процессоры, имеют длительную историю своего развития – от первых микросхем памяти, запаянных на материнской плате первых персональных компьютеров до современных сменных модулей емкостью в несколько ГБайт. Чипсет, используемый на компьютере, определяет тип оперативной памяти, который можно использовать. Ранее при описании чипсета Intel® G45 Express (раздел 2.2) было указано, что он может работать с двухка- нальной памятью типа DDR3 (скорость 8,5 Гбит/с) или DDR2 (6,4 Гбит/с). Полное наименование такой памяти – DDR3 SDRAM. Современная оперативная память – динамическая (DRAM), содер- жимое ее остается неизменным в течение очень короткого промежутка времени, поэтому память должна периодически обновляться (регенериро- ваться). Запоминающим элементом динамической памяти является кон- денсатор, который может находиться в заряженном или разряженном со- стоянии. Если конденсатор заряжен, то в ячейку памяти записана логиче- ская 1, если разряжен – логический 0. В идеальном конденсаторе заряд может сохраняться неограниченное время, в реальном конденсаторе суще- ствует ток утечки, поэтому информация, записанная в динамическую па- мять, со временем будет утрачена в результате разрядки конденсаторов. Единственным способом регенерации хранимой в памяти информа- ции является выполнение операций чтения и повторной записи данных, выполняемых через определенные промежутки времени (например, каж- дые 2 мс) всех ячеек памяти. В эти моменты процессор находится в состо- янии ожидания. Регенерация памяти происходит также при выполнении каждой операции чтения данных. Ячейки памяти организованы в матрицу, состоящую из строк и столбцов. Полный адрес ячейки данных включает два компонента – адрес строки и адрес столбца. При чтении информации из памяти вначале счи- тывается информация всех ячеек памяти для строки с заданным адресом и помещается в буфер ввода/вывода. Далее в соответствии с адресом столб- ца данные выбираются из буфера ввода/вывода и поступают на выход ди- намической памяти. Микросхемы памяти состоят из отдельных матриц, каждая из кото- рых имеет собственную линию чтения/записи. В этом случае одновремен- но считывается или записывается несколько бит информации. Количество линий определяет разрядность шины ввода/вывода. Современные микро- схемы памяти 64-х разрядные. Емкость матрицы памяти (глубиной адресного пространства, address depth) и их количество (разрядность) определяет общий объем микросхе- мы памяти, которые размещаются на модулях памяти (DIMM – модули). DIMM-модуль (Dual In-Line Memory Module) имеет с двух сторон элек- трически независимые контакты для подключения к шине контроллера памяти через слот, в который они вставляются. Наиболее распространенными являются 240-контактные 64- разрядные модули DIMM, имеющие по 120 контактов с каждой стороны (см. рисунок 2.14). Хотя число контактов у модулей DDR2 и DDR3 одинаково, слоты, предназначенные для памяти разного типа, отличаются расположением «ключа» - прореди между контактами. Поэтому, установить DDR3 SDRAM в DDR2 DIMM и наоборот не удастся. SDRAM – микросхема синхронной динамической памяти (Synchronous DRАМ), в которой процессы записи и считывания информа- ции строго привязаны к тактам системной шины.  Рисунок 2.14. Модули памяти 4Gb (2x2Gb) PC3-12800 1600MHz DDR3 DIMM Corsair Vengeance XMS3 DDR SDRAM (Double Date Rate – удвоенная скорость передачи дан- ных) является следующим поколением SDRAM. В отличие от SDRAM па- мять этого типа дает возможность выполнять два обращения к памяти за время одного такта системной шины. DDR2 и DDR3 – последующие модификации памяти DDR SDRAM, позволяющие за один такт записывать или считывать 4 (DDR2) или 8 (DDR3) блоков данных, имеют пониженное напряжение питание (DDR - 2,5 В, DDR2 - 1,8 В, DDR3 - 1,5 В) и энергопотребление. В настоящее время память DDR2 работает на частоте от 533 МГц (обозначаемая, как РС2-4200 по скорости передачи данных 4200 Мб/с) до 1066 МГц (РС2-8500). Память DDR3 выпускается для работы с частотой от 1066 МГц до 2000 МГц, маркировка DDR3 в зависимости от частоты: РС3-8500 … РС3- 16000. В обозначениях модулей памяти встречаются также обозначения: ECC – память с коррекцией ошибок (Error Correct Code) – имеет допол- нительную 8-разрядную микросхему памяти, в результате модули с ECC являются 72- разрядным (в отличие от стандартных 64-разрядых модулей); Full Buffered (FB) – память с буферизацией данных, имеет дополни- тельные микросхемы регистров для буферизации данных, наиболее ча- сто используются в регистровых модулях (Registered) для серверов. Стоимость памяти для ПК достаточно высока, данные таблицы 2.7 позволяют получить сравнительные данные о различных модулях памяти. Таблица 2.7. Модули памяти и их примерная цена (январь 2014 г.)
Необходимый объем оперативной памяти для настольных персо- нальных компьютеров зависит в первую очередь от операционной систе- мы и от приложений пользователя, которые используются на ПК. До недавнего времени наибольшее применение находили модули памяти DDR2 емкостью 1 ГБайт (2 модуля в комплекте для двухканальной памяти), для семейства процессоров Core i3/i5 используют 2 модуля по 2 Гб DDR3. |