Rodzaje pamięci niedyskowych

 

Przez wszystkie lata istnienia komputerów producenci wymyślili wiele rodzajów pamięci niedyskowych. Pod tym pojęciem kryją się pamięci RAM i ROM. Są to części komputera równie ważne jak procesor i dysk twardy i bez nich sprzęt nie będzie działał poprawnie.

Pamięci RAM (Random Access Memory) są to pamięci operacyjne z możliwością zapisu. W tym obszarze wyróżniamy kilka ich rodzajów. Podstawowy podział pamięci to podział na synchroniczne i asynchroniczne.

Pamięć synchroniczna to pamięć, której praca regulowana jest zegarem systemoweym (np.

SDRAM i DDR)

Pamięć asynchroniczna to pamięć, której wewnętrzne sygnały taktujące nie są generowane na podstawie zegara systemowego lecz wynikają z naturalnego czasu przebiegu sygnałów przez układy elektroniczne (np. EDO-RAM i FPM-RAM)

 

Inny podział:

SRAM (Static RAM- Statyczna)

 Słowo "statyczna" oznacza, że pamięć przechowuje swoją zawartość tak długo, jak ma zasilanie, w

odróżnieniu od DRAM, którą trzeba okresowo odświeżać. Budowa tej pamięci umożliwia znacznie szybsze czytanie bitu niż w DRAM, oraz w przeciwieństwie do DRAM nie wymaga odświeżania. W strukturze pamięci wykorzystywane są tranzystory.

 

DRAM (Dynamic RAM- Dynamiczna)

 Zbudowana na kondensatorach. Ponieważ ładunek ma tendencje do wyciekania z kondensatorów, są one okresowo odświeżane przez specjalizowany układ odświeżania. To powoduje, że układy są bardziej skomplikowane, ale zaletą takiego rozwiązania jest niski koszt i małe rozmiary. Umożliwia to budowanie gęsto upakowanych i wymagających małej mocy, układów scalonych.

 

 

Przykłady pamięci asynchronicznych (już przechodzące do historii):

FPM-DRAM (FastPage Mode DRAM)

Tryb FPM oferuje pewne skrócenie czasu dostępu poprzez uproszczenie mechanizmu adresowania. Dostęp do dowolnej komórki pamięci operacyjnej PC nie odbywa się poprzez odczytanie (lub zapis) tylko tej jednej wartości. Szczegóły konstrukcyjne wynikające z samej architektury narzucają wymianę danych między pamięcią a resztą systemu w porcjach kilku bajtów na raz. (5-3-3-3 przy 66MHz).

Czas dostępu: 60-70ns

Magistrala: 32-bitowa

SIMM 72-pin (SIMM PS/2)

 

EDO-RAM(Extended Data Out)

Charakterystyczne dla EDO jest to, że aktualny cykl dostępu do pamięci może się rozpocząć przed zakończeniem cyklu poprzedniego, a dane utrzymywane są na wyjściu przez dłuższy czas, niż w przypadku pamięci konwencjonalnej lub FPM. (może osiągać 5-2-2-2 w trybie Burst)

Czas dostępu: 50-70ns.

Magistrala: 32-bitowa

SIMM PS/2

(DIMM 168-pinowe, rzadko spotykane)

 

Pamięci synchroniczne (aktualnie używane):

SDRAM (Synchronous DRAM)

Pamięć dynamiczna wyposażona w interfejs synchroniczny, dzięki któremu wewnętrzne sygnały taktujące generowane są na podstawie zegara szyny pamięci, co pozwala na przyspieszenia transmisji danych. Transmisja dokonuje się przy narastającym zboczu zegara. Architektura ta aktualnie ustępuje drogę DDR.

Czas dostępu: od 5.5ns.

Taktowane zegarami:

- 66MHz (PC66);

- 100MHz (PC100);

- 133MHz (PC133).

DIMM 168-pin, magistrala: 64-bity

 

DDR-SDRAM (Double Data Rate SDRAM)

Synchroniczne pamięci dynamiczne DDR przekazują w każdym takcie zegara dwa słowa danych, tzn. jedno słowo przy zboczu narastającym i jedno przy opadającym impulsu zegarowego.

Taktowane zegarami:

- 100MHz (PC200);

- 133MHz (PC266);

- 200MHz (PC400).

DIMM 184-pin,

Magistrala faktyczna: 64-bity

Magistrala efektywna: 128-bit

 

DDR2-SDRAM

Zmiany w stosunku do DDR:

-moduły zasilane są napięciem 1,8V zamiast 2,5V,

-układy terminujące zostały przeniesione z płyty głównej do wnętrza pamięci (ODT - On Die Termination). Zapobiega to powstaniu błędów wskutek transmisji odbitych sygnałów,

-DDR2 przesyła 4 bity w ciągu jednego taktu zegara (DDR tylko 2),

-podwojona prędkość układu wejścia/wyjścia (I/O). Pozwala to na obniżenie prędkości całego modułu bez zmniejszania jego przepustowości,

-liczba styków została zwiększona ze 184 do 240,

-wycięcia w płytce pamięci umieszczone są w różnych miejscach, w celu zapobiegnięcia podłączenia niewłaściwych kości.

 

 

RDRAM (Rambus DRAM)

Pamięć stworzona prze Intela specjalnie do obsługi komputerów z procesorami Pentium 4. Kompletna porażka, w ogóle się nie przyjęła. Cechuje się pakietowym trybem pracy samej magistrali. Jej początek stanowi kontroler Rambus. Koniec zamknięty jest specjalnie dobranymi terminatorami. Do jednej magistrali (nazywanej tez kanałem) dołączonych może być nie wiecej niż 32 użytkowników (czyli chipów pamięciowych RDRAM). Niektóre chipsety mogą implementować kilka kanałów, pomnażając w ten sposób możliwości systemu.

Magistrala: 16-bitów.

Zegar:

– 350MHz (PC700),

– 400MHz (PC800).

 

 

Inny rodzajem pamięci niedyskowych są pamięci ROM- Read-Only Memory (tylko do odczytu) znajdujące się w każdym komputerze. Wykorzystywane np. do przechowywania BIOSu.

PROM (Programmable ROM)

Pamięć półprzewodnikowa, której jednorazowe zapisanie polega na przepaleniu połączeń matrycy pamięci za pomocą programatora. Raz określona zawartość pamięci PROM może być później tylko czytana. Pamięci PROM są używane do budowy układów kombinacyjnych.

 

EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory)

Programowanie układu polega na przebiciu cienkiej wartswy izolatora i wpuszczeniu do bramki pamiętającej określonego ładunku elektrycznego. Jego obecność na stałe zatyka tranzytor, niezależnie od stanu drugiej bramki. 

Skasowanie pamięci polega na odprowadzeniu ładunku z bramki. Programowana jest przy pomocy urządzenia elektronicznego, które podaje napięcie wyższe niż normalnie używane w obwodach elektronicznych, zdolne do chwilowego przebicia warstwy izolacyjnej wokół bramki pamiętającej. Raz zapisana, pamięć EPROM może zostać skasowana jedynie przez wystawienie jej na działanie silnego światła ultrafioletowego, które jonizuje izolator umożliwijąc odpłynięcie zgromadzonego ładunku. Większość EPROMów łatwo rozpoznać po przeźroczystym okienku ze szkła kwarcowego na górze układu, przez które widać kość krzemową i które umożliwia dostęp światła ultrafioletowego w razie konieczności skasowania.

Zaprogramowany EPROM przechowuje dane przez około dziesięć do dwudziestu lat i może być odczytywany dowolnie często. Aby ochronić pamięć przed przypadkowym skasowaniem okienko musi być zawsze zasłonięte.

 

EEPROM (ang. Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory)

W odróżnieniu od EPROMów, EEPROM może być wielokrotnie programowany i czyszczony przy użyciu prądu elektrycznego. Ilość zapisów lub wyczyszczeń jest ograniczona (między 100 tysięcy a milion), natomiast ilość odczytań jest dowolna.

 

Ciekawostka na koniec nudnego artykułu:

Pamięć typu Flash to rodzaj pamięci EEPROM, pozwalającej na zapisywanie i czyszczenie wielu komórek pamięci na raz. Normalne EEPROMy pozwalają zapisywać naraz tylko jedną komórkę, oznacza znacznie wolniejsze działanie. Wszystkie typy pamięci Flash zużywają się po pewnej ilości zapisań i wyczyszczeń. Pamięci Flash produkuje się w dwóch formach: NOR i NAND. Nazwy odnoszą się do typu bramki logicznej używanej w każdej komórce pamięci.

 

 

napisany przez Paulina