Статична і динамічна оперативна пам’ять 1

Оперативна пам'ять може формуватися з мікросхем динамічного (Dynamic Random Access Memory - DRAM) або статичного (Static Random Access Memory - SRAM) типу.

Кеш-пам'ять

Кеш-пам'ять має декілька рівнів. Рівні L1, L2 іL3 - реєстрова кеш-пам'ять, високошвидкісна пам'ять порівняно великої місткості, що є буфером між ОП і МП і дозволяє збільшити швидкість виконання операцій. Регістри кеш-пам'яті недоступні для користувача, звідси і назва кеш (cache), що в перекладі з англійської означає «тайник». Кеш-пам'ять рівня L4 є буфером між НМД і оперативною пам'яттю, вона будується або на основі DRAM, або на основі флеш-дисків. У сучасних материнських платах застосовується конвеєрний кеш з блоковим доступом (Pipelined Burst Cache). У кеш-пам'яті зберігаються копії блоків даних тих областей оперативної пам'яті, до яких виконувалися останні звернення, і дуже ймовірні звернення в найближчі такти роботи. Завдяки кеш можливий швидкий доступ до даних і скорочення часу виконання чергових команд програми. При виконанні програми дані, лічені з ОП з невеликим випередженням, записуються в кеш-пам'ять. Туди ж записуються і результати операцій, виконаних в МП. За принципом запису результатів в оперативну пам'ять розрізняють два типи кеш-пам'яті:

кеш-пам'ять «зі зворотним записом» - результати операцій перш, ніж їх записати в ОП, фіксуються, а потім контролер кеш-пам'яті самостійно перезаписує ці дані в ОП;

кеш-пам'ять «з наскрізною записом» - результати операцій паралельно записуються і в кеш-пам'ять, і в ОП.

МП, починаючи від 80486, володіють вбудованою в основне ядро ​​МП кеш-пам'яттю (або кеш-пам'яттю 1-го рівня - L1), ніж, зокрема, і обумовлюється їх висока продуктивність. МП Pentium мають кеш-пам'ять окремо для даних і окремо для команд. Ємність цієї пам'яті для МП Pentium і Pentium Pro невелика - по 8 Кбайт, у наступних версій МП Pentium по 16 Кбайт, а у МП серії Core по 32 Кбайт. У Pentium Pro і вище крім кеш-пам'яті 1-го рівня (L1) є і вбудована на мікропроцесорну плату кеш-пам'ять 2-го рівня (L2) ємністю від 128 Кбайт до 2048 Кбайт. Ця вбудована кеш-пам'ять працює або на повній тактовій частоті МП, або на його половинній тактовій частоті.

Слід мати на увазі, що для всіх МП використовується додаткова кеш-пам'ять 2-го (L2) або 3-го (L3) рівня, що розміщується на СП (поза МП), ємність якої може досягати кількох мегабайтів (кеш на СП належить до розряду 3, якщо МП, встановлений на цій платі, має кеш 2-го рівня). Час звернення до кеш-пам'яті залежить від тактової частоти, на якій кеш працює, і становить зазвичай 1-2 такту. Так, для кеш-пам'яті L1 МП Pentium характерно час звернення 2-5 нс, для кеш-пам'яті L2 і L3 цей час доходить до 10 нс. Пропускна здатність кеш-пам'яті залежить від часу звернення, і пропускної здатності інтерфейсу, лежить в широких межах від 300 до 3000 Мбайт / с. Використання кеш-пам'яті істотно збільшує продуктивність системи. Чим більший розмір кеш-пам'яті, тим вище швидкодія, але ця залежність нелінійна. Має місце поступове зменшення швидкості росту загальної продуктивності комп'ютера з ростом розміру кеш-пам'яті. Для сучасних ПК зростання продуктивності, як правило, практично припиняється після 1 Мбайт кеш-пам'яті L2. Створюється кеш-пам'ять L1, L2, L3 на основі мікросхем статичної пам'яті.