Модули памяти

Процессор и архитектура системной платы (набора микросхем) определяют емкость физической памяти компьютера, а также типы и форму используемых модулей памяти. За прошедшие годы скорость передачи данных и быстродействие памяти значительно выросли. Скорость и разрядность памяти определяются процессором и схемой контроллера памяти. В современных компьютерах контроллер памяти включен в набор микросхем системной платы. В том случае, если система может физически поддерживать определенный объем памяти, типом программного обеспечения будут обусловлены более конкретные характеристики используемой памяти.

Объем физической памяти компьютера зависит от типа используемого процессора и архитектуры системной платы. В процессорах 8086 и 8088 с 20 линиями адреса объем памяти не превышает 1 Мбайт (1 024 Кбайт). Процессоры 286 и 386SX имеют 24 линии адреса и могут адресовать до 16 Мбайт памяти. Процессоры 386DX, 486, Pentium, Pentium ММХ и Pentium Pro имеют 32 линии адреса и могут взаимодействовать с памятью объемом до 4 Гбайт. Процессоры Pentium 1VUVA, а также AMD Athlon и Duron имеют 36 линий адреса и в состоянии обрабатывать 64 Гбайт. Новый процессор Itanium, с другой стороны, имеет 44-разрядную адресацию, что позволяет обрабатывать до 16 Тбайт (терабайт) физической памяти!

Режим эмуляции процессора 8088 микропроцессорами 286 и выше называется реальным режимом работы системы. Это единственно возможный режим процессоров 8088 и 8086 в компьютерах PC и XT. В реальном режиме все процессоры, даже всемогущий Pentium, могут адресовать только 1 Мбайт памяти, при этом 384 Кбайт зарезервировано для системных нужд. Полностью возможности адресации памяти процессоров 286 и последующих могут быть реализованы только в защищенном режиме.

Системы класса Р5 могут адресовать до 4 Гбайт памяти, системы класса Р6/Р7 — до 64 Гбайт. Если внедрить поддержку 64 Гбайт (65 536 Мбайт) памяти в современную систему, то ее стоимость достигла бы примерно 70 тыс. долларов! Более того, объем наибольших модулей памяти DIMM, существующих сегодня, равен 1 Гбайт. Поэтому для установки 64 Гбайт оперативной памяти потребуется системная плата, содержащая 64 разъема DIMM. Следует заметить, что в большинстве систем поддерживается только до четырех разъемов DIMM.

Системные платы обычно содержат от трех до шести разъемов DIMM, которые позволяют при полном их заполнении достичь максимального объема 0,75-1,5 Гбайт. Максимальный объем установленной памяти определяется не процессором, а в основном свойствами набора микросхем. Существующие процессоры позволяют адресовать, как уже отмечалось, до 64 Гбайт памяти, но возможности наборов микросхем ограничены объемом в 1 Гбайт.

Модули памяти DIMM и RIMM содержат встроенное ПЗУ (ROM), передающее параметры синхронизации и скорости модулей, поэтому рабочая частота контроллера памяти и шины памяти в большинстве систем соответствует наименьшей частоте установленных модулей DIMM/SIMM. Большинство модулей DIMM содержат микросхемы памяти SDRAM, т. е. передача данных происходит в виде высокоскоростных пакетов, использующих синхронизируемый интерфейс. В модулях DDR DIMM также используются микросхемы SDRAM, но передача данных выполняется дважды в течение одного такта, т. е. вдвое быстрее.

Оперативное запоминающее устройство микро-ЭВМ служит для размещения на определенное время программ и данных пользователя. Постоянное запоминающее устройство используется для размещения команд на машинном языке, которые представляют собой программу-монитор (сокращенно — монитор). Монитор содержит в себе неизменяющиеся подпрограммы инициализации, ввода/вывода и арифметических алгоритмов.