Пам`ять персонального комп`ютера.

Пристрій, який зберігає вашу інформацію для комп`ютера протягом короткого проміжку часу, називається комп`ютерною пам`яттю. Навіть якщо ви зовсім не знавець комп`ютера, але напевно чули про ОЗУ, жорстких дисках, компакт-дисках і цифрових відеодисках. Всі вони призначені для збереження інформації компьютера.Разлічаются вони між собою місткістю і різновидом швидкості для зберігання інформації на них.

Відео: Оперативна пам`ять персонального комп`ютера

Оперативна пам`ять

Оперативна пам`ять займає значну частину адресного простору комп`ютера. Її встановлений обсяг і швидкодія впливають на швидкодію персонального комп`ютера в цілому (часом навіть більше, ніж швидкість процесора). Надійність її роботи багато в чому визначає надійність всього комп`ютера. Тому всіма розробниками їй приділяється велика увага.

Всі персональні комп`ютери використовують оперативну пам`ять динамічного типу (DRAM - Dynamic Random Access Memory), основною перевагою якої перед статичної оперативною пам`яттю (SRAM - Static RAM) є низька ціна. Пов`язано це з тим, що якщо елемент статичної пам`яті (тригер) вимагає 4-6 транзисторів, то елемент динамічної пам`яті - це інтегральний конденсатор, для обслуговування якої потрібно 1-2 транзистора. Звідси випливають і основні недоліки динамічної пам`яті: вона вимагає регенерації (тобто постійного відновлення заряду на розряджається конденсаторі) і має в кілька разів менше швидкодія в порівнянні зі статичною пам`яттю. До того ж під час регенерації динамічна пам`ять недоступна для обміну, що також знижує швидкодію.

Типи пам`яті комп`ютера.

У типовому персональному комп`ютері є:

• Кеш першого і другого рівня
• Звичайна оперативна пам`ять
• Віртуальна пам`ять
• Жорсткий диск

Відео: Установка оперативної пам`яті на ПК.І як перевірити

Чому їх так багато скажете Ви? Відповідь на це питання, можна дізнатися прочитавши статтю далі, а також багато чого довідатися про пам`ять комп`ютера. По-перше, потужним центральним процесорам для досягнення максимальної продуктивності потрібно забезпечити швидкий і легко дістатися до великих обсягів даних.Якщо процесор не може отримати потрібні йому дані, він в буквальному сенсі слова перестає працювати і чекає їх надходження. Сучасні процесори, що працюють на частоті близько 3 ГГц, можуть обробляти великі обсяги даних - теоретично мільярди байт в секунду. Проблема, з якою зіткнулися конструктори комп`ютерів, полягає в тому, що вартість пам`яті, здатної задовольнити потреби 3 ГГц центрального процесора, дуже висока, набагато більше, ніж сума, яку погодилися б заплатити за великий обсяг такої пам`яті покупці.

Конструктори вирішили проблему високої вартості шляхом створення «багатоярусної» пам`яті - використання дорогої пам`яті невеликого обсягу і резервування її дешевшою пам`яттю великого обсягу.

Найдешевшою широко поширеною пам`яттю з оперативної записом і зчитуванням є жорсткий диск. Жорсткі диски мають у своєму розпорядженні великими обсягами недорогий незалежній пам`яті. Пам`ять на них варто лічені рублі за мегабайт, однак зчитування записаної таким чином інформації займає багато часу (до секунди на один мегабайт). Оскільки місце на жорсткому диску таке дешеве і його досить багато, цей спосіб зберігання інформації створює останній рівень ієрархії пам`яті центрального процесора, іменований віртуальної пам`яттю.

Передостанній рівень ієрархії утворює оперативна пам`ять. Функціонування оперативної пам`яті детально розглянуто в статті про те, як працює оперативна пам`ять, проте деякі особливості необхідно вказати в цьому матеріалі.

Розрядність центрального процесора вказує на те, скільки байт інформації він може одночасно отримати з оперативної пам`яті. Наприклад, 16-бітний центральний процесор може одночасно обробляти 2 байти (1 байт = 8. біт, отже, 16 біт = 2 байта), а 64-бітний процесор може одночасно обробляти 8 байтів.

мегагерц - міра швидкості роботи центрального процесора, або тактової частоти, виміряється мільйонами в секунду. Отже, 32-біт 800-МГц процесор Pentium III може обробляти одночасно 4 байта інформації та здійснювати операції 800 мільйонів разів в секунду (при конвейеризации може і більше!). Завдання системи пам`яті полягає в тому, щоб вона задовольняла цим вимогам.

Сама оперативна пам`ять комп`ютера не володіє достатнім швидкодією, щоб працювати з тією ж тактовою частотою, що і центральний процесор. Тому необхідно застосовувати кеш (про нього трохи пізніше). Проте, чим швидше працює оперативна пам`ять, тим краще. У наш час тривалість циклу більшості чіпів становить від 20 до 50 наносекунд. Швидкість зчитування / запису, як правило, залежить від типу використовуваної оперативної пам`яті, наприклад, динамічного ОЗУ (DRAM), синхронної динамічної пам`яті (SDRAM), або пам`яті RDRAM. Ці різні види оперативної пам`яті розглянемо пізніше.

Кеш і регістри пам`яті

Відео: Як замінити оперативну пам`ять. Установка оперативки в комп`ютері

кеш усуває це вузьке місце, зберігаючи найбільш часто використовувані процесором дані і при необхідності надаючи їх процесору з дуже малою затримкою. Для досягнення більшого швидкодії пам`ять невеликого обсягу, іменована первинним кешем або кешем першого рівня, вбудовується безпосередньо в центральний процесор. Кеш першого рівня дуже малий, зазвичай його обсяг становить від 2 до 64 кілобайт.

Кеш другого рівня, так само розташований на кристалі процесора. У більшості систем потрібні центрального процесора дані витягуються з кеша протягом приблизно 95 відсотків робочого часу, що істотно скорочує час простою процесора, пов`язаного з очікуванням надходження даних з оперативної пам`яті.

Найчастіше в якості кеш-пам`яті використовують певний тип ОЗУ, а саме статичне ОЗУ (static random access memory, SRAM). У статичному ОЗУ кожна комірка пам`яті складається з декількох транзисторів, зазвичай від чотирьох до шести, що утворюють запам`ятовуючий елемент, званий бістабільності мультивібратором, причому цей мультивибратор здатний переключатися між двома стійкими станами. Це означає, що дані в ОЗУ не потрібно постійно оновлювати, як у динамічному ОЗУ (DRAM). Кожна осередок пам`яті може зберігати наявні в ній дані як завгодно довго, треба лише, щоб на неї весь цей час подавалося електроживлення. Оскільки немає необхідності в постійному оновленні, статичне ОЗУ може працювати дуже швидко. Однак через складність схеми кожного осередку використовувати таку пам`ять в якості стандартної оперативної пам`яті було б неприпустимо дорого.

Статичне ОЗУ кеша може бути асинхронним і синхронним. Синхронне статичне ОЗУ точно синхронізується з тактовою частотою центрального процесора, тоді як асинхронне такими можливостями не має. Маленький біт синхронізації впливає на продуктивність. Узгодження з тактовою частотою процесора - хороша річ, тому завжди слід віддавати перевагу синхронного статичного ОЗУ.

Заключною щаблем пам`яті є регістри. Ці осередки пам`яті вбудовуються прямо в центральний процесор і призначаються для зберігання певних даних, в яких потребує процесор, зокрема даних для арифметико-логічного пристрою (ALU, АЛУ). Будучи складовою частиною центрального процесора, вони управляються безпосередньо компілятором, відправляють інформацію на процесор для опрацювання. Більше про роботу регістрів можна дізнатися зі статті про те, як працюють мікропроцесори.