Реферат: Оперативное запоминающее устройство

Содержание

Содержание............................................................................................................1

Введение..................................................................................................................2

Особенностипостроения и основные параметры типовых ОЗУ............3

Классификацияи основные характеристики ОЗУ......................................5

Кэш-память...............................................................................................5

Статическая память (SRAM)...................................................................6

Динамическая память (DRAM)...............................................................6

Эволюциямикросхем памяти............................................................................7

Страничныйрежим, расслоение банков........................................................8

SDRAM:день сегодняшний.............................................................................10

Истиннаяскорость работы...............................................................................11

Прогресстехнологии..........................................................................................12

 

Микросхемыи модули......................................................................................13

Контрольчётности..............................................................................................14

Маркировкамодулей памяти..........................................................................15

СтандартРС 100..................................................................................................16

Логическаяорганизация памяти....................................................................16

Дополнительная(expanded) память...............................................................17

Расширенная(extended) память......................................................................18

Заключение...........................................................................................................20

Списокиспользуемой литературы.................................................................21

Введение

Под архитектуройОЗУ принято понимать совокупность представлений о составе его компонентов,организации обмена информацией с внешней средой, а также о функциональныхвозможностях, реализуемых посредствам команд.

Цель данной курсовой работы: анализ архитектуры, назначенияи особенности различных поколений ОЗУ. Начиная с первых 16-разрядных микросхемпамяти; чипов памяти, применяемых в сегодняшних РС(кэш-память, SRAM, DRAM); и перспективные направления развитияоперативной памяти. Будут рассмотрены логическая организация памяти, быстродействие,синхронизация работы (по отношению к процессору), контроль чётности, режимыстраничного доступа, расслоение ОЗУ на банки и пакетно- конвейерный режим.

 

Всеперсональные компьютеры используют три вида памяти: оперативную, постоянную ивнешнюю (различные накопители). Память нужна как  для исходных данных так и для хранениярезультатов. Она необходима для взаимодействия с периферией  компьютера и даже для поддержания образа,видимого на экране. Вся память компьютера делится на внутреннюю и внешнюю. Вкомпьютерных  системах работа с памятьюосновывается на очень простых концепциях. В принципе, всё, что требуется  от компьютерной  памяти, — это сохранять один бит информациитак, чтобы потом он мог быть извлечён оттуда.

 Оперативная память предназначена для храненияпеременной информации, так как она допускает изменение своего содержимого входе выполнения микропроцессором соответствующих операций.

 В компьютерах с архитектурой фон Неймана  (к этому классу относятся практически  все ЭВМ, в том числе и РС)оперативная памятьиграет очень важную роль. Именно в ней хранятся все выполняемые программы  и их данные. Работа осуществляетсяцентральным процессором  и оперативнойпамятью, остальные же компоненты любой вычислительной системы напрямую впроцессе вычисления не участвуют.

ОЗУпредназначено для хранения переменной информации, оно допускает изменениесвоего содержимого в ходе выполнения процессором вычислительных операций сданными. Это значит, что процессор может выбрать (режим считывания) из ОЗУ кодкоманды и данные и после обработки поместить в ОЗУ (режим записи) полученныйрезультат. Причём возможно размещение в ОЗУ новых данных на месте прежних,которые в этом случае перестают существовать. таким образом, ОЗУ может работатьв режимах записи считывания и хранения информации. Все программы, в том числе иигровые, выполняются именно в оперативной памяти.

Особенности построения и основные параметры типовыхОЗУ

Микросхемыпамяти изготавливают по полупроводниковой технологии на основе кремния свысокой степенью интеграции на кристалле, что определяет их принадлежность кБИС. Для самой общей характеристики БИС памяти принимают в расчёт, преждевсего, их информационную ёмкость, быстродействие, энергопотребление.

 Основной составной частью микросхем ОЗУявляется массив элементов памяти, объединенных в матрицу накопителя (рис.1).Элемент памяти (ЭП) может хранить 1 Бит (0 Бит) информации. Каждый ЭП имеетсвой адрес. Для обращения к ЭП необходимо его выбрать с помощью кода адреса.ОЗУ которое допускает обращения по адресу к любому ЭП  в произвольном порядке, называется ОЗУ спроизвольным доступом. Последовательный доступ предусматривает обращение котдельным ЭП только в порядке возрастания или убывания их адресов.        

 Элемент памяти (ЭП)

  Матрица накопителя

    Uпит                               Общ

Выход

  1

  i

  m

Зп/сч

Вход

<img src="/cache/referats/17690/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1026 _x0000_s1027 _x0000_s1028 _x0000_s1029 _x0000_s1030 _x0000_s1031 _x0000_s1032 _x0000_s1033 _x0000_s1034 _x0000_s1035 _x0000_s1036 _x0000_s1037 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1040 _x0000_s1041 _x0000_s1042 _x0000_s1043 _x0000_s1044 _x0000_s1045 _x0000_s1046 _x0000_s1047 _x0000_s1048 _x0000_s1049 _x0000_s1050 _x0000_s1051 _x0000_s1052 _x0000_s1053 _x0000_s1054 _x0000_s1055">


Рис.1

Разрядностькода адреса т, равна числу двоичныхединиц в нём, определяет информационную ёмкость микросхемы ОЗУ, т. е. число ЭПв матрице накопителя, которое можно адресовать (2т). Для  ввода ивывода информации служит вход и выход микросхемы. Для управления режимоммикросхемы памяти необходим сигнал «Запись /считывание», значение 1 определяетрежим записи бита информации в ЭП, а 0 — режим считывания. Такую организациюматрицы накопителя, когда одновременно ведется запись и считывание, называютодноразрядной. Существуют и матрицы с многоразрядной организацией, иначеназываемой «словарной». У таких микросхем несколько информационных входов истолько же выходов, и поэтому они допускают одновременную запись (считывание)многоразрядного кода, который принято называть словом.

Оперативнаяпамять предназначена для сравнительно кратковременного хранения информации и еёпринято называть RAM (Random Access Memory).                     

Постояннаяпамять обычно содержит такую информацию, которая не должна меняться в течениедлительного времени. Постоянная память имеет собственное название — ROM (ReadOnly Memory), которое указывает на то, что ею обеспечиваются только режимысчитывания и хранения.

Долгое времяподсистема ОЗУ не развивалась:увеличивался объём памяти, в РС и больших ЭВМ пришёл кэш, несколько возросло быстродействие микросхем.

Классификация и основные характеристики ОЗУ.

Кэш-память

 

Кэш-памятьпредназначена для согласования скорости работы сравнительно медленныхустройств, таких например, как динамическая память с быстрым микропроцессором.Обычно программа использует память какой либо ограниченной области. Хранянужную информацию в кэш-памяти программа позволяет избежать циклов ожидания вего работе, которые снижают производительность всей системы.

 Не всякая кэш-память  равнозначна.  Большое значение имеет тот  факт,  как много  информации  может  содержать кэш-память. Чем больше  кэш-память,  тем больше информации  может быть в ней размещено, а следовательно,тем больше вероятность, что нужный байт будет содержаться в этой быстройпамяти. Очевидно, что самый лучший вариант — это когда объём кэш-памятисоответствует объёму всей оперативной памяти. В этом случае вся остальнаяпамять  становится  не нужной. Крайне противоположная ситуация — 1 байт кэш-памяти — тоже не имеет практического значения, так как вероятность того, что нужная информация  окажется в этомбайте,  стремится к нулю.Практически,  диапазон используемойкэш-памяти колеблется в пределах 16-512К.

Спомощью кэш-памяти обычно делается попытка согласовать также работу внешнихустройств, например, различных накопителей, и микропроцессора. Реализациякэш-систем не так проста, как это может показаться с первого взгляда.Микропроцессор должен не только читать из памяти, но и писать в неё. Чтослучится, если  процессор  занесёт новую информацию в кэш-память, а перед использованием этой информацииона будет  изменена в  основной памяти?  Для избежания подобной ситуации  иногда реализуется метод,  названный записью через  кэш-память. Очевидно, что  этот метод  снижает  быстродействие системы, потому что приходитсяписать не только  в  кэш-память. Хуже того,  микропроцессору может понадобитьсяинформация, которую он только что записал и которая ещё не  была перезагружена в кэш-память.

              Целостность памяти — это одна изсамых больших проблем разработчиков кэш-памяти. Все вопросы по преодолению этихпроблем были возложены на отдельную микросхему -кэш-контроллер  Intel 82385. Соответствующий контролеркэш-памяти должен заботиться о том, чтобы команды и данные, которые будутнеобходимы микропроцессору в определенный момент времени, именно к этомумоменту оказывались в кэш-памяти.

 Для этого существует принципиально иной тип оперативной памяти — SRAM,что расшифровывается как Static (Статическая) RAM.

Статическая память (SRAM).

 В ней элементарная ячейка представляется неконденсаторами, а статическими триггерами на биполярных или МДП -  транзисторах. Число состояний триггера равнодвум, что позволяет использовать его для хранения двоичной единицы информации.Получив заряд один раз, ячейка такой памяти способна хранить его сколь угоднодолго, по крайней мере до тех пор, пока будет питание. Естественно, что вданном случае исчезают непроизводительные задержки на обновление информации,что приводит к ускорению работы с такими микросхемами. Однако SRAMстоит существенно дороже, чем DRAM. В результате,сфера применения микросхемSRAMограничена теми областями, для которых требуется небольшой объем памяти, азначительное быстродействие.

 Идеальный вариант — кэш — память, гдеSRAMприменялась и применяется поныне. Передпользователем обычно не встаёт проблема выбора кэш — памяти: в современныхматеринских платах для Pentium кэш — память обычно просто распаяна на плате. Более того, кэш — память первого уровнядавно встраивается в центральный процессор, а в последнее время эта участьпостигла и кэш II-гоуровня в процессорах линии PentiumII.В ближайшее время то жесамое произойдёт и с процессорами для Socket7 (стандартный Pentium — разъем): например, ожидаемый вскоре процессор AMDК6 — 3 будет содержать кэш второго уровня. Вотличии от PentiumII он поддерживает кэштретьего уровня (на материнской плате).

 Однако по большому счёту память современныхкомпьютеров на базе процессораPentiumсобирается из таких же чипов, которые использовались в древнем IBM PC AT. Между тем, рост быстродействияцентральных процессоров  в последнеевремя привёл к тому, что стало просто невозможно мириться с отсталостьютехнологий ОЗУ. Поэтому в настоящее время в этом направлении происходят бурныереволюционные изменения.

Динамическая память (DRAM).

Внастоящее  время  широкое распространение  получилиустройства динамической памяти базирующиеся на способности сохранять электрический заряд. Микросхемы динамических ОЗУотличаются от микросхем статических ОЗУ большей информационной ёмкостью, чтообусловлено меньшим числом компонентов в одном элементе памяти и,следовательно, более плотным их размещением в полупроводниковом кристалле.

            Глядяна  аббревиатуры, относящиеся коперативной памяти, несложно заметить, что все они состоят из сочетания DRAM: FPM DRAM,  EDO DRAM, SDRAM и т.д. RAM (Random Access Memory) переводитсяс английского как «Запоминающее устройство с произвольным доступом» —

А буква D — сокращение от слова Dynamic,т. е. динамический. Памятьназывается динамической, так как ячейка стандартного ОЗУ представляет собойконденсатор, сформированный внутри полупроводникового кристалла, хранящийэлектрический заряд. Как известно, конденсаторы могут самопроизвольно разряжаться,что приводит к потере информации. Чтобы этого не происходило, информацию нужнопостоянно обновлять. Из-за непрерывной природы этого процесса такая память  называется динамической.

Всовременных  персональных  компьютерах динамическая  памятьреализуется  на  базе специальных цепей проводников,заменивших обычные конденсаторы.  Большоеколичество  таких цепей объединяются вкорпусе одного динамического чипа. Однако подобно памяти на конденсаторах,  она должна постоянно освежаться.

 Так работают практически все типы микросхемоперативной памяти — от устаревших FPMDRAMдо перспективных RambusDRAM.Все остальные отличия между ними — уже технологические «довески»,позволяющие выжать из обычных микросхем дополнительное быстродействие.

Эволюция микросхем памяти.

Эволюциямикросхем ОЗУ вплотную  связана  с эволюцией  персональныхкомпьютеров. Для успеха настольных компьютеров требовались миниатюрные чипыОЗУ.  По мере  увеличения ёмкости памяти цена скачкообразно возрастала, но потом постоянно уменьшаласьпо мере отработки технологии и роста объёмов производства.

 Первые PC реализовывались на стандартныхRAM-чипах  по 16 Кбит.  Каждому биту соответствовал свой собственный адрес. Где-то около года послепредставления XT появилось ОЗУ с большими возможностями и более эффективное сточки зрения его цены.  Хотя  новые микросхемы могли вмещать по 64 Кбит,она были дешевле чем 4 по 16 Кбит. Системная плата PC была создана с учётом использования новых микросхемпамяти.  Через несколько лет 64 К битныечипы  стали  настолько широко  распространены, что  стали дешевле чем 16 К битные микросхемы. К1984 году был сделан ещё один шаг по увеличению объёма памяти в одном корпусе — появились 256 — К битные микросхемы. И RAM чипы этого номинала были установленына первых AT.

Асегодня микросхемы в 16 Мбит стали обычным явлением. PC имел довольно простуюархитектуру памяти,  по крайнеймере,  если  на  неёсмотреть сейчас с высоты последних достижений компьютерной индустрии. Память PCбыла представлена одним  блоком,  в котором каждый байт был доступен по указанию его адреса. Микросхемыпамяти были разбиты на 9 банков, использующих в ранних PC 16-Кбитные,  а затем и 64-Кбитные микросхемы. Восемь  микросхем выделяли по одному биту для организациикаждого байта памяти, девятая микросхема использовалась в качестве контрольногобита чётности. Когда микропроцессор 80286 стали использовать в  AT  иих аналогах,  возникла  проблема с организацией архитектуры памяти.Обычные микросхемы памяти не могли работать в таком быстром темпе,  в котором работал микропроцессор. Поэтому пришлось использовать статус ожидания,  в случае когда процессор требовал  информацию из  памяти,  то есть микропроцессору приходилось зависатьна один-два такта,  что даваловозможность памяти обработать запрос.

Когда — то всё было просто: частота центральных процессоров не превышала 10 МГц, чтопозволяло для системы ОЗУ применять микросхемы с временем доступа 100 нс., а тои больше. Кроме того, операционные системы и прикладные программы былинетребовательны к памяти: все они отлично работали с объёмом ОЗУ до 640 Кбайт.

Естественно,что тогда особого внимания объёму память никто не уделял. Даже при работе соперативной памятью используется обычная системная шина PS — bus илиISA. Проблемы возникли после появления процессоровлинии 80386: тактовая частота последних составляла от 16 до 33 (а позднее 40)МГц. Не сложно подсчитать, что при этом длина такта находится в диапазоне от 25до 60 нс., что существенно меньше, чем у распространённых на тот моментмикросхем DRAM. Новые прикладные программы постоянно требовали всё большегообъёма ОЗУ, что повышало требования к скорости обмена с памятью. В сложившейся ситуации память стала одним изважнейших факторов, влияющих на повышение быстродействия компьютеров. Путёмвведения отдельной шины памяти удалось лишь немного увеличить быстродействие,т.к. тактовая частота ISAдо сихпор фиксирована на 8 МГц. К тому же отдельная шина была 32-разрядной как новыепроцессоры.Послеэтогопоявились  сложностис быстродействием самих микросхем. Переход на чисто статическоеОЗУ был не выгоден: цена готового компьютера возросла бы на порядок, а то иболее.

Именнотогда в РС стали активно применять кэш-память, сначала одноуровневую, а затем(после появления процессора j486)-двухуровневую. Впрочем, это не могло значительно улучшить ситуацию: нужно былоувеличить быстродействие всего объёма оперативной памяти и в то же времясохранить старую элементарную базу. Изменение ситуации коренным образом былоневозможно: несмотря на все попытки даже сейчас полный цикл доступа к случайнойячейки ОЗУ составляет не менее 50 нс. Разработчики поставили задачу: ускоритьпо крайней мере наиболее часто встречающиеся операции. Как показывает практика,чаще всего доступ к ячейкам памяти происходит не случайным образом, апоследовательно.

Страничный режим, расслоение банков

Ещё однаразновидность архитектуры оперативной памяти  компьютера — это еёразбивка на отдельные секции. В современных процессорах, например, такаяоперация специально оптимизирована: для считывания нескольких подряд идущихслов памяти достаточно передать адрес первого, а не всех требуемых слов.Соответственно уменьшается число передач данных по шине, к тому же, чем большеслов пересылается за один раз (так называемый пакетный режим), тем большевыигрыш. Сделано это в первую очередь для ускорения обменов «память — кэш». Дляускорения работы памяти в пакетном режиме были разработаны различные «хитрые»способы хранения информации: страничный режим, расслоение банков, быстрыйстраничный режим (FPM) и т. д.

Большая  скорость доступа к  ограниченным областям  памяти является особенностью некоторых специфических микросхем, которыепозволяют некоторому объёму,  но не всейпамяти,  быть считанному без  цикла ожидания.  Этот подход требует специальных  RAM микросхем, которые делят свои адреса по страницам.  Эта технология получила название  режима страничного  доступа.  Эти специальные микросхемы  обеспечивают очень быстрый доступ в  одном из двух направлений их  организаций. Если требуется чтение или запись  информации,  хранящейся на определённой страницепамяти,  и предыдущая команда по работес  памятью использовала информацию  с той же страницы,  цикла ожидания не требуется.  Однако при переходе с одной страницы надругую циклы ожидания неизбежны

Следующаяинтересная технология, названная interleavidmemory, очень похожа на ОЗУстраничного режима. Она существенно повышает скорость обращения к  памяти, но  не  имеетограниченийпо страничной разбивке.  Прииспользовании этойтехнологии всяоперативная память разбивается  на  два или   большее число  банков. Последовательность битов хранится в разных банках, поэтому микропроцессор обращается то к одному, то  к другому банку при чтении этой последовательности. Во время обращения кодному банку,  другой  реализует цикл  обновления, и  поэтому процессору  не приходитсяждать.  И только, если микропроцессору  приходится читать  несмежные биты, статусожидания неминуем,  но вероятность егопоявления уменьшается.

              Наиболее типовая  реализация этой технологии представляетсяразбивкой оперативной памяти на два банка, А следовательно, вероятность возникновения ожидания — 50%… Четырёхбанковая организация уменьшает этувероятность до 25%.

              Так как данная технология не требуетприменения специальных микросхем памяти, она является наиболее удобной для повышения скорости  системы. Кроме  того она может совмещаться с ОЗУ страничного режима, что ещё большеувеличивает  оперативность.

Памятьтипа  FPM DRAM использовалась долгие годы, абанки оказались настолько удачным решением, что используются в современнойпамяти по умолчанию, что оговорено в стандарте (например так сделано  в SDRAM).Всёэто позволяло увеличивать быстродействие на несколько процентов, однакоскорость работы нужно было повысить в несколько раз.

Ситуацияусугубилась после появления процессора Pentium. Применение 64-разрядной шиныпамяти, работающей на частоте 66 МГц, повышало быстродействие обменов с памятьюв четыре раза, по сравнению с наиболее часто используемой в компьютерахпредыдущего поколения 32-рзрядной шиной на частоте 33-МГц. Однако для этогонужна была такая малость, как увеличение быстродействия самих модулей ОЗУ поменьшей мере в те же четыре раза.

 Появление памяти типа EDO, являющейся дальнейшим усовершенствованием FPM, увеличило скорость работы всего лишь в полторараза. Однако этого было недостаточно. Разработка более быстрого стандарта BEDO так и не была завершена. Память типа EDOсегодня достаточно активно применяется вкомпьютерах на базе процессоров семейства Pentiumи даже временами продаётся вновых системах. Тем не менее, она считается безнадёжно устаревшей. Ведь кроменизкой на сегодняшний день скорости работы, для всех упомянутых типовоперативной памяти существует и такая проблема как их не способность работатьна частотах выше 66 МГц. Точнее, их можно заставить работать на более высокойчастоте, но лишь увеличивая циклы задержки. Проблема эта носит принципиальныйхарактер из-за деталей реализации их асинхронной электрической схемы. А внешняячастота центральных процессоров (и, следовательно, частота системных плат )давно перешла этот барьер. Первой официально использующей частоту 75 МГц былафирма Cyrix, нынеже процессоры Intel и AMDработают на внешней частоте 100МГц.

SDRAM: день сегодняшний

Большинствопроблем, связанных с низким быстродействием подсистемы оперативной памяти,позволяет решить память SDRAM.Первоначально разработанная для видеокарт ( как замена дорогой двухпроводной VRAM), она оказалась отличным решением и длявысокопроизводительных персональных компьютеров. С одной стороны, высокоебыстродействие модулей памяти SDRAMиспособность работать на высоких частотах наконец-то дали производителямкомпьютеров систему ОЗУ, удовлетворяющую сегодняшним требованиям кбыстродействию. С другой стороны, использование всё той же элементной базыпозволило достичь всего этого без повышения цены на готовые изделия.

Итак, воснове SDRAMлежатвсё те же микросхемы стандартной DRAM. Какимже образом достигается увеличение быстродействия? Основных особенностей, посравнению с классической памятью, три: чередование, пакетно — конвейерный режими синхронизация работы с центральным процессором.

Чередованиеили расслоение банков достаточно известный способ работы. Сущность его вследующем. Если два последовательных обращения к памяти происходят к одним итем же микросхемам, то второе запрошенное слово (или двойное слово — особойразницы здесь нет) будет получено только через время, равное полному циклупамяти. Связано это с довольно многими факторами, следующими из схемотехники DRAM. При обычном однобанковом устройстве модуляпамяти, каждое последующее слово можно получать лишь через  50 нс. после предыдущего, а то и реже. Еслиразбить память на отдельные области (банки), то при последовательном доступеодно слово будет выдаваться первым банком, а следующим банком — второе и т. д.К тому моменту, когда снова нужно будет обратиться к первому банку, пройдетполный цикл и он будет готов выдать данные без задержки. Теоретически, придостаточно быстрой работе шины ускорение работы прямо пропорционально числубанков памяти. На практике это не достижимо: существуют накладные расходы,кроме того, программа может обращаться к памяти не последовательно, а к произвольнымячейкам, что легко сводит все преимущества расслоения на нет. Однако, вбольшинстве случаев деление на банки работает.

Вмодулях SDRAMиспользуются четыре банка. Пакетный режим работы памяти сходен с алгоритмами вкэш — памяти. Суть его в том, что при обращении к ячейке с каким либо адресом,автоматически генерируется пакет данных, включающих как эту, так и несколькопоследующих ячеек. В результате при обращении к ним,  память сразу же, без задержек, готова выдатьтребующуюся информацию. Естественно, что пакетно — конвейерный режим повышаетэффективность расслоения банков: практически всегда контроллер ОЗУ производитобращение по смежным адресам, не зависимо от желания процессора. Другой вопрос,что такое повышение эффективности работы может оказаться мнимым: считанные изпамяти данные так и останутся невостребованными процессором.

Два этихтипа ускорения работы применялись уже давно и в настоящее время сталистандартными. А вот еще одна отличительная особенность SDRAMпо сравнению с другими типами оперативной памятистала действительно новшеством. Речь идёт о синхронизации работы с центральнымпроцессором.

 Раньше системы памяти функционировалаасинхронно, поэтому, запросив из нее какие — либо данные процессор был вынужденвходить в холостой цикл для того, чтобы их дождаться, так как время ожиданиябыло неизвестным, и это не позволяло заниматься другой работой. Благодарясинхронизации деятельность памяти и процессора, последний всегда «знает», черезсколько тактов он получит необходимые данные. Если результат обращения к памятинужен не сразу, ЦП может выполнить некоторые команды вместо того, чтобы простопрекращать работу. Соответственно, возрастает эффективность работы современныхпроцессоров, что повышает производительность всей вычислительной системы.

 У синхронности работы есть и другаяотличительная особенность: теперь контроллер оперативной памяти всегда заранее «знает», через сколько тактовпроцессору понадобятся данные из памяти, что позволяет ему  оптимизировать свою работу. Именно синхронную(по отношению к процессору) работу новой памяти обычно рассматривают какосновную ее особенность, что заложено в названии: Synchronous DRAM.

  

Истинная скорость работы

Совокупноеиспользование синхронизации работы, расслоения банков и пакетно-конвейерногорежима способствует значительно (в несколько раз) ускорению работы системыпамяти. Кроме того, SDRAMвсостоянии работать без циклов задержки на частоте до 100 МГц, а наиболеекачественные модули — до 125 МГц (на практике достигается до 133 МГц). Такимобразом, время цикла памяти SDRAMсоставляет 7 — 10 нс. Существует мнение, что указываемое в спецификациях времяцикла соответствует времени доступа. Считают, что у памяти SDRAMс частотой 100 МГц время доступа равно 10 нс., иона всегда работает в 5 раз быстрее, а у EDO DRAM — 50 нс. На самом деле это нетак. И те и другие модули имеют полное время доступа 50 нс., то есть приобращении по случайному адресу данные будут получены именно через это время дляобоих модулей памяти. При последовательном обращении второе слово модульEDOвыдаст через 20 нс., а модульSDRAM — через 10 нс. Очевидно двукратное ускорение. Причетырёх последовательных обращениях (наиболее распространённый случай) модулю EDOдля выполнения запроса потребуется

50 + 3 х20 = 110 нс., модулюSDRAMсоответственно

50 + 3 х10 = 80 нс.

Можно заметить, что никакогопятикратного роста нет — быстродействие SDRAMвыше примерно на 50 % и полностью пропадает прибольшом числе обращений по случайным адресам.

 Впрочем, сегодня разговоры о том, что SDRAMбезусловно быстрее, чем любые другие типыоперативной памяти, вполне уместны: если для EDOне существует в природе (а если и существует, то впродаже не появлялись) модули со временем доступа меньшим, чем упомянутые 50нс., то для SDRAMвремяцикла 10 нс. отнюдь не предел. Сейчас наибольшее распространение получаютмикросхемы с временем цикла 8 и даже 7 нс. Время доступа для них равно уже не50, а 40 нс., благодаря чему получается значительный выигрыш по сравнению с EDO. Если вернуться к нашему примеру, то SDRAMс частотой 125 МГц. на считывание четырёх словзатратит

 40 + 3 х 8 = 64 нс. впрочем, с такой скоростьюможет не справиться системная шина, официально пока не работающая с частотамибольше 100 МГц.)

Прогресс технологии

           

Ссовременными задачами SDRAMв принципе справляется неплохо. Однако уже вближайшее время её возможностей может оказаться недостаточно. Во-первых, этокасается скорости её работы, которую неплохо бы увеличить уже сегодня. Аво-вторых, важно дальнейшее повышение рабочей частоты, хотя это становитсяочевидным не сразу. Дело в том, что повышать внутреннюю частоту центральногопроцессора путём увеличения множителя занятие не благодарное: на определённомэтапе может появиться более дорогой процессор, чем существующая модель, но приэтом практически не повышающий быстродействие системы ( которое зависит нетолько от скорости работы процессора, но и от частоты работы материнскойплаты). В этой связи очень показательна ситуация с компьютером на базе Intel Pentium166 и 200. В своё время ихстоимость отличалась в значительной степени, а по части производительностисистемы разрыв получался порядка 5%. Линию PentiumII пока спасает встроенный кэш второго уровня, нонадолго ли его хватит? Скорее всего, недавно выпущенный PentiumII500 станет последним в ряду процессоров с внешнейчастотой 100 МГц. это косвенно подтверждает и Intel, объявив, что для новых процессоровразрабатывается шина с частотой 200 МГц. а возможностей классической SDRAMуже недостаточно.

            Один из выходов в примененииразработанной компанией Samsung памятитипа Double Data Rate SDRAM,называемой также SDRAMII. Ныне она ужестандартизирована ассоциацией и поддерживается некоторыми чипсетами. Благодаряотдельным косметическим улучшениям, данная память способна работать на частоте200 МГц и обеспечивает в два раза большую производительность, чем SDRAM.

Ещёболее производительной будет память SLDRAM. Онаработает не с четырьмя, а с шестнадцатью банками и поддерживает частоту до 400МГц. впрочем, это лишь проект, проводимый группой из двенадцати крупнейшихпроизводителей DRAM. Выходновой памяти на рынок ожидается в ближайшее время, пока имеются лишь образцы.Межотраслевой стандарт отсутствует.

Посколькупроцессоры некоторых архитектур уже перешагнули барьер в 1 ГГц  повышение в будущем тактовой частоты

еще рефераты
Еще работы по компьютерам и переферийным устройствам