Оперативная память

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM – Random Access Memory – память с произвольной выборкой) представляет собой основную полупроводниковую память, которая используется для хранения переменной информации для микропроцессора и других аппаратных устройств. ОЗУ – рабочая память компьютера, величина которой определяет размер и число одновременно выполняющихся программ. Все данные в ОЗУ теряются при выключении питания ПК, то есть важнейшее свойство оперативной памяти – энергозависимость.

При запуске системы или прикладной программы происходит загрузка данных из постоянной памяти в оперативную. Так как ОЗУ – дорогостоящий вид памяти, вместе с оперативной используется и виртуальная память.

Оперативная память рассматривается:

• с точки зрения организации на материнской плате: какие элементы памяти и какой ёмкости необходимы;

• с точки зрения адресации: как оперативная память устроена логически, какую роль играет операционная система.

Важнейшей характеристикой элементов оперативной памяти является время доступа (access time). Время доступа необходимо для осуществления полного цикла обращения к информации, хранящейся по случайному адресу памяти. Если первые ПК использовали память с временем доступа более 140 нс, то для оптимальной работы на новейших ПК требуется ОЗУ с 45 нс, а при использовании сокращённых циклов обращения - 6-10 нс.

В зависимости от конструкции используемой материнской платы применяются различные типы памяти DRAM.

• ЕСС (Error Checking and Correcting) – память с контролем чётности.

• EDO (Extended Data Out) – тип DRAM, который хранит последние запрошенные данные в кэше после того, как они были использованы. EDO RAM применяется с 1995 года вместе с набором микросхем Intel Triton и процессорами Pentium, что позволило тогда увеличить производительность ОЗУ на 20%. Данный тип памяти поддерживает тактовую частоту шины до 83 МГц.

• BEDO (Burst EDO) – это EDO RAM со специальным счётчиком слов. BEDO не получил широкого распространения из-за низкой тактовой частоты – всего до 66 Гц.

• FPM (Fast Page Mode) со временем доступа 60-70 нс применялась в ПК до Pentium 100. FPM DRAM позволяет значительно ускорить доступ к последовательно расположенным ячейкам памяти. Так как в матрице динамической памяти происходит считывание в статический буфер всей строки памяти целиком, а необходимый бит выбирается уже в зависимости от адреса столбца, то, если следующий подлежащий считыванию бит находится в той же строке не требуется переносить его в буфер ещё раз [27;34].

• Enhanced DRAM – также не получил широкого распространения. EDRAM содержит как ячейки обычной DRAM, так и небольшое количество ячеек быстродействующей памяти типа SRAM.

• SDRAM (Synchronous DRAM) – массово выпускаемый тип памяти с тактовой частотой до 100 МГц и выше, временем доступа менее 12 нс.

• DDR(DDR2,DDR3) SDRAM (Double Data Rate SDRAM) –поколение SDRAM с улучшенными характеристиками.

• Direct Rambus DRAM–новый вид памяти, поддерживаемый компанией Intel.

Весь объем оперативной памяти персонального компьютера разделен на несколько банков, причем, вид и тип используемых в них элементов зависят от конструкции системной платы и приводятся в ее техническом описании. Разрядность банка соответствует разрядности шины данных базового микропроцессора. Напомним, что микропроцессор 18088 за один раз может адресовать только 8 разрядов, i80286 – 16, i80386 – 32, Pentium – 64, Таким образом, в компьютерах на базе микропроцессоров 386 и 486 (32-разрядная шина данных) для заполнения банка требуется либо четыре 30-контактных либо один 72-контактный SIMM-модуль. В системах, имеющих в основе микропроцессоры Pentium, Pentium ММХ или Pentium II (64-разрядная шина), необходимо использовать два 72-контактных модуля SIMM или один 168-контактный модуль DIMM.