Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
26
Добавлен:
17.04.2015
Размер:
126.98 Кб
Скачать

Оперативная память

Оперативка относится к кратковременной памяти. Память применяема для кратковременного хранения инструкций и данных компьютерных систем.

RAM - память с произвольным доступом. Обращение происходит в любой момент времени с прямым выбором ячейки.

1) Статическая (SRAM)

2) Динамическая

Динамическая память - значение бита инфы в ячейке определяется наличием или отсутствием заряда на конденсаторе, управляемый 1 и 2 транзисторами.

В статической памяти применяются спец элементы “тритеры” имеющих 2 состояния (вкл – откр, выкл. – закр) на 4 – 6 транзисторах.

Модули динамической памяти используют в качестве основной памяти видео память, а статическую – КЭШа.

Быстродействие определяется временем на выполнение чтения-записи данных.

Время доступа определяется как задержка появления действительных данных, на выходе из памяти относительно начала цикла чтения. Длительность цикла определяется как минимальный период друг за другом обращений к памяти. Циклы чтения записи могут быть разными по продолжительности. Цикл обращений, кроме ( ) фазы самого доступа, входит фаза восстановления , т.е возврата памяти в исходное состояние.

Производительность памяти как основного КЭШа 5го уровня, обычно характеризуют длительностью пакетных режимов чтения.

Пакетный режим – является основным для процессора от 486 и выше. Эта длительность выражается в числе тактов системной шины, требуемая для передачи очередной порции данных в пакете.

Обозначение вида 5т3 – для диаграммного цикла чтения соответствует 5ти тактам на считывание первого элемента в цикле,3 на последующие. Первое число (5) характеризует латентность памяти, время ожидания памяти. Последующие – скорость передачи. При этом оговаривается частота системной шины.

На производительность так же влияет разрядность шины памяти – количество бит, с которыми операция чтения-записи может быть выполнена одновременно.

Банком называют комплект микрух или модулей обеспечивающие требуемые для данной системы разрядность хранения данных.

Если устанавлиемый объём памяти набирается несколькими банками, то можно увеличить производительность – за счёт чередования банков.

Идея в следующем: Смежные блоки данных, разрядность которых соответствует разрядности банков, располагаются в разных банках.

Тогда при последовательном чтении данных – банки будут работать по очереди. Причём активная фаза 1го банка будет выполняться во время восстановления 2го банка.

Т.О. отсутствует простой во время фазы восстановления.

Кэш память

Основная идея КЭШ памяти проста – в ней находятся слова, которые чаще используются.

Если процессору нужно какое-нибудь слово данных, сначала он обращается к КЭШ памяти. Если это слово там есть то считывание происходит с КЭШ памяти. Если нет (КЭШ мисс) то процессор обращается к основной памяти.

В основе всех систем КЭШ памяти лежит так называемый принцип локальности – при последнем обращении к памяти – в течении некоторого времени, используется небольшой участок. Идея состоит в следующем: Когда определённое слово вызывается, оно вместе с соседними словами переводится в КЭШ что позволяет быстро обращаться к следующим словам.

Блоки КЭШ памяти называются – КЭШ-лайн (строки). Строки КЭШ памяти используются в пакетном режиме.

Динамическая память - получила имя от принципа действий запоминания ячеек. При записи лог-ой 1 ячеек конденсатор заряжается при записи “0” разряжается. Схема считывания разряжает через себя конденсатор, если заряд был не “0” и выставляет на выходе “1”, а за тем подзаряжает конденсатор до прежнего уровня. При отсутствии обращений конденсатор разряжается и инфа теряется , поэтому она требует периодического обращения.

Статическая память - может хранить инфу без обращений, пока включено питание, обычная D-RAM – синхронная память работает асинхронно системной шине. Для осинхроной работы D-RAM предусмотрено спец.устройство – для генерации сигналов с необходимой частотой.

Основы работы D-RAM

Запоминающие ячейки микрухи D-RAM организованы в виде 2х мерной матрицы. Стробируется по спаду импульса #RAS и #CAS.

Сначала RAS, а потом CAS подаёт сигнал.

Состав сигнала микрухи D-RAM

Сигнал

Назначение

#RAS

#CAS

MAI

WE#

Сигнал выборки адреса строки: По спаду сигнала начинается любой

Низкий уровень сохраняется на всё время цикла. Перед началом нового цикла , надо чтоб сигнал находился на высоком уровне

Сигнал выборки столбца. По спаду начинается цикл записи или чтения. Минимальная длительность определяется спецификацией быстродействия памяти. Минимальная длительность неактивного состояния между циклами (Выс. уровень) должна быть не менее

Времени предварительного заряда #CAS

Мультификсированные: Во время спада сигнала RAS, на этих линиях присутствует адрес строки. Во время спада CAS адрес столбца, адрес должен устанавливаться до спада сигнала

и удерживаться ещё некоторое время

Разрешение записи: Данные, записываются в выбранною ячейку либо по спаду CAS при низком уровне сигнала и разрешает записи (ранняя запись) либо по спаду сигнала, при низком уровне CAS(задержка записи)

Выбранной микрухой памяти готовится та на которую во время, активности сигнала RAS#, приходит сигнал CAS#. Временная диаграмма классических циклов записи-чтения приведена на рисунке.

При чтении данные на выходе относительно (RAS) появляется не ранее чем через интервал tRAS который является временем доступа. Микруха D-RAM имеет много разных временных параметров:

1)Время доступа Trae – задержка появления действительных данных на выходе относительно спада импульса

2)Основной параметр измеряется либо в секундах, нано секундах…..

3) Время цикла – минимальный период между началами соседних циклов обращения (TWC и TRC)

Длительность сигналов RAS и CAS

Минимальная длительность активной части стробирующих сигналов

Время предварительного заряда RAS и CAS

Минимальное время прохождения соответствующих сигналов в неактивном состоянии

Время задержки между импульсами RAS и CAS (TRCD)

Задержка данных относительно импульсов (TCAC)

Регенерация

Поскольку обращения записи или чтения к различным ячейкам обычно происходит в случайном порядке то для поддержания сохранности данных применяется регенерация – регулярный циклический перебор ячеек памяти с холостыми циклами. Максимальный период обращения к строке для гарантированного сохранения информации у современной памяти является 8-64 миллисекунды

В зависимости от объема и организации матрицы для однократной регенерации всего объема требуется – 512,1024,2048,4096

При распределённой регенерации, одиночные циклы регенерации выполняются равномерно с периодом TRF

Возможна так же пакетная регенерация – когда все циклы собираются в пакет ,в это время обращения к памяти при чтении блокируются

Режим FPM – режим быстрого страничного обмена позволяет повысить быстродействие памяти при последовательном обращении к ячейкам матрицы. В этом режиме экономится время за счёт исключения фазы выдачи строки из цикла чтения-записи. В этом случае адрес строки на шине выставляет 1 раз и сигнал RAS удерживается на низком уровне на время всех последующих циклов обращения , как записи так и чтения.

Соседние файлы в папке зачет №2 и экзамен