Презентация Организация оперативной памяти компьютера. Организация оперативной памяти. Организация оперативной памяти принцип работы
 Скачать 1.55 Mb.
|
«Организация оперативной памяти: принцип работы»СодержаниеОпределение История Построение в схеме Принципы работы ОЗУ КЭШ ОЗУ Технология SDRAM Микросхема памяти Двухканальность ОЗУ CAS-Тайминги Тактовая частота ОЗУ Источники ОпределениеОперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) — энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой во время работы компьютера хранится выполняемый машинный код а также входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором. ИсторияВ эпоху господства компьютеров семейства XT/AT господствовали микросхемы памяти форм-фактора DIP. Эта память представляла собой отдельную микросхему, которую нужно было вставлять в горизонтальном положении в специальный разъем на материнской плате. Оперативная память формата DIP, однако, имела несколько существенных недостатков. Во-первых, микросхема не очень крепко держалась в своем гнезде, и поэтому часть ее контактов могла не действовать, что приводило к ошибкам памяти. Кроме того, подобные микросхемы имели небольшую емкость и неэффективно использовали свободное пространство материнской платы. Недостатки технологии DIP побудили конструкторов к разработке модулей памяти форм-фактора SIMM (Single-in-line Memory Module). Первые SIMM появились еще в системах AT. В отличие от DIP модули SIMM, как и современные DIMM, представляли собой длинные модульные платы, к которым были в один ряд прикреплены микросхемы памяти, и которые можно было вставлять в специальный разъем на материнской плате в вертикальном положении. Построение в схемеПринципы работы ОЗУРабота ОЗУ зависит, прежде всего, от процессора и внешних накопителей – в оперативную память стекается вся информация. Перед тем, как считанные с жесткого диска данные будет обработаны процессором, они прежде загрузятся в оперативную память. КЭШ ОЗУКэш или кеш — промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью. Доступ к данным в кэше осуществляется быстрее, чем выборка исходных данных из более медленной памяти или удаленного источника, однако её объём существенно ограничен по сравнению с хранилищем исходных данных. Технология SDRAMРасскажем чуть подробнее о памяти технологии DDR SDRAM, которая стала настоящим технологическим прорывом и во многом предопределила дальнейшее развитие технологий оперативной памяти. Модули ОЗУ типа DDR SDRAM были разработаны в начале 2000-х гг. и работали на тактовой частоте в 266 МГц. Первые модули DDR SDRAM появились в системах на базе AMD Athlon, а потом и на Pentium 4. Последующие версии DDR2 SDRAM и DDR3 SDRAM, получили значительный скачок в росте эффективной частоты. Но реальная прибавка в скорости была только при переходе с DDR1 на DDR2 благодаря сохранению времени задержки на приемлемом уровне, при значительном росте частоты работы. DDR3 память не может похвастаться тем же и при увеличении частоты вдвое, задержки также увеличиваются почти вдвое. Соответственны выигрыша в скорости работы в реальных условиях нет. Но есть существенный плюс от перехода к новым версиям, который всегда действует — это уменьшение энергопотребления и тепловыделения, что благоприятно сказывается на стабильности и возможности разгона. Современные версии DDR3 редко нагреваются более 50 градусов по Цельсию. Микросхема памятиМикросхема памяти — это электронный компонент, внутренняя структура которого способна сохранять (запоминать) внесённые программы, какие-либо данные или одновременно то и другое. За правильную работу оперативной памяти отвечает контроллер, находящийся в разделе «Северный мост» (North Brifge) материнской платы. Этот элемент отвечает за различные подключения центрального процессора к блокам, связанным с графическим контролером и оперативной памятью. В современных процессорах Intel северный мост интегрирован в процессор для улучшения скорости работы. По сравнению с предшественниками, микросхема DDR SDRAM позволила удвоить скорость считывания данных на одной и той же тактовой частоте, то есть скорость работы DDR SDRAM на частоте 100 МГц была эквивалентна работе простых микросхем Synchronous DRAM на частоте в 200 МГц. Удвоение скорости достигалось в DDR SDRAM за счет усовершенствования методики передачи сигнала. В преемниках технологии DDR SDRAM, технологиях DDR2 и DDR3 объем обрабатываемой за такт информации еще более увеличился. Двухканальность ОЗУДвухканальная оперативная память - это режим оперативной памяти, при котором два модуля памяти работают параллельно. В этом случае используется чётное число модулей DIMM. Для того, чтобы оперативная память работала в двухканальном режиме, необходимо выполнение ряда условий. В частности, платы ОЗУ должны иметь одинаковые характеристики. CAS-ТаймингиCAS-тайминги (Column Access Strobe) определяет задержку (в циклах), которая проходит между получением памятью конкретной команды и ее исполнением. Они записываются в формате вроде 15-17-17-35. Таким образом, оперативная память с высокой тактовой частотой и высокими CAS-таймингами может быть не намного лучше более дешевой памяти с более низкой частотой и более низкой задержкой. Чтобы выяснить реальную скорость работы RAM, нужно поделить ее тактовую частоту — скажем, 3200 МГц — на первое число в строчке CAS-таймингов — скажем, 14. В шанем примере это будет 228.58 млн — именно столько инструкций сможет в секунду исполнить такая память. Опять-таки для примера возьмем менее быструю RAM с тактовой частотой 2133 МГц и CAS-задержкой 6. Ее реальная скорость — 355.5 млн циклов в секунду. На 55% лучше! Тактовая частота ОЗУRAM (Random Access Memory, память с произвольной выборкой — информация записывается и считывается в любом порядке) — это временное и очень быстрое хранилище данных, которые обрабатываются центральным процессором компьютера (CPU). Запуск любой программы приводит к ее загрузке в оперативную память, благодаря чему доступ процессора к ней обеспечивается на порядки быстрее. Каждый чип RAM состоит из миллионов микроскопических транзисторов и конденсаторов. Каждая пара «транзистор-конденсатор» представляет собой ячейку, и именно в этих ячейках хранится информация. Эти ячейки могут хранить и выпускать электрический заряд — так информация записывается, считывается и стирается. Процесс записи и чтения происходит гораздо быстрее, чем в случае с традиционными жесткими дисками и даже SSD-накопителями. При этом RAM энергозависима — при отключении питания все данные в ячейках пропадают. Именно поэтому хранить приложения и игры в памяти постоянно не получится (разве что ваш ПК никогда не выключается, а рядом стоит емкий ИБП). Скорость работы оперативной памяти — штука непростая. Нельзя просто взять тактовую частоту в МГц и использовать ее для сравнения. Для выяснения реальной скорости нужно знать и частоту, и скорость отклика — тайминг. Тактовая частота выражается в циклах (один Герц - один цикл). Каждая запись и каждое считывание данных — это один цикл. Источникиhttps://review.1k.by/pc/Operativnaya_pamyat_chto_takoe_taiimingi_i_naskolko_vajna_taktovaya_chastota-1049.html https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%B0%D0%BC%D1%8F%D1%82%D1%8C http://www.bolshoyvopros.ru/questions/2405505-chto-takoe-odnokanalnaja-i-dvuhkanalnaja-operativnaja-pamjat-v-chjom-razlichie.html http://www.xtechx.ru/c40-visokotehnologichni-spravochnik-hitech-book/operativnaya-pamyat-ozu-memory/ https://faqhard.ru/articles/4/10.php https://www.atlex.ru/baza-znanij/tematicheskij-glossarij/operativnaya-pamyat/ https://biosgid.ru/osnovy-ustrojstva-pk/operativnaya-pamyat-kompyutera-moduli-ozu.html |