- •Раздел 2 Организация памяти эвм
- •Тема 1 Архитектура памяти эвм Память эвм
- •Организация памяти эвм
- •Основная память (оп)
- •Характеристики памяти
- •Иерархическая структура памяти
- •Структура памяти эвм
- •Виртуальная память
- •Достоверность хранения данных
- •Тема 2 Организация основной памяти
- •Основная память
- •Организация системы памяти
- •Оперативное запоминающее устройство
- •Dram-память
- •Матричная организация озу
- •Обращение к микросхеме озу
- •Операции с памятью
- •Методы повышения быстродействия
- •Повышение быстродействия ядра микросхем озу
- •Оптимизация доступа к озу
- •Оптимизация доступа к озу Последовательный режим
- •Оптимизация доступа к озу Конвейерный режим
- •Оптимизация доступа к озу Страничный режим
- •Оптимизация доступа к озу Синхронный режим
- •Оптимизация доступа к озу Режим удвоенной скорости
- •Память ddr2 sdram
- •Память ddr3 sdram
- •Оперативная память ddr4
- •Повышенное быстродействие при меньшем энергопотреблении, новая архитектура микросхем, снижение задержек и большая емкость модулей памяти
- •Видеопамять
- •Структурные методы повышения быстродействия оп
- •Пакетная обработка множества доступов к памяти
- •Типы модулей памяти
- •Статическая память
- •Память, доступная только для чтения
- •Пзу, программируемые при изготовлении (rom)
- •Однократно программируемые пзу (prom)
- •Многократно программируемые пзу
- •Флэш-память
- •Постоянные запоминающие устройства
- •Стековая память
- •Ассоциативная память
- •Эффективность кэш-памяти
- •Стратегии размещения (отображения)
- •Прямое отображение
- •Полностью ассоциативное отображение
- •Множественно-ассоциативное отображение
- •Алгоритмы замещения информации
- •Стратегии обновления основной памяти
- •Организация кэш-памяти
- •Уровни кэш-памяти
- •Дисковая кэш-память
- •Виртуальная память
- •Страничная организация памяти
- •Сегментация памяти
- •Сегментно-страничная организация памяти
- •Требования к управлению памятью
- •Тема 3 Внешние запоминающие устройства
- •Накопители на жестких магнитных дисках
- •Современный hdd
- •Производительность диска
- •Интерфейсы подключения
- •Жесткие магнитные диски
- •Оптические диски
- •Флэш-память
- •Сравнение взу
- •Устройства резервного копирования информации
-
Флэш-память
-
Впервые флэш-память была разработана компанией Toshiba в 1984 г.
-
В 1989-1990 гг. компания Toshiba для названия нового вида памяти употребила слово «flash» в контексте «быстрый, мгновенный» при описании своих микросхем.
-
Сфера применения флэш-памяти обширна: в качестве носителя микропрограмм, для хранения BIOS в ПК, в КПК, принтерах, видеоплатах, мобильных телефонах и т.п.
-
Преимущество флэш-памяти отсутствие движущихся механических частей.
-
Выделяют флэш-память двух основных типов:
-
NOR (логическое не-или)
-
NAND (логическое не-и)
-
В архитектуре NOR хорошо организован произвольный доступ к памяти, но процесс записи и стирания данных выполняется относительно медленно. размер ячейки получается большим, поэтому эта память плохо масштабируется.
-
Флеш-память с архитектурой NOR как правило используют в устройствах для хранения программного кода.
-
В конструкции NAND используется трехмерный массив.
-
Получить доступ к ячейке, как в NOR, невозможно, и алгоритм чтения усложняется.
-
NAND позволяет создать вместительные чипы памяти.
-
При последовательном обращении преимущество в скорости будет у NAND.
-
NAND проигрывает в операции с произвольным доступом и не имеет возможности работать напрямую с байтами информации.
-
В современных флэшках и твердотельных накопителях используется именно NAND-память.
-
Долгое время элементарная ячейка могла хранить лишь один бит информации. Такая ячейка называется одноуровневой (SLC, single-level cell).
-
Возможность сохранять заряд на ячейке дает возможность сохранять несколько бит на одной ячейке.
-
Флэш-ячейка является аналоговым запоминающим устройством, а не цифровым.
-
Многоуровневые ячейки с двухбитной разрядностью (MLC, multi-level cell).
-
Трехуровневые ячейки памяти (TLC, triple-level cell).
-
Стоимость 1 Гбайт TLC-памяти в 2015 году составила всего $0,4.
-
Обратной стороной памяти с трехуровневыми ячейками является её низкая скорость записи и меньший в сравнении с MLC ресурс.
-
Потребление энергии во время работы флэш-памяти примерно в 10-20 раз меньше, чем других носителей информации.
-
Флэш-память работает медленнее устройств основной памяти.
-
Ограничение по количеству циклов перезаписи (от 10 000 до 1 000 000 для разных типов).
-
Сравнение взу
-
Тип ЗУ
-
Преимущества
-
Недостатки
-
Жесткий диск
-
Большой объем хранимой информации. Высокая скорость работы. Дешевизна хранения данных (в расчете на 1 Мбайт).
-
Большие габариты. Чувствительность к вибрации. Тепловыделение. Шум.
-
Оптический диск
-
Удобство транспортировки. Дешевизна хранения информации. Возможность тиражирования.
-
Небольшой объем. Нужно считывающее устройство. Ограничения при операциях (чтение, запись). Невысокая скорость работы. Шум. Чувствительность к вибрации.
-
Флэш-память
-
Высокая скорость доступа к данным. Экономное энергопотребление. Устойчивость к вибрациям. Удобство подключения к компьютеру. Компактные размеры.
-
Ограниченное количество циклов записи. Высокая стоимость
-
-
SSD
-
Первый SSD-диск (Solid State Disk) был представлен в 1976 году — на 8 лет раньше, чем флеш-память. Он был разработан компанией Dataram и носил название Bulk Core.
-
Свое название SSD получили потому, что в их конструкции не было подвижных элементов.
-
В 1982 году компания Axlon представила Apple II RAMDisk.
-
Начало росту рынка твердотельных накопителей положила компания Samsung, выпустив в 2006 году 2,5" накопитель емкостью 32 Гбайт и стоимостью $699. Её примеру последовала и компания SanDisk, представившая 32-гигабайтный 2,5" накопитель с интерфейсом SATA.
-
SSD-диски обладают более высокой производительностью по сравнению с магнитными дисками при нулевом времени поиска.
-
Недостатком SSD-устройств является их стоимость и не высокий ресурс безотказной работы.
-
Для повышения срока жизни SSD была разработана методика нивелирования износа, основанная на распределении записи по всем ячейкам на диске.
-
Благодаря нивелированию износа флэш-диск может выдержать количество операций записи, равное максимальному количеству операций записи для одной ячейки, умноженному на количество блоков на диске.