Оперативная память
Оперативная память (RAM – Random Access Memory)
– это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Существует
много различных типов оперативной памяти, но с точки зрения физического принципа
действия различают динамическую память (DRAM) и статическую
память (SRAM).
Ячейки динамической памяти (DRAM) можно представить в виде микроконденсаторов,
способных накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее распространенный
и экономически доступный тип памяти. Недостатки этого типа связаны, во-первых,
с тем, что как при заряде, так и при разряде конденсаторов неизбежны переходные
процессы, то есть запись данных происходит сравнительно медленно. Второй важный
недостаток связан с тем, что заряды ячеек имеют свойство рассеиваться в пространстве,
причем весьма быстро. Если оперативную память постоянно не «подзаряжать», утрата
данных происходит через несколько сотых долей секунды. Для борьбы с этим явлением
в компьютере происходит постоянная регенерация (освежение, подзарядка)
ячеек оперативной памяти. Регенерация осуществляется несколько десятков раз
в секунду и вызывает непроизводительный расход ресурсов вычислительной системы.
Ячейки статической памяти (SRAM) можно представить как электронные
микроэлементы – триггеры, состоящие из нескольких транзисторов. В триггере
хранится не заряд, а состояние (включен/выключен), поэтому этот тип памяти
обеспечивает . более высокое быстродействие, хотя технологически он сложнее
и, соответственно, дороже.
Микросхемы динамической памяти используют в качестве основной оперативной памяти
компьютера. Микросхемы статической памяти используют в качестве вспомогательной
памяти (так называемой кэш-памяти), предназначенной для оптимизации работы
процессора.
Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом. В настоящее
время в процессорах Intel Pentium и некоторых других принята 32-разрядная адресация,
а это означает, что всего независимых адресов может быть 232. Таким
образом, в современных компьютерах возможна непосредственная адресация к
полю памяти размером 232 = 4 294 967 296 байт (4,3 Гбайт). Однако
это отнюдь не означает, что именно столько оперативной памяти непременно должно
быть в компьютере. Предельный размер поля оперативной памяти, установленной
в компьютере, определяется микропроцессорным комплектом (чипсетом) материнской
платы и обычно составляет несколько сот Мбайт.
Одна адресуемая ячейка содержит восемь двоичных ячеек, в которых можно сохранить
8 бит, то есть один байт данных. Таким образом, адрес любой ячейки памяти можно
выразить четырьмя байтами.
Представление о том, сколько оперативной памяти должно быть в типовом компьютере,
непрерывно меняется. В середине 80-х годов поле памяти размером 1 Мбайт казалось
огромным, в начале 90-х годов достаточным считался объем 4 Мбайт, к середине
90-х годов он увеличился до 8 Мбайт, а затем и до 16 Мбайт. Сегодня типичным
считается размер оперативной памяти 32-64 Мбайт, но очень скоро эта величина
будет превышена в 2-4 раза даже для моделей массового потребления.
Оперативная память в компьютере размещается на стандартных панельках, называемых
модулями. Модули оперативной памяти вставляют в соответствующие разъемы
на материнской плате. Если к разъемам есть удобный доступ, то операцию можно
выполнять своими руками. Если удобного доступа нет, может потребоваться неполная
разборка узлов системного блока, и в таких случаях операцию поручают специалистам.
Конструктивно модули памяти имеют два исполнения –
однорядные (SIMM-модули)
и двухрядные (DIMM-модули) (см. рис. 2.4). На компьютерах с процессорами
Pentium однорядные модули можно применять только парами (количество разъемов
для их установки на материнской плате всегда четное), а DIMM-модули можно
устанавливать по одному. Многие модели материнских плат имеют разъемы как того,
так и другого типа, но комбинировать на одной плате модули разных типов нельзя.
а) б) Рис. 2.4. Модули памяти: а –
SIMM;
б – DIMM
Основными характеристиками модулей оперативной памяти являются объем памяти
и время доступа. SIММ-модули поставляются объемами 4,8,16,32 Мбайт, а
DIMM-модули – 16, 32, 64, 128 Мбайт и более. Время доступа показывает,
сколько времени необходимо для обращения к ячейкам памяти – чем оно меньше,
тем лучше. Время доступа измеряется в миллиардных долях секунды (наносекундах,
нс). Типичное время доступа к оперативной памяти для SIММ-модулей – 50-70
нс. Для современных DIMM-модулей оно составляет 7-10 нс.
|