Оперативна пам’ять

Оперативний запам’ятовуючий пристрій (OЗП), або оперативну пам’ять (від англ. RАМ, Random Access Memory, пам’ять із довільним доступом, що передбачає читання і запис даних у довільні ділянки) також реалізовано на надвеликих інтегральних схемах. Існують два типи мікросхем пам’яті:

· cтатична;

· динамічна.

У перших елементарну комірку утворюють тригерні схеми. Будучи встановленою вхідним імпульсом в один із двох можливих станів (“0” або “1”), така схема зберігає його до чергового імпульсу або до вимкнення живлення. При прочитуванні записаного в комірку значення її стан також не змінюється.

Інакше працює динамічна пам’ять: вона складається з мікроскопічних конденсаторів, кожний з яких може перебувати в стані “заряджений” (що означає двійкову одиницю) або “не заряджений” (двійковий нуль). Щоб зберігати дані в такій пам’яті, заряджені конденсатори необхідно періодично підживлювати. Тому динамічний ОЗП за інших однакових умов істотно повільніший від статичного. Проте він менш енергоємний. Обидва види пам’яті зберігають дані лише при постійному електроживленні, тобто такий запам’ятовуючий пристрій є енергозалежним. Дані в цій пам’яті знищуються після вимкнення або перезавантаження комп’ютера.

Конструктивно сучасна НВІС ОЗП (типу SIMM, Single In-line Memory Module) має вигляд невеликої довгастої друкованої плати з розміщеними на ній мікросхемами. Останнім часом застосовують в основному 72-контактні (72-ріn) 36-бітові модулі (32 біти — довжина слова з чотирьох байтів плюс по біту контролю парності на кожний байт). На 386-х і деяких 486-х материнських платах встановлювали короткі 30-контактні 8(9)-бітові модулі. На сучасних системних платах використовують в основному більш довгі 168-контактні 64-розрядні модулі DІММ, що дає змогу повніше задіяти можливості 64-бітової системної шини. На багатьох системних платах є два типи рознімних з’єднань — SІММ та DІММ.

Із швидкісних характеристик пам’яті найцікавішою є час циклу звернення для запису (читання). Швидкість доступу, яка приблизно дорівнює часу циклу, необхідного для зчитування даних з ОЗП або запису їх туди, у сучасних ОЗП становить 50…70 нc (1 нc = 10^-9 с) для асинхронної пам’яті (старіший тип, реалізований як SІММ) і 15…45 нс для синхронної (DІММ), але бувають також більш швидкодійні модулі. Розрядність ОЗП (не самих модулів) може сильно позначатися на продуктивності системи. Проте для цього треба, щоб програмне забезпечення було орієнтоване на використання цієї властивості. Так, 32-розрядні додатки до Windows-95 показують більшу продуктивність на 32-розрядних комп’ютерах, ніж на 16-розрядних (це стосується не тільки ОЗП, а й мікропроцеморів, жорсткого диска та ін.).

Кілька років тому на зміну звичайній пам’яті прийшла пам’ять типу ЕDО (Ехtended Data Output), в якій використовується принцип конвеєризації: під час читання записаного в банк байта мікросхема виконує також вибірку наступного байта і зберігає його у вихідному регістрі, завдяки чому час вибірки наступного значення істотно скорочується. Загальний виграш у швидкодії, як правило, становить 5…15%.

З 1997 р. на вітчизняному ринку найпоширенішими стали сучасні модулі ОЗП типу SD-RАМ (синхронний динамічний ОЗП), доступ до яких може здійснюватися ще швидше. Модулі SD-RАМ, що випускають під рознімне з’єднання DІММ, мають ємність 16, 32, 64, 128 і навіть 256 Мбайт. Вони призначені тільки для нових Pentium-плат і на сьогодні найбільш поширені.

Крім ОЗП, сучасні ПК мають надоперативну пам’ять, або кеш-пам’ять, призначену для узгодження швидкості роботи повільнішої динамічної пам’яті з більш швидким мікропроцесором.

Отже, кеш-пам’ять використовується:

· для збільшення продуктивності комп’ютера;

· для тимчасового зберігання вмісту комірок опративної пам’яті;

· для прискорення обміну між процесором і постійним запам’ятовуючим пристроєм.

На системних платах, як правило, встановлюють кеш-пам’ять другого рівня (L2) ємністю до 512 Кбайт і більше.