Оперативная память

Рассмотрим в каком виде реализована оперативная память. По конструкции и характеристикам микросхемы оперативной памяти делятся на две основные группы: динамическая оперативная память; статическая оперативная память.

Динамическая оперативная память DRAM (Dynamic Random Access Memory) построена на микросхемах, которые требуют периодического обновления информации в них во избежание потерь. Эти микросхемы являются конденсаторами, которые хранят информацию в виде заряда (если конденсатор заряжен то в соответствующем ему бите памяти хранится единица, иначе ноль).

Но время хранения заряда конденсатором ограничено из-за “паразитных” утечек. Таким образом, чтобы не потерять имеющиеся данные, необходимо периодическое восстановление информации, которое выполняется в циклах регенерации (refresh cycle). Длительность одного цикла регенерации колеблется в пределах 70-500 нс. В общем, на регенерацию данных расходуется 4-12% времени работы компьютера. Эта особенность накладывает ограничения на скорость получения данных из микросхем динамической памяти.

Статическая оперативная память SRAM (Static Random Access Memory) реализована на основе микросхем, не требующих регенерации содержимого для обеспечения сохранности данных. В отличие от динамической памяти статическая не хранит заряд, а позволяет потоку электронов течь по цепи. В цепи существует только два направления движения потока, что и позволяет хранить ноль или единицу. Таким образом, статическая память работает на принципе обычного переключателя - реле.

Рис.5 Логическая организация оперативной памяти

Несмотря на свои недостатки микросхемы динамической памяти предпочтительнее, так как микросхемы статической памяти обладают малой емкостью, большей стоимостью и большим энергопотреблением. Поэтому в настоящее время в ПЭВМ для реализации оперативной памяти используются чипы динамической памяти. Микросхемы статической памяти используются только в “узких” местах компьютера, где требуется наибольшая скорость и надежность работы, например для организации кэш-памяти.

Элементы динамической памяти бывают конструктивно выполнены либо в виде микросхем типа DIP (Dual in line Package), либо в виде модулей памяти типа SIP (Single in line Package) или типа SIMM (Single in line Memory Module). Модули памяти DIP и SIMM имеют для подключения к материнской плате печатный (“ножевой”) разъем, а SIP - штыревой. Емкость и время доступа модуля можно узнать по маркировке на нем. Время доступа указывается последним (в наносекундах), а емкость (в килобитах) - перед ним. Например: TC511000-80, где 80 - время доступа; 11000 - емкость. Основные производители: Toshiba, Mitsubishi, Motorolla, Samsung.