Организация оперативной памяти пк. Статическая и динамическая ячейки оперативной памяти.
Динамическая память представляет собой матрицу запоминающих элементов — конденсаторов, каждый из которых хранит один бит информации (заряжен или разряжен). Для считывания и записи служат буферы объемом в одну строку матрицы. Например, для микросхемы памяти объемом 1 Мбит размер матрицы составит 1024х1024 конденсатора, а размер буфера — 1024 бита. При обращении к ячейке памяти по адресной шине передаются последовательно номера строки и столбца, синхронизируемые сигналами RАS (Row Address Strobe) и САS (Columns Address Strobe). Затем в буфер считывается нужная строка. При этом заряженные конденсаторы, естественно, разряжаются и теряют информацию. Если выполняемой операцией будет запись, то нужный бит в буфере (в соответствии с номером столбца) изменяется, и вся строка записывается обратно, восстанавливая содержимое памяти. При чтении нужный бит выбирается из строки и подается на выход, а строка записывается без изменений. Так как идеальных диэлектриков в природе не бывает, поэтому у конденсаторов есть токи утечки и определенное время саморазряда. Поскольку их емкость очень невелика, то и время саморазряда получается весьма малым — порядка единиц или долей миллисекунды. Поэтому память нуждается в процессе регенерации, периодически восполняющем заряд конденсаторов. Собственно, сама запись из буфера строки и является операцией регенерации. Необходимо лишь позаботиться о том, чтобы регенерации подвергался весь объем памяти, а не только тот ее фрагмент, с которым происходит интенсивная работа.
Однако если для работы программы требуются последовательные адреса памяти (а такое происходит достаточно часто), то ячейки могут оказаться в пределах одной строки. Значит, обмен с ними может происходить гораздо быстрее, так как работать приходится уже не с матрицей конденсаторов, а лишь с буфером, содержащим одну строку. Существуют и другие способы повышения скорости последовательного доступа, например, при обеспечении параллельной работы нескольких банков памяти. Это не скажется на времени первоначального доступа к произвольной ячейке памяти, а вот устоявшуюся скорость передачи последовательных данных можно увеличивать пропорционально количеству банков, работающих параллельно. Оба эти способа широко используются в современных модулях памяти, в результате чего скорость последовательного доступа уже в 10—15 раз превышает скорость произвольного доступа. Тем не менее, средняя устоявшаяся скорость доступа заметно ниже максимальной, поскольку периодически все-таки приходится передавать адреса строк и производить обмен между буфером и массивом конденсаторов, т.е. проводить полный цикл, а также циклы регенерации.
Рисунок 14 – Схема матрицы запоминающих элементов динамической памяти.
Банк – это минимальный объем памяти, с которым может оперировать процессор при каждом обращении к ней. Разрядность банка должна соответствовать разрядности шины данных процессора.