Kuzaliwa upya kwa kumbukumbu ya nguvu. RAM Inayobadilika

Aina nyingi zinazotumiwa sasa za chips za RAM haziwezi kuhifadhi data bila chanzo cha nguvu cha nje, i.e. ni kumbukumbu tete. Matumizi yaliyoenea ya vifaa vile yanahusishwa na idadi ya faida zao ikilinganishwa na aina za kumbukumbu zisizo na tete: uwezo wa juu, matumizi ya chini ya nguvu, utendaji wa juu na gharama ya chini ya kuhifadhi kitengo cha habari.

RAM tete inaweza kugawanywa katika vikundi viwili kuu: kumbukumbu ya nguvu (DRAM - Kumbukumbu ya Ufikiaji wa Random Dynamic) na kumbukumbu tuli (SRAM - Kumbukumbu ya Ufikiaji wa Random Static).

RAM tuli na yenye nguvu

KATIKA RAM tuli Kipengele cha kuhifadhi kinaweza kuhifadhi taarifa zilizorekodiwa kwa muda usiojulikana (ikiwa kuna voltage ya usambazaji). Kipengele cha kumbukumbu yenye nguvu RAM inaweza tu kuhifadhi habari kwa muda mfupi, baada ya hapo habari lazima irejeshwe tena, vinginevyo itapotea. Kumbukumbu zinazobadilika, kama vile tuli, ni tete.

Jukumu la kipengee cha kuhifadhi kwenye RAM tuli inachezwa na kichochezi. Flip-flop vile ni mzunguko wa bistable, kwa kawaida hujumuisha transistors nne au sita (Mchoro 5.7). Mzunguko unao na transistors nne hutoa uwezo wa juu wa chip na kwa hiyo gharama ya chini, lakini mzunguko huo una uvujaji mkubwa wa sasa wakati habari inahifadhiwa tu. Pia, trigger yenye transistors nne ni nyeti zaidi kwa vyanzo vya mionzi ya nje, ambayo inaweza kusababisha kupoteza habari. Uwepo wa transistors mbili za ziada hufanya iwezekanavyo, kwa kiasi fulani, kulipa fidia kwa mapungufu yaliyotajwa ya mzunguko na transistors nne, lakini, muhimu zaidi, kuongeza utendaji wa kumbukumbu.

Mchele. 5.7. Kipengele cha kuhifadhi RAM tuli

Kipengele cha uhifadhi wa kumbukumbu ya nguvu ni rahisi zaidi. Inajumuisha capacitor moja na transistor ya kuzima (Mchoro 5.8).

Mchele. 5.8. Kipengele chenye nguvu cha kuhifadhi RAM

Uwepo au kutokuwepo kwa malipo katika capacitor hutafsiriwa kama 1 au 0, kwa mtiririko huo. Unyenyekevu wa kubuni hufanya iwezekanavyo kufikia wiani mkubwa wa seli za jua na, hatimaye, kupunguza gharama. Hasara kuu ya teknolojia hii ni kwamba malipo yaliyokusanywa kwenye capacitor yanapotea kwa muda. Hata na dielectri nzuri na upinzani wa umeme wa teraohms kadhaa (10-12 Ohms) kutumika katika utengenezaji wa capacitors ya msingi, malipo yanapotea haraka sana. Vipimo vya capacitor vile ni microscopic, na capacitance ni juu ya utaratibu wa 1SG 15 F. Kwa uwezo huo, elektroni 40,000 tu hujilimbikiza kwenye capacitor moja. Muda wa wastani wa uvujaji wa malipo ya kumbukumbu ya nguvu ya elektroniki ni mamia au hata makumi ya milliseconds, hivyo malipo lazima kurejeshwa ndani ya kipindi hiki cha muda, vinginevyo taarifa iliyohifadhiwa itapotea. Marejesho ya mara kwa mara ya malipo ya kipengele cha dunia inayoitwa kuzaliwa upya na inafanywa kila ms 2-8,

Mbinu tatu kuu za kuzaliwa upya zimetumika katika aina mbalimbali za IC za kumbukumbu zinazobadilika:

Ishara moja ya RAS (ROR - RAS Tu Refresh);

Ishara ya CAS inayotangulia ishara ya RAS (CBR - CAS Kabla ya RAS);

Upyaji wa kiotomatiki (SR - Upyaji upya).

Uundaji upya wa RAS moja ulitumika katika chipsi za kwanza za DRAM. Anwani ya mstari uliotengenezwa upya ni pato kwa basi ya anwani, ikifuatana na ishara ya RAS. Katika kesi hii, safu ya seli huchaguliwa na data iliyohifadhiwa huko inatumwa kwa mizunguko ya ndani ya microcircuit, na kisha imeandikwa nyuma. Kwa kuwa ishara ya CAS haionekani, mzunguko wa kusoma / kuandika hauanza. Wakati ujao, anwani ya mstari unaofuata hutolewa kwa basi ya anwani, na kadhalika, mpaka seli zote zirejeshwe, baada ya hapo mzunguko unarudia. Hasara za njia ni pamoja na basi ya anwani yenye shughuli nyingi wakati wa kuzaliwa upya, wakati ufikiaji wa vifaa vingine vya VM umezuiwa.

Upekee wa njia ya CBR ni kwamba ikiwa katika mzunguko wa kawaida wa kusoma / kuandika ishara ya RAS daima inatangulia ishara ya CAS, basi wakati ishara ya CAS inaonekana kwanza, mzunguko maalum wa kuzaliwa upya huanza. Katika kesi hii, anwani ya safu haijapitishwa, na chip hutumia kihesabu chake cha ndani, yaliyomo ambayo huongezeka kwa moja kwa kila mzunguko unaofuata wa CBR. Hali inakuwezesha kurejesha kumbukumbu bila kuchukua basi ya anwani, yaani, ni bora zaidi.

Uundaji upya wa kumbukumbu otomatiki unahusishwa na kuokoa nishati wakati mfumo unaingia katika hali ya usingizi na jenereta ya saa inacha kufanya kazi. Kwa kutokuwepo kwa ishara za nje za RAS na CAS, uppdatering yaliyomo ya kumbukumbu kwa kutumia njia za ROR au CBR haiwezekani, na microcircuit hufanya upyaji yenyewe, kuanzia oscillator yake, ambayo hufunga nyaya za kuzaliwa upya ndani.

Upeo wa kumbukumbu ya tuli na ya nguvu imedhamiriwa na kasi na gharama. Faida kuu ya SRAM ni utendaji wake wa juu (kuhusu utaratibu wa ukubwa wa juu kuliko ule wa DRAM). SRAM inayolandanishwa haraka inaweza kufanya kazi kwa muda wa ufikiaji wa taarifa sawa na muda wa mpigo wa saa moja ya kichakataji. Hata hivyo, kutokana na uwezo mdogo wa chipsi na gharama ya juu, matumizi ya kumbukumbu tuli kwa kawaida ni mdogo kwa kumbukumbu ya kashe yenye uwezo mdogo wa viwango vya kwanza (L1), pili (L2) au tatu (L3). Wakati huo huo, chipsi za kumbukumbu zenye kasi zaidi bado zinahitaji mizunguko mitano hadi kumi ya kichakataji ili kusoma baiti ya kwanza ya pakiti, ambayo hupunguza kasi ya VM nzima. Walakini, kwa sababu ya msongamano mkubwa wa upakiaji wa vifaa vya elektroniki na gharama ya chini, ni DRAM ambayo hutumiwa wakati wa kuunda kumbukumbu kuu ya VM.

Baada ya muda, watengenezaji wameunda aina mbalimbali za kumbukumbu. Walikuwa na sifa tofauti na walitumia ufumbuzi tofauti wa kiufundi. Nguvu kuu ya kuendesha gari nyuma ya maendeleo ya kumbukumbu ilikuwa maendeleo ya kompyuta na vitengo vya usindikaji wa kati. Kulikuwa na haja ya mara kwa mara ya kuongeza kasi na kiasi cha RAM.

Kumbukumbu ya ukurasa

Hali ya ukurasa DRAM (PM DRAM) ilikuwa mojawapo ya aina za kwanza za RAM ya kompyuta kuzalishwa. Kumbukumbu ya aina hii ilitolewa mapema miaka ya 1990, lakini kwa kuongezeka kwa utendaji wa processor na nguvu ya rasilimali ya maombi, ilikuwa ni lazima kuongeza sio tu kiasi cha kumbukumbu, lakini pia kasi ya uendeshaji wake.

Kumbukumbu ya ukurasa wa haraka

Kumbukumbu ya ukurasa wa haraka (eng. modi ya ukurasa wa haraka DRAM, FPM DRAM) ilionekana mnamo 1995. Kumbukumbu haikupitia mabadiliko yoyote ya kimsingi, na ongezeko la kasi ya uendeshaji lilipatikana kwa kuongeza mzigo kwenye vifaa vya kumbukumbu. Aina hii ya kumbukumbu ilitumiwa hasa kwa kompyuta zilizo na vichakataji vya Intel 80486 au vichakataji sawa kutoka kwa makampuni mengine. Kumbukumbu inaweza kufanya kazi kwa masafa ya 25 na 33 MHz na nyakati kamili za ufikiaji wa 70 na 60 ns na nyakati za mzunguko wa wajibu wa 40 na 35 ns, mtawalia.

EDO DRAM -- kumbukumbu iliyo na matokeo yaliyoimarishwa

Pamoja na ujio wa wasindikaji wa Intel Pentium, kumbukumbu ya FPM DRAM iligeuka kuwa haifai kabisa. Kwa hiyo, hatua inayofuata ilikuwa kumbukumbu na pato lililoboreshwa (data iliyopanuliwa nje ya DRAM, EDO DRAM). Kumbukumbu hii ilionekana kwenye soko mwaka wa 1996 na ilianza kutumika kikamilifu kwenye kompyuta na wasindikaji wa Intel Pentium na juu zaidi. Utendaji wake ulikuwa 10-15% juu ikilinganishwa na kumbukumbu ya aina ya FPM DRAM. Mzunguko wa uendeshaji wake ulikuwa 40 na 50 MHz, kwa mtiririko huo, muda kamili wa kufikia ulikuwa 60 na 50 ns, na muda wa mzunguko wa wajibu ulikuwa 25 na 20 ns. Kumbukumbu hii ina lachi ya data kwa data ya pato, ambayo hutoa bomba kwa utendakazi ulioboreshwa wa kusoma.

SDRAM -- DRAM iliyosawazishwa

Kwa sababu ya kutolewa kwa wasindikaji wapya na kuongezeka kwa taratibu kwa mzunguko wa mabasi ya mfumo, utulivu wa kumbukumbu ya EDO DRAM ilianza kupungua. Ilibadilishwa na kumbukumbu ya synchronous (eng. synchronous DRAM, SDRAM). Vipengele vipya vya aina hii ya kumbukumbu vilikuwa matumizi ya jenereta ya saa ili kusawazisha mawimbi yote na uchakataji wa taarifa kupitia bomba. Kumbukumbu pia ilifanya kazi kwa uaminifu katika masafa ya juu ya basi ya mfumo (100 MHz na zaidi).

Ikiwa kwa kumbukumbu ya FPM na EDO wakati wa kusoma wa seli ya kwanza kwenye mlolongo (wakati wa kufikia) umeonyeshwa, basi kwa SDRAM wakati wa kusoma wa seli zinazofuata unaonyeshwa. Mlolongo ni seli kadhaa mfululizo. Inachukua muda mwingi kusoma kiini cha kwanza (60-70 ns), bila kujali aina ya kumbukumbu, lakini wakati wa kusoma zifuatazo inategemea sana aina. Mzunguko wa uendeshaji wa aina hii ya kumbukumbu inaweza kuwa 66, 100 au 133 MHz, muda kamili wa kufikia ulikuwa 40 na 30 ns, na muda wa mzunguko wa wajibu ulikuwa 10 na 7.5 ns.

Teknolojia ya Kumbukumbu ya Idhaa ya Mtandao (VCM) ilitumiwa na aina hii ya kumbukumbu. VCM hutumia usanifu wa njia pepe unaoruhusu data kuhamishwa kwa njia rahisi na kwa ufanisi zaidi kwa kutumia chaneli za usajili kwenye chipu. Usanifu huu umeunganishwa kwenye SDRAM. VCM, pamoja na kasi yake ya juu ya uhamisho wa data, ilikuwa sambamba na SDRAM iliyopo, ambayo ilifanya iwezekanavyo kuboresha mfumo bila gharama kubwa au marekebisho. Suluhisho hili limepata usaidizi kutoka kwa watengenezaji wengine wa chipset.

SDRAM Iliyoimarishwa (ESDRAM)

Ili kuondokana na baadhi ya matatizo ya latency ya mawimbi yaliyo katika kumbukumbu ya kawaida ya DRAM, iliamuliwa kupachika kiasi kidogo cha SRAM kwenye chip, yaani, kuunda akiba ya on-chip.

ESDRAM kimsingi ni SDRAM yenye kiasi kidogo cha SRAM. Kwa latency ya chini na operesheni ya kupasuka, masafa hadi 200 MHz yanapatikana. Kama ilivyo kwa kumbukumbu ya kache ya nje, kashe ya SRAM imeundwa kuhifadhi na kurejesha data inayopatikana mara kwa mara. Kwa hivyo kupunguzwa kwa wakati wa ufikiaji wa data wa DRAM polepole.

Suluhisho moja kama hilo lilikuwa ESDRAM kutoka Ramtron International Corporation.

Kundi la RAM ya EDO

EDO RAM (kupasuka kwa pato la data iliyopanuliwa DRAM, BEDO DRAM) imekuwa mbadala wa bei nafuu kwa SDRAM. Kulingana na EDO DRAM, kipengele chake muhimu kilikuwa teknolojia ya kuzuia-block (block ya data ilisomwa katika mzunguko wa saa moja), ambayo ilifanya haraka zaidi kuliko SDRAM. Hata hivyo, kutokuwa na uwezo wa kufanya kazi kwenye mzunguko wa basi wa mfumo wa zaidi ya 66 MHz haukuruhusu aina hii ya kumbukumbu kuwa maarufu.

Aina maalum ya RAM - Video RAM (VRAM) - ilitengenezwa kulingana na kumbukumbu ya SDRAM kwa matumizi katika kadi za video. Iliruhusu mtiririko unaoendelea wa data wakati wa mchakato wa kusasisha picha, ambayo ilikuwa muhimu kutambua picha za ubora wa juu. Kulingana na kumbukumbu ya VRAM, maelezo ya kumbukumbu ya Windows RAM (WRAM) yalionekana; wakati mwingine inahusishwa kimakosa na mifumo ya uendeshaji ya Windows. Utendaji wake ni 25% juu kuliko SDRAM ya asili, kutokana na mabadiliko fulani ya kiufundi.

Ikilinganishwa na SDRAM ya kawaida, kiwango cha data mara mbili SDRAM (DDR SDRAM au SDRAM II) kiliongeza kipimo data mara mbili. Hapo awali, aina hii ya kumbukumbu ilitumiwa kwenye kadi za video, lakini msaada wa baadaye wa DDR SDRAM ulionekana kwenye upande wa chipset.

DRAM zote za awali zilikuwa na anwani tofauti, data, na mistari ya udhibiti, ambayo iliweka vikwazo kwa kasi ya vifaa. Ili kuondokana na kikomo hiki, baadhi ya ufumbuzi wa teknolojia umetekeleza ishara zote kwenye basi moja. Mbili kati ya suluhisho hizi ni teknolojia za DRDRAM na SLDRAM. Wamepata umaarufu zaidi na wanastahili kuzingatiwa. Kiwango cha SLDRAM kimefunguliwa na, kama teknolojia ya awali, SLDRAM hutumia kingo zote za saa. Kuhusu kiolesura, SLDRAM inachukua itifaki inayoitwa SynchLink Interface na inalenga kufanya kazi kwa 400 MHz.

Kumbukumbu ya DDR SDRAM inafanya kazi kwa masafa ya 100, 133, 166 na 200 MHz, wakati wake kamili wa kufikia ni 30 na 22.5 ns, na muda wa mzunguko wa wajibu ni 5, 3.75, 3 na 2.5 ns.

Kwa kuwa mzunguko wa saa huanzia 100 hadi 200 MHz, na data hupitishwa kwa bits 2 kwa kila pigo la saa, wote kwenye makali na juu ya kuanguka kwa mapigo ya saa, mzunguko wa ufanisi wa maambukizi ya data iko katika safu kutoka 200 hadi 400 MHz. Modules hizo za kumbukumbu zimeteuliwa DDR200, DDR266, DDR333, DDR400.

Moja kwa moja RDRAM au Direct Rambus DRAM

Aina ya kumbukumbu ya RDRAM inatengenezwa na Rambus. Utendaji wa juu wa kumbukumbu hii unapatikana kwa idadi ya vipengele visivyopatikana katika aina nyingine za kumbukumbu. Gharama ya awali ya juu sana ya kumbukumbu ya RDRAM ilisababisha ukweli kwamba watengenezaji wa kompyuta zenye nguvu walipendelea chini ya nguvu, lakini kumbukumbu ya bei nafuu ya DDR SDRAM. Masafa ya uendeshaji wa kumbukumbu ni 400, 600 na 800 MHz, muda kamili wa kufikia ni hadi 30 ns, muda wa mzunguko wa wajibu ni hadi 2.5 ns.

Kimuundo, aina mpya ya RAM DDR2 SDRAM ilitolewa mnamo 2004. Kulingana na teknolojia ya DDR SDRAM, aina hii ya kumbukumbu, kutokana na mabadiliko ya kiufundi, inaonyesha utendaji wa juu na inalenga kutumika kwenye kompyuta za kisasa. Kumbukumbu inaweza kufanya kazi kwa kasi ya saa ya basi ya 200, 266, 333, 337, 400, 533, 575 na 600 MHz. Katika kesi hii, mzunguko wa ufanisi wa maambukizi ya data utakuwa 400, 533, 667, 675, 800, 1066, 1150 na 1200 MHz, kwa mtiririko huo. Watengenezaji wengine wa moduli za kumbukumbu, pamoja na masafa ya kawaida, pia hutoa sampuli zinazofanya kazi kwa masafa yasiyo ya kawaida (ya kati). Zimekusudiwa kutumika katika mifumo ya overclocked ambapo headroom frequency inahitajika. Muda kamili wa ufikiaji -- 25, 11.25, 9, 7.5 ns au chini. Muda wa mzunguko wa wajibu - kutoka 5 hadi 1.67 ns.

Aina hii ya kumbukumbu inatokana na teknolojia za DDR2 SDRAM na frequency ya uhamishaji data mara mbili kwenye basi ya kumbukumbu. Ina matumizi ya chini ya nguvu ikilinganishwa na watangulizi wake. Mzunguko wa bandwidth huanzia 800 hadi 2400 MHz (rekodi ya mzunguko ni zaidi ya 3000 MHz), ambayo hutoa upitishaji mkubwa ikilinganishwa na watangulizi wote.

Miundo ya kumbukumbu ya DRAM

Mchele. 4. Vifurushi mbalimbali vya DRAM. Kutoka juu hadi chini: DIP, SIPP, SIMM (pini 30), SIMM (pini 72), DIMM (pini 168), DIMM (pini 184, DDR)

Mtini.5.

Mchele. 6. Moduli ya DDR2 katika kifurushi cha SO-DIMM cha pini 204

Kumbukumbu ya DRAM inatekelezwa kimuundo katika mfumo wa mizunguko midogo tofauti katika vifurushi kama vile DIP, SOIC, BGA, na katika mfumo wa moduli za kumbukumbu za aina: SIPP, SIMM, DIMM, RIMM.

Hapo awali, chips za kumbukumbu zilitolewa katika vifurushi vya aina ya DIP (kwa mfano, safu ya K565RUxx), kisha zikaanza kutengenezwa katika vifurushi vya hali ya juu zaidi vya kiteknolojia kwa matumizi ya moduli.

Moduli nyingi za SIMM na idadi kubwa ya DIMM zilikuwa na SPD (Serial Presence Detect) iliyosakinishwa - chipu ndogo ya kumbukumbu ya EEPROM ambayo huhifadhi vigezo vya moduli (uwezo, aina, voltage ya uendeshaji, idadi ya benki, muda wa kufikia, nk), ambazo zilipatikana katika programu kama kifaa ambamo moduli ilisakinishwa (kutumika kwa vigezo vya usanidi otomatiki), na kwa watumiaji na watengenezaji.

Moduli za SIPP

Moduli za aina za SIPP (Single In-line Pin Package) ni bodi za mstatili zilizo na mawasiliano kwa namna ya mfululizo wa pini ndogo. Aina hii ya muundo haitumiki tena, kwani baadaye ilibadilishwa na moduli za aina ya SIMM.

Moduli za SIMM

Moduli za aina ya SIMM (Moduli ya Kumbukumbu Moja ya Ndani) ni mbao ndefu za mstatili zilizo na pedi kando ya moja ya pande zake. Modules zimewekwa kwenye kiunganishi cha uunganisho (tundu) kwa kutumia latches, kwa kufunga bodi kwa pembe fulani na kuisisitiza hadi kuletwa kwenye nafasi ya wima. Moduli za 4, 8, 16, 32, 64, 128 MB zilitolewa.

Ya kawaida ni SIMM za pini 30 na 72.

DIMM

Moduli za aina ya DIMM (Moduli ya Kumbukumbu ya Ndani ya Mstari Mbili) ni mbao ndefu za mstatili zilizo na safu za pedi za mawasiliano kando ya pande zote mbili, zilizowekwa wima kwenye kiunganishi cha kiunganishi na kulindwa kwenye ncha zote mbili kwa lachi. Chips za kumbukumbu juu yao zinaweza kuwekwa kwenye moja au pande zote za bodi.

Moduli za kumbukumbu za SDRAM ni za kawaida zaidi katika mfumo wa moduli za DIMM za pini 168, moduli za kumbukumbu za DDR SDRAM ziko katika mfumo wa moduli za pini 184, na moduli za kumbukumbu za DDR2, DDR3 na FB-DIMM SDRAM ni moduli za pini 240.

SO-DIMM

Kwa vifaa vinavyobebeka na kompakt (ubao wa mama wa Mini-ITX, kompyuta ndogo, daftari, kompyuta kibao, n.k.), pamoja na vichapishaji, mtandao na vifaa vya mawasiliano, n.k., moduli za DRAM zilizopunguzwa kimfumo (zote SDRAM na DDR SDRAM) -- SO. -DIMM (Muhtasari mdogo wa DIMM) -- analojia za moduli za DIMM katika muundo thabiti ili kuokoa nafasi.

Sehemu za RIMM

Moduli za aina ya RIMM (Moduli ya Kumbukumbu ya Ndani ya Mstari ya Rambus) si za kawaida; zinakuja na kumbukumbu ya aina ya RDRAM. Zinawakilishwa na aina za pini 168 na 184, na kwenye ubao wa mama moduli kama hizo lazima zimewekwa kwa jozi tu, vinginevyo moduli maalum za kuziba zimewekwa kwenye viunganisho tupu (hii ni kwa sababu ya sifa za muundo wa moduli kama hizo). Pia kuna moduli za 242-pin PC1066 RDRAM RIMM 4200, ambazo haziendani na viunganishi vya pini 184, na toleo ndogo la RIMM - SO-RIMM, ambazo hutumiwa katika vifaa vya kubebeka.

Kumbukumbu inayobadilika ina msingi (safu ya vifaa vya kielektroniki) na mantiki ya kiolesura (rejista za bafa, vikuza sauti vya usomaji data, saketi za uundaji upya, n.k.). Ingawa idadi ya aina za DRAM tayari imezidi dazeni mbili, msingi wao umepangwa karibu sawa. . Tofauti kuu zinahusiana na mantiki ya interface, na tofauti hizi pia ni kutokana na upeo wa matumizi ya microcircuits - pamoja na kumbukumbu kuu ya kompyuta, kumbukumbu za kumbukumbu zinajumuishwa, kwa mfano, katika adapta za video. Uainishaji wa chips za kumbukumbu zenye nguvu umeonyeshwa hapa chini (tazama mchoro hapa chini).

Aina za chips za RAM zinazobadilika

Sasa hebu tuangalie aina tofauti za chips za DRAM. Katika hatua ya awali, hizi zilikuwa chipsi za kumbukumbu za asynchronous, operesheni ambayo haijafungwa kabisa na mipigo ya saa ya basi ya mfumo. Kumbukumbu ya Asynchronous ina sifa ya muda wa ziada unaotumiwa kwenye mwingiliano kati ya chips za kumbukumbu na kidhibiti. Kwa hivyo, katika mzunguko wa asynchronous, ishara ya RAS itatolewa tu baada ya mapigo ya saa kufika kwa mtawala na itatambuliwa na chip ya kumbukumbu baada ya muda fulani.

Chips za DRAM . Chipu za kumbukumbu za kwanza zilitumia njia rahisi zaidi ya kubadilishana data. Iliruhusu tu mstari wa kumbukumbu kusomwa na kuandikwa kila mzunguko wa saa tano (tazama takwimu hapa chini "a"). Hatua za utaratibu kama huo zimeelezewa hapo awali. DRAM ya jadi inalingana na fomula 5-5-5-5. Microcircuti za aina hii zinaweza kufanya kazi kwa masafa hadi 40 MHz na, kwa sababu ya polepole (wakati wa ufikiaji ulikuwa karibu ns 120), haukudumu kwa muda mrefu.

FPM DRAM chips . Chipu za RAM zinazotumia FPM (Njia ya Ukurasa wa Haraka) pia ni aina za mapema za DRAM. Msingi ni wazo lifuatalo. Seli ambazo ziko kwenye safu mlalo ya tumbo zinaweza kufikiwa kwa haraka zaidi. Ili kufikia kiini kinachofuata, inatosha kutuma tu anwani ya safu mpya kwenye chip, ikifuatana na ishara ya CAS. Anwani kamili (safu na safu wima) hupitishwa mara ya kwanza tu safu mlalo inapofikiwa. Ishara ya RAS inabaki amilifu katika mzunguko mzima wa ukurasa na inaruhusu habari mpya kuingizwa kwenye rejista ya anwani ya safu sio kwenye ukingo unaoanguka wa CAS, lakini mara tu anwani ya ingizo inapotulia, ambayo ni, karibu kwenye ukingo wa CAS. ishara. Mchoro wa kusoma wa FPM DRAM (ona kielelezo hapa chini "b") unafafanuliwa kwa fomula 5-3-3-3 (jumla ya mizunguko ya saa 14). Matumizi ya mpango wa ufikiaji wa ukurasa wa haraka ulipunguza muda wa kufikia hadi 60 ns.

Chips za EDO DRAM . Hatua iliyofuata katika uundaji wa RAM inayobadilika ilikuwa mizunguko midogo yenye modi ya ufikiaji wa ukurasa wa hyperpage (HRM, Nureg Page Mode), inayojulikana zaidi kama EDO (Pato la Data Iliyoongezwa - muda ulioongezwa wa kuhifadhi data kwenye pato). Kipengele kikuu cha teknolojia ni kuongezeka kwa muda wa upatikanaji wa data katika utoaji wa mzunguko mdogo ikilinganishwa na FPM DRAM. Katika chip za FPM DRAM, data ya pato husalia halali tu wakati mawimbi ya CAS yanapotumika, kutokana na ambayo ufikiaji wa safu mlalo ya pili na inayofuata huhitaji mizunguko mitatu ya saa: swichi ya CAS hadi hali inayotumika, saa ya kusomwa data, na swichi ya CAS kwenda. hali ya kutofanya kazi. Katika EDO DRAM, kwenye makali ya kazi (ya kuanguka) ya ishara ya CAS, data huhifadhiwa kwenye rejista ya ndani, ambapo huhifadhiwa kwa muda baada ya makali ya pili ya kazi ya ishara kufika. Hii inaruhusu data iliyohifadhiwa kutumika wakati CAS tayari iko katika hali ya kutofanya kazi. Mchoro wa kusoma wa EDO DRAM tayari ni 5-2-2-2 (tazama takwimu hapa chini "c"), ambayo ni 20% haraka kuliko FPM. Wakati wa kufikia ni kuhusu 30-40 ns.

Michoro ya saa ya DRAM, FPM DRAM, EDO DRAM

Chips za BEDO DRAM . Teknolojia ya EDO imeboreshwa na VIA Technologies. Marekebisho mapya ya EDO yanajulikana kama BEDO (Burst EDO). Riwaya ya njia ni kwamba wakati wa upatikanaji wa kwanza, mstari mzima wa microcircuit unasoma, ambayo inajumuisha maneno ya mfululizo wa mfuko. Uhamisho wa mfuatano wa maneno (kubadilisha safu) hufuatiliwa kiotomatiki na kihesabu cha ndani cha chip. Hii huondoa hitaji la kutoa anwani kwa seli zote kwenye pakiti, lakini inahitaji usaidizi kutoka kwa mantiki ya nje. Njia hiyo inakuwezesha kupunguza muda wa kusoma maneno ya pili na inayofuata kwa mzunguko mwingine wa saa (angalia takwimu hapa chini), kutokana na ambayo formula inachukua fomu 5-1-1-1.

Chips za SDRAM . Kifupi cha SDRAM (Synchronous DRAM) kinatumika kurejelea chips "za kawaida" zinazobadilika za RAM. Tofauti za kimsingi kati ya SDRAM na RAM yenye nguvu isiyolingana iliyojadiliwa hapo juu inaweza kupunguzwa hadi pointi nne:

Njia ya synchronous ya uhamisho wa data kwa basi;

Matumizi ya benki kadhaa (mbili au nne) za kumbukumbu za ndani;

Utaratibu wa conveyor kwa usambazaji wa pakiti;

Kuhamisha sehemu ya kazi za mtawala wa kumbukumbu kwa mantiki ya microcircuit yenyewe.

Usawazishaji wa kumbukumbu huruhusu kidhibiti kumbukumbu "kujua" wakati data iko tayari, na hivyo kupunguza gharama za kusubiri na kutafuta mizunguko ya data. Kwa kuwa data inaonekana kwenye pato la microcircuit wakati huo huo na mapigo ya saa, mwingiliano wa kumbukumbu na vifaa vingine vya kompyuta hurahisishwa.Tofauti na BEDO, bomba huruhusu data ya pakiti kupitishwa kwa saa, hivyo RAM inaweza kufanya kazi bila kuingiliwa kwa masafa ya juu kuliko RAM ya asynchronous.

Michoro ya saa BEDO DRAM, SDRAM

Chipu za DDR SDRAM . Hatua muhimu katika maendeleo zaidi ya teknolojia ya SDRAM ilikuwa DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM - SDRAM na kiwango cha uhamisho wa data mara mbili). Tofauti na SDRAM, urekebishaji mpya hutoa data katika hali ya mlipuko kwenye kingo zote za mpigo wa saa, ambayo huongeza mara mbili kipimo data.

Chips RDRAM, DRDRAM . Mbinu tofauti kabisa ya kujenga DRAM ilipendekezwa na Rambus mnamo 1997. Inatumia mfumo asili wa kubadilishana data kati ya msingi na kidhibiti kumbukumbu. Jedwali (tazama jedwali hapa chini) linaonyesha sifa za kulinganisha za chips za kumbukumbu zilizoorodheshwa hapo juu. Kazi inaendelea ili kuboresha utendakazi, hasa, kuhusiana na matumizi ya kache katika mizunguko midogo (CDRAM).

Kuna kumbukumbu yenye nguvu zaidi kwenye kompyuta kuliko kumbukumbu tuli, kwani DRAM inatumika kama kumbukumbu kuu ya VM. Kama SRAM, kumbukumbu inayobadilika ina msingi (safu ya vifaa vya elektroniki) na mantiki ya kiolesura (rejista za bafa, vikuza sauti vya kusoma data, saketi za kuzaliwa upya, n.k.). Ingawa idadi ya aina za DRAM tayari imezidi dazeni mbili, cores zao zimepangwa karibu sawa. Tofauti kuu zinahusiana na mantiki ya interface, na tofauti hizi pia ni kutokana na upeo wa matumizi ya microcircuits - pamoja na kumbukumbu kuu ya VM, IC za kumbukumbu za nguvu zinajumuishwa, kwa mfano, katika adapta za video. Uainishaji wa chips za kumbukumbu zinazobadilika unaonyeshwa kwenye Mtini. 72.

Ili kutathmini tofauti kati ya aina za DRAM, hebu kwanza tuangalie algorithm ya kufanya kazi na kumbukumbu yenye nguvu. Kwa hili tutatumia Mtini. 68.

Tofauti na SRAM, anwani ya seli ya DRAM huhamishiwa kwenye chip kwa hatua mbili - kwanza anwani ya safu, na kisha safu, ambayo inafanya uwezekano wa kupunguza idadi ya pini za basi kwa takriban nusu, kupunguza ukubwa wa kesi. na weka idadi kubwa ya chips kwenye ubao wa mama. Hii, bila shaka, inasababisha kupungua kwa utendaji, kwani inachukua mara mbili kwa muda mrefu kuhamisha anwani. Ili kuonyesha ni sehemu gani ya anwani inayopitishwa kwa wakati fulani, ishara mbili za msaidizi RAS na CAS hutumiwa. Wakati wa kufikia kiini cha kumbukumbu, basi ya anwani imewekwa kwenye anwani ya safu. Baada ya taratibu kwenye basi imetulia, ishara ya RAS inatumiwa na anwani imeandikwa kwenye rejista ya ndani ya chip ya kumbukumbu. Kisha basi ya anwani imewekwa kwa anwani ya safu wima na ishara ya CAS inatolewa. Kulingana na hali ya mstari wa WE, data inasomwa kutoka kwa seli au imeandikwa kwa seli (data lazima iwekwe kwenye basi ya data kabla ya kuandika). Muda kati ya kuweka anwani na kutoa ishara ya RAS (au CAS) imedhamiriwa na sifa za kiufundi za microcircuit, lakini kawaida anwani imewekwa katika mzunguko mmoja wa basi ya mfumo, na ishara ya udhibiti katika ijayo. Kwa hivyo, kusoma au kuandika seli moja ya RAM yenye nguvu, mizunguko ya saa tano inahitajika, ambayo yafuatayo hutokea: kutoa anwani ya mstari, kutoa ishara ya RAS, kutoa anwani ya safu, kutoa ishara ya CAS, kufanya kazi ya kusoma / kuandika. (katika kumbukumbu tuli, utaratibu unachukua hatua mbili tu hadi tatu).

Mchele. 72. Uainishaji wa RAM yenye nguvu: a) - chips kwa kumbukumbu kuu; b) - microcircuits kwa adapta za video.

Unapaswa pia kukumbuka hitaji la kuunda upya data. Lakini pamoja na kutokwa kwa asili kwa capacitor, kifaa cha umeme pia husababisha kupoteza kwa malipo kwa muda wakati wa kusoma data kutoka kwa DRAM, hivyo baada ya kila operesheni ya kusoma data lazima irejeshwe. Hii inafanikiwa kwa kuandika data sawa tena mara baada ya kuisoma. Wakati wa kusoma habari kutoka kwa seli moja, data ya safu nzima iliyochaguliwa hutolewa mara moja, lakini ni zile tu ambazo ziko kwenye safu ya riba hutumiwa, na zingine zote hazizingatiwi. Kwa hivyo, operesheni ya kusoma kutoka kwa seli moja huharibu data ya safu nzima na lazima irejeshwe. Upyaji wa data baada ya kusoma unafanywa moja kwa moja na mantiki ya interface ya chip, na hii hutokea mara baada ya kusoma mstari.

Sasa hebu tuangalie aina tofauti za chips za kumbukumbu zenye nguvu, tukianza na mfumo wa DRAM, yaani, chipsi iliyoundwa kutumika kama kumbukumbu kuu. Katika hatua ya awali, hizi zilikuwa chipsi za kumbukumbu za asynchronous, operesheni ambayo haijafungwa kabisa na mipigo ya saa ya basi ya mfumo.

RAM yenye nguvu isiyolingana. Chipu za RAM zisizobadilika hudhibitiwa na ishara za RAS na CAS, na uendeshaji wao, kimsingi, hauhusiani moja kwa moja na mipigo ya saa ya basi. Kumbukumbu ya Asynchronous ina sifa ya muda wa ziada unaotumiwa kwenye mwingiliano kati ya chips za kumbukumbu na kidhibiti. Kwa hivyo, katika mzunguko wa asynchronous, ishara ya RAS itatolewa tu baada ya mapigo ya saa kufika kwa mtawala na itatambuliwa na chip ya kumbukumbu baada ya muda fulani. Baada ya hayo, kumbukumbu itatoa data, lakini mtawala ataweza kuisoma tu baada ya kuwasili kwa mapigo ya saa inayofuata, kwani lazima ifanye kazi kwa usawa na vifaa vingine vya VM. Kwa hivyo, kuna ucheleweshaji mdogo wakati wa mzunguko wa kusoma / kuandika kwa sababu ya kidhibiti cha kumbukumbu na kidhibiti cha kumbukumbu kinachosubiri.

Chips za DRAM. Chips za kumbukumbu za kwanza za nguvu zilitumia njia rahisi zaidi ya kubadilishana data, mara nyingi huitwa kawaida. Iliruhusu kusoma na kuandika mstari wa kumbukumbu tu kila mzunguko wa saa tano . Hatua za utaratibu kama huo zimeelezewa hapo awali. DRAM ya jadi inalingana na fomula 5-5-5-5. Microcircuti za aina hii zinaweza kufanya kazi kwa masafa hadi 40 MHz na, kwa sababu ya polepole (wakati wa ufikiaji ulikuwa karibu ns 120), haukudumu kwa muda mrefu.

Chips za FPMDRAM. Chipu za RAM zinazotumia hali ya FPM pia ni aina za mapema za DRAM. Kiini cha utawala kilionyeshwa hapo awali. Mchoro wa kusoma wa FPM DRAM unafafanuliwa kwa fomula 5-3-3-3 (jumla ya mizunguko ya saa 14). Matumizi ya mpango wa ufikiaji wa ukurasa wa haraka ulipunguza muda wa kufikia hadi ns 60, ambayo, kwa kuzingatia uwezo wa kufanya kazi kwenye masafa ya juu ya basi, ilisababisha kuongezeka kwa utendaji wa kumbukumbu ikilinganishwa na DRAM ya jadi kwa takriban 70%. Aina hii ya chip ilitumika kwenye kompyuta za kibinafsi hadi karibu 1994.

Chips za EDO DRAM. Hatua inayofuata katika ukuzaji wa RAM inayobadilika ilikuwa IC na hali ya ufikiaji wa ukurasa wa hyperpage(HRM, Hali ya Ukurasa wa Hyper), inayojulikana zaidi kama EDO (Pato la Data Iliyoongezwa - muda ulioongezwa wa kuhifadhi data kwenye utoaji). Kipengele kikuu cha teknolojia ni wakati ulioongezeka wa upatikanaji wa data kwenye pato la microcircuit ikilinganishwa na FPM DRAM. Katika chip za FPM DRAM, data ya pato husalia kuwa halali tu wakati mawimbi ya CAS yanapotumika, ndiyo maana ufikiaji wa safu mlalo ya pili na inayofuata huhitaji mizunguko mitatu ya saa: swichi ya CAS hadi hali inayotumika, saa ya kusomwa data, na ubadilishaji wa CAS kwenda. hali ya kutofanya kazi. Katika EDO DRAM, kwenye makali ya kazi (ya kuanguka) ya ishara ya CAS, data huhifadhiwa kwenye rejista ya ndani, ambapo huhifadhiwa kwa muda baada ya makali ya pili ya kazi ya ishara kufika. Hii inaruhusu data iliyohifadhiwa kutumika wakati CAS tayari iko katika hali ya kutofanya kazi. Kwa maneno mengine, vigezo vya muda vinaboreshwa kwa kuondoa mizunguko ya kusubiri wakati wa uimarishaji wa data kwenye pato la microcircuit.

Mchoro wa kusoma wa EDO DRAM tayari ni 5-2-2-2, ambayo ni 20% haraka kuliko FPM. Wakati wa kufikia ni kuhusu 30-40 ns. Ikumbukwe kwamba mzunguko wa juu wa basi wa mfumo kwa chips za EDO DRAM haipaswi kuzidi 66 MHz.

Chips za BEDO DRAM. Teknolojia ya EDO imeboreshwa na VIA Technologies. Marekebisho mapya ya EDO yanajulikana kama BEDO (Burst EDO). Riwaya ya njia ni kwamba wakati wa upatikanaji wa kwanza, mstari mzima wa microcircuit unasoma, ambayo inajumuisha maneno ya mfululizo wa mfuko. Uhamisho wa mfuatano wa maneno (kubadilisha safu) hufuatiliwa kiotomatiki na kihesabu cha ndani cha chip. Hii huondoa hitaji la kutoa anwani kwa seli zote kwenye pakiti, lakini inahitaji usaidizi kutoka kwa mantiki ya nje. Njia hiyo inakuwezesha kupunguza muda wa kusoma maneno ya pili na inayofuata kwa mzunguko mwingine wa saa, kutokana na ambayo formula inachukua fomu 5-1-1-1.

Chips za EDRAM. Toleo la haraka zaidi la DRAM lilitengenezwa na kampuni tanzu ya Ramtron, Enhanced Memory Systems. Teknolojia inatekelezwa katika anuwai za FPM, EDO na BEDO. Chip ina kasi ya msingi na kumbukumbu ya kache ya ndani. Uwepo wa mwisho ni kipengele kikuu cha teknolojia. Kumbukumbu ya kache ni kumbukumbu tuli (SRAM) yenye uwezo wa biti 2048. Msingi wa EDRAM una safu wima 2048, ambayo kila moja imeunganishwa kwenye kache ya ndani. Wakati wa kufikia seli yoyote, safu mlalo yote (2048 bits) inasomwa kwa wakati mmoja. Mstari wa kusoma umeingia kwenye SRAM, na uhamisho wa habari kwenye kumbukumbu ya cache hauna athari yoyote juu ya utendaji, kwani hutokea katika mzunguko wa saa moja. Wakati ufikiaji zaidi wa seli za safu mlalo sawa unafanywa, data inachukuliwa kutoka kwa kumbukumbu ya kache ya kasi zaidi. Ufikiaji unaofuata wa kernel hutokea wakati wa kufikia seli ambayo haipo kwenye mstari uliohifadhiwa kwenye kumbukumbu ya kache ya chip.

Teknolojia ni nzuri zaidi wakati wa kusoma kwa mlolongo, ambayo ni, wakati wastani wa ufikiaji wa chip unakaribia maadili ya tabia ya kumbukumbu tuli (kama 10 ns). Ugumu kuu ni kutokubaliana na vidhibiti vinavyotumiwa wakati wa kufanya kazi na aina nyingine za DRAM.

RAM inayobadilika inayolandanishwa. Katika DRAM iliyosawazishwa, ubadilishanaji wa habari unapatanishwa na ishara za saa za nje na hutokea kwa pointi zilizoainishwa kwa wakati, ambayo inakuwezesha kuchukua kila kitu kutoka kwa bandwidth ya basi ya kumbukumbu ya processor na kuepuka mizunguko ya kusubiri. Maelezo ya anwani na udhibiti yanarekodiwa kwenye kumbukumbu ya IC. Baada ya hapo majibu ya microcircuit yatatokea kwa njia ya idadi iliyoelezwa wazi ya mapigo ya saa, na processor inaweza kutumia wakati huu kwa vitendo vingine visivyohusiana na kupata kumbukumbu. Katika kesi ya kumbukumbu ya nguvu ya synchronous, badala ya muda wa mzunguko wa kufikia, wanazungumza juu ya muda wa chini unaoruhusiwa wa mzunguko wa saa, na tayari tunazungumzia kuhusu muda wa utaratibu wa 8-10 ns.

Chips za SDRAM. Kifupi cha SDRAM (Synchronous DRAM) kinatumika kurejelea chips "za kawaida" zinazobadilika za RAM. Tofauti za kimsingi kati ya SDRAM na RAM yenye nguvu isiyolingana iliyojadiliwa hapo juu inaweza kupunguzwa hadi pointi nne:

· njia ya upatanishi ya kuhamisha data kwa basi;

· utaratibu wa conveyor kwa usambazaji wa pakiti;

· matumizi ya benki kadhaa (mbili au nne) za kumbukumbu za ndani;

· uhamisho wa sehemu ya kazi za mtawala wa kumbukumbu kwa mantiki ya microcircuit yenyewe.

Tofauti na BEDO, bomba huruhusu data ya pakiti kuhamishwa saa kwa saa, kuruhusu RAM kufanya kazi vizuri katika masafa ya juu kuliko RAM isiyosawazishwa. Faida za bomba ni muhimu sana wakati wa kupitisha pakiti ndefu, lakini hazizidi urefu wa mstari wa chip.

Athari kubwa inapatikana kwa kugawanya seti nzima ya seli katika safu za ndani za kujitegemea (mabenki). Hii inakuwezesha kuchanganya upatikanaji wa seli katika benki moja na maandalizi ya operesheni inayofuata katika benki zilizobaki (kurejesha nyaya za udhibiti na kurejesha habari). Uwezo wa kuweka mistari mingi ya kumbukumbu wazi kwa wakati mmoja (kutoka benki tofauti) pia husaidia kuboresha utendaji wa kumbukumbu. Wakati wa kufikia mabenki kwa njia mbadala, mzunguko wa kufikia kila mmoja wao hupungua kwa uwiano wa idadi ya benki na SDRAM inaweza kufanya kazi kwa masafa ya juu. Shukrani kwa kihesabu cha anwani kilichojengwa ndani, SDRAM, kama BEDO DRAM, inaruhusu kusoma na kuandika katika hali ya kupasuka, na katika SDRAM urefu wa kupasuka hutofautiana na katika hali ya kupasuka inawezekana kusoma mstari mzima wa kumbukumbu. IC inaweza kuwa na sifa kwa formula 5-1-1-1. Ingawa fomula ya aina hii ya kumbukumbu inayobadilika ni sawa na BEDO, uwezo wa kufanya kazi kwa masafa ya juu inamaanisha kuwa SDRAM iliyo na benki mbili kwa kasi ya saa ya basi ya 100 MHz inaweza karibu mara mbili ya utendaji wa kumbukumbu ya BEDO.

Chipu za DDR SDRAM. Hatua muhimu katika maendeleo zaidi ya teknolojia ya SDRAM ilikuwa DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM - SDRAM na kiwango cha uhamisho wa data mara mbili). Tofauti na SDRAM, urekebishaji mpya hutoa data katika hali ya mlipuko kwenye kingo zote mbili za mapigo ya ulandanishi, kutokana na ambayo matokeo huongezeka maradufu. Kuna vipimo kadhaa vya DDR SDRAM, kulingana na kasi ya saa ya basi ya mfumo: DDR266, DDR333, DDR400, DDR533. Kwa hivyo, bandwidth ya kilele cha chip ya kumbukumbu ya DDR333 ni 2.7 GB / s, na kwa DDR400 ni 3.2 GB / s. DDR SDRAM kwa sasa ndiyo aina ya kawaida ya kumbukumbu inayobadilika katika VM za kibinafsi.

RDRAM, mizunguko midogo ya DRDRAM. Njia za wazi zaidi za kuongeza ufanisi wa processor na kumbukumbu ni kuongeza mzunguko wa saa ya basi au upana wa sampuli (idadi ya bits zilizohamishwa wakati huo huo). Kwa bahati mbaya, majaribio ya kuchanganya chaguo zote mbili hukutana na matatizo makubwa ya kiufundi (kadiri masafa yanavyoongezeka, matatizo ya upatanifu wa sumakuumeme yanazidi kuwa mbaya zaidi; inakuwa vigumu zaidi kuhakikisha kuwa taarifa zote zinazotumwa kwa pamoja zinafika kwa wakati mmoja kwa mtumiaji). DRAM nyingi zinazosawazishwa (SDRAM, DDR) hutumia sampuli pana (biti 64) kwa marudio machache ya basi.

Mbinu tofauti kabisa ya kujenga DRAM ilipendekezwa na Rambus mnamo 1997. Inalenga kuongeza kasi ya saa hadi 400 MHz huku ikipunguza upana wa sampuli hadi biti 16. Kumbukumbu mpya inajulikana kama RDRAM (Rambus Direct RAM). Kuna aina kadhaa za teknolojia hii: Msingi, Sanjari na Moja kwa moja. Kwa ujumla, saa hufanyika kwenye kingo zote za ishara za saa (kama katika DDR), kutokana na ambayo mzunguko unaosababishwa ni 500-600, 600-700 na 800 MHz, kwa mtiririko huo. Chaguzi mbili za kwanza zinakaribia kufanana, lakini mabadiliko katika teknolojia ya Direct Rambus (DRDRAM) ni muhimu sana.

Kwanza, hebu tuangalie pointi za msingi za teknolojia ya RDRAM, tukizingatia hasa toleo la kisasa zaidi - DRDRAM. Tofauti kuu kutoka kwa aina nyingine za DRAM ni mfumo wa awali wa kubadilishana data kati ya msingi na mtawala wa kumbukumbu, ambayo inategemea kinachoitwa "chaneli ya Rambus" kwa kutumia itifaki ya kuzuia-oriented asynchronous. Katika kiwango cha mantiki, habari kati ya mtawala na kumbukumbu huhamishwa kwenye pakiti.

Kuna aina tatu za vifurushi: vifurushi vya data, vifurushi vya safu na safu wima. Vifurushi vya safu na safu hutumiwa kusambaza amri kutoka kwa kidhibiti cha kumbukumbu ili kudhibiti safu na safu za safu ya vitu vya uhifadhi, mtawaliwa. Amri hizi huchukua nafasi ya mfumo wa kawaida wa kudhibiti chip kwa kutumia ishara za RAS, CAS, WE na CS.

Safu ya GE imegawanywa katika benki. Idadi yao katika kioo yenye uwezo wa 64 Mbit ni 8 huru au benki 16 mbili. Katika benki mbili^, jozi ya benki hushiriki vikuza vya kawaida vya kusoma/kuandika. Msingi wa ndani wa chip una basi ya data ya 128-bit, ambayo inaruhusu byte 16 kuhamishwa kwenye kila anwani ya safu. Wakati wa kurekodi, unaweza kutumia mask ambayo kila biti inalingana na byte moja ya pakiti. Kutumia mask, unaweza kutaja ni ka ngapi za pakiti na ni byte zipi zinapaswa kuandikwa kwa kumbukumbu.

Data, safu na mistari ya safu kwenye chaneli ni huru kabisa, kwa hivyo amri za safu, amri za safu na data zinaweza kupitishwa kwa wakati mmoja, na kwa benki tofauti za chip. Pakiti za safu wima zina sehemu mbili na hupitishwa kwa mistari mitano. Sehemu ya kwanza inabainisha operesheni kuu ya kuandika au kusoma. Sehemu ya pili ina ama dalili ya matumizi ya kinyago cha rekodi (mask yenyewe hupitishwa juu ya mistari ya data), au nambari ya operesheni iliyopanuliwa ambayo inafafanua chaguo kwa operesheni kuu. Pakiti za kamba zimegawanywa katika uanzishaji, kufuta, kuzaliwa upya na amri za kubadili mode ya nguvu. Mistari mitatu imetengwa kwa ajili ya kupeleka pakiti za kamba.

Uendeshaji wa kuandika unaweza kufuata mara moja kusoma - kuchelewa tu inahitajika kwa wakati ishara inasafiri kupitia kituo (kutoka 2.5 hadi 30 ns kulingana na urefu wa kituo). Ili kusawazisha ucheleweshaji wa usambazaji wa bits za kibinafsi za nambari iliyopitishwa, waendeshaji kwenye ubao lazima wawekwe kwa usawa, wawe na urefu sawa (urefu wa mistari haupaswi kuzidi cm 12) na kukidhi mahitaji madhubuti yaliyofafanuliwa na msanidi programu. .

Kila uandishi kwenye chaneli unaweza kutekelezwa, huku pakiti ya kwanza ya data ikiwa na muda wa ns 50, na shughuli zilizobaki za kusoma/kuandika zikiendelea (kuchelewa hutambulishwa tu wakati wa kubadilisha kutoka kwa maandishi hadi kusoma, na kinyume chake).

Machapisho yanayopatikana yanataja kazi ya Intel na Rambus kwenye toleo jipya la RDRAM, linaloitwa nDRAM, ambalo litasaidia kuhamisha data kwa masafa hadi 1600 MHz.

Chips za SLDRAM. Mshindani anayewezekana wa RDRAM kama kiwango cha usanifu wa kumbukumbu kwa VM za kibinafsi za siku zijazo ni aina mpya ya RAM inayobadilika iliyotengenezwa na SyncLink Consortium, muungano wa watengenezaji wa VM, unaojulikana kwa kifupi cha SLDRAM. Tofauti na RDRAM, teknolojia ambayo ni mali ya Rambus na Intel, kiwango hiki kimefunguliwa. Katika kiwango cha mfumo, teknolojia zinafanana sana. Data na amri kutoka kwa kidhibiti hadi kwenye kumbukumbu na kurudi kwa SLDRAM hupitishwa katika pakiti za ujumbe 4 au 8. Amri, anwani na ishara za udhibiti hutumwa kwa basi ya amri ya 10-bit ya unidirectional. Data ya kusoma na kuandika hupitishwa kupitia basi ya data ya biti 18 inayoelekeza pande mbili. Mabasi yote mawili hufanya kazi kwa masafa sawa. Kwa sasa, mzunguko huu bado ni 200 MHz, ambayo, shukrani kwa teknolojia ya DDR, ni sawa na 400 MHz. Vizazi vifuatavyo vya SLDRAM vinapaswa kufanya kazi kwa masafa ya 400 MHz na ya juu, ambayo ni, kutoa mzunguko mzuri wa zaidi ya 800 MHz.

Hadi chips 8 za kumbukumbu zinaweza kuunganishwa kwa kidhibiti kimoja. Ili kuzuia ucheleweshaji wa mawimbi kutoka kwa chip mbali zaidi na kidhibiti, sifa za wakati kwa kila chip zimedhamiriwa na kuingizwa kwenye rejista yake ya udhibiti wakati nguvu imewashwa.

Chips za ESDRAM. Hili ni toleo la usawazishaji la EDRAM ambalo hutumia mbinu sawa ili kupunguza muda wa ufikiaji. Operesheni ya kuandika, tofauti na operesheni ya kusoma, hupita akiba, ambayo huongeza utendaji wa ESDRAM wakati wa kurejesha usomaji kutoka kwa mstari tayari kwenye kache. Shukrani kwa uwepo wa benki mbili kwenye chip, muda wa chini kutokana na maandalizi ya shughuli za kusoma / kuandika hupunguzwa. Hasara za microcircuit zinazozingatiwa ni sawa na za EDRAM - mtawala ni ngumu zaidi, kwani ni lazima kusoma uwezo wa kujiandaa kwa kusoma mstari mpya wa kernel kwenye kumbukumbu ya cache. Kwa kuongeza, kwa mlolongo wa kiholela wa anwani, kumbukumbu ya cache hutumiwa kwa ufanisi.

Chips za CDRAM. Aina hii ya RAM ilitengenezwa na Mitsubishi Corporation, na inaweza kuzingatiwa kama toleo lililosahihishwa la ESDRAM, lisilo na kasoro kadhaa. Uwezo wa kumbukumbu ya cache na kanuni ya kuweka data ndani yake imebadilishwa. Uwezo wa kizuizi kimoja cha kache umepunguzwa hadi bits 128, hivyo cache ya kilobit 16 inaweza kuhifadhi wakati huo huo nakala za maeneo 128 ya kumbukumbu, kuruhusu matumizi bora zaidi ya kumbukumbu ya cache. Uingizwaji wa sehemu ya kumbukumbu ya kwanza iliyowekwa kwenye kashe huanza tu baada ya kizuizi cha mwisho (128) kujazwa. Njia za ufikiaji pia zimebadilika. Kwa hivyo, chip hutumia mabasi ya anwani tofauti kwa kache tuli na msingi unaobadilika. Kuhamisha data kutoka kwa msingi wa nguvu hadi kumbukumbu ya kache hujumuishwa na kutoa data kwa basi, kwa hivyo uhamishaji wa mara kwa mara lakini mfupi haupunguzi utendaji wa IC wakati wa kusoma habari nyingi kutoka kwa kumbukumbu na kuweka CDRAM sambamba na ESDRAM, na wakati wa kusoma. kwa anwani zilizochaguliwa, CDRAM inashinda kwa uwazi. Ikumbukwe, hata hivyo, kwamba mabadiliko hapo juu yalisababisha ugumu zaidi wa mtawala wa kumbukumbu.

Mwisho wa kazi -

Mada hii ni ya sehemu:

Shirika la kompyuta na mifumo

Chuo Kikuu cha Anga cha Siberian State Aerospace.. kilichopewa jina la Mwanataaluma M. F. Reshetnev.. shirika la kompyuta na mifumo..

Ikiwa unahitaji nyenzo za ziada juu ya mada hii, au haukupata ulichokuwa unatafuta, tunapendekeza kutumia utaftaji kwenye hifadhidata yetu ya kazi:

Tutafanya nini na nyenzo zilizopokelewa:

Ikiwa nyenzo hii ilikuwa muhimu kwako, unaweza kuihifadhi kwenye ukurasa wako kwenye mitandao ya kijamii:

Mada zote katika sehemu hii:

Viwango vya maelezo ya muundo wa kompyuta
Kompyuta kama kitu kamili ni matunda ya juhudi za wataalamu katika nyanja mbali mbali za maarifa ya mwanadamu. Kila mtaalamu anazingatia kompyuta

Mageuzi ya Zana za Uendeshaji wa Kompyuta
Majaribio ya kuwezesha, na kubinafsisha, mchakato wa kompyuta una historia ndefu, iliyoanzia zaidi ya miaka 5,000. Pamoja na maendeleo ya sayansi na teknolojia, zana za otomatiki za kompyuta zinaendelea

Kizazi cha sifuri (1492-1945)
Ili kukamilisha picha, tutataja matukio mawili yaliyotokea kabla ya enzi yetu: abacus ya kwanza - abacus, iliyovumbuliwa katika Babeli ya kale 3000 BC. e., na toleo lao la "kisasa" zaidi na k

Kizazi cha kwanza (1937-1953)
Maendeleo kadhaa yamedai jukumu la kompyuta ya kwanza ya kielektroniki katika historia katika vipindi tofauti. Walichokuwa nacho kwa pamoja ni matumizi ya saketi kulingana na mirija ya utupu ya elektroni

Kizazi cha pili (1954-1962)
Kizazi cha pili kina sifa ya idadi ya maendeleo katika msingi wa kipengele, muundo na programu. Inakubalika kwa ujumla kuwa sababu ya kutambua kizazi kipya cha VMs ilikuwa techno

Kizazi cha tatu (1963-1972)
Kizazi cha tatu kiliona ongezeko kubwa la nguvu ya kompyuta ya VM, inayoendeshwa na maendeleo makubwa katika usanifu, teknolojia, na programu. Misingi

Kizazi cha nne (1972-1984)
Kizazi cha nne kawaida huanza na mpito kwa ujumuishaji wa kiwango kikubwa (LSI) na ujumuishaji wa kiwango kikubwa sana (VLSI) saketi zilizojumuishwa na

Kizazi cha tano (1984-1990)
Sababu kuu ya kutofautisha mifumo ya kompyuta ya nusu ya pili ya miaka ya 80 kuwa kizazi cha kujitegemea ilikuwa maendeleo ya haraka ya mifumo ya kompyuta na mamia ya wasindikaji, ambayo ikawa motisha.

Dhana ya mashine ya programu iliyohifadhiwa
Kulingana na malengo ya sehemu hii, tutaleta ufafanuzi mpya wa neno "kompyuta" kama seti ya njia za kiufundi zinazotumiwa kuchakata data kiotomatiki.

Kanuni ya uandishi wa binary
Kwa mujibu wa kanuni hii, taarifa zote, data na amri, zimesimbwa na tarakimu za binary 0 na 1. Kila aina ya habari inawakilishwa na mlolongo wa binary na ina yake mwenyewe.

Kanuni ya udhibiti wa programu
Mahesabu yote yaliyotolewa na algorithm ya kutatua tatizo lazima yawasilishwe kwa namna ya programu inayojumuisha mlolongo wa maneno ya kudhibiti - amri. Kila timu

Kanuni ya homogeneity ya kumbukumbu
Amri na data zimehifadhiwa kwenye kumbukumbu sawa na haziwezi kutofautishwa kwa nje kwenye kumbukumbu. Wanaweza kutambuliwa tu kwa njia ambayo hutumiwa. Hii inakuwezesha kufanya vitendo sawa kwenye amri.

Usanifu wa Von Neumann
Nakala ya Von Neumann inafafanua vifaa kuu vya VM ambavyo kanuni zilizo hapo juu zinapaswa kutekelezwa. VM nyingi za kisasa katika muundo wao zinalingana na kanuni ya programu

Muundo wa kompyuta
Hivi sasa, njia mbili za kujenga kompyuta zimeenea takriban sawa: na viunganisho vya moja kwa moja na kulingana na basi. Fikiria mfano

Miundo ya mfumo wa kompyuta
Dhana ya "mfumo wa kompyuta" inapendekeza kuwepo kwa wasindikaji wengi au kompyuta kamili, wakati wa kuchanganya ambayo moja ya mbinu mbili hutumiwa.

Miongozo ya kuahidi ya utafiti katika uwanja wa usanifu
Miongozo kuu ya utafiti katika uwanja wa usanifu wa kompyuta na kompyuta inaweza kugawanywa katika vikundi viwili: mageuzi na mapinduzi. Kundi la kwanza linajumuisha masomo

Dhana ya usanifu wa mfumo wa mafundisho
Mfumo wa amri wa kompyuta ni orodha kamili ya amri ambazo VM iliyotolewa inaweza kutekeleza. Kwa upande wake, chini ya usanifu wa mfumo wa amri (ASC) ni desturi kufafanua

Usanifu wa stack
Rafu ni kumbukumbu ambayo kimuundo ni tofauti na kumbukumbu kuu ya VM. Kanuni za kuunda kumbukumbu ya stack zitajadiliwa kwa undani baadaye, lakini hapa tutaangazia tu vipengele ambavyo

Usanifu wa betri
Usanifu wa msingi wa betri kihistoria ulikuwa wa kwanza kuibuka. Ndani yake, ili kuhifadhi moja ya operesheni za hesabu au operesheni ya kimantiki, processor ina rejista iliyojitolea - kikusanyaji.

Usanifu wa usajili
Katika aina hii ya mashine, kichakataji kinajumuisha safu ya rejista (faili ya sajili) inayojulikana kama rejista za madhumuni ya jumla (GPR). Rejesta hizi, kwa maana, zinaweza kuzingatiwa

Usanifu wa kumbukumbu uliojitolea
Katika usanifu wa kumbukumbu ya kujitolea, kumbukumbu kuu inaweza kupatikana tu kwa kutumia amri mbili maalum: mzigo na kuhifadhi. Kwa maandishi ya Kiingereza usanifu huu

Miundo ya amri
Amri ya kawaida, kwa ujumla, inapaswa kuonyesha: · operesheni ya kufanywa; · anwani za data ya chanzo (operesheni) ambayo operesheni inafanywa; · anwani kwa

Urefu wa amri
Hii ndiyo hali muhimu zaidi inayoathiri shirika na uwezo wa kumbukumbu, muundo wa basi, utata na kasi ya CPU. Kwa upande mmoja, ni rahisi kuwa na seti yenye nguvu ya amri uliyo nayo, ambayo ni, zote mbili

Upana wa sehemu ya anwani
Sehemu ya anwani ya amri ina habari kuhusu eneo la data ya chanzo na mahali ambapo matokeo ya operesheni yanahifadhiwa. Kawaida eneo la kila operesheni na matokeo yameainishwa katika amri

Idadi ya anwani kwa kila amri
Kuamua idadi ya anwani zilizojumuishwa katika sehemu ya anwani, tutatumia neno kushughulikia. Katika toleo la "kiwango cha juu", vipengele vitatu lazima vielezwe: anwani ya op ya kwanza.

Kulenga na wakati wa utekelezaji wa programu
Wakati wa utekelezaji wa amri moja ni jumla ya muda wa utekelezaji wa operesheni na muda wa kufikia kumbukumbu. Kwa amri ya anwani tatu, ya mwisho inafupishwa kutoka kwa vipengele vinne

Njia za Kushughulikia Operesheni
Swali la jinsi eneo la uendeshaji linaweza kuonyeshwa katika uwanja wa anwani ya maagizo inachukuliwa kuwa moja ya maswali kuu katika maendeleo ya usanifu wa VM. Kwa mtazamo wa Sokr

Kushughulikia moja kwa moja
Kwa kushughulikia moja kwa moja (NA), shamba la anwani la amri lina operand yenyewe badala ya anwani (Mchoro 15). Njia hii inaweza kutumika wakati wa kufanya hesabu

Kushughulikia moja kwa moja
Kwa anwani ya moja kwa moja au kamili (PA), msimbo wa anwani unaonyesha moja kwa moja idadi ya seli ya kumbukumbu inayopatikana (Mchoro 22), yaani, msimbo wa anwani unafanana na mtendaji.

Kushughulikia moja kwa moja
Mojawapo ya njia za kuondokana na matatizo ya asili katika kushughulikia moja kwa moja inaweza kuwa mbinu wakati, kwa kutumia uwanja mdogo wa anwani ya amri, anwani ya kiini imeonyeshwa, kwa upande wake.

Kujiandikisha anwani
Anwani ya usajili (RA) ni sawa na kushughulikia moja kwa moja. Tofauti ni kwamba uwanja wa anwani wa maagizo hauelekezi kwa seli ya kumbukumbu, lakini kwa rejista ya processor (Mchoro 24). Tambua

Anwani ya rejista isiyo ya moja kwa moja
Usajili wa anwani zisizo za moja kwa moja (RIA) ni anwani isiyo ya moja kwa moja ambapo anwani ya utekelezaji ya operand haihifadhiwa katika eneo kuu la kumbukumbu, lakini katika rejista ya processor. Jibu.

Kushughulikia kushughulikia
Wakati wa kushughulikia na kukabiliana, anwani ya mtendaji huundwa kama matokeo ya muhtasari wa yaliyomo kwenye uwanja wa anwani wa amri na yaliyomo kwenye rejista moja au zaidi ya wasindikaji (Mtini.

Kuhutubia jamaa
Kwa anwani ya jamaa (RA), kupata anwani ya mtendaji ya operesheni, yaliyomo kwenye uwanja mdogo wa Ak wa amri huongezwa kwa yaliyomo kwenye kihesabu cha programu (Mchoro 27). Hivyo

Anwani ya rejista ya msingi
Katika kesi ya anwani ya rejista ya msingi (BRA), rejista inayoitwa rejista ya msingi ina anwani ya biti kamili, na uwanja mdogo wa Ac una kukabiliana na anwani hii. Unganisha kwa ba

Kushughulikia index
Kwa uelekezaji wa faharasa (IA), sehemu ndogo ya Ac ina anwani ya seli ya kumbukumbu, na rejista (iliyobainishwa kwa uwazi au kwa udhahiri) ina suluhu inayohusiana na anwani hii. Kama unaweza kuona, njia hii

Anwani ya ukurasa
Kushughulikia ukurasa (PTA) kunahusisha kugawanya nafasi ya anwani katika kurasa. Ukurasa unatambuliwa na anwani yake ya kuanzia, ambayo hufanya kama msingi. Sehemu ya zamani zaidi ya hii

Kitanzi cha amri
Programu katika kompyuta ya von Neumann inatekelezwa na kitengo cha usindikaji cha kati (CPU) kupitia utekelezaji wa mfululizo wa amri zinazounda programu. Hatua zinazohitajika kwa sampuli (

Viashiria kuu vya kompyuta
Matumizi ya kompyuta maalum yana maana ikiwa utendaji wake unalingana na mahitaji ya utendaji yaliyowekwa na mahitaji ya utekelezaji wa algorithms maalum. Kama msingi

usanifu wa programu ya i80x86
Mojawapo ya wasindikaji wa kawaida wa madhumuni ya jumla kwa sasa ni wasindikaji wenye usanifu wa x86 (Intel IA-32). Babu wa familia ya wasindikaji hawa alikuwa i8086 CPU. NA

Sehemu ya kanuni
Sehemu ya msimbo kawaida hurekodi maagizo ya microprocessor ambayo hutekelezwa kwa kufuatana moja baada ya nyingine. Kuamua anwani ya amri inayofuata baada ya kutekeleza ile iliyotangulia

Vigezo katika programu
Sehemu zingine zote hutenga nafasi kwa vigeu vilivyotumika kwenye programu. Mgawanyiko katika sehemu za data, sehemu ya rafu na sehemu ya ziada ya data inatokana na ukweli kwamba

Sehemu ya rafu
Ili kuhifadhi maadili ya muda ambayo haifai kugawa vijiti, eneo maalum la kumbukumbu linaloitwa stack limekusudiwa. Ili kushughulikia eneo kama hilo, tumia seg

Microprocessor i8086
Kwa mtazamo wa msanidi programu, microprocessor inawakilishwa kama seti ya rejista. Rejesta zimeundwa kuhifadhi data fulani na kwa hivyo, kwa maana fulani, zinalingana

Ufikiaji wa seli za kumbukumbu
Kama ilivyoelezwa tayari, mfumo wowote wa microprocessor lazima ujumuishe kumbukumbu ambayo programu na data muhimu kwa uendeshaji wao ziko. Kimwili na tazama

Amri za Microprocessor
Programu inayoendeshwa katika mfumo wa microprocessor hatimaye ni seti ya baiti zinazotambuliwa na microprocessor kama msimbo wa amri fulani pamoja na inayolingana.

Vikundi kuu vya amri na sifa zao fupi
Ili kurahisisha mchakato wa programu katika lugha ya kusanyiko, nukuu ya mnemonic ya amri za microprocessor hutumiwa (kawaida katika mfumo wa muhtasari wa maneno ya Kiingereza yanayoelezea vitendo.

Njia za kushughulikia katika usanifu wa i80x86
Mbinu za kushughulikia zilizojadiliwa hapo juu zinaweza kutumika kikamilifu wakati wa kuandika programu katika lugha ya mkusanyiko. Hebu fikiria mbinu za kutekeleza mbinu zinazotumiwa zaidi

Inashughulikia seli za kumbukumbu
Mbali na rejista na vidhibiti, seli za kumbukumbu zinaweza kutumika katika amri. Kwa kawaida, zinaweza kutumika kama chanzo na kama mpokeaji wa data. Kwa usahihi, amri hutumia

Kushughulikia moja kwa moja
Kwa kushughulikia moja kwa moja, amri inataja kukabiliana, ambayo inafanana na mwanzo wa kuwekwa kwa operand sambamba katika kumbukumbu. Kwa chaguo-msingi, unapotumia maagizo ya maelezo ya sehemu yaliyorahisishwa

Kushughulikia moja kwa moja
Kwa anwani isiyo ya moja kwa moja, kukabiliana na operand inayofanana katika sehemu iko katika moja ya rejista za microprocessor. Kwa hivyo, yaliyomo ya sasa ya rejista ya microprocessor huamua utekelezaji

Kushughulikia moja kwa moja kwa msingi
Unapotumia anwani isiyo ya moja kwa moja, unaweza kuongeza mara kwa mara kwa yaliyomo kwenye rejista. Katika kesi hii, anwani ya mtendaji huhesabiwa kama jumla ya yaliyomo kwenye rejista inayolingana na hii mara kwa mara

Akihutubia kwa hifadhidata na indexing
Microprocessor ya i8086 pia inaweza kutumia mchanganyiko wa anwani zisizo za moja kwa moja za anwani na anwani za msingi. Anwani ya utendaji ya operesheni imedhamiriwa kama jumla ya vipengele vitatu - yaliyomo

Kazi ya maabara. usanifu wa programu ya processor ya i8086
Katika lugha ya kusanyiko ya processor ya i8086 kwa kutumia mfuko wowote unaofaa (TASM inapendekezwa), tekeleza kazi zifuatazo: 1. Tabulaa kazi

Muundo wa viunganisho vya kompyuta
Seti ya njia zinazounganisha vifaa kuu vya VM (processor ya kati, kumbukumbu na moduli za pembejeo / pato) huunda muundo wa miunganisho ya kompyuta.

Aina za tairi
Kigezo muhimu kinachoamua sifa za tairi inaweza kuwa madhumuni yaliyokusudiwa. Kulingana na kigezo hiki, tunaweza kutofautisha: · processor-memory bus; · mabasi ya pembejeo

Basi ya mfumo
Ili kupunguza gharama, baadhi ya VM zina basi la kawaida kwa ajili ya kumbukumbu na vifaa vya I/O. Aina hii ya basi mara nyingi huitwa basi ya mfumo. Basi ya mfumo hutumikia kwa kimwili na kimantiki

Kompyuta ya basi moja
Katika miundo ya uunganisho wa basi moja, kuna basi moja ya mfumo ambayo hutoa kubadilishana habari kati ya processor na kumbukumbu, na pia kati ya kifaa cha hewa kwa upande mmoja na processor kwa upande mwingine.

Kompyuta yenye aina mbili za mabasi
Ingawa vidhibiti vya vifaa vya kuingiza/vya kutoa (IDCs) vinaweza kuunganishwa moja kwa moja kwenye basi ya mfumo, athari kubwa hupatikana kwa kutumia basi moja au zaidi za I/O.

Kompyuta yenye aina tatu za mabasi
Basi la upanuzi wa kasi kubwa linaweza kuongezwa kwenye mfumo wa basi ili kuunganisha vifaa vya pembeni vya mwendo wa kasi.

Vipengele vya mitambo
Basi kuu inayounganisha vifaa vya kompyuta kawaida iko kwenye kinachojulikana kama ndege ya nyuma au ubao wa mama. Basi hutengenezwa na vipande nyembamba vya shaba sambamba

Vipengele vya umeme
Vifaa vyote vinavyotumia basi vinaunganishwa kwa umeme kwenye mistari yake ya ishara, ambayo ni waendeshaji wa umeme. Kwa kubadilisha viwango vya voltage kwenye mistari ya ishara,

Usambazaji wa njia ya basi
Muamala wowote kwenye basi huanza na maelezo ya anwani ya mipangilio ya kifaa kikuu. Anwani inakuwezesha kuchagua kifaa cha mtumwa na kuanzisha uhusiano kati yake na bwana. D

Laini zilizokodishwa na kuzidishwa
Baadhi ya VM huchanganya anwani na mistari ya data kuwa anwani/basi moja ya data iliyo na alama nyingi. Basi kama hiyo inafanya kazi katika hali ya kugawana wakati, kwani mzunguko wa basi umegawanywa

Mipango ya kipaumbele
Kila kiongozi anayetarajiwa amepewa kiwango maalum cha kipaumbele, ambacho kinaweza kubaki kisichobadilika (kipaumbele tuli au kisichobadilika) au kutofautiana kulingana na kiwango cha kipaumbele.

Mipango ya usuluhishi
Usuluhishi wa maombi ya udhibiti wa mabasi unaweza kupangwa kwa njia ya kati au ya ugatuzi. Uchaguzi wa mpango maalum unategemea mahitaji ya utendaji na

Kiolesura cha PCI
Nafasi kubwa katika soko la Kompyuta kwa muda mrefu ilichukuliwa na mifumo inayotokana na basi ya PCI (Peripheral Component Interconnect). Hii

bandari ya AGP
Kwa kuanzishwa kwa teknolojia za multimedia, bandwidth ya basi ya PCI imekuwa haitoshi kwa uendeshaji wa uzalishaji wa kadi ya video. Ili sio kubadilisha kiwango cha tairi kilichopo

PCI Express
Kiolesura cha PCI Express (hapo awali kiliitwa 3GIO) kinatumia dhana ya PCI, lakini utekelezaji wao wa kimwili ni tofauti sana. Katika safu ya mwili, PCI Express inawakilisha

Ujanibishaji wa data
Kwa ujanibishaji wa data tunamaanisha uwezo wa kufikia mojawapo ya seva pangishi, pamoja na data ya anwani juu yake. Anwani ya seva pangishi huwa katika sehemu ya anwani ya amri za kuingiza/towe

Udhibiti na maingiliano
Kazi ya udhibiti na ulandanishaji ni kwamba VVM lazima iratibu uhamishaji wa data kati ya rasilimali za ndani za VM na vifaa vya nje. Wakati wa kuendeleza mifumo

Kubadilishana habari
Kazi kuu ya IIM ni kuhakikisha ubadilishanaji wa habari. Kwa upande wa interface "kubwa", hii ni kubadilishana na CPU, na kwa upande wa interface "ndogo", hii ni kubadilishana na kompyuta. Katika suala hili, inahitajika

Mfumo wa usumbufu na ubaguzi katika usanifu wa IA-32
Vikatizo na vighairi ni matukio ambayo yanaonyesha kuwa hali fulani zimetokea katika mfumo au katika kazi inayotekelezwa kwa sasa inayohitaji uingiliaji kati wa kichakataji.

Kidhibiti Kina cha Kukatiza Kinachoweza Kupangwa (APIC)
Vichakataji vidogo vya IA-32, vinavyoanza na muundo wa Pentium, vina kidhibiti cha hali ya juu cha kukatiza kinachoweza kupangwa (APIC). APIC iliyojengwa imeundwa kwa ajili ya usajili wa prera

Bomba la kuhesabu
Kuboresha msingi wa kipengele hakusababishi tena ongezeko kubwa la utendaji wa VM. Mbinu za usanifu zinaonekana kuahidi zaidi katika suala hili, ikiwa ni pamoja na

Vidhibiti vya mstari vinavyolandanishwa
Ufanisi wa conveyor synchronous kwa kiasi kikubwa inategemea uchaguzi sahihi wa muda wa kipindi cha saa Tk. Tk ya chini inayoruhusiwa inaweza kufafanuliwa kama

Vipimo vya ufanisi wa msafirishaji
Ili kuashiria athari inayopatikana kwa hesabu za bomba, metriki tatu kawaida hutumiwa: kuongeza kasi, ufanisi na utendaji. Chini ya kasi

Conveyors zisizo za mstari
Bomba sio kila wakati mlolongo wa hatua. Katika hali kadhaa, zinageuka kuwa faida wakati vizuizi vya kufanya kazi vimeunganishwa kwa kila mmoja sio mfululizo, lakini ipasavyo.

Bomba la amri
Wazo la ukanda wa conveyor wa amri lilipendekezwa mnamo 1956 na msomi S. A. Lebedev. Kama unavyojua, mzunguko wa amri ni mlolongo wa hatua. Baada ya kukabidhi utekelezaji wa kila moja ya

Migogoro katika bomba la amri
Nambari ya 14 iliyopatikana katika mfano ina sifa tu ya utendaji unaowezekana wa bomba la amri. Kwa mazoezi, kwa sababu ya hali za migogoro zinazotokea kwenye bomba, kufikia utendaji kama huo.

Njia za kutatua shida ya kuruka kwa masharti
Licha ya umuhimu wa kipengele cha kuhesabu anwani ya utekelezaji wa hatua ya mpito, jitihada kuu za wabunifu wa VM zinalenga kutatua tatizo la mabadiliko ya masharti, tangu.

Utabiri wa Mpito
Utabiri wa mpito leo unachukuliwa kuwa mojawapo ya njia bora zaidi za kushughulikia mizozo ya usimamizi. Wazo ni kwamba hata kabla ya wakati huu

Utabiri wa tawi tuli
Utabiri wa tawi thabiti unafanywa kwa misingi ya baadhi ya taarifa za kipaumbele kuhusu programu itakayotekelezwa. Utabiri unafanywa katika hatua ya utayarishaji wa programu na

Utabiri wa tawi wenye nguvu
Katika mikakati thabiti, uamuzi kuhusu matokeo yanayowezekana zaidi ya amri hufanywa wakati wa hesabu, kulingana na habari kuhusu mabadiliko ya awali (historia ya mpito), iliyokusanywa.

Wasindikaji wa bomba la juu
Ufanisi wa conveyor inategemea moja kwa moja juu ya mzunguko ambao vitu vya usindikaji hutolewa kwa pembejeo yake. Unaweza kufikia ongezeko la n-fold katika kiwango cha uendeshaji wa conveyor

Usanifu kamili na uliopunguzwa wa seti ya maagizo
Teknolojia ya kisasa ya programu inazingatia lugha za kiwango cha juu (HLL), kazi kuu ambayo ni kuwezesha mchakato wa kuandika programu. Zaidi ya 90% ya mchakato mzima wa programu

Vipengele kuu vya usanifu wa RISC
Jitihada kuu katika usanifu wa RISC zinalenga kujenga bomba la amri la ufanisi zaidi, yaani, moja ambapo amri zote hutolewa kutoka kwa kumbukumbu na kutumwa kwa CPU kwa usindikaji.

Manufaa na Hasara za RISC
Kwa kulinganisha faida na hasara za CISC na RISC, haiwezekani kufanya hitimisho lisilo na utata kuhusu faida isiyoweza kuepukika ya usanifu mmoja juu ya nyingine. Kwa maeneo fulani ya matumizi ya VM l

Wasindikaji wa Superscalar
Kwa kuwa uwezekano wa kuboresha msingi wa kipengele tayari umekamilika, kuongeza zaidi utendaji wa VMs iko katika suluhisho la usanifu. Kama tayari kuhusu

Kazi ya maabara. Vifaa vya utekelezaji wa VM
Kaunta ni kifaa ambacho mawimbi yake ya kutoa huonyesha idadi ya mipigo iliyopokewa kwenye pembejeo ya kuhesabia. Flip-flop ya JK inaweza kutumika kama mfano wa rahisi

Tabia za mifumo ya kumbukumbu
Orodha ya sifa kuu zinazopaswa kuzingatiwa wakati wa kuzingatia aina maalum ya kumbukumbu ni pamoja na: · eneo; · uwezo; · kitengo

Hierarkia ya vifaa vya kuhifadhi
Kumbukumbu mara nyingi huitwa "kiini" cha von Neumann VM kwa sababu ya utendakazi wake mkubwa nyuma ya wasindikaji, na pengo hili linaongezeka kwa kasi. Kwa hivyo, ikiwa

Kumbukumbu kuu
Kumbukumbu kuu (RAM) ni aina pekee ya kumbukumbu ambayo CPU inaweza kufikia moja kwa moja (isipokuwa rejista za CPU). Uhifadhi wa habari

Zuia shirika la kumbukumbu kuu
Uwezo mkuu wa kumbukumbu wa VM za kisasa ni kubwa mno kutekelezwa kwenye saketi iliyounganishwa (IC). Haja ya kuchanganya IC kadhaa

Shirika la chips kumbukumbu
Mizunguko iliyojumuishwa (ICs) ya kumbukumbu imepangwa kwa namna ya matrix ya seli, ambayo kila moja, kulingana na uwezo wa IC, ina kipengele kimoja au zaidi cha kuhifadhi (SE)

Vifaa vya kuhifadhi vilivyosawazishwa na visivyolingana
Kama kigezo cha kwanza ambacho vifaa vikuu vya kuhifadhi kumbukumbu vinaweza kuainishwa, zingatia mbinu ya ulandanishi. Kutoka kwa nafasi hizi, aina zinazojulikana za sehemu ndogo ya vifaa vya kumbukumbu

Vifaa vya uhifadhi wa ufikiaji bila mpangilio
Aina nyingi za chips za RAM zinazotumiwa sasa haziwezi kuhifadhi data bila chanzo cha nje cha nishati, ambayo ni, ni tete (vo.

RAM tuli na yenye nguvu
Katika RAM tuli, kipengele cha kuhifadhi kinaweza kuhifadhi taarifa zilizorekodiwa kwa muda usiojulikana (kulingana na voltage ya usambazaji). Kipengele cha kuhifadhi kinachobadilika

Kumbukumbu tuli za ufikiaji nasibu
Hebu tukumbuke kwamba jukumu la kipengele cha kuhifadhi katika RAM tuli inachezwa na trigger. RAM tuli kwa sasa ni ya haraka zaidi, lakini pia aina ya gharama kubwa zaidi ya RAM.

Kazi ya maabara. Kazi ya juu na kumbukumbu na uhamisho wa udhibiti katika programu
Tekeleza programu zifuatazo katika lugha ya kusanyiko ya kichakataji i8086 kwa kutumia simu na udhibiti wa uhamishaji amri: 1. Bainisha kata.

Disks za magnetic
Taarifa katika hifadhi ya magnetic disk (MD) huhifadhiwa kwenye chuma gorofa au sahani za plastiki (disks) zilizofunikwa na nyenzo za magnetic. Data imeandikwa na kusomwa kutoka

Kupanga na kupanga data
Data kwenye diski imepangwa katika mfululizo wa miduara makini inayoitwa nyimbo (Mchoro 72). Kila mmoja wao ana upana sawa na kichwa. Njia za karibu zimetenganishwa na mapungufu. Hii

Muundo wa ndani wa mifumo ya diski
Kumbukumbu zisizobadilika zina kichwa kimoja cha kusoma/kuandika kwa kila wimbo. Vichwa vimewekwa kwenye mkono mgumu unaovuka nyimbo zote za diski. Kwenye diski

Dhana ya safu isiyohitajika
Diski za sumaku, kuwa msingi wa kumbukumbu ya nje ya VM yoyote, wakati huo huo kubaki moja ya "vikwazo" kwa sababu ya gharama kubwa, utendaji duni na kutofaulu.

Kuboresha utendaji wa mfumo mdogo wa diski
Kuongeza utendaji wa mfumo mdogo wa diski katika RAID hupatikana kwa kutumia mbinu inayoitwa striping. Inategemea ugawaji wa data na di

Kuboresha uvumilivu wa makosa ya mfumo mdogo wa diski
Moja ya malengo ya dhana ya RAID ilikuwa uwezo wa kuchunguza na kurekebisha makosa yanayotokana na kushindwa kwa disk au kushindwa. Hii inafanikiwa kwa sababu ya kutokuwa na nafasi ya diski

Kiwango cha RAID 0
Kiwango cha RAID 0, kwa kusema madhubuti, sio mwanachama kamili wa familia ya RAID, kwani mpango huu hauna upungufu na unalenga tu kuboresha utendaji kwa njia ndogo.

Kiwango cha 1 cha RAID
RAID 1 inafanikisha upungufu kwa kunakili data. Kimsingi, data ya chanzo na nakala zao zinaweza kuwekwa kiholela kwenye safu ya diski, jambo kuu ni kwamba zinapatikana.

Kiwango cha 2 cha RAID
Mifumo ya RAID 2 hutumia teknolojia ya ufikiaji sambamba, ambapo diski zote zinahusika wakati huo huo katika kutekeleza kila ombi la I/O. Kawaida spindles za diski zote zinasawazishwa

Kiwango cha 3 cha RAID
RAID 3 imepangwa sawa na RAID2. Tofauti ni kwamba RAID 3 inahitaji tu diski moja ya ziada - diski ya usawa, haijalishi safu ya diski ni kubwa kiasi gani (p.

Kiwango cha 4 cha RAID
Katika wazo na mbinu yake ya kutoa taarifa zisizohitajika, RAID 4 inafanana na RAID 3, tu ukubwa wa kupigwa katika RAID 4 ni kubwa zaidi (kawaida moja au mbili vitalu vya kimwili kwenye diski). Glasi

Kiwango cha RAID 5
RAID 5 ina muundo sawa na RAID 4. Tofauti ni kwamba RAID 5 haina disk tofauti ya kuhifadhi kupigwa kwa usawa, lakini badala yake inaeneza kwenye diski zote. Kawaida

Kiwango cha 6 cha RAID
RAID 6 inafanana sana na RAID 5. Data pia imegawanywa katika mistari ya ukubwa wa block na kusambazwa kwenye viendeshi vyote katika safu. Vivyo hivyo, mistari ya usawa inasambazwa kwenye diski tofauti.

Kiwango cha RAID 7
RAID 7, iliyo na hati miliki na Hifadhi ya Kompyuta ya Shirika, inachanganya safu ya diski zinazofanya kazi bila mpangilio na kumbukumbu ya akiba inayodhibitiwa na mfumo wa uendeshaji uliojumuishwa wa kidhibiti cha safu.

Kiwango cha RAID 10
Mpango huu unafanana na RAID 0, lakini kinyume chake, jukumu la disks binafsi linachezwa na safu za disk zilizojengwa kulingana na mpango wa RAID 1 (Mchoro 83). Kwa hivyo, katika RAID 10 soche

Vipengele vya utekelezaji wa mifumo ya RAID
Safu za RAID zinaweza kutekelezwa katika programu, maunzi, au mchanganyiko wa programu na maunzi. Inapotekelezwa katika programu, anatoa za kawaida za disk hutumiwa.

Kumbukumbu ya macho
Mnamo 1983, mfumo wa kwanza wa sauti wa dijiti kulingana na diski ngumu (CD - compact disk) ilianzishwa. Diski kompakt ni diski ya upande mmoja yenye uwezo wa kuhifadhi zaidi ya dakika 60

Viwango vya usawa
Mbinu na njia za kutekeleza ulinganifu hutegemea kiwango ambacho kinapaswa kutolewa. Kwa kawaida, viwango vifuatavyo vya usambamba vinatofautishwa: · Kiwango cha kazi. Nesk

Usambamba wa kiwango cha programu
Inaleta maana kuzungumza juu ya usawa katika kiwango cha programu katika hali mbili. Kwanza, wakati programu inaweza kuwa na sehemu huru ambazo zinaweza kutekelezwa sambamba

Usambamba wa kiwango cha maagizo
Upatanisho wa kiwango cha amri hutokea wakati uchakataji wa amri nyingi au utekelezaji wa hatua tofauti za amri moja unaweza kuingiliana kwa wakati. Watengenezaji wa kompyuta

Profaili ya Concurrency ya Programu
Idadi ya wasindikaji wa mfumo wa wasindikaji wengi wanaoshiriki sambamba katika utekelezaji wa programu kwa kila wakati wa t imedhamiriwa na dhana ya kiwango cha usawa D(t) (

Hebu tuchunguze utekelezaji sambamba wa programu yenye sifa zifuatazo: · O(n) - jumla ya idadi ya shughuli (amri) zilizofanywa kwenye mfumo wa n-processor;

Sheria ya Amdahl
Kwa kununua mfumo wa kompyuta sambamba ili kutatua tatizo lake, mtumiaji anatarajia ongezeko kubwa la kasi ya kompyuta kutokana na usambazaji wa nguvu za kompyuta.

Sheria ya Gustafson
Kiasi fulani cha matumaini katika tathmini iliyotolewa na sheria ya Amdahl inatokana na utafiti uliofanywa na John Gustafson ambaye tayari ametajwa kutoka Utafiti wa NASA Ames. Suluhisho kwenye mfumo wa kompyuta

Ushikamanifu wa akiba katika mifumo ya SMP
Mahitaji ya bandwidth ya kumbukumbu ya wasindikaji wa kisasa yanaweza kupunguzwa kwa kiasi kikubwa kwa kutumia cache kubwa za ngazi mbalimbali. Basi ikiwa mahitaji haya

Ushikamanifu wa akiba katika mifumo ya MPP
Kuna njia mbili tofauti za kuunda mifumo ya kumbukumbu iliyosambazwa kwa kiwango kikubwa. Njia rahisi ni kuondokana na taratibu za vifaa vinavyotoa

Shirika la usumbufu katika mifumo ya multiprocessor
Hebu fikiria utekelezaji wa usumbufu katika mifumo rahisi zaidi ya ulinganifu wa multiprocessor, ambayo hutumia wasindikaji kadhaa waliounganishwa na basi ya kawaida. Kila processor

Hitimisho
Haiwezekani kufunika vipengele vyote vya muundo na shirika la kompyuta katika uchapishaji mmoja (na hata ndani ya kozi moja). Maarifa katika eneo hili la shughuli za binadamu

Bibliografia
1. Aven, O.I. Kutathmini ubora na uboreshaji wa mifumo ya kompyuta / O.I. Aven, N. Ya. Turin, A. Ya. Kogan. – M.: Nauka, 1982. – 464 p. 2. Voevodin, V.V. Kompyuta sambamba

Mchele. 5.10. Uainishaji wa RAM yenye nguvu: a - chips kwa kumbukumbu kuu; b- chips kwa adapta za video

Chips za DRAM. Chips za kumbukumbu za kwanza za nguvu zilitumia njia rahisi zaidi ya kubadilishana data, mara nyingi huitwa kawaida. Iliruhusu kusoma na kuandika mstari wa kumbukumbu tu kila mzunguko wa saa tano (Mchoro 5.11, A). Hatua za utaratibu kama huo zimeelezewa hapo awali. DRAM ya jadi inalingana na fomula 5-5-5-5. Microcircuti za aina hii zinaweza kufanya kazi kwa masafa hadi 40 MHz na, kwa sababu ya polepole (muda wa ufikiaji ulikuwa karibu sekunde 120), haukudumu kwa muda mrefu.

Chips za FPMDRAM. Chipu za RAM zinazotumia hali ya FPM pia ni aina za mapema za DRAM. Kiini cha utawala kilionyeshwa hapo awali. Mzunguko wa kusoma kwa FPM DRAM (Mchoro 5.11, 6) ilivyoelezwa na formula 5-3-3-3 (baa 14 kwa jumla). Matumizi ya mpango wa ufikiaji wa ukurasa wa haraka ulipunguza muda wa ufikiaji hadi sekunde 60, ambayo, kwa kuzingatia uwezo wa kufanya kazi kwenye masafa ya juu ya basi, ilisababisha kuongezeka kwa utendaji wa kumbukumbu ikilinganishwa na DRAM ya jadi kwa takriban 70%. Aina hii ya chip ilitumika kwenye kompyuta za kibinafsi hadi karibu 1994.

Chips za EDO DRAM. Hatua inayofuata katika ukuzaji wa RAM inayobadilika ilikuwa IC na hali ya ufikiaji wa ukurasa wa hyperpage(HRM, Hali ya Ukurasa wa Hyper), inayojulikana zaidi kama EDO (Pato la Data Iliyoongezwa - muda ulioongezwa wa kuhifadhi data kwenye utoaji). Kipengele kikuu cha teknolojia ni wakati ulioongezeka wa upatikanaji wa data kwenye pato la microcircuit ikilinganishwa na FPM DRAM. Katika chip za FPM DRAM, data ya pato husalia kuwa halali tu wakati mawimbi ya CAS yanapotumika, ndiyo maana ufikiaji wa safu mlalo ya pili na inayofuata huhitaji mizunguko mitatu ya saa: swichi ya CAS hadi hali inayotumika, saa ya kusomwa data, na ubadilishaji wa CAS kwenda. hali ya kutofanya kazi. Katika EDO DRAM, kwenye makali ya kazi (ya kuanguka) ya ishara ya CAS, data huhifadhiwa kwenye rejista ya ndani, ambapo huhifadhiwa kwa muda baada ya makali ya pili ya kazi ya ishara kufika. Hii inakuwezesha kutumia data iliyohifadhiwa wakati CAS tayari iko katika hali isiyofanya kazi (Mchoro 5.11, b). Kwa maneno mengine, vigezo vya muda vinaboreshwa kwa kuondoa mizunguko ya kusubiri wakati wa uimarishaji wa data kwenye pato la microcircuit.

Mchoro wa kusoma wa EDO DRAM tayari ni 5-2-2-2, ambayo ni 20% haraka kuliko FPM. Muda wa ufikiaji ni kama sekunde 30-40. Ikumbukwe kwamba mzunguko wa juu wa basi wa mfumo kwa chips za EDO DRAM haipaswi kuzidi 66 MHz.

Chips za BEDO DRAM. Teknolojia ya EDO imeboreshwa na VIA Technologies. Marekebisho mapya ya EDO yanajulikana kama BEDO (Burst EDO). Riwaya ya njia ni kwamba wakati wa upatikanaji wa kwanza, mstari mzima wa microcircuit unasoma, ambayo inajumuisha maneno ya mfululizo wa mfuko. Uhamisho wa mfuatano wa maneno (kubadilisha safu) hufuatiliwa kiotomatiki na kihesabu cha ndani cha chip. Hii huondoa hitaji la kutoa anwani kwa seli zote kwenye pakiti, lakini inahitaji usaidizi kutoka kwa mantiki ya nje. Njia hiyo inakuwezesha kupunguza muda wa kusoma maneno ya pili na inayofuata kwa mzunguko mwingine wa saa (Mchoro 5.11, G), kwa sababu ambayo formula inachukua fomu 5-1-1-1.

 njia synchronous ya uhamisho wa data kwa basi;

 chombo cha kupitisha kwa usambazaji wa pakiti;

 matumizi ya benki kadhaa (mbili au nne) za kumbukumbu za ndani;

 kuhamisha sehemu ya kazi za mtawala wa kumbukumbu kwa mantiki ya microcircuit yenyewe.

Chips za ESDRAM. Hili ni toleo la usawazishaji la EDRAM ambalo hutumia mbinu sawa ili kupunguza muda wa ufikiaji. Operesheni ya kuandika, tofauti na operesheni ya kusoma, hupita akiba, ambayo huongeza utendaji wa ESDRAM wakati wa kurejesha usomaji kutoka kwa mstari tayari kwenye kache. Shukrani kwa uwepo wa benki mbili kwenye chip, muda wa chini kutokana na maandalizi ya shughuli za kusoma / kuandika hupunguzwa. Hasara za microcircuit zinazozingatiwa ni sawa na za EDRAM - matatizo ya mtawala, kwani ni lazima kuzingatia uwezekano wa kuandaa kusoma mstari mpya wa kernel kwenye kumbukumbu ya cache. Kwa kuongeza, kwa mlolongo wa kiholela wa anwani, kumbukumbu ya cache hutumiwa kwa ufanisi.