на НаразіІснує також кілька типів роз'ємів для встановлення оперативної пам'яті. Такі як SIMM, DIMM, RIMM.

SIMM(Single In line Memory Module – модуль пам'яті з одним рядом контактів) – модуль пам'яті, що вставляється в рознім. Крім комп'ютера використовується також у багатьох адаптерах, принтерах та інших пристроях. SIMM має контакти з двох сторін модуля, але всі вони з'єднані між собою, утворюючи один ряд контактів. Модулі SIMM бувають двох видів (30 та 72 pin). Основна відмінність у кількості контактів на модулі. Але 30 pin"ові модулі вже досить давно зняті з виробництва і найімовірніше, ви їх не зустрінете.

DIMM(Dual In line Memory Module – модуль пам'яті з двома рядами контактів) – модуль пам'яті, схожий на SIMM, але з роздільними контактами (168 pin, тобто 2 ряди по 84 pin). Контакти розташовані з обох сторін, але гальванічно поділені на відміну від SIMM модулів. За рахунок цього збільшується розрядність чи кількість банків пам'яті у модулі. Також використані роз'єми іншого типу, ніж для модулів SIMM.

CELP(Card Egde Low Profile – невисока карта з ножовим роз'ємом на краю) – модуль зовнішньої кеш-пам'яті, зібраний на мікросхемах SRAM (асинхронний) або PB SRAM (синхронний). за зовнішньому виглядусхожий на 72-контактний SIMM, має ємність 256 чи 512 Кбайт.

Роз'єми для підключення зовнішніх пристроїв

USB(Universal Serial Bus – універсальна послідовна магістраль) – один із сучасних інтерфейсів для підключення зовнішніх пристроїв. Передбачає підключення до 127 зовнішніх пристроїв одного USB-каналу. Принципи побудови USB аналогічні принципам побудови загальної шини. Апаратні реалізації зазвичай мають два канали на контролер. Обмін за інтерфейсом – пакетний, швидкість обміну до 12 Мбіт/с.

LPT(LinePrinter) – спочатку був призначений для підключення до нього принтера, але надалі з'явився ряд пристроїв, здатних працювати через LPT-порт (сканери, Zip-приводи тощо). LPT-порт конструктивно є паралельним 8-розрядним портом плюс 4 розряди стану.

Режими роботи паралельного LPT порту

SPP(Standard Parallel Port – стандартний паралельний порт) здійснює 8-розрядний виведення даних із синхронізацією за опитуванням або перериванням. Максимальна швидкість виведення – близько 80 Кбайт/с. Може використовуватися для введення інформації щодо ліній стану. Максимальна швидкість введення – приблизно вдвічі менша.

EPP(Enhanced Parallel Port – розширений паралельний порт) – швидкісний двонаправлений варіант інтерфейсу. Змінено призначення деяких сигналів. Введено можливість адресації кількох логічних пристроїв та 8-розрядного введення даних. Використовується 16-байтовий апаратний FIFO-буфер. Максимальна швидкість обміну – до 2 Мб/с.

ECP(Enhanced Capability Port – порт із розширеними можливостями) – інтелектуальний варіант EPP. Реалізовано можливість поділу інформації, що передається на команди і дані, а також підтримка DMA і стиснення переданих даних методом RLE (Run-Length Encoding – кодування повторюваних серій).

COMпорт – послідовний порт. Швидкість обміну до 115 Кбіт/с. Можливе підключення лише одного пристрою до порту. В основному використовується для підключення маніпулятора типу "миша" або модему. Стандартно у материнську платувбудовано два послідовні порти.

PS/2порт – послідовний порт. Є функціональним аналогом COM-порту, але має додатково лінії для живлення пристроїв, що підключаються. Для підключення клавіатури або маніпулятора типу «миша».

Пам'ять

У комп'ютері є кілька видів пам'яті: кеш-пам'ять, оперативна пам'ять, відеопам'ять, зовнішня пам'ять. Існують також пристрої із вбудованою пам'яттю, про яку користувачі часто й не знають. Ця пам'ять знаходиться в буфері обміну і має на меті прискорення операції введення-виводу (наприклад, для дисків) або зберігання її, поки процесор її не потребує (наприклад, клавіатури). Регістри в центральному процесорі також є області пам'яті.

Зовнішня пам'ятьназивається пам'ять, яка розташована поза материнської плати і включає дискову пам'ять (на гнучких і жорстких дисках), пам'ять на магнітних стрічках, пам'ять на звуковій платі, пам'ять у принтера і т.д., тобто практично кожен пристрій має свою пам'ять. Ці види пам'яті розглядатимуться у відповідних розділах. Пам'ять у вигляді регістрів, як вона влаштована і як вона працює – це специфічна інформація і для розуміння роботи на комп'ютері мало що дає, якщо ви не є системним програмістом, і тому тут не розглянуто. А тепер приступимо до розгляду оперативної пам'яті.

Оперативна пам'ять

Одним з основних компонентів комп'ютера є оперативна пам'ятьь, яка служить місцем зберігання інформації та для подальшої її передачі процесору, жорсткому диску, іншим зовнішнім пристроям. Вона розташовується у спеціальних роз'ємах на материнській платі. Оперативна пам'ять є тим місцем, де зберігаються дані і команди, з якими працює центральний процесор, і є схемою з величезної кількості дрібних конденсаторів і транзисторів (одна така пара дозволяє зазвичай зберігати один біт). Тому при вимкненні комп'ютера або раптовому відключенні електроживлення виявляється, що введена інформація зникла. Це відбувається тому, що дані не були записані на жорсткий дискде вони можуть довго зберігатися, а знаходилися в оперативній пам'яті. Якби не існувало оперативної пам'яті, то дані розташовувалися б на жорсткому диску і час звернення до них різко збільшився, що призвело б до різкого зниження загальної продуктивності комп'ютера.

Оперативну пам'ять також позначають RAM (Random Аccess Memory – пам'ять довільного доступу). Поняття довільного доступу означає, що можна звернутися до довільної комірки пам'яті, на відміну від послідовного методу доступу, коли для доступу до комірки потрібно спочатку прочитати інші дані, які знаходяться до цієї комірки (прикладом може бути магнітна стрічка).

Оперативна пам'ять виготовляється у вигляді мікросхем, що кріпляться на спеціальних пластинах, які встановлюються на материнській платі у відповідні роз'єми. При включенні комп'ютера операційна система завантажується в оперативну пам'ять, потім у неї завантажуються програми, наприклад, Word, і дані, наприклад, документи. Центральний процесор управляє завантаженням програми, даних у оперативну пам'ять, далі відбувається з даними, що у оперативної пам'яті, а чи не на жорсткому диску. Якщо потрібні дані, що знаходяться на жорсткому диску, інформація спочатку завантажується в оперативну пам'ять, після чого вона викликається для обробки центральним процесором. Після обробки вона знову поміщається в оперативну пам'ять, а потім заноситься на жорсткий диск. Тобто центральний процесор працює з інструкціями та даними, що знаходяться в оперативній пам'яті, а всі інші пристрої (диски, магнітна стрічка, модемний зв'язок тощо) діють через неї. Тому оперативна пам'ять має великий вплив працювати комп'ютера. Так як оперативна пам'ять призначена для зберігання даних і програм тільки під час роботи комп'ютера, то після вимкнення електроживлення всі дані, що в ній знаходилися, губляться. Тому перед вимкненням комп'ютера потрібно зберегти дані на жорсткому диску, для чого потрібно вийти з програм.

Передача данихміж оперативною пам'яттю та процесором відбувається по системній шині, яка характеризується тактовою частотою, тобто кількістю тактів на секунду. Цей показник вимірюється у мегагерцях, тобто кількістю мільйонів тактів за секунду. Кількість даних, що передаються протягом одного циклу шини, називаються шириною шини. У порівнянні з процесором, продуктивність оперативної пам'яті менша, і щоб центральний процесор не простоював, організована кеш-пам'ять, яка працює швидше, ніж оперативна пам'ять, і зберігає образ ділянок оперативної пам'яті. Якби жорсткі дискипрацювали набагато швидше, то оперативної пам'яті могло б не знадобитися, проте жорсткі диски працюють приблизно у 200 разів повільніше.

Існує кілька видів оперативної пам'яті, але основними є види типу SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory - синхронна динамічна пам'ять з довільним доступом):

DDR(Double Data Rate – подвійна швидкість передачі). Подвоєна швидкість досягається за рахунок зчитування даних не тільки по фронту (наростання сигналу), але й спаду сигналу. Таким чином, за один такт передається два біти даних, тобто якщо частота системної шини дорівнює 100 Мгц/сек, то отримуємо ефективну частоту в 200 Мгц/сек. Ширина шини даних становить 64 біт, тобто для попереднього прикладу отримуємо пропускну здатність 100 Мгц х 2 х 64 біт = 12,8 Гбіт/сек. Мікросхеми виконуються за технологією 0.13 і 0.09 мкм процесу.

Існують такі типи пам'яті: DDR 200 до роботи на частоті 100 Мгц, DDR 266 на частоті 133 Мгц, DDR 333 – 166 Мгц, DDR 400 – 200 Мгц, DDR 433 – 217 Мгц, DDR 465 – 2 , DDR 533 - 267 МГц. Плати можуть мати й іншу назву, яка починається з РС зі значенням заокругленої пропускної спроможності пам'яті. Так пам'ять DDR 200 може мати назву РС1600, пам'ять DDR 266 назва РС2100 (пропускна спроможність – 2133 мегабайт на секунду), DDR 300 – РС2400, DDR 333 – РС2700 (пропускна спроможність – 2667 МБ) 433 - РС3500 (3467 Мб / с), DDR 466 - РС3700, DDR 500 - РС4000, DDR 533 - РС4300 (4267Мб / с). Пропускна здатністьвказується в одноканальному режимі, у двоканальному цей показник збільшується вдвічі. Більшість плат дозволяють працювати у двоканальному режимі, але існують і чотириканальні модулі.

Вказана вище частота позначає гарантовану частоту, де працює модуль. Модуль можна використовувати на нижчій (це називається underclocking або андерклокінг) і вищій частоті (overclocking або оверклокінгу).

На малюнку вище схематично показано плату пам'яті DDR. На платі з обох сторін перебувають мікросхеми з пам'яттю, малюнку з одного боку їх вісім. Ліворуч і праворуч знаходяться по дві виїмки для встановлення плати в роз'єм на материнській платі. Знизу знаходиться ключ (виїмка на платі). Так як на місці ключа в роз'єм знаходиться перегородка, то вона повинна увійти в ключ. Якщо ключ перебуватиме в іншому місці, то перегородка завадить встановленню плати в роз'єм. Також знизу є контакти, ліворуч від ключа – 52, праворуч – 40 контактів, лише 92 на одній стороні. Так як контакти розташовані на двох сторонах плати, то їх загальна кількість – 184.

На малюнку вище показано два роз'єми для встановлення оперативної пам'яті. Як видно, недалеко від середини роз'єму знаходиться перебірка (на малюнку вона названа як ключ).

Основною характеристикою плати оперативної пам'яті є її ємність. Вона вимірюється у мегабітах. Якщо одна мікросхема має ємність 512 Мбіт, то загальна ємність на цій платі буде 512 х 8 (8 мікросхем на одній стороні) х 2 (2 сторони плати) = 8194 мегабіт = 1024 мегабайт = 1 гігабайт. Таким чином, плата на малюнку має ємність 1 гігабайт.

Як видно на малюнку, на платі з одного боку знаходиться 8 мікросхем, тобто на 1 байт буде 8 мікросхем, кожна з мікросхем міститиме по 1 біту. Такі плати зазвичай є на домашніх комп'ютерах.

Однак є плати, на яких знаходиться дев'ять мікросхем, тобто по 9 біт на один байт. Дев'ятий біт використовується для ECC(Error Checking and Correcting – виявлення та виправлення помилок). Ідея досить проста. Якщо підсумувати всі вісім біт, то отримаємо парне чи непарне число. Якщо число парне, то дев'ятий біт дорівнюватиме 1, якщо непарне, то 1. Таким чином, сума всіх дев'яти біт завжди буде непарна. Якщо відбудеться помилка і один біт буде інвертований, тобто дорівнюватиме 0, замість 1 або 1 замість 0, то сума всіх бітів буде дорівнює парному числу і система сигналізує помилку. Через які причини біт може бути змінений? Через магнітні поля, через космічні промені та випромінювання. Ці помилки досить рідкісні, але для деяких систем, наприклад, що забезпечують банківську систему, є надзвичайно важливими. Ці зміни відстежуються на апаратному рівні. На жаль даний методне дозволяє визначити, який біт був інвертований, а у випадку, коли інвертується два біти, метод це не виявить. Тому було розроблено метод Chipkill,який дозволяє на апаратному рівні визначити, який біт був інвертований і виправити його. Причому визначити помилку не одного, а кількох бітів. Також є й інші методи корекції помилок – memory scrubbing , Intel SDDC .

Мікросхеми можуть мати розрядність в 4 (х4) або 8 (х8), причому розрядність у х8 є більш дешевою і не дозволяє використовувати методи Chipkill, memory scrubbing та Intel SDDC.

DDR 2 друге покоління цього виду пам'яті, що з'явилося в 2004 році. Відмінність від DDR полягає в удвічі більшій частоті шини, за якою дані передаються буфер. Головна відмінність полягає в тому, що даний вид пам'яті може працювати на більш високій частоті, тому що DDR мав обмеження. Тести показують, що швидкість DDR 2 трохи вище, ніж у DDR ​​, наближаючись до заявленої.

Плати також мають відмінність. Ключ зрушений ліворуч, ліворуч від ключа знаходиться 64 контакти, праворуч – 56, всього на одній стороні – 120, всього на двох сторонах – 240. Таким чином, пам'ять DDR не можна вставити в роз'єм DDR 2 і навпаки, тобто вони не взаємозамінні.

Є модулі DDR 2-400 (PC 2-3200), DDR 2-533 (PC 2-4200), DDR 2-667 (PC 2-5300), DDR 2-675 (PC 2-5400), DDR 2-700 (PC 2-5600), DDR 2-711 (PC 2-5700), DDR 2-750 (PC 2-6000), DDR 2-800 (PC 2-6400), DDR 2-888 (PC 2-7100) , DDR 2-900 (PC 2-7200), DDR 2-1000 (PC 2-8000), DDR 2-1066 (PC 2-8500), DDR 2-1150 (PC 2-9200), DDR 2-1200 PC 2-9600).

DDR 3 третє покоління цього виду пам'яті. Відмінність від DDR 2 полягає в зниженій енергоспоживання (на 40%), так як відбувся перехід на технології 90, 65, 50, 40 нанометрів (один нінометр дорівнює одній тисячній мікрометра).

Плати також мають відмінність. Ключ зрушений ще ліворуч, ліворуч від ключа знаходиться 48 контактів, праворуч - 72, всього на одній стороні - 120, всього на двох сторонах - 240. Таким чином, пам'ять DDR 2 не можна вставити в роз'єм DDR 3 і навпаки, тобто вони не взаємозамінні.

Є модулі DDR 3-800 (PC 3-6400), DDR 3-1066 (PC 3-8500), DDR 3-1333 (PC 3-10600), DDR 3-1600 (PC 3-12800), DDR 3-1800 (PC 3-14400), DDR 3-1866 (PC 3-14900), DDR 3-2000 (PC 3-16000), DDR 3-2133 (PC 3-17000), DDR 3-2200 (PC 3-17600) , DDR 3-2400 (PC 3-19200)

DDR 4 наступне покоління цього виду пам'яті, яке планується масово випускати у 2013 році. Цей видпам'яті буде підтримувати частоти від 2133 до 4266 МГц/сек.

Пам'ять організована блоками по 8 біт, які становлять 1 байт. Щоб збільшити надійність пам'яті, іноді додається дев'ятий біт, званий бітом парностіщо приймає значення таким чином, щоб сума всіх дев'яти біт становила певну величину по модулю два (0 або 1), і порушення цього правила означає помилку в пам'яті. За її наявності на екрані з'явиться повідомлення про помилку парності. Однак не всі мікросхеми мають 9 біт, так як не у всіх модулях пам'яті використовується даний метод і такі мікросхеми трохи дешевші, ніж з перевіркою на парність. Деякі виробники на здешевленні мікросхем використовують 8 біт, обчислюють значення дев'ятого і посилають значення 9 біта в процесор, і такі мікросхеми важко від 9-бітних.

Деякі виробники випускають мікросхеми з корекцією помилокза тим же принципом, як це зроблено у жорстких дисках, тобто дозволяють у деяких випадках відновити зіпсовану інформацію. Ця пам'ять використовує додатково 7 біт (ЕСС) для 32 розрядів і 8 для 64. Така пам'ять дорожча і використовується для комп'ютерів, які потребують особливої ​​надійності зберігання даних. У разі частого виникнення помилок можна за допомогою спеціальних програм визначити місце збоїв. Зазвичай для домашніх комп'ютерів використовується пам'ять без перевірки на парність та кодів ЕСС, оскільки робота пам'яті і так достатньо надійна. Якщо виникають помилки, то можна зробити перезавантаження комп'ютера, щоб позбавитися наведених помилок і, крім того, час від часу виконати тести пам'яті.

Оперативна пам'ять не вся складається з комірок пам'яті, що перезаписуються (RAM або ОЗУ - Оперативний Запам'ятовуючий Пристрій). Частина оперативної пам'яті складається з неперезаписуваних осередків (ROM або ПЗУ - Пасивний Пристрій, що запам'ятовує), вона не дозволяє записати в неї інформацію. Дані та програми, записані в ній, встановлені один раз і протягом тривалого часу не змінюються. Цей вид пам'яті використовується в BIOS і необхідний при включенні комп'ютера, щоб можна було запустити операційну систему після живлення.

Існує також пам'ять у BIOS, у якій зберігаються найважливіші параметри комп'ютерної системи, які можна коригувати. Після вимкнення електроживлення їх підтримує енергія електричних батарей або акумуляторів, що встановлені на материнській платі. Енергія цих батарей дозволяє працювати і системним годинникам, які працюють при вимкненому комп'ютері. Пам'ять, яка використовує енергію батарейок, буває різних типівАле коштує досить дорого і як оперативна пам'ять не використовується.

Коли комп'ютер увімкненопроцесор звертається до вмісту пам'яті, що знаходиться за адресою 1 мегабайт -16, де знаходиться перша інструкція, яку потрібно виконати. Природно, що в цій клітинці знаходиться пам'ять ROM (тільки для зчитування), інакше вона не збереглася б. Перший мегабайт оперативної пам'яті досить визначено: на самому початку знаходиться таблиця векторів переривань, дані для BIOS або DOS, операційна система. Потім слідує область пам'яті, яка використовується для програм користувача, розміром до 640 кілобайт, кінець пам'яті (до першого мегабайта) виділений для відеобуфера BIOS та інших цілей операційної системи. Одна з відмінностей оперативної пам'яті від інших пристроїв полягає в тому, що після встановлення комп'ютер сам її знаходить і тестує, ніякої установки драйверів і нового математичного забезпечення при цьому не потрібно. Докладніше перші процедури після включення комп'ютера описані нижче.

Після увімкнення комп'ютерапочинає працювати спеціальна програма BIOS POST, причому перший кілобайт пам'яті зарезервований під таблицю векторів переривань (IVT), а верхня частина першого мегабайта містить програму завантаження операційної системи (BIOS). Ця програмазаповнює адреси програм переривань у таблиці IVT та дані, що знаходяться у другому кілобайті пам'яті, після чого завантажується завантажувальна програмана згадку за адресою 700h, і їй передається керування для завантаження операційної системи. Потім завантажується програма переривань та ядро ​​операційної системи, замінюється завантажувальна програма, далі ядро ​​операційної системи запускає конфігураційні файли Autoexec.bat та Config.sys (або файли Windows).

Операційна система DOS має спеціальну таблицю, звану списком списків, де є покажчик першу таблицю МСВ, де зазначено розподіл пам'яті для програм. Причому перший блок МСВ свідчить про розподіл пам'яті самої DOS, інші - для прикладних завдань. Одному завданню може належати кілька таких таблиць, у той час одна таблиця належить лише до однієї програмі. У цій таблиці визначається пам'ять перших 640 кілобайт, звідси й проблема деяких старих програм у межах 640 Кілобайт. Після закінчення роботи прикладної програми пам'ять повертається прикладною програмою для операційної системи. Якщо програма перестала працювати, але залишилася в пам'яті, то така програма є резидентної. Прикладом такої програми є програма роботи з мишею. Кожен блок МСВ знаходиться перед областю, що описується. Блок має 16 байт даних, які включають тип блоку, ідентифікатор (якщо 0, то пам'ять, описувана блоком, вільна) та інші дані. Щоб переглянути ланцюжок МСВ, можна скористатися програмою Debug або Mem з ключем /d.

Після увімкнення комп'ютера він працює в реальному режимі часу. Потім завантажується Windows 9х і відбувається перехід у захищений режим. При емуляції режиму DOS програмі виділяється необхідна їй пам'ять і створюється таблиця векторів переривань, завантажуються програми емуляції операційної системи, необхідні їй драйвери та програми, після чого завантажується програма, яка починає виконуватися. Складається враження, що вона працює у реальному режимі часу, а насправді – у захищеному. Якщо викликати паралельно їй ще один режим емуляції DOS, то новому завданнізнову буде виділено вже іншу область пам'яті, де програма буде працювати зі створенням необхідної для неї середовища. Робота в системі Windows відбувається лише у захищеному режимі. Однак ранні системи Windows 9х іноді переходять у реальний режим, звертаючись до DOS до виконання системних процесів на низькому рівні, але їх виконання одночасно перетворюється на захищений режим.

Єдиним винятком цього правила є перехід у системі Windows 98 за допомогою команди Пуск → Завершення роботи → Перезавантажити комп'ютер у режимі емуляції MS-DOS, у якому відбувається перехід у реальний режим роботи.

Чим більше програм працює, тим значніше за обсягом потрібна пам'ять для них. Крім того, можуть бути програми, які самі використовують велику кількість пам'яті. Якщо оперативної пам'яті не вистачає, то частина інформації переміщається до тимчасового файлу на жорсткому диску, причому це відбувається з областями, які рідко використовуються. Це призводить до зниження продуктивності використання цих областей, але дозволяє виконувати велику кількість завдань одночасно та підвищує продуктивність роботи комп'ютера. Тому чим більше оперативної пам'яті в комп'ютері, тим менше інформації потрібно скидати на жорсткий диск і тим швидше працює комп'ютер.

Оперативна пам'ять ділитьсяна п'ять областей, причому цей поділ зберігся від перших персональних комп'ютерів. У той час пам'ять розміром кілька сотень кілобайт здавалася дуже значною за своїм обсягом і перші ХТ випускалися з пам'яттю не більше 640 Кбайт. Ця область пам'яті називається стандартною, базовий, Основнийпам'яттю або звичайноюоперативної пам'яттю (Conventional Memory ), у якій початок області віддано операційної системи, а решта - до роботи програм. При цьому перший кілобайт призначений для таблиці векторів переривань, далі розташована область даних BIOS, а потім програма ядра операційної системи. Після розширення пам'яті комп'ютерів до 1 мегабайта, до якої можна було звертатися за допомогою виду адресації база: зсув, область пам'яті від 640 кілобайт до 1 мегабайта, звана UMA(Upper Memory Area або іноді Extended Conventional Memory), або верхняпам'ять, або старшапам'ять стала використовуватися для роботи операційної системи. Вона містить буфери для графічного адаптера, програми BIOS, буфери для сторінки пам'яті. Для того, щоб повноцінніше використовувати область перших 640 Кбайт, багато програм і драйверів завантажуються у верхню частину пам'яті, яка розташована від 640 Кілобайт до одного мегабайта. Робиться це в системі DOS за допомогою команди DOS = UMB Config .sys і команд Lh і Dh , які завантажують драйвери в цю область. Під час роботи з Windows багато хто з цих проблем вирішується автоматично.

У верхній пам'яті відведено: A 000-BFFF відеопам'ять (використовується не повністю), C 000-C 3FF для відеоадаптера EGA, BIOS ROM, C 000-C 7FF для відеобуфера VGA, BIOS RAM, C 800-CBFFмістить BIOS жорсткого диска, F 000-FFFF – BIOS, F 000-F 0FF – область для конфігурування Plug & Play, С000h-BAAAh – для адаптерів, які мають свої ROM BIOS.

Пам'ять понад 1 мегабайт називається розширеною або додатковою (XMSабо Extended) пам'яттю. Перші 64 кілобайт понад перший мегабайт називається HMA . До цієї області можна звернутись у реальному режимі. У ранніх комп'ютерах при зверненні на адресу FFFF :000F відбувався перехід на нульову адресу (0000:0000), тобто пам'ять представлялася циклічно. Згодом адреса вище першого мегабайта стала звертатися до даних, які знаходяться понад один мегабайт, а не до нульової адреси, і таким чином ці 64 кілобайти почали використовувати в реальному режимі.

Для того, щоб використовувати пам'ять понад 1 мегабайт, були потрібні спеціальні системні утиліти Himem.sys і Еmm386.exe у файлі Config.sys, де пам'ять 64 кбайт понад 1 мегабайт підтримується драйвером Himem. Дані драйвери потрібні для систем DOS і Windows 3.11. За їх допомогою область розширеної пам'яті відображається на 4 сторінки по 4 кілобайти у спеціальному буфері у верхній області першого мегабайта (сторінковий режим). В даний час доступ до пам'яті понад один мегабайт використовується в захищеному режимі, який підтримується в Windows 95 і вище.

Особливе місце посідає відеопам'ять. У ранніх моделях, коли виводилася в основному текстова інформація, відеобуфер знаходився у верхній області першого мегабайта основної пам'яті і займав 16, 32 кілобайт пам'яті. Однак з появою графічних режимів великої роздільної здатності для відеобуфера була потрібна значна за обсягом пам'ять, яку стали розташовувати на відеоплаті. Вона займає вже 64, 128, 256 мегабайт пам'яті.

В оперативній пам'яті зберігся буфер із максимальним розміром 128 кілобайт, який відображає частину відеопам'яті у відеоплаті, що знаходиться у відеобуфері. З цим буфером працює центральний процесор, і він може в різні моменти часу відображати фрагменти відеопам'яті для обробки.

Сама відеопам'ять знаходиться на відеоплаті (або на материнській платі, якщо відеопідсистема інтегрована в плату) і потрібна для того, щоб створювати образ і передавати його на дисплей. Так як зображення оновлюється кілька десятків разів на секунду, то під час виведення зображення з одного кадру екрана наступний починає оброблятися в іншій частині пам'яті. При великій кількості обробки графічної інформації частина обчислень може бути віддана спеціальному процесору, який знаходиться на відеоплаті, наприклад, для таких цілей, як обчислення елементарних об'єктів зображень, що часто використовується у відеоіграх. Чим потужніший процесорна відеоплаті, тим паче якісне зображення виводиться на дисплеї.

У реальному режиміРобота прикладна програма може користуватися всіма можливостями комп'ютера, практично не маючи обмежень. У захищеному режимісправа дещо інакше. Фізична адреса обчислюється безпосередньо, а використовуючи спеціальні таблиці. У комп'ютері є чотири рівні пріоритетів, при цьому нульовий рівень належить самій операційній системі та має практично ті ж можливості, що й у реальному режимі. Рівні 1 та 2 мають менше можливостей, і на сьогоднішній день практично не використовуються. Останній, третій рівень використовується для прикладних програм. Програма цього рівня має менше можливостей втручатися в роботу операційної системи, однак для своєї роботи, наприклад, при зверненні до диска або іншого пристрою, вона може отримати від операційної системи необхідні дані. При цьому передбачається, що операційна система надійніша, ніж прикладна програма, що підтверджується практикою.

Обмеження закладені, передусім, у процедурі перетворення адреси, оскільки у своїй використовуються спеціальні таблиці, де містяться поля з правами доступу і біти рівнів привілеїв запиту, які визначають, що може бути зроблено програмою у цій галузі пам'яті. Система DOS працює в реальному режимі, система Windows 95 і вище працює в захищеному режимі, тобто система Windows виділяє для прикладних програм всю пам'ять, що є на комп'ютері, яку сама і розподіляє.

При роботі у багатозадачному режимівідбувається часте перемикання між завданнями, коли операційна система виділяє якийсь проміжок часу одному завданню, потім іншою, потім третьою, знову першою і т.д. Ці проміжки часу є надзвичайно короткими і повторюються багаторазово за одну секунду, так що користувачу здається, ніби всі програми працюють одночасно, а саме, звучить музика, принтер виводить сторінку, вводиться символ з клавіатури в текст документа і т.д.

Для передачі управління від одного завдання до іншого, поточний станзавдання (точніше, основних регістрів у центральному процесорі) зберігається у спеціальній області пам'яті, званої стекомта перебуває в оперативній пам'яті. Потім викликаються збережені значення іншого завдання регістри центрального процесора і управління передається їм.

Те, кому і який час передати управління, операційна система вирішує залежно від алгоритму, вкладений розробниками під час її написанні. Можливо два різних режими роботи програм. У першому випадку процеси рівноправні, а у другому один процес має перевагу перед іншим і називається фоновим режимом. В останньому випадку програма отримує управління, коли основна програма перебуває в стані очікування, наприклад, введення від клавіатури, тобто використовує тимчасові проміжки, коли основна програма вільна.

Під час звернення до підпрограми або перемикання від одного завдання до іншого потрібно тимчасово розмістити поточні значення, наприклад ті, що знаходилися в регістрах, в деяку область пам'яті. Тобто необхідно запам'ятати стан завдання в даний час, щоб потім, відновивши їх, продовжити виконання програми. Для цього організовано стекова система. Ідея її проста. В області пам'яті приділяється ділянка для організації стека. Спеціальний регістр вказує на поточну позицію в стеку, і коли це туди поміщається або витягується, він збільшується або зменшується на довжину даних. У стеку використовується принцип «останній прийшов, перший вийшов», тобто вибираються останні дані, потім передостанні і так далі. Дії з метою вибірки даних здійснює програміст під час написання програми. Якщо стек переповнений, тобто не вистачило області даних, виникає помилкова ситуація і на екрані з'являється повідомлення про це, а виконання завдання припиняється. Як правило, це не означає, що комп'ютер не працює або зламався, краще перезавантажити комп'ютер і почати працювати заново. Якщо дана помилкапродовжуватиметься в одній і тій самій програмі, а інші програми працюють нормально, то винна програма, а не комп'ютер. Звичайно, така помилка може виникнути і з вини комп'ютера, наприклад, через погану оперативну пам'ять, але це зустрічається досить рідко.

Скільки потрібно оперативної пам'ятіу комп'ютері? Чим більше тим краще. Все залежить від тих програм, з якими працює користувач. Якщо їх багато і робота відбувається з графікою або відео, потрібно значний обсяг пам'яті. Бажано мати для Windows 98 не менше 32 мегабайт, а для роботи декількох додатків - 64 і вище. Система Windows ХР вимагає значно більше оперативної пам'яті. Для неї бажано мати 512 мегабайт, а краще 1 гігабайт. Наступні Операційні системи(Windows Vista, Windows 7) потребує ще більше пам'яті. Тому для цих систем потрібно мати не менше 1 гігабайта, а краще 2 або 3 гігабайти. Йдеться про 32бітні системи, які в основному поширені. Для 64-розрядних систем розмір пам'яті потрібно помножити на 2, тобто для Windows 7 потрібно мати мінімум 2 гігабайти, краще 3-4. Чим більше встановлено пам'яті, тим вищою буде продуктивність комп'ютера, тим більше, що ціни на пам'ять неухильно падають.

Якщо на екрані з'явиться повідомлення Parity Error, то серед причин найчастіше збій пам'яті. У цьому випадку вийдіть з Windows і знову увійдіть. Якщо це повідомлення часто з'являється, перевірте установки BIOS. Можна також перевстановити пам'ять, тобто вийняти її та знову вставити. Якщо помилки продовжуються знову, використовуйте тестову програму для перевірки пам'яті.

Основними характеристикамиоперативної пам'яті є час доступу (час виконання операції зчитування/запису, тобто час від початку циклу читання до отримання даних на виході), її розмір, продуктивність, розрядність і т.д. Продуктивність вимірюється в мегабайт у сік, це кількість даних, які пам'ять може зчитувати та записувати в одиницю часу. Розрядність шини пам'яті визначається кількістю біт, з якими може бути виконана операція читання/запису за один час. Ці та інші параметри розглянемо докладніше.

Пам'ять організованау вигляді матриці, приблизно як екран дисплея, на якому є стовпці та рядки, де на перетині кожен елемент є схемою з одного-двох конденсаторів і транзисторів. При читанні адреса перетворюється на номер стовпця (CAS) та номер рядка (RAS). При цьому вибирається вміст всього рядка, посилюється і передається до тимчасового буфера, звідки вибирається за адресою стовпця елемент, який зчитується і передається на вихід мікросхемі. Так як при переміщенні в тимчасовий буфер розряджаються конденсатори, то потім їх значення відновлюються. При записі подається номер рядка та стовпця, а в комірку на перетині рядка та стовпця записується потрібне значення.

Щоб прискорити операції, мікросхема може мати кілька таблиць, як правило, 4, 8 або 16. Якщо мікросхема дозволяє зберігати 1 Мбайт пам'яті та має 8 ліній вводу/виводу, то кожна лінія обслуговує матрицю розміром 128 Кбайт або 1 Мбайт, що називається глибиною адресного простору. У цьому прикладі при зверненні до цієї мікросхеми вона зможе видавати значення байта, кожен біт якого знаходиться у різних матрицях. Чим більше ліній введення/виводу, тим більше даних можна отримати одночасно.

Одним із основних параметрів виступає час доступудо даних, що менше, тим краще і може бути від 40 до 80 наносекунд. З цим параметром часто співвідноситься мінімальний період синхронізації, який дорівнює 10 нс, відповідає часу доступу 50 наносек, 12нс - 60нс і т.д. Якщо пам'ять працює повільніше, ніж вимагає системна шина, комп'ютер працюватиме повільніше, оскільки виникнуть затримки очікування процесора. Тому необхідно вибрати оптимальну пам'ять за ціною та продуктивністю.

Оперативна пам'ять монтується у про банках ( банк- Комплект мікросхем, що забезпечує необхідну розрядність). Якщо працює 32-розрядна системна шина (486), а мікросхема має 8 ліній вводу/виводу, то необхідно 4 мікросхеми (4х8=32 ліній), і вони, якщо встановлені на одній пластині, складають банк, у Pentium – 64 ліній і тому потрібно 8 мікросхем без перевірки на парність, 9 - з перевіркою. Банк – це мінімальний обсяг пам'яті, з яким може працювати процесор за одне звернення. Банк може бути заповненим та незаповненим, часткове його заповнення не допускається. Якщо модулі пам'яті знаходяться на пластині, яка кріпиться на материнській платі, то комплект роз'ємів, в яких розташовуватимуться пластини з мікросхемами оперативної пам'яті, що забезпечують необхідну розрядність, також називається банком. Банк може містити як один, так і кілька роз'ємів на материнській платі. Усередині банку мікросхеми повинні підбиратися одного виду та одного обсягу, бажано одного виробника. Різні банки за своїми характеристиками можуть відрізнятися і бажано мінімізувати відмінності, інакше вони не зможуть узгоджено працювати. Сучасні комп'ютери мають оперативну пам'ять, де один банк розташований на одній пластині.

Однією з найважливіших характеристик пам'яті є пакетний цикл обміну, який з'явився у 486 процесорах та моделях Pentium. При звичайному циклі обміну вказується адреса та одна дана, при пакетному циклі вказується адреса та кілька сусідніх (послідовно розташованих) даних. У цьому перше це зчитується довше, а такі - швидше. Запис 5-2-2-2 означає, що зчитування першого даного потрібно 5 одиниць часу (системних тактів), а наступних - по два. Або для читання першого даного потрібно 4 такти очікування (один такт на операцію читання), і по одному такту очікування для наступних тактів (4-1-1-1). Коли написано, що час доступу становить 40 нсек, потрібно мати на увазі, що йому відповідає перше звернення до пам'яті, наступні будуть швидше. Інші параметри визначають час робочого циклу, і якщо час доступу 50 нс, то робочий цикл становитиме 20 нс у записі 5-2-2-2.

Для материнської плати 486 із тактовою частотою 33 МГц застосовуються елементи пам'яті з часом доступу 70 нс (наносекунд). Швидші плати мають працювати з пам'яттю доступу 60 нс і менше. Плати Pentium використовують пам'ять із часом доступу 40 нс і менше. Час доступу вимірюється в наносекундах, де 1нс = 0,000000001 сек. Якщо обсяг вибірки з чіпа становить 1 байт, такий чіп називається шириною в байт, якщо 4 біта, то шириною в німбл (німбл - половина байта або 4 біта).

Мікросхеми пам'яті не встановлюються безпосередньо на материнську плату, вони групуються в кілька модулів і встановлюються на спеціальній пластині, яка називається форм-фактором SIMM (застаріла) або DIMM, які вставляються в спеціальний роз'єм. Часто ємність мікросхеми вимірюється у бітах, а пластини – у байтах.

На пластинах бажано встановлювати пам'ять з одним часом доступу, бажано одного типу та однієї компанії. Не всі слоти для оперативної пам'яті необхідно вставляти пластини, тобто можна залишати слоти вільними. Наприклад, 512 Мб можна вставити у двох варіантах: або 4 слоти по 128 Мб, або один слот 512 Мб. На кожній пластині може бути різна кількість пам'яті. На пластині може бути кілька елементів, кожен з яких може містити 256 Кб, 1 Мб, 4 Мб та деякі інші.

Оперативна пам'ять на материнській платі відрізняється від відеопам'яті, пам'яті в принтері та кеш-пам'яті тим, що їх не можна міняти один з одним, тому що вони випускаються в різному виконанні та мають свої характеристики, але принципи їхньої роботи однакові.

Типи оперативної пам'яті

Оперативна пам'ять називається RAM(Random-Access Memory – пам'ять з довільним доступом). У 70-80-х роках у нас в країні використовувалася серія машин ЄС (Єдина Серія), в якій оперативна пам'ять називалася ОЗУ (Оперативний пристрій). Тому досі в комп'ютерній літературі може зустрітися таке найменування.

Інший вид пам'яті - ROM(Read Only Memory – пам'ять тільки для читання). Як видно з назви, вона може використовуватися тільки для читання без запису. Подібна пам'ять використовується для BIOS-пам'яті, де зберігається важлива інформація, яка не повинна бути стерта. Ця пам'ятьбуде розглянуто далі в інших розділах.

Поділ пам'яті.Оперативна пам'ять поділяється на динамічну та статичну пам'ять:

- SRAM(Static RAM – статична RAM) – має швидкий доступ до інформації та не вимагає регенерації, проте дещо дорожче, ніж DRAM. Використовується в основному для кеш-пам'яті та в регістрах.

- DRAM(Dynamic RAM – динамічна RAM) – вимагає регенерації, у зв'язку з чим час доступу більше, ніж у попереднього виду. Майже всі сучасні модулі оперативної пам'яті для персональних комп'ютерів мають такий стандарт.

На малюнку вище показаний елемент пам'яті DRAM. Фактично це мікросхема, кілька мікросхем встановлюються на пластину.

- SD RAM(Synchronous Dynamic RAM – синхронна динамічна RAM) – підклас пам'яті DRAM, який має особливість у тому, що використовує синхронний обмін даними. Тобто, дозволяє отримувати команди незалежно від того, виконана була попередня команда чи ні.

У силу того, що динамічна пам'ять дешевша, то саме вона і використовується для оперативної пам'яті. Вона виготовлена ​​з найдрібніших конденсаторів та транзисторів для управління процесом заряду. Фізично пам'ять виготовлена ​​з напівпровідникового матеріалу з утворенням елементарних осередків, у яких зберігається інформація рядків від 1 до 4 біт. Рядки об'єднані в матриці, які називаються сторінкою, які у свою чергу створюють масив, званий банком. При зчитуванні інформації конденсатори розряджаються і визначається, був у ньому заряд чи ні. Якщо заряд був присутній, то конденсатор заряджається. Згодом заряд стікає і час стійкого зберігання вимірюється в мілісекундах. У статичній пам'яті на один біт пам'яті задіяні два транзистори, один увімкнений, інший вимкнений, вони відповідають двом станам пам'яті. У той же час у динамічної пам'яті використовується один транзистор на один біт, тому на одній і тій же площі розміщено більше пам'яті, проте вона буде працювати повільніше. Тому для кеш-пам'яті використовується статична пам'ять.

Для збереження інформації використовується операція перезапису, яка називається регенерацією пам'яті, при якій конденсатори заряджаються. Однак центральний процесор має доступ до даних у циклі, вільному від регенерації. Для узгодження між оперативною пам'яттю і тактовою частотою процесора існує параметр - цикл очікування (Waitstate), що вказує на кількість тактів, який повинен пропустити процесор між двома операціями доступу до системної шини. Чим більше циклів у цьому параметрі, тим повільніше працює комп'ютер. Для встановлення цього параметра використовується програма Setup.

DRAM застосовувалася в основному в комп'ютері 80286 та частково в 386SX. В даний час вони використовуються як складові модулі пам'яті SIMM, DIMM, які будуть розглянуті далі.

Модулі пам'яті можуть відрізнятись один від одного за типом архітектури (Std або FPM, EDO, BEDO та SDRAM), за типом розташування (DIP, SIMM, DIMM та інші), за способом контролю помилок. Можуть мати й інші відмінності, наприклад, різні номінали напруги, параметри регенерації та ін.

Методи контролю помилок. Модулі пам'яті поділяються на такі типи:

Без паритету, тобто без перевірки помилок. Цей вид найпоширеніший, оскільки пам'ять працює досить надійно;

З паритетом, тобто перевіркою на непарність, при цьому при виникненні помилок надсилається сигнал центральному процесору про їх наявність;

ЕСС – контроль із кодом, який дозволяє відновити дані у разі помилки;

EOS – контроль із кодом для відновлення інформації при виникненні помилки та перевірки на непарність;

Модулі, які штучно видають біт непарності шляхом його перерахунку, тобто майже без паритету. Дозволяють працювати на тих платах, які потребують паритету.

Перевірка парності означає таке. Кожен байт, як відомо, містить вісім бітів. Деякі види пам'яті містять замість восьми - дев'ять байт, дев'ятий для перевірки на парність, тобто береться сума перших восьми байт за модулем 2 це значення міститься в дев'ятий біт. При читанні даних, якщо сума не збігається зі значенням у дев'ятому біті, то видається помилка, яка називається помилкою парності. Аналогічно проводиться перевірка з непарності, як у дев'ятий біт заноситься значення, протилежне сумі перших восьми біт. Наприклад, якщо є значення перших восьми бітах “00100100”, то сума дорівнює двійковій системі 10В. Значення по модулю два дорівнює нулю. При перевірці на непарність, у дев'ятий біт буде вміщено значення “1” (протилежне нулю). Для перевірки по непарності, значення дорівнює “001001001”. Найчастіше використовують перевірку по непарності, оскільки обнулення ділянки пам'яті виявляється саме цією перевіркою (при цьому сума нулів буде парна і дорівнюватиме нулю для всіх дев'яти бітів). Можна використовувати пам'ять із перевіркою на парність у системах, які її вимагають, але з навпаки.

Таким чином, якщо є 9 мікросхем, то одна плата з мікросхем служить для перевірки парності, 8 - без перевірки, тобто число мікросхем буде кратно 9 або 8 біт пам'яті. У Останнім часом, враховуючи надійність випускаються мікросхем, біт парності не використовується (наприклад, для схем 16 Мб одна відмова на 2-3 роки безперервної роботи). Пам'ять з перевіркою парності (Parity – парність) використовується в системах, де надійність дуже критична, тобто в серверах, які, крім того, постійно завантажені. У деяких випадках, коли материнська плата вимагає присутності пари парності, можна використовувати мікросхеми оперативної пам'яті, які емулюють біт парності, тобто фактично не мають дев'ятий біт і не здійснюють перевірку парності.

Існує пам'ять, звана EСС, яка рідко використовується, але дозволяє коригувати помилки при їх виникненні, тобто при виникненні помилок здійснює аналіз і може відновити зіпсований біт.

Надійність підвищується за більшої міри інтегрованості. Вона більш висока через те, що має менше з'єднань, тому краще купувати одну мікросхему 512 Мб, ніж чотири по 128 Мб. У разі можна використовувати в повному обсязі слоти для оперативної пам'яті, лише деякі, що дозволяє надалі наростити пам'ять.

Чергування пам'ятіорганізовано таким чином, щоб під час здійснення регенерації в одному банку (при цьому з ним не можна працювати) інший банк дозволяв виконати операції читання/запису. При цьому суміжні блоки даних знаходяться у різних банках. З огляду на те, що часто відбувається читання послідовних даних, використовуються різні банки при кількох операціях читання/запису.

Розбиття пам'яті на сторінки. Адресація організована подібно до таблиці, де кожен елемент таблиці відповідає елементу пам'яті в комп'ютері, тобто для звернення потрібно вказати спочатку номер рядка, потім стовпця. У випадку, коли наступне дане знаходиться поруч, адреси рядків можуть збігатися, тому при операції з сусіднім осередком вказується лише адреса стовпця, що підвищує швидкість пам'яті.

Пам'ять, що розділяється. Пам'ять, до якої можуть звертатися різні пристрої. Наприклад, пам'ять адаптера, що розділяється, дозволяє допускати звернення до неї як з боку системної шини, так і з боку адаптера.

Тіньова пам'ять. В силу того, що дані, які знаходяться в BIOS, зчитуються досить повільно, а можуть бути потрібними часто, вони копіюються в область оперативної пам'яті і далі, при роботі операційної системи, зчитуються звідти, а не з BIOS. Тіньова пам'ять може бути реалізована як програмними, і апаратними методами.

Нестандартна пам'ять. У комп'ютері може зустрітися нестандартна пам'ять, що має місце у переносних комп'ютерах. Як правило, серед них поширено багато видів, проте потрібно набувати пам'яті лише того виробника, модулі якого використовуються в комп'ютері. Купівля інших виробників часто буває дешевшою, проте вони можуть не підійти через особливі вимоги. Пам'ять для переносних комп'ютерів дещо дорожча, ніж для стаціонарних. Сучасні моделі ноутбуків переходять використання тих видів пам'яті, які використовують у стаціонарних комп'ютерах.

У різних видах ноутбуківдля установки оперативної пам'яті є отвори у різних частинах корпусу, тому їм потрібно мати відповідну інструкцію. У більш сучасних ноутбуках пам'ять стає стандартизованою.

Тип архітектури

Найпершою була архітектура FPM DRAM(Fast Page Mode DRAM - швидка зі сторінковим способом), що має два види пам'яті з різним часом доступу: 60 і 70 нсек; мікросхеми з доступом 60 нсек працюють при частоті системної шини 60, 66 МГц. FPM називається також стандартною пам'яттю та працює в пакетному режимі читання циклу 5-3-3-3.

Наступною модифікацією пам'яті є EDO DRAM(Extended Data Output DRAM – розширений висновок даних DRAM). Швидкодія досягається за рахунок додаткових регістрів, в яких зберігаються дані протягом наступного запиту до мікросхеми і дозволяють розпочати наступний цикл до того, як закінчиться попередній. Працює на 10-15% швидше ніж FPM DRAM. Має час доступу 50 нсек, 60 нсек (для шини з частотою 66 МГц) та 70 нсек. Використовується на материнських платах із частотою шини до 66 МГц та процесорами Pentium, Рідше з 486-процесором. Через те, що при частоті системної шини понад 66 МГц працює нестійко, поступово пішла з ринку.

EDO забезпечує конвеєризацію під час роботи пам'яті. Вона використовується у платах SIMM-72 та DIMM, при цьому в них не використовується перевірка на непарність, але можуть запам'ятовуватися контрольні суми ЄСС. Цей тип пам'яті може використовуватися як в оперативній пам'яті, так і відеопам'яті. Для роботи з цим типом потрібно, щоб BIOS міг працювати з ними, тому старі материнські плати можуть їх не підтримувати. Деякі плати визначають за допомогою відповідного BIOS тип модуля пам'яті та допускають одночасне встановлення стандартної та EDO пам'яті. Досягає за пакетного режиму читання циклу 5-2-2-2.

BEDO(Burst EDO – пакетний EDO) – дозволяє зчитувати дані блоками або пакетами за один такт. Розвинулася із SDRAM і працює на частоті системної шини 66 МГц. У BEDO отримали подальший розвитокпринципи конвеєрної обробки Ця пам'ять вимагає трохи більше часу на вибірку першого даного в пакетному режимі, але забезпечує швидшу вибірку наступних даних. Вона також використовується у платах SIMM-72 та DIMM. Досягає за пакетного режиму читання циклу 5-1-1-1.

SDRAM(Synchronous DRAM – синхронна DRAM) – забезпечує конвеєрну обробку даних та чергування адрес, що збільшує її продуктивність. Усі операції у таких мікросхемах синхронізовані з тактовою частотою CPU і з тактовими частотами системної шини до 133 Мгц, причому час робочого циклу становить 8-10 нс при частоті системної шини 100 Мгц. Для сучасних шин існує пам'ять РС100, РС133 де цифри вказують частоту системної шини. Працює швидше, ніж EDO DRAM, проте при частоті шини до 66 МГц різниця у продуктивності не суттєва.

Пам'ять SDRAM є найперспективнішою, особливо на великих тактових частотах системної шини комп'ютера, яку може ефективно підтримувати пам'яті інших типів. Ця пам'ять встановлюється на платах DIMM або мікросхема на системну або відеоплату. Досягає за пакетного режиму читання циклу 5-1-1-1.

SDRAM II(DDR SDRAM) дозволяє обробляти команди доступу паралельно у їхніх незалежних банках пам'яті, що прискорює час доступу. Дана пам'ять прискорює роботу за рахунок використання переднього фронту та спаду імпульсу в два рази, має позначення РС1600, РС2100, де цифри позначають кількість Мбайт/сек, які можуть бути передані по шині відповідно 1600 Мбайт/сек з використанням системної шини 100 Мгц, а 2100 – для 133 МГц. Однак вони повинні підтримуватись чіпсетом, про це можна проконсультуватися у посібнику на материнську плату. Докладніше про пам'ять DDR, DDR2, DDR3 розказано вище.

Пам'ять Direct RDRAMє перспективною пам'яттю, на яку перейшла компанії Intel. Вона може працювати з тактовою частотою шини 400 Мгц/сек, з пропускною здатністю до 1600 Мгц/сек, дозволяючи передавати дані на передньому та задньому фронтах імпульсу, забезпечує конвеєрну вибірку даних. Крім зазначених, існує пам'ять SLDRAM, яка, як і Direct RDRAM, на частоті 400 МГц дозволяє здійснювати передачу даних до 1600 байт/сек.

Існують модифікації вищевказаних типів пам'яті, наприклад, CDRAM (Cashe RAM), EDRAM (Enhanced RAM) – пам'ять DRAM, в якій є статична пам'ять, використовується як буферна пам'ять у модулі. Час доступу до даних у зазначених видах пам'яті становить від 50 до 70 нс.

Крім того, існують інші види пам'яті, які встановлюються на графічних (відео) картах (але не для оперативної пам'яті) VRAM , SGRAM , GDDR 2, GDDR 3, GDDR 4, GDDR 5 . Де GDDR 2 побудований на основі DDR 2, GDDR 3, GDDR 4, GDDR 5 побудовані на основі DDR 3.

Сучасні комп'ютеривикористовують DDR, DDR 2 і DDR 3.

Види корпусів, пластин. Встановлення пам'яті

Розміщення модулів.У старих комп'ютерах могли використовуватися додаткові карти збільшення оперативної пам'яті до 32 мегабайт. Така пам'ять встановлювалася не за допомогою DIMM і SIMM модулів, а за допомогою спеціальної карти, подібно до звукової відеокарти. Проте нині ці карти не виробляються.

Щоб не мати труднощів із встановленням та використанням мікросхем, пам'ять міститься на одній пластині, яка вставляється у спеціальне гніздо на материнській платі. У старих моделях комп'ютерів модуль DRAM може бути виготовлений у корпусі із дворядним розташуванням висновків. Під час встановлення та вилучення цих елементів необхідно уважно стежити, щоб ніжки не погнулися. Для випрямлення ніжок використовують тонкі плоскогубці.

DIP(Dual In-line Package – корпус з двосторонніми висновками) – також старий вид пам'яті, ємністю до 1 мегабіт, що знаходиться на материнській платі для моделей 8086, 286, 386, а також на графічних адаптерах. Наразі для оперативної пам'яті вони практично не використовуються. Зовнішній їхній вигляд показаний на малюнку нижче. Наступні види пам'яті випускаються як пластинок, у яких перебувають мікросхеми пам'яті.

Сучасні мікросхеми випускаються з корпусами: DIP, ZIP із зигзагоподібним розташуванням контактів, іноді випускаються для відеопам'яті, SQJ використовується в платах SIMM або для спеціальних роз'ємів на відеоплаті, TSOP - для встановлення DIMM на плату.

Модулі SIPP(Single Inline Pin Package – корпус з одним рядом дротяних висновків), або SIP (застарілий). Щоб зменшити місце на материнській платі, модулі DRAM розташовуються на пластині, яка має 30 висновків. Зовнішній вигляд плати показаний малюнку. До застосування SIPP використовувалися модулі SIP, але вони безнадійно застаріли.

На малюнку вище показано плату SIPP, а малюнку нижче - SIMM.

Модулі SIMM(Single Inline Memory Modules - модулі пам'яті в один ряд), у просторіччі звані “сими” з наголосом на останньому складі. Плата SIMM відрізняється від модуля SIPP тим, що має інший вид контактів, що розташовані на пластині, що видно на малюнку. Дані модулі мають мікросхеми пам'яті з 8, 16, 32 і більше Мб пам'яті.

Усі мікросхеми, що знаходяться на платах SIMM, DIMM, припаяні до плати, і замінити їх практично неможливо, тому при несправності одного модуля потрібно замінити всю плату.

Для 30-контактних модулів SIMM потрібно використовувати 4 модулі для 486-процесора, оскільки один модуль має розрядність 8 біт (8 х 4 = 32), а Pentium – 8, щоб забезпечити 64-разрядность. 72-контактні модулі SIMM мають розрядність 32, тому для 486-процесорів потрібно встановити одну плату, Pentium – дві. Модулі DIMM Pentium встановлюються по одному на материнську плату.

Раніше застосовувалися пластини із 30 висновками. В даний час модулі пам'яті мають 72 контакти. Роз'єм, куди вставляються пластини з пам'яттю, показано на малюнку нижче.

Щоб її зняти, потрібно відігнути два затискачі по краях плати та нахилити плату, після чого вийняти. Стрілки показують, куди необхідно натискати. Вставка здійснюється у зворотному порядку. Плата підноситься під кутом і переводиться у вертикальне положення. Затискачі по краях самі встановлюються на місце, як це показано на малюнку нижче.

Якщо ви збираєтеся купити комп'ютер і на системній платі є чотири роз'єми для пам'яті, бажано вибирати той комп'ютер, де заповнені не всі слоти, щоб надалі можна було додати інші модулі. Найкращим способомПеревірити працездатність пам'яті є встановлення її в комп'ютері та запуску діагностичної програми.

Спочатку такі модулі використовували стандарт SIMM, а потім з'явилися модулі DIMM. Модуль SIMM дозволяє зчитувати один раз один байт. При установці кількох модулів SIMM часто потрібно було, щоб вони мали однакові характеристики, підкорялися одним сигналам і збігалася швидкість вибірки. Часто мікросхеми з модулями різних компаній чи різних типів однієї компанії були сумісні з іншими.

Модулі можуть бути односторонніми та двосторонніми, при цьому односторонні мають, як правило, мікросхеми на одній стороні плати, у двосторонніх, в яких знаходиться два банки, модулі розташовані на двох сторонах.

Для материнської плати із процесором Pentium використовуються банки пам'яті, які працюють із SIMM та DIMM модулями.

DIMM(Dual In-Line Memory Module - упакована в два ряди на корпусі пам'ять) має 168, 184, 200 або 240 контактів і менше доступу, ніж на платах SIMM. Крім того, на платах подолано обмеження на розмір оперативної пам'яті 128 мегабайт. Тепер вона може досягати значної величини, яка вказана у документації на плату. Плати містять 2 ряди по 92 або 120 контактів (всього 184 або 240, у старих комп'ютерах - 168). За рахунок більшого числаконтактів збільшується кількість банків у модулі. У модулі DIMM вже 32 або 64 лінії для зчитування даних (відповідно 4 або 8 байт) і з'явилася можливість встановлювати їх у різних комп'ютерах. Крім того, модулі DIMM мають більше ліній заземлення. На платі може розташовуватися енергонезалежна пам'ять, де знаходяться параметри мікросхем. Якщо потрібний тип мікросхеми відсутня, то плата зможе працювати з такою пам'яттю. На відміну від SIMM, плати DIMM вставляються вертикально. Встановлення плат цього виду пам'яті відображається в розділі підключення комп'ютера.

SO DIMM(Small Outline DIMM – малогабаритний DIMM) – плати, на яких є 72, 144, 168 або 200 контактів та які використовуються для ноутбуків. Дана пам'ять має 16 незалежних каналів пам'яті та дозволяє працювати з різними пристроямита програмами, які звертаються до різних областей пам'яті одночасно.

Існує також вид – DDR 2 FB - DIMM, що використовується в серверах, RIMMмає 168, 184 або 242 контакти та металевий екран для захисту контактів від наведень (використовується для пам'яті RIMM , яка майже зійшла з виробництва), MicroDIMMз 60 контактами для субноутбуків та ноутбуків.

Крім того, існує низькопрофільна(Low profile) пам'ять, яка має знижену висоту плати для встановлення в низькопрофільних корпусах. Зазначимо також, деякі плати, що працюють на підвищених частотах можуть мати радіатор у вигляді пластинок.

Встановлення пам'яті.Для встановлення модулів пам'яті SIMM потрібно спочатку зняти кришку системного блоку, вийняти старі модулі (якщо це необхідно) та встановити плати так, як описано вище. Старі плати можуть вимагати встановлення перемичок під час додавання пам'яті. Далі слід закрити кришкою системний блок. При роботі пам'ятайте про електростатичну електрику, модулі при перевезенні з магазину повинні знаходитися в антистатичних мішечках, при установці мікросхем не можна торкатися пальцями контактів, оскільки на пальцях є жир, який може спричинити поганий контакт. Встановлюючи модулі, не сильно натискайте на них, інакше можна пошкодити материнську плату. При незручності установки краще зняти материнську плату. Якщо модуль не встановлюється, то можливо вставляється не тією стороною, і в цьому випадку спробуйте перевернути модуль. Карти SIMM вставляються похило, а плати DIMM вертикально.

Потім потрібно перевірити, чи система визначила наявність пам'яті, розмір якої можна дізнатися з програми BIOS. Можна також запустити тестову програму для перевірки встановленої пам'ятічи немає дефектів у будь-якій мікросхемі.

Зауваження.Мікросхеми пам'яті значно менші, ніж корпус, в якому вони знаходяться, але для того, щоб було комфортно їх монтувати, і для дотримання температурного режиму застосовується конкретно така конструкція.

Карта розширення пам'яті використовувалася для 286, тому що материнська плата не мала спеціального слота для пам'яті. Ця карта підключалася до системної шини та вимагала спеціального драйвера з певним стандартом, який називався Lim (Lotus, Intel, Microsoft).

Перші стандартні плати для нових процесорів Pentium мали, як правило, два види роз'ємів для оперативної пам'яті: SIMM і DIMM, кожен з яких називається банком, причому їхня нумерація починається з нуля (Банк0, Банк1 і так далі), проте багато плат не дозволяють використовувати обидва ці типи пам'яті на платі. Банки заповнюються послідовно, тобто спочатку необхідно встановити Банк0, потім Банк1. Таким чином, не можна встановити лише один Банк1. Можна спробувати визначити, яка пам'ять на пластині: з контролем парності чи ні. Якщо пластині є 8 мікросхем, вона без контролю, якщо дев'ять - то з контролем. Зрозуміло, що це пов'язано з наявністю дев'ятого біта в байті, який використовується для перевірки парності. В даний час плати для процесорів Pentium випускаються тільки з роз'ємами DIMM.

Існувала спеціальна плата-перетворювач, яка вставлялася в роз'єм SIMM, а в неї модулі пам'яті, тобто, якщо зайняті всі роз'єми SIMM, їх можна встановити на перетворювач і отримати вільні роз'єми, куди можна додати додатково оперативну пам'ять.

Номери банків оперативної пам'яті інколи маркують на материнській платі.

При збоях у роботі оперативної пам'яті слід протерти гумкою контакти та вставити її знову, потім поміняти плати між собою. Якщо пам'ять запрацювала, то причиною міг бути поганий контакт, тому що графічна плата споживає багато енергії та досить сильно нагрівається. Тому при встановленні потрібно її розмістити таким чином, щоб між нею та іншими платами був вільний простір, бажано біля вентилятора. При цьому потрібно простежити, щоб лопаті вентилятора не торкалися проводів, інакше він вийде з ладу.

Маркування.На платах може зустрітися маркування 1//9//70, яке означає 1 - з перевіркою парності (9 - число мікросхем), 70 - час доступу в наносекундах. Чим воно менше, тим краще, але має підтримуватись усіма пристроями, насамперед материнською платою.

Остання цифра часто визначає час доступу в наносекундах, який може визначати як саме значення, так і вдесятеро менше. Наприклад, час доступу в 70 наносекунд може бути маркований як 70 або просто -7. Значення для SDRAM можуть бути –10 (означає 50 нс), –12 (60 нс) та –15 (70 нс).

У нових мікросхемах спочатку з допомогою кількох символів вказується назва компанії-виробника, наприклад, M (компанія OKI), TMM (Motorola), МТ – Micron, GM – LG тощо. Кожна з компаній має код - вид шифру, про який можна дізнатися через систему Інтернет, звернувшись на сторінку компанії-виробника.

Кеш-пам'ять

Оперативна пам'ять – не вся пам'ять, яка знаходиться у комп'ютері. Крім неї існує кеш-пам'ять, яка є буфером між центральним процесором та оперативною пам'яттю, про яку вже згадувалося. У центральному процесорі є також спеціальна кеш-пам'ять для перетворення лінійної адреси на фізичну, щоб її повторно не обчислювати. Є кеш-пам'ять для роботи з різними пристроями (наприклад, з жорстким диском), яка дозволяє прискорити операції введення-виводу, буфер для клавіатури та ін. .

У цьому розділі буде розглянута кеш-пам'ять, що працює з процесором і знаходиться між центральним процесором та оперативною пам'яттю. Застосування кеш-пам'яті може значно збільшити продуктивність комп'ютера, оскільки зменшує час простою процесора. досягається це через те, що передача даних від кешу або до нього проводиться швидше, ніж до оперативної пам'яті. Якщо процесор повинен записати дані в оперативну пам'ять, замість цього відбувається запис в кеш-пам'ять, а процесор при цьому продовжує працювати. Далі, незалежно від роботи процесора при звільненні системної шини, за допомогою кеш-контролера відбуватиметься передача даних в оперативну пам'ять. У цьому є можливість як записи, а й читання даних із кеш-пам'яті.

Дія кеш-пам'яті ефективна завдяки тому, що програми обробляють, зазвичай, одні й самі дані. Крім того, команди програми розташовані одна за одною або всередині циклу, що збільшує можливість присутності даних в кеш-пам'яті. Якщо необхідні дані для читання знаходяться в кеш-пам'яті, то говорять про попадання до неї, якщо потрібні дані не знаходяться в ній, їх потрібно зчитувати з оперативної пам'яті і говорять про промах. Загалом суть кеш-пам'яті у збереженні образу областей з оперативної пам'яті, яка працює швидше.

Принципи організації кеш-пам'яті Кеш із прямим відображенням (Direct -mapped cache ) частковий або набірно-асоціативний (Set-associative cache). Як він працює? Адреса даного, яке потрібно прочитати, поділяється на три частини. Перша називається тегом, Другий визначає рядок, третій стовпець. Кеш організований як таблиці з рядків певної довжини, наприклад, по 1+16=17 байт, де у першому осередку міститься значення тега, а далі перебуває 16 значень даних. Отримавши адресу (наприклад, 123003Аh), він ділиться на три частини: тег (123h), номер рядка (003h) та номер стовпця (Аh). У цьому прикладі наведено умовне розбиття, оскільки розмірність чисел може бути іншою. За номером визначається номер рядка, у прикладі він дорівнює 4 (003h , де – 000h -перший рядок, 001h -другий, 002h– третя, 003 h - Четверта і т.д.). На початку рядка є значення тега, яке порівнюється з тегом отриманої адреси (123h). За їх відповідності відбувається вибірка або запис даного з відповідної позиції (Аh – одинадцяте значення, також 0h – для першого, 1h – для другого, … Аh – для одинадцятої); якщо вони не відповідають, то необхідного цього в кеш-пам'яті немає і воно вибирається з оперативної пам'яті. Даний тип кеш-пам'яті використовується у 386 процесорах.

Повністю асоціативна архітектура може зберігати рядок даних у будь-якому місці кеш-пам'яті. Адреса, за якою це зчитується, ділиться на дві частини: тег і номер у рядку. При необхідності зчитування або запису відбувається перевірка тегів у всій кеш-пам'яті і це вибирається, якщо є збіг. У цьому методі потрібно вже більше дій для знаходження даного, тому що потрібно переглядати значення всіх тегів у пам'яті, тобто більше апаратних витрат.

Набірно-асоціативнаархітектура використовує комбінацію вищезазначених методів і є найпоширенішою. І тут кілька рядків об'єднуються у звані набори. Адреса ділиться на три частини, третя, як і раніше, визначає номер цього рядка, середня – номер набору, а перша частина є тегом. По середній частині адреси визначається набір, де шукається рядок, який має на початку номер тега, що збігається з першою частиною даної адреси. Якщо вона є, дані пересилаються з кеш-пам'яті в центральний процесор, якщо ні, то операція проводиться з оперативною пам'яттю.

Багато процедур використовують кеш-пам'ять для даних та кеш окремо для команд центрального процесора. Цей метод називається Гарвардським. Якщо такого поділу немає, то метод називається Прінстонським.

Крім вищезгаданих методів, кеш-пам'ять може бути організована різними способами.

При наскрізний запис (Write Through) після запам'ятовування кеш-пам'яті здійснюється запис в оперативну пам'ять. Це найпростіший у сенсі реалізації спосіб, проте не найшвидший, тому що після запису в кеш-пам'ять процесор може продовжити роботу, і якщо йому знадобиться шина для отримання або запису даних, вона буде зайнята для запису в оперативну пам'ять, в результаті простоюватиме центральний процесор. Такий метод використовували перші процесори з кеш-пам'яттю (486), проте спостерігається перехід до інших методів.

Метод буферизації наскрізного запису (Buffered write through) є удосконаленням попереднього методу. При ньому центральний процесор записує кілька даних у буфер і може продовжувати роботу в той час, коли дані записуються в кеш-пам'ять, і ці дані будуть перенесені в оперативну пам'ять незалежно від центрального процесора методом наскрізного запису.

Метод зворотного запису (Write Back ) дозволяє після запису в кеш-пам'ять не записувати дані до оперативної пам'яті. Запис у неї буде відбуватися після запису всього рядка під час оновлення рядків. Цей метод швидший і потребує більше витрат апаратних засобів. Останнім часом спостерігається перехід на цей метод у сучасних процесорах.

У комп'ютерній літературі часом вкладається різний зміст назви кеш-пам'яті L1, L2. Іноді L1 означає кеш-пам'ять, що знаходиться в процесорі, іноді в картриджі. Ми ж приймемо таке позначення: L1 - кеш-пам'ять, що знаходиться в процесорі, L2 - у картриджі, L3 - на материнській платі. Насправді може бути інше найменування в різних фірм-виробників центральних процесорів, наприклад, Intel і AMD.

Кеш першого рівня.Кеш-пам'ять знаходиться всередині процесора і тому звернення до неї відбувається з більшою швидкістю, ніж системною шиною. Кеш-пам'ять у перших моделях містила дані та команди в одній області. Потім вона почала ділитися на дві частини, одна з яких зберігає машинні інструкції, інша - безпосередньо дані, що збільшило ефективність роботи комп'ютера. У деяких процесорах з'явилася третя область – буфер асоціативних трансляцій для переведення віртуальних адрес у фізичні. Кеш першого рівня працює на частоті процесора. Об'єм її невеликий, до 128 Кбайт.

Кеш другого рівня.Старі процесори мають кеш-пам'ять, вбудовану в спеціальний картридж, в якому знаходиться також процесор. Ця пам'ять з'єднана з процесором окремою шиною, що має більшу тактову частоту, ніж системна шина, що дозволяє ефективніше використовувати комп'ютер. Сучасна кеш пам'ять другого рівня знаходиться на ядрі процесора, здійснює синхронізацію між ядрами процесора, практично знаходиться між кешем першого рівня і кешем третього рівня.

Кеш третього рівня.У 486 комп'ютерах цей вид пам'яті став вбудовуватися на материнську плату. Ця пам'ять тоді називалася кеш-пам'яттю другого рівня. В силу того, що даний кеш працює вже не на внутрішній частоті центрального процесора, а на зовнішній, швидкість передачі даних до даної кеш-пам'яті нижче, ніж до кешу першого рівня. Це тому, що внутрішня частота вище, ніж зовнішня. Оскільки оперативна пам'ять та кеш-пам'ять третього рівня працюють на одній частоті, а читання/запис відбувається до кеш-пам'яті за один такт (у старих комп'ютерах – за 2 і більше), то вона також має переваги перед оперативною пам'яттю та збільшує продуктивність комп'ютера . Потім кеш третього рівня став називатися кеш, що знаходиться на кристалі процесора (Pentium IV, досягаючи 4 Мб, в сучасних до 24 мегабайт).

У деяких комп'ютерах можна використовувати кеш четвертого рівня(Зазвичай для серверів).

Кеш наступного рівня, як правило, більше за розміром, ніж кеш попереднього рівня та частота його повільніше, ніж у кешу попереднього рівня.

Проблеми під час роботи з кеш-пам'яттю.При роботі з кеш-пам'яттю можуть виникнути помилкові ситуації, коли кеш-пам'ять ще не записала дані в оперативну пам'ять, а інший пристрій (наприклад, через канал DMA) намагається рахувати дані з пам'яті на цій же адресі, але отримує вже старі дані. Щоб цього не сталося, контролер має спеціальну підсистему, яка визначає, хто звертається в оперативну пам'ять. Крім того, можливий випадок, коли в кеш-пам'яті знаходяться значення ROM-пам'яті (тільки для читання). Це реалізовано для того, щоб дані, що зберігаються в ROM-пам'яті, можна було зчитувати швидше, тому що вони зазвичай частіше потрібні. Однак використовувати кеш-пам'ять для запису в ROM не можна, оскільки це може призвести до помилок.

Другий помилковий випадок при роботі з кеш-пам'яттю можливий, коли дані з оперативної пам'яті зчитуються, а в цей час через канал DMA туди записуються нові дані. Ті самі проблеми можуть виникати під час використання багатопроцесорних систем, у яких кожен процесор застосовує свою кеш-пам'ять. Щоб не виникало таких випадків, всі ці варіанти повинен відстежувати контролер кеш-пам'яті, якому слід визначити, що і в якій послідовності має бути записано в оперативну та кеш-пам'ять. Однак він не завжди справляється із цими завданнями.

Деякі проблеми знімаються при вказівці в BIOS тих областей пам'яті, у яких можна проводити буферизацію для кеш-пам'яті, а яку - не можна. При часті помилки роботи кеш-пам'яті її можна вимкнути за допомогою відповідного параметра в BIOS.

Для кеш-пам'яті використовують не динамічні, а статичні модулі пам'яті. Декілька DIP елементів встановлюються на материнську плату. Кеш-пам'ять складається з трьох частин: контролера, пам'яті даних і пам'яті для команд. Перші процесори з кеш-пам'яттю мали контролер і одну область пам'яті як даних, так команд, проте надалі вони почали розділятися. Як правило, кеш-пам'ять, що міститься в процесорі, працює на тій же тактовій частоті, Що і процесор, на картриджі має приблизно половинну частоту, а на материнській платі - частоту системної шини. У сучасних комп'ютерах кеш-пам'ять на материнську плату не встановлюється.

Продуктивність.Вимкнення кеш-пам'яті першого рівня може іноді знизити продуктивність системи в кілька разів для деяких видів програм. Як правило, швидкість роботи даних мікросхем буває 20, 15, 12 нс і менше, що дозволяє виконувати пакетний цикл 2-1-1-1 на частоті 33 МГц. Використання кеш-пам'яті 2-го рівня збільшує продуктивність системи на 10-20 % (іноді вказується 20-30 %), що від виду програм, що використовуються. Практично зростання продуктивності припиняється після 1 Мб, оптимальною є наявність 512 Кб (для кеш-пам'яті 2-го рівня).

У деяких книгах розглядається ще один рівень кеш-пам'яті, яка визначається фактично як розмір буфера, що знаходиться в оперативній пам'яті та використовується для покращення роботи з деякими периферійними пристроями (жорсткий диск, оптичні дисководита інші).

Час доступуне повинно бути більшим, тому використовується статистична пам'ять (SRAM). Після встановлення необхідно встановити перемикачі на платі. Бо на різних платахє свої види перемикачів, то встановлення потрібного перемикання необхідно мати документацію на плату.

Як правило, коли ви купуєте материнську плату, на ній вже знаходиться кеш-пам'ять другого рівня розміром 256, 512, 1 Мб пам'яті. Однак деякі плати можуть мати гнізда для встановлення мікросхем. Так, може бути встановлений роз'єм COAST (Cache On A Stick - кеш на пластині), яка зараз не має встановлених стандартів, тому пам'ять різних виробниківможе не відповідати один одному та не вставлятися у гніздо. Найкраще купувати материнську плату разом із пам'яттю. Другий вид гнізда називається CELP (Card Edge Low Profile – край плати з низьким профілем).

Мікросхеми для кеш-пам'яті, як і, як і оперативна пам'ять, розбиваються на банки, яких може бути більше одного. У банку має бути пам'ять, відповідна розрядності системної шини, а максимальний обсяг обмежений можливостями системної плати. Встановлені мікросхеми мають бути однотипними, а багато установок параметрів задаються через BIOS.

Sync SRAM(Synchronous Static RAM - синхронна статична RAM) або Sync Burst SRAM, або SB SRAM - пам'ять, оптимізована під пакетний режим операцій, працює з часом доступу 8,5-13,5 нсек. Має при частоті системної шини понад 75 МГц діаграму 3-2-2-2, за меншої – 2-1-1-1.

PB SRAM(The Pipelined Burst Static RAM - конвеєрна пакетна статична RAM) - найбільш сучасний виглядпам'яті є розвитком Sync SRAM.

Async SRAM(Asynchronous Static RAM – асинхронна статична RAM) – найстаріший вид пам'яті з часом доступу від 12 до 20 нсек з діаграмою 3-2-2-2 при частоті шини більше 33 МГц. Оскільки не підтримує синхронні звернення, продуктивність має невелику.

При зверненні до оперативної пам'яті перевіряється наявність даних у кеш-пам'яті (яка працює практично як буфер), де зберігаються дані, що найчастіше використовуються для програм. Ці дані дублюються, оскільки вони знаходяться і в оперативній пам'яті, і кеш-пам'яті.

Для оперативної пам'яті 16 Мб достатньо 512 Кб кеш-пам'яті. Кеш-пам'ять дорожча, ніж оперативна і тому використовується для певних цілей. Звичайно, можна було б використовувати надшвидку пам'ять як оперативну, але вона дорожча, ніж існуюча, а так як при роботі вся пам'ять практично одночасно не використовується, а лише деякі її частини, то використовуючи кеш-пам'ять, ми можемо суттєво збільшити потужність комп'ютера.

Тип кеш-пам'яті визначається материнською платою або встановлюється за допомогою джамперів, використовуючи перемикачі, можна встановлювати їїРозмір. Кеш-пам'ять можна вимкнути за допомогою BIOS.

У сучасних ПК застосовуються такі як DDR SDRAM, DDR2 SDRAM і DDR3 SDRAMі нещодавно з'явився новий стандарт пам'яті DDR4. У цій статті ми розглянемо кожну з них окремо, що допоможе Вам підібрати для свого комп'ютера модуль оперативної пам'яті, що максимально підходить для Ваших цілей. До речі, можна визначити, який тип пам'яті використовується на вашому комп'ютері.

Основні параметри оперативної пам'яті

Види модулів оперативної пам'яті DDR SDRAM

Крім передачі двох даних за такт, DDR SDRAM має кілька інших важливих відмінностей від простої пам'яті SDRAM. В основному вони є технологічними. Наприклад, було додано сигнал QDS, який розміщується на друкованій платі разом з лініями даних. По ньому відбувається синхронізація під час передачі даних. При використанні двох модулів пам'яті дані від них приходять до контролера пам'яті з невеликою різницею часу через різну відстань до модулів. Це викликає проблеми у виборі синхросигналу для їхнього зчитування, які успішно вирішує використання QDS.

Модулі пам'яті DDR SDRAM відрізняються від SDRAM і за кількістю висновків (184 висновки у модулів DDR проти 168 висновків у модулів із звичайною SDRAM). При цьому модулі DDR працюють при напрузі живлення 2,5, на відміну від SDRAM, яка працює при 3,3, що істотно знижує тепловиділення.

Модулі оперативної пам'яті DDR2 SDRAM

Як і DDR, DDR2 SDRAM використовує передачу даних з обох зрізах тактового сигналу, за рахунок цього при такій же частоті шини пам'яті, як і в звичайній SDRAM, можна фактично подвоїти швидкість передачі даних (наприклад, при роботі DDR2 на частоті 100 МГц ефективна частота виходить 200 МГц).

Основна відмінність DDR2 від DDR - вдвічі більша частота роботи шини, за якою дані передаються буфер мікросхеми пам'яті. При цьому робота самої мікросхеми залишилася такою ж, що й у DDR ​​(тобто з тими ж затримками), але за більшої швидкості передачі інформації. DDR2 не сумісна з DDR, тому що на модулях DDR2 ключ розташований в іншому місці в порівнянні з DDR і вставити модуль DDR2 у роз'єм DDR, не пошкодивши останній, неможливо. Більш швидкісні модулі DDR2 сумісні з повільнішими, при цьому робота можлива на частоті найповільнішого модуля системи. Для використання в ПК DDR2 SDRAM поставляється у модулях DIMM із 240 контактами.

Тип оперативної пам'яті DDR3 SDRAM

Модуль оперативної пам'яті DDR4 SDRAM

За останні десять років комп'ютери зробили величезний стрибок уперед. За цей час багато технологій встигли з'явитися, здобути популярність і піти в минуле. Також із розвитком оперативної пам'яті. У цій статті ми розглянемо всі основні типи оперативної пам'яті, які використовуються або використовувалися персональних комп'ютерах.

Оперативна пам'ять будь-якого сучасного комп'ютеравідноситься до типу DRAM або Dynamic random access memory. Це енергозалежна пам'ять із довільним доступом. Ця пам'ять має дві основні характеристики: вона дуже швидка і вона очищається при відключенні електроживлення. Саме тому при перезавантаженні всі не збережені дані губляться, а увімкнення комп'ютера займає стільки часу. Всі необхідні дані потрібно рахувати з і заново помістити на згадку.

Популярні типи оперативної пам'яті

У свою чергу, пам'ять DRAM ділиться на велику кількість. різних типів. У сучасних персональних комп'ютерах використовують такі типи оперативної пам'яті DRAM: DDR SDRAM, DDR2 SDRAM і DDR3 SDRAM.

Всі ці три типи пам'яті з'являлися по черзі, кожна Нова версіяотримувала значні покращення порівняно з попередньою. Вони не сумісні один з одним. Тому в комп'ютері з роз'ємом DDR не можна підключити пам'ять DDR2 і так далі.

Щоб уникнути помилкової установки пам'яті в невідповідну нею материнську плату модулі пам'яті має різну і сумісну друг з одним форму. Це видно на зображенні вище.

Форм фактори DIMM та SODIMM

Форм фактор (конструкція модулів) для настільних комп'ютерівназивається DIMM і вона відрізняється від форм фактора модулів пам'яті для ноутбуків, які називаються SODIMM. Це потрібно враховувати при . Як і модулі для настільних комп'ютерів, модулі SODIMM для пам'яті DDR, DDR2 та DDR3 мають конструктивні відмінності, які не дозволяють встановити їх у невідповідний роз'єм. Див. картинку нижче.

Зараз усі нові комп'ютери оснащуються підтримкою виключно самої нової пам'яті DDR3 (у формі факторів DIMM або SODIMM, залежно від типу комп'ютера). Але, старі версії DDR та DDR2 все ще можна знайти у продажу, тому якщо ви хочете збільшити обсяг оперативної пам'яті у вашому старому комп'ютері це можна зробити без проблем.

Як вибрати потрібний тип оперативної пам'яті

Для того щоб розширити оперативну пам'ять комп'ютера, вам в першу чергу потрібно дізнатися, яку пам'ять він підтримує. Це можна зробити кількома способами:

• Вимкніть один модуль оперативної пам'яті та подивіться на наклейку на ньому. Там завжди вказано тип пам'яті, якого належить даний модуль пам'яті.
• Запустіть одну та з . За допомогою таких програм ви завжди зможете отримати всю необхідну інформацію про оперативну пам'ять та інші комплектуючі.
• Але, якщо комп'ютер вимкнено і в ньому не встановлено модулі оперативної пам'яті, ви можете отримати потрібну інформаціюна сайті виробника.

Тут у черговий раз у мене запитали, як на вигляд можна визначити тип оперативної пам'яті. Т.к. таке питання спливає періодично, я вирішив, що краще один раз показати, ніж сто разів пояснювати на пальцях, і написати ілюстрований міні-оглядач типів оперативної пам'яті для PC.

Не всім це цікаво, тому ховаю під кат. Читати

Найпоширеніші типи оперативної пам'яті, які застосовувалися і застосовуються в персональних комп'ютерах, у побуті називаються SIMM, DIMM, DDR, DDR2, DDR3. SIMM та DIMM ви навряд чи вже зустрінете, а ось DDR, DDR2 або DDR3 зараз встановлені у більшості персональних комп'ютерів. Отже, по порядку

SIMM

SIMM на 30 контактів. Застосовувалися в персональних комп'ютерах із процесорами від 286 до 486. Нині вже є раритетом. SIMM на 72 контакти. Пам'ять такого типу була двох видів FPM (Fast Page Mode) та EDO (Extended Data Out).

Тип FPM використовувався на комп'ютерах з процесорами 486 і перших Pentium до 1995 року. З'явився EDO. На відміну від своїх попередників, EDO починає вибірку наступного блоку пам'яті в той же час, коли відправляє попередній блок центрального процесора.

Конструктивно вони однакові, відрізнити можна лише за маркуванням. Персоналки, які підтримували EDO, могли працювати і з FPM, а ось навпаки – далеко не завжди.

DIMM

Так називали тип пам'яті SDRAM (Synchronous DRAM). Починаючи з 1996 року більшість чіпсетів Intelстали підтримувати цей вид модулів пам'яті, зробивши його дуже популярним до 2001 року. Більшість комп'ютерів із процесорами Pentium та Celeron використовували саме цей вид пам'яті.

DDR

DDR (Double Data Rate) став розвитком SDRAM. Цей вид модулів пам'яті вперше з'явився на ринку у 2001 році. Основна відмінність між DDR та SDRAM полягає в тому, що замість подвоєння тактової частоти для прискорення роботи ці модулі передають дані двічі за один такт.

DDR2

DDR2 (Double Data Rate 2) — новий варіант DDR, який теоретично повинен бути вдвічі швидшим. Вперше пам'ять DDR2 з'явилася в 2003 році, а чіпсети, які її підтримують — у середині 2004. Основна відмінність DDR2 від DDR — здатність працювати на значно більшій тактовій частоті, завдяки вдосконаленням у конструкції. На вигляд відрізняється від DDR числом контактів: воно збільшилося з 184 (у DDR) до 240 (у DDR2).

DDR3

Як і модулі пам'яті DDR2, вони випускаються у вигляді 240-контактної друкованої плати(по 120 контактів з кожної сторони модуля), проте не є електрично сумісними з останніми, і тому мають інше розташування «ключа».

Ну і нарешті є ще один вид оперативної пам'яті - RIMM (Rambus). З'явився на ринку 1999 року. Він ґрунтується на традиційній DRAM, але з кардинально зміненою архітектурою. У персональних комп'ютерах цей тип оперативної пам'яті не прижився і застосовувався дуже рідко. Такі модулі застосовувалися ще в ігрових приставках Sony Playstation 2 та Nintendo 64.

SIMM на 30 контактів.