21.2. Оперативная память.

Оперативная память составляет не самую большую, но, безусловно, важнейшую часть персонального компьютера. Если от типа процессора зависит количество адресуемой памяти, то быстродействие используемой оперативной памяти во многом определяет скорость работы процессора, и в конечном итоге влияет на производительность всей системы.

Практически любой персональный IBM-совместимый компьютер оснащен оперативной памятью, реализованной микросхемами динамического типа с произвольной выборкой (DRAM,DynamicRandomAccessMemory). Время доступа к схемам DRAM составляет 60…200 нс. Каждый бит такой памяти физически представлен в виде наличия (или отсутствия) заряда на конденсаторе, образованном в структуре полупроводникового кристалла. Поскольку время хранения заряда конденсатора ограниченно (из-за “паразитных” утечек), то чтобы не потерять имеющиеся данные, необходимо, периодическое, восстановление, записанной информации, которое и выполняется в циклах регенерации (refresh cycle). Это является, пожалуй, одним из основных недостатков динамической памяти, в то время, как по критерию, учитывающему информационную емкость, стоимость и энергопотребление, этот тип памяти во многих случаях предпочтительнее статической памяти SRAM, Static RAM) . Последняя в качестве элементарной ячейки памяти использует так называемый статический триггер. Этот тип памяти обладает высоким быстродействием, время доступа порядка 15-20 нс, и, как правило, используется в самых “уязвимых” местах системы, например, для организации кэш-памяти.

21.3. Архитектура оперативной памяти.

Обычно вся оперативная память персонального компьютера делится на несколько банков, причем вид и тип элементов, используемых в этих банках, зависит от конструкции системной платы и приводится в ее техническом описании. Использование четного количество банков памяти на системной плате имеет, вообще говоря, глубокий смысл. Напомним, как работают микросхемы динамической памяти DRAM.

Полный адрес ячейки состоит из двух компонентов - адреса строки (row address) и адреса столбца(column address) Для сопровождения первого компонента служит сигнал RAS (Row Address Strobe), а второго- сигнал CAS(Column address Strobe). В процессе обращения микросхеме DRAM для записи или считывания информации необходимо сначала подать на ее адресные входы код адреса строки и одновременно с ним (или с некоторой ненормируемой задержкой) сигнал RAS, затем, через нормированное время задержки, должен быть подан код адреса столбца, сопровождаемый сигналом CAS. Следующее обращение к этой микросхеме возможно только через промежуток времени, в течение которого происходит восстановление (перезарядка) внутренних целей микросхемы. Это время называют обычно временем перезаряда (Precharge time), причем оно составляет почти 90% от общего времени выборки.

Задержки, связанные с временем перезаряда, можно избежать, если каждые последовательно выбираемые ячейки памяти будут относиться к разным банкам памяти. Именно в том состоит метод управления памятью с чередованием адресов (interleavingmode).

Если адреса строк выбираемых ячеек памяти находятся в пределах одной страницы и адрес строк неизменен, то повторение сигнала RAS также можно избежать, поскольку в этом случае необходимо изменить только адрес столбца и сигнал CAS. Таким образом, время между сигналами RAS и CAS в пределах одной страницы памяти можно свести к минимуму. На этом основан, метод страничной выработки (paging mode).