Контроллеры и шина

Вид модуля оперативной памяти

Типы оперативной памяти

Принято выделять два вида оперативной памяти: статическую (SRAM) и динамическую (DRAM). SRAM используется в качестве кэш-памяти процессора, а DRAM - непосредственно в роли оперативной памяти компьютера.

SRAM состоит из триггеров. Триггеры могут находиться лишь в двух состояниях: «включен» или «выключен» (хранение бита). Триггер не хранит заряд, поэтому переключение между состояниями происходит очень быстро. Однако триггеры требуют более сложную технологию производства. Это неминуемо отражается на цене устройства. Во-вторых, триггер, состоящий из группы транзисторов и связей между ними, занимает много места (на микроуровне), в результате SRAM получается достаточно большим устройством.

В DRAM нет триггеров, а бит сохраняется за счет использования одного транзистора и одного конденсатора. Получается дешевле и компактней. Однако конденсаторы хранят заряд, а процесс зарядки-разрядки более длительный, чем переключение триггера. Как следствие, DRAM работает медленнее. Второй минус – это самопроизвольная разрядка конденсаторов. Для поддержания заряда его регенерируют через определенные промежутки времени, на что тратится дополнительное время.

Внешне оперативная память персонального компьютера представляет собой модуль из микросхем (8 или 16 штук) на печатной плате. Модуль вставляется в специальный разъем на материнской плате.

По конструкции модули оперативной памяти для персональных компьютеров делят на SIMM (одностороннее расположение выводов) и DIMM (двустороннее расположение выводов). DIMM обладает большей скоростью передачи данных, чем SIMM. В настоящее время преимущественно выпускаются DIMM-модули.

Основными характеристиками ОЗУ являются информационная емкость и быстродействие. Емкость оперативной памяти на сегодняшний день выражается в гигабайтах.

Для того, чтобы персональный компьютер мог работать, необходимо, чтобы в его оперативной памяти находилась программа и данные, и между ними происходил обмен. При работе программы часто бывает необходим ввод информации от пользователя или вывод ее на экран. Такой обмен называется вводом-выводом. Для его осуществления имеются два промежуточных звена:

1. Для каждого внешнего устройства ПК имеется электронная схема, которая им управляет. Его называют контроллером или адаптером.

2. Все контроллеры или адаптеры взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, которую называют шиной. Системная шина является каналом соединения микропроцессора, оперативной памяти и интегральных устройств. Физически шина находится на материнской плате.

Для обмена данными с памятью и устройствами ввода-вывода служат разные компоненты шины: взаимодействие микропроцессора с периферийными устройствами идет через шину данных, а адресация памяти происходит при помощи шины адреса.

Шина персонального компьютера IBM PC XT была 8-разрядной. Затем фирма IBM PC AT ввела стандарт 16-разрядной шины ISA. Все IBM-совместимые компьютеры перенимали стандарт ISA. В 1987 г. появилась 32-х разрядная шина для IBM PS/2, она называлась MCA. Эта шина была несовместима со стандартной – ISA. В 1989 году появилась новая 32-х разрядная шина EISA, совместимая с ISA. Позже развилась концепция локальной шины, повышающей быстродействие за счет установки к ней дополнительной шины. Популярным стандартом стал PCI (64 разряда). AGP-видео шина работает на частоте процессора.