Pamięci RAM - budowa i informacje ogólne cz.1
Autorem artykułu jest RatujPC
Pamięci są układami logicznymi wykorzystywanymi do przechowywania, wydawania i przyjmowania zakodowanych danych informacyjnych. Podstawowym typem pamięci, powszechnie dzisiaj wykorzystywanym jest pamięć półprzewodnikowa.
Przekazywana informacja jest zapisywana w postaci binarnej, jest to więc ciąg zer i jedynek. Każdy z podstawowych elementów danej nazywany jest bitem, gdy połączymy ze sobą 8 bitów dostaniemy jeden bajt, natomiast 16 bitowy element nazywany jest słowem. Podstawowymi parametrami opisującymi każdy typ pamięci są:
Szybkość Pojemność Pobór mocy Koszt
Pojemność każdej pamięci, to ilość informacji którą dana pamięć jest w stanie przechować. Mierzy się ją zazwyczaj w bitach, bajtach i słowach. Wyrażana jest w kilobitach - kb, megabitach - Mb, gigabitach - GB, oraz analogicznie w kilobajtach - kB, megabajtach MB i w gigabajtach GB. Obecnie ilość pamięci mierzy się już tylko korzystając z miar megabajtów oraz gigabajtów. Pojemność pamięci jest zatem określana liczbą słów i długością słowa. Liczbę słów podaje się za pomocą odpowiednich przedrostków, którym odpowiadają określone mnożniki.
Zależności pomiędzy jednostkami pojemności:
1 KB pojemności odpowiada liczbie 1024 bajtów1 MB pojemności odpowiada liczbie 1024 * 1024 bajtów1 GB pojemności odpowiada liczbie 1024 * 1024 * 1024 bajtów
Szybkość jest parametrem określającym jak często procesor, lub inne urządzenie wykorzystujące pamięć mogą z niej korzystać. Szybkość pamięci jest określana kilkoma precyzyjnymi parametrami:
Czasem dostępu - access time. Jest to czas upływający od momentu w którym wysyłane jest żądanie dostępu do pamięci do czasu w którym informacja zwrotna ukaże się na jej wyjściu. Czas dostępu szybkich pamięci operacyjnych waha się w granicach od 20 do 200 ns.Czasem cyklu - cycle time. Jest to czas najkrótszy, który upływa między dwoma kolejnymi żądaniami dostępu do pamięci. Czas ten jest zawsze dłuższy od czasu dostępu, co wynika z fizycznej budowy pamięci, chodzi tu głównie o opóźnienia wnoszone przez wszystkie elementy elektroniczne.Szybkością transmisji - transfer speed. Szybkość transmisji mierzymy liczbą bitów, bądź bajtów, którą jesteśmy w stanie przesłać pomiędzy urządzeniem, a pamięcią. Ten parametr jest bardzo ważny w pamięciach, adresowanych ilością bitów większą od słowa, na przykład pamięci na dyskach magnetycznych. Ze względu na konieczność odczytu i zapisu bloku słów, mniej istotny staje się czas dostępu, natomiast ważniejszy jest czas w którym porcja danych może zostać przesłana. Szybkość transmisji mierzymy w bajtach lub bitach na sekundę.
Każda nowo wprowadzana technologia pozwala zmniejszyć koszt produkcji pamięci oraz ulepszyć zarazem jej parametry. Dlatego nowe pamięci dosyć szybko się starzeją, naturalnie pod względem technologicznym. Bardzo często czas użytkowania danego typu pamięci na przykład w komputerach klasy PC wynosi zaledwie kilka lat, później należy zaopatrzyć się w nowsze rozwiązania. Los taki spotkał popularne w latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku ferrytowe pamięci rdzeniowe, które obecnie można spotkać już chyba tylko w muzeum. Na dzień dzisiejszy najniższym kosztem, a także dobrymi parametrami charakteryzują się pamięci półprzewodnikowe. Istnieje ich ogromne zróżnicowanie ze względu na pojemność, szybkość działania oraz oczywiście cenę. Tanie pamięci półprzewodnikowe oparte na układach scalonych cechują się niewielką szybkością działania. Szybkie pamięci mają zazwyczaj mniejsze pojemności przy dosyć dużej cenie. Z tych powodów szuka się ciągle nowych rozwiązań architektury komputerów, które pozwoliłyby na optymalną ich współpracę z posiadanymi na pokładzie pamięciami. Pewnym rozwiązaniem pamięci operacyjnych jest stosowanie dwóch rodzajów pamięci półprzewodnikowych, pamięci bardzo szybkich o małych pojemnościach, oraz pamięci wolniejszych o dużych pojemnościach, które nie są zbyt często czytane przez procesor. Dzięki temu będziemy posiadali pamięć operacyjną o dużej pojemności, a także o szybkim działaniu w przypadku procesów krytycznych do poprawnego działania systemu operacyjnego. Bardzo szybka pamięć o małej pojemności, która współpracuje z pamięcią operacyjną jest nazywana pamięcią typu Cache.
Również pobór mocy stanowi bardzo ważny parametr, który staje się problemem przy budowaniu urządzeń zasilanych bateryjnie, jak komputery kieszonkowe, laptopy. Również urządzenia wyposażone w pamięci operacyjne o bardzo dużych pojemnościach. Istnieje wtedy problem z połączeniem wielkiej liczby układów scalonych oraz z odpowiednim odprowadzeniem wydzielanego ciepła.
Pamięć zbudowana jest z rejestrów komórek pamięci, w których zapamiętane są słowa jednobitowe, czterobitowe lub bajtowe. W każdej komórce odpowiada jej adres, czyli numer zapisany w postaci dwójkowej, który oznacza położenie tej informacji w pamięci. Chcąc dokonać operacji odczytu lub zapisu na pamięci należy podać na wejścia adresowe tej pamięci odpowiedni numer komórki którą chcemy modyfikować lub odczytać, a na wejścia sterujące odpowiednią daną, w przypadku zapisu. Chcąc zaadresować 2n komórek pamięci należy użyć n wejść adresowych. Przykładowo do zaadresowania pamięci o pojemności 64KB, czyli 65536 bajtów, należy użyć 16 wejść adresowych. Jak wiadomo informacje są zapisywane w pamięci w postaci binarnej, dlatego najwygodniej jest używać liczb zapisanych w postaci szesnastkowej, zwanej też heksadecymalną. Każdy serwis komputerowy powinien posiadać pamięci w każdej specyfikacji.
Pamięci posiadają następujące piny wejścia/wyjścia:
Wejścia adresowe oznaczane A0….An, gdzie n - liczba wyprowadzeń potrzebna do zaadresowania 2n komórek pamięci.Wejścia/wyjścia informacji - danych D0.…Dm, gdzie m jest długością słowa zapisywanego pod jedną komórką pamięci.Wejścia sterujące, które służą do wyboru funkcji jaką pamięć ma wykonać. Są to wejścia WE - Write Enable, CS - Chip Selekt, CE - Clock Enable oraz OE - Output Enable.Wejścia strobu adresu: ALE - Adress Latch Enable, RAS - Row Adress Select, CAS - Column Adress Select.
Więcej informacji w kolejnej odsłonie.
---
Artykuł pochodzi z serwisu www.Artelis.pl
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz