Дарис / Дәріс 6

Дәріс 6. Статикалық есте сақтау құрылғысы

1. Есте сақтау құрылғыларының жіктелуі, қолданылу өрісі, негізгі параметрлері.

2. Статикалық есте сақтау құрылғысы (SRAM).

1. Еске сактау кұрылғысы ЭЕМ жадысының кызметін аткарады және деректер мен программалар командаларын сактауға арналған. ЕСҚ-на алдын ала тапсырманы шешуге арналған программа және бастапкы деректер, ал тапсырманы шешу барысында аралык және ақырғы нәтижелер жазылады. Кажет болган жадыға бұл деректер окылады және ЭЕМ-нін басқа блоктарына багытталады.

ЕСҚ негізінен сыйымдылығымен және жылдамдығымен сипатталады.

Сиымдылык - ЕСК-да бір мезгілде сақтауға болатын акпараттар бірлігінің максималды саны (белігілі бір разрядты машиналық сөздер). Сиымдылыктың үлкен болуына байланысты (10¹² битке дейін) үлкенірек өлшем бірліктері колданады: киллобайт (1Кбайт=1024 байт), мегабайт-М(1Мбайт= 1024 Кбайт). Гигобайт - Г (1 Гбайт= 1024Мбайт). Жылдамдық бағаланатын ЕСК-н уакытынын параметрлері - жазу циклы.

ЕСК жіктелуі: ЕСК-н аткаратын кызметтеріне карай былай жіктеледі.

• Сырткы ЕСҚ – бірнеше ондаған немесе жүздеген мегабайтты сиымдылықты акпараттардың үлкен көлемін сактауға арналған.

• Жедел жады кұрылғысы-тапсырманы шешудін ағымдық кезенінде интенсивті қолданылатын акпараттарды сактауға арналған.

• Жоғарыда жедел жады кұрылғысы—тапсырманы шешүдің ағымдык кезенінде интенсивті қолданылатын ақпараттарды сактауға арналған. Бұл жадының жылдамдығы процессор жылдамдығымен өлшеуге болады.

- Буферлік ЕСШ (БЕСҚ) деректерді уакытша сактауға арналған.

Акпараттарды орналастыру және іздеу тәсілдеріне байланысты: адрестік, магазиндік (стектік) және ассоциаіивті жады болып жіктеледі.

Адрестік жады. Қарапайым ЭЕМ-де ақпарат (деректер, командалар және микрокомандалар) түрлі ұзындыкты жады ұяшыктарында орналасады және осы ұяшыктардын адресі бойынша (нөмері) ізделеді.

Стекті жады. Бір-бірімен разрядты тізбекпен байланыскан ұяшыктардан тұрады.

Жады блогы екі бөлімнен тњрады:

- бөлікте негізгі акпарат сакталады да негізгі акпарат жыдысынынң блогы (БПОИ) деп аталады.

- бөлікте—ассоцнативті белгілер (БПАГТ) сакталады.

Ассоциативті белгілерді оку кезінде АПО және маска коды Р; АПО

сұраныстьш ассоцнатнвті белгілері регнстіріне және Р; М маска регистіріне жазылады.

Іздеу Р; АПО разрядтарьгаын Р_:М дегі бір сәйкес келетін мазмұны бонынша жњргізіледі. Әрі каран БГІАП логнкалык блогында АПО кодынын маскаланбаган разрядтары БПАП та сакталган салыстырылады. Салыстыру нәтнжесінде Р; СВП (сәнкестік репістірі) репістірінде тіркеледі. онын разрядтылыгы БПАП сөздер санымен аныкталады.

Окуга жататын БПОИ ұяшыктарының саны Р; СВП бірліктерінін санымен аныкалады.

Акпаратты сақтау тәсілдері бойынша ЕСҚ негізгі 2 типі бар:

• Еркін таңдаулы;

• Тізбектей таңдаулы;

Еркін таңдаулыда берілген сөзге қатынас кұру уакыты жадыдағы орналаскан орны тәуелсіз, екіншісінде-тәуелді. Сөзге еркін қатынас кұру жадысын немесе ЖЕСҚ кұру деп ататады. Жадынын арзанырак элементтері бар, онда 0 немесе 1 рет жазылады (дайындау кезінде немесе кұрылатын ЭЕМ де орнату кезінде). Мұндай элементтерді кұрылған ЕСҚ-ы (тұракты еске сақтау құрылғысы) және ТПЕСК (программаланған тұракты еске сактауға арналған кұрылғысы) деп аталған. ПТЕСҚ варианттарының бірі ӨПТЕСҚ (өшірілетін ПТСЕТК) болып табылады. Оның мазмұны арнайы кондырғыда өшіріп, сонан соң акпаратты кайтадан толтыруға болады.

ЖЕСҚ - жедел есте сактау кұрылғаны (ЕАМ) - тапсырманы шешу уакытьшла деректер мен программаларды сактауға арналған ЭЕМ-ң міндетті кұрылғысы. Қазіргі ЭЕМ-де ЖЕСҚ бірнеше бөліктерден (шағынсұлбалар) тұрады. Қазіргі жартылай өткізгішті ЖЕСҚ-н ерекшелігі қорек көзінен компьютерді өшіртенде акпараттын жоғалып кетті: жоспарлы және рұксат етілмеген түрлері бар накты бір уакытта орындалатын тапсырма және оның деректері ЖЕСҚ-да сакталады. Қазіргі ЖЕСҚ-н үлкен көлемі оған катынас кұру уакытының бірнеше есе үлкендігімен ерекшеленеді (процессордын машнналык операшіяны орында>ъімен салыстырғанда). Сондыктан процессор мен ЖЕСҚ арасына БЕСҚ (КЕШ) кою кажеттілігі туындайды.

СЕСҚ - негізінен акпаратты ЖЕСҚ-дан алады (процессордан тікелей беру мүмкіндігіне карамастан).

Жадыны ұйымдастыру тәсілдері.

Адрестеу тәсілдері бойынша ЕСҚ мынадай түлерге бөлінеді::

• адретік ЕСҚ.

• адрессіз ЕСҚ.

Адрестік ЕСҚ-ға катыстылар:

• жады њяшығына еркін катынасты ЕСҚ.

• Тізбектей катынасты ЕСК.

• циклдык катынасты ЕСҚ-Адрессіз ЕСҚ -ға катыстылар:

• стектік ЕСҚ.

- ассоциативті ЕСҚ

2. Статикалық жады.

SRАМ қазіргі кездегі ДК-де ЖЕСҚ-нін негізгі көлемін кэштеу үшін екінші деңгенлі КЭШ-жады ретінде колданылады.

SRAМ әдетте ТТЛ, КМОП немесе КМОП шагын сұлбалары негізінде орындалады. Деректерге катынас көру тәсілдері бойынша асинхронды, сондай-ақ синхронды болып бөлінуі мүмкін.

Деректерге уакытты еркін катынас кұруды асинхронды деп атайды. Асинхронды SRАМ 8шінші + бесінші кезенlі процессорлардың аналық платасында колданылды. Мұндай жадының ұяшыктарына катынас көру уакыты 15 нс (33 МГц) - тен 8 нс (66 МГц) - ке дейін.

ЖЖ-ң жылдамдығына сипаттама беру үшін оқу/жазу циклы колданылады. Жадыға катынас құрғанда (оку немесе жазу жөнінде) бірінші машиналык сөзге келесі үш сөзге карағанда көбірек такт жұмсалады.

Асинхронды SRАМ үшін бір сөзді оку үшін 3 такт, жазу 4 тактымен орындалалы. Бірнеше сөзді оку: 3-2-2-2, ал жазу: 4-3-3-3 тізбегімен аныкталады. Сннхронды SRАМ - деректерге қатынасты сннхронды тактылык импульстармен қамтамасыз етеді. Оларлың аралығынла жады деректердін келесі үлесіне катынас кұруды дайындайды. Бесінші кезең аналық платаларының көпшілігінде синхронды жадыны бір түрі - синхронды – конвейерлік колданылады. Бір операцняны орындау уакыты (оку/жазу) үш тактылы кұрайды, ал топтык операциялар 3 - 1-1-1 тактыны 1-ші катынаста, 1-1-1-1 келесі катынаста немде. Бұл жылдамдыкты 30% - ға дейін өсіреді.