Оперативная память

ОЗУ – интегральная микросхема, состоящая из большого числа ячеек. Каждая ячейка - это элемент памяти, при обращении к которому считывается несколько битов, имеющих один адрес. Адрес ячейки ОЗУ – ее порядковый номер.

Каждая ячейка ОЗУ состоит из физических ячеек, предназначенных для хранения одного бита данных.

По скорости записи-чтения данных и команд оперативную память подразделяют на кэш-память и собственно ОЗУ.

Кэш-память предназначена для хранения наиболее часто используемых данных. Время доступа к этой памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, она дороже, но, главное, что экспериментальное (т.е. в процессе работы ПК) выделение самых используемых данных обеспечивает значительное уменьшение времени доступа к оперативной памяти в целом.

Электронные схемы физических ячеек кэш-памяти не содержат конденсаторов и не требуют динамического обновления их зарядов для сохранения данных. Это память статического типа - SRAM (Static Random Access Memory).

Вначале кэш-память в виде соответствующей микросхемы устанавливали на материнской плате, вблизи центрального процессора. В настоящее время кэш-память обычно размещается в самом процессоре.

Принципы организации и исполнение ОЗУ постоянно совершенствуются. В настоящее время применяются (в порядке развития) три основные схемы ОЗУ:

- SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) – синхронизированная динамическая память с произвольным порядком выборки; принятое обозначение – DIMM,

- DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) –синхронизированная динамическая память с произвольным порядком выборки и удвоенной передачей данных; принятое обозначение – DDR DIMM,

- DRDRAM (Direct Rambus DRAM), — память (принятое обозначение – RIMM) , принципы построения которой отличаются значительной новизной, позволяющая восьмикратно повысить пиковую пропускную способность в сравнении с памятью DIMM.

Отличительной особенностью ОЗУ типа SDRAM является синхронизация частоты ее работы с частотой центрального процессора.

Основное отличие ОЗУ типа DDR SDRAM от SDRAM заключается в том, что в ней за один цикл происходит два обращения к данным: по переднему фронту и срезу импульса тактового сигнала. То есть в ней чтение-запись происходит два раза за один такт.

Завершаются работы по созданию памяти DDR SDRAM с четырьмя циклами чтение-запись за один такт.

В настоящее время идет соперничество производителей памяти DDR DIMM и RIMM. Однако к началу 2003 года уже простые модули DDR SDRAM обеспечили производительность сравнимую с новыми модулями фирмы Rambus.

Постоянная память

Постоянная память, или постоянное запоминающее устройство - ПЗУ ( ROM - Read Only Memory),- постоянная энергонезависимая память, - то есть память, в которой хранимые данные не пропадают при отключении компьютера от электропитания. Вначале ПЗУ предназначалась для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти поэтому специальным образом “зашивалось” в устройстве при его изготовлении, чтобы из ПЗУ можно было только читать.

В ПЗУ размещают программы тестирования устройств компьютера, загрузочные программы операционной системы и некоторые другие программы.

По мере совершенствования ПК возникла необходимость обеспечить возможность модернизации программ, размещаемых в ПЗУ. В результате практически все современные материнские платы допускают изменение этих программ в ПЗУ.

Разновидность постоянного ЗУ — CMOS RAM. Это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки, размещенной на материнской плате. CMOS RAM используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера. Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup.

Чипсет

Чипсет – это набор микропроцессоров системной логики и контроллеров материнской платы.

Когда чипсета еще не существовало, материнские платы несли на себе до ста микросхем, которые занимались логической организацией работы устройств компьютера. Появление в 1986 году специальных микропроцессоров для выполнения указанных функций привело к революционным изменениям, так как укрепило модульный принцип построения ПК, позволило значительно расширить круг производителей комплектующих для ПК и, в итоге, увеличило темпы совершенствования ПК.

В настоящее время чипсет (набор системной логики) имеет двухуровневую архитектуру: «северный мост» (North Bridge) и «южный мост» (South Bridge). Северный мост содержит контроллеры шины оперативной памяти, интерфейс между шиной процессора и основной шиной материнской платы. Все это реализовано на одном кристалле. Частота работы этой микросхемы равна тактовой частоте системной шины материнской платы. Высокая тактовая частота этих микросхем и большая мощность привели к необходимости оборудовать их устройствами охлаждения.

Южный мост является более медленной микросхемой, т.к. обеспечивает работу шин, используемых для подключения относительно медленных устройств: клавиатуры, мыши, жесткого диска, дисковода гибких дискет и др. Один и тот же тип микросхемы Южного моста может использоваться и работать с несколькими типами Северного моста.

Рис. 3. Чипсет и компоненты материнской платы

Связи чипсета с компонентами материнской платы иллюстрирует блок-схема на рис. 3 .