статична пам’ять

2. Статична пам'ять

3. Пристрій матриці статичної пам'яті

4. Типи статичної пам'яті

Список використаної літератури

Персональні комп'ютери PC сьогодні стали незамінними помічниками людини у всіх без винятку сферах людської діяльності. На комп'ютерах розраховують заробітну плату і обсяг врожаю, малюють графіки руху товарів і зміни громадської думки, проектують атомні реактори і т.д.

Слово "комп'ютер" означає "обчислювач". Потреба в автоматизації обробки даних, в тому числі обчислень, виникла дуже давно. В даний час індустрія виробництва комп'ютерного заліза і програмного забезпечення є однією з найбільш важливих сфер економіки розвинених і країн, що розвиваються. Причини стрімкого зростання індустрії персональних комп'ютерів: невисока вартість; порівняльна вигідність для багатьох ділових застосувань; простота використання; можливість індивідуального взаємодії з комп'ютерів без посередників і обмежень; високі можливості з переробки, зберігання та видачі інформації; висока надійність, простота ремонту і експлуатації; комп'ютерне залізо адаптивно до особливостей застосування комп'ютерів; наявність програмного забезпечення, що охоплює практично всі сфери людської діяльності, а також потужних систем для розробки нового програмного забезпечення. Потужність комп'ютерів постійно збільшується, а область їх застосування постійно розширюється. Комп'ютери можуть об'єднуватися в мережі, що дозволяє мільйонам людей легко обмінюватися інформацією з комп'ютерами, що знаходяться в будь-якій точці земної кулі. Так що ж являє собою це унікальне людське винахід? Перша ознака, по якому розділяють комп'ютери, - платформа. Можна виділити дві основні платформи ПК: Платформа IBM - сумісних комп'ютерів включає в себе величезний спектр самих різних комп'ютерів, від простеньких домашніх персоналок до складних серверів. Саме з цим типом платформ зазвичай стикається користувач. До речі, зовсім не обов'язково, що кращі IBM - сумісні комп'ютери виготовлені фірмою IBM - породив цей стандарт "блакитний гігант" сьогодні лише один з безлічі виробників ПК. Платформа Apple - представлена ​​досить популярними на Заході комп'ютерами Macintosh. Вони використовують своє, особливе програмне забезпечення, та й "начинка" їх істотно відрізняється від IBM. Зазвичай IBM-сумісні ПК складаються з трьох частин (блоків): системного блоку; монітора (дисплея); клавіатури (пристрою, що дозволяє вводити символи в комп'ютер). Розвиток електронної промисловості здійснюється такими швидкими темпами, що буквально через один рік, сьогоднішнє "чудо техніки" стає морально застарілим внаслідок того, що комп'ютерне залізо постійно модифікується, з'являється нове програмне забезпечення. Однак принципи пристрою комп'ютера залишаються незмінними ще з того моменту, як знаменитий математик Джон фон Нейман в 1945 році підготував доповідь про пристрій і функціонування універсальних обчислювальних пристроїв.

2. Статична пам'ять

Приклад таблиці конфігурації кеш-пам'яті на системній платі

Відзначимо, що зміною конфігурації кеш-пам'яті займалися тільки тоді, коли виходила з ладу будь-яка мікросхема кеш-пам'яті. В інших випадках змінювати положення джамперів не рекомендувалося. Надалі, у міру розробки досконаліших мікросхем SRAM, вони безпосередньо припаювалися на системну плату в кількості 1, 2 або 4 штук. На системних платах, які випускаються в даний час, мікросхеми SRAM використовуються, в основному, тільки для кешування введення / виведення і інших системних функцій.

3. Пристрій матриці статичної пам'яті

Подібно осередкам динамічної, тригери об'єднуються в єдину матрицю, що складається з рядків (row) і стовпців (column), останні з яких так само називаються бітами (bit).

На відміну від осередку динамічної пам'яті, для управління якої достатньо лише одного ключового транзистора, осередок статичної пам'яті управляється як мінімум двома. Це не здасться дивним, якщо згадати, що тригер, на відміну від конденсатора, має окремі входи для запису логічного нуля і одиниці відповідно. Таким чином, на осередок статичної пам'яті витрачається цілих вісім транзисторів (див. Рис.1) - чотири йдуть, власне, на сам тригер і ще два - на керуючі "засувки".

статична пам'ять

Мал. 1. Пристрій 6-транзістроной одно-портової осередку SRAM-пам'яті

Причому, шість транзисторів на осередок - це ще не межа! Існують і більш складні конструкції! Основний недолік шести транзисторної осередки полягає в тому, що в кожен момент часу може оброблятися всього лише один рядок матриці пам'яті. Паралельне читання осередків, розташованих в різних рядках одного і того ж банку неможливо, так само як неможливо і читання одного осередку одночасно із записом іншої.

Цього обмеження позбавлена ​​Багатопортовий пам'ять. Кожна осередок Багатопортовий пам'яті містить один-єдиний тригер, але має кілька комплектів керуючих транзисторів, кожен з яких підключений до "своїм" лініях ROW і BIT, завдяки чому різні осередки матриці можуть оброблятися незалежно. Такий підхід набагато більш прогресивний, ніж розподіл пам'яті на банки. Адже, в останньому випадку паралелізм досягається лише при зверненні до осередків різних банків, що не завжди здійснимо, а багато портова пам'ять допускає одночасну обробку будь-яких осередків, позбавляючи програміста від необхідності вникати в особливості її архітектури.

Найбільш часто зустрічається двох - портова пам'ять, пристрій осередки якої зображено на рис. 2. (увага! Це зовсім не та пам'ять яка, зокрема, застосовується в кеші першого рівня мікропроцесорів Intel Pentium). Неважко підрахувати, що для створення однієї комірки двох - портової пам'яті витрачається аж вісім транзисторів. Нехай ємність кеш-пам'яті становить 32 КБ, тоді тільки на одне ядро ​​піде понад два мільйони транзисторів!

статична пам'ять

Мал. 2. Пристрій 8-транзістроной двох портової осередку SRAM-пам'яті

статична пам'ять

Мал. 3. Осередок динамічної пам'яті втілена в кристалі

4. Типи статичної пам'яті

Існує як мінімум три типи статичної пам'яті: асинхронна, синхронна і конвеєрна. Всі вони практично нічим не відрізняються від відповідних їм типів динамічної пам'яті.

Асинхронна статична пам'ять

Асинхронна статична пам'ять працює незалежно від контролера і тому, контролер не може бути впевнений, що закінчення циклу обміну співпаде з початком чергового тактового імпульсу. В результаті, цикл обміну подовжується принаймні на один такт, знижуючи тим самим ефективну продуктивність. "Завдяки" останній обставині, в даний час асинхронна пам'ять практично ніде не застосовується (останніми комп'ютерами, на яких вона ще використовувалися в якості кеша другого рівня, стали "троячки" - машини, побудовані на базі процесора Intel 80386).

Синхронна статична пам'ять

Синхронна статична пам'ять виконує всі операції одночасно з тактовими сигналами, в результаті чого час доступу до осередку укладається в один-єдиний такт. Саме на синхронної статичної пам'яті реалізується кеш першого рівня сучасних процесорів.

Конвеєрна статична пам'ять

За рахунок більшої апаратної складності конвеєрної пам'яті, час доступу до першій клітинці пакета збільшується на один такт, однак, це практично не знижує продуктивності, тому що всі наступні осередки пакета обробляються без затримок.

Конвеєрна статична пам'ять використовується зокрема в кеші другого рівня мікропроцесорів Pentium-II і її формула виглядає так: 2-1-1-1.

Історія створення статичної пам'яті сягає своїм корінням в глибину століть. Пам'ять перших релейних комп'ютерів за своєю природою була статичною і довгий час не змінювалася практично ніяких змін - змінювалася лише елементарна база: на зміну реле прийшли електронні лампи, згодом витіснення спочатку транзисторами, а потім TTL- і CMOS-мікросхемами: але ідея, що лежить в основі статичної пам'яті, була і залишається незмінною.

На жаль, між людиною і комп'ютером варто важко переборна для багатьох перепона - відмінності в способах введення, обробки і виведення інформації. Відповідно, фахівців, які відмінно розбираються в комп'ютерному залозі, не так багато, і вони завжди на вагу золота.

Так як багато хто любить збирати комп'ютер самостійно, на сайті наведені найважливіші відомості про способи збирання і налаштування системного блоку. Адже щоб зібрати що-небудь путнє, корисне для використання, треба досить чітко уявляти, що збираєш, для якої області застосування і, звичайно, з яких вузлів. Приблизно так можна сформулювати усе різноманіття питань, що виникають перед людиною, коли він вирішить не купити готовий комп'ютер, а зібрати його власними руками вибираючи то "залізо", яке йому необхідно. У зв'язку зі стрімким розвиток комп'ютерних технологій а також внаслідок того, що комп'ютерне залізо постійно модифікується і в прадажам постійно надходять нові моделі, деяка інформація, наведена на сайті, поступово втрачає свою актуальність.

Список використаної літератури