Оперативная память

министерство образования российской федерации

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Курсовая работа

«Оперативка»

Выполнил:

M@kros

МОСКВА 2004

Оглавление

Введение ………………………………………………………………………………………………………… 3

Глава 1. Как работает память?

1.1 Элементная база логики …………………………………………………..................................... 5

1.2 Быстродействие и производительность памяти………………………………………………… 5

Глава 2. Чипы памяти

2.1 Память типа DRAM…………………………………………………………………………….. 7

2.2.1 FPM…………………………………………………………………………………………….. 9

2.2.2 EDO ………………………………………………….………………………………………… 10

2.2.3 BEDO……………………………………………….…………………………………………... 12

2.2.4 VRAM ………………………………………………………………………………………..... 13

2.2.5 SDRAM ………………………………………………………………………………………… 13

2.2.6 Enhanced SDRAM …………………………………………………………………………… 15

2.2.7 SGRAM ………………………………………………………………………………………… 15

2.2.8 DDR SDRAM …………………………………………………………………………………. 15

2.2.9 RDRAM ………………………………………………………………………………………... 17

2.2 Память типа SRAM ……………………………………………………………………………… 18

Глава 3. Разъёмы:

3.1 DIP …………………………………………………………………………………………………. 20

3.2 SIPP ………………………………………………………………………………………………... 21

3.3 SIMM, DIMM и RIMM…………………………………………………………………………..... 21

Глава 4. Сравнительная характеристика основных типов памяти 23

Глава 5. Что нас ждёт в будущем?

5.1 FeRAM……………………………………………………………………………………………... 25

5.2 Голографическая память………………………………………………………………………..... 29

5.3 Молекулярная память…………………………………………………………………………….. 31

5.4 Наноструктуры……………………………………………………………………………………. 33

Заключение………………………………………………………………………………………………………. 35

Список литературы………………………………………………………………………………………..…….. 36

Введение

Оперативная память является одним из важнейших элементов компьютера. Именно из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты. Название «оперативная» эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору практически не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память.

Оперативная память - это энергозависимая среда, в которую загружаются и в которой находятся прикладные программы и данные в момент, пока с ними работают. Когда работа закончена, информация удаляется из оперативной памяти. Если необходимо обновление соответствующих дисковых данных, они перезаписываются. Это может происходить автоматически, но часто требует команды от пользователя. При выключении компьютера вся информация из оперативной памяти теряется.

В связи с этим трудно недооценить все значение оперативной памяти. Однако до недавнего времени эта область компьютерной индустрии практически не развивалась (по сравнению с другими направлениями). Взять хотя бы видео-, аудиоподсистемы, производительность процессоров и. т. д. Усовершенствования были, но они не соответствовали темпам развития других компонентов и касались лишь таких параметров, как время выборки, был добавлен кэш непосредственно на модуль памяти, конвейерное исполнение запроса, изменен управляющий сигнал вывода данных, но технология производства оставалась прежней, исчерпавшей свой ресурс. Память становилась узким местом компьютера, а, как известно, быстродействие всей системы определяется быстродействием самого медленного ее элемента. И вот несколько лет назад волна технологического бума докатилась и до оперативной памяти. Быстрое усовершенствование оперативной памяти позволило кроме ее усовершенствования, значительно снизить цену на нее.

Хотя память значительно подешевела, модернизировать приходится ее намного чаще, чем несколько лет назад. В настоящее время новые типы памяти разрабатываются намного быстрее, и вероятность того, что в новые компьютеры нельзя будет устанавливать память нового типа, как никогда велика.

От количества установленной в компьютере оперативной памяти напрямую зависит возможность, какими программами вы сможете на нем работать. При недостаточном количестве оперативной памяти многие программы либо вовсе не будут работать, либо станут работать крайне медленно.

Часто для оперативной памяти используют обозначение RAM (Random Access Memory), то есть память с произвольным доступом. Это означает, что обращение к данным, хранящимся в оперативной памяти, не зависит от порядка их расположения в памяти. Когда говорят о памяти компьютера, обычно подразумевают оперативную память, прежде всего микросхемы памяти или модули, в которых хранятся активные программы и данные, используемые процессором.

Полупроводниковая оперативная память в настоящее время делится на статическое ОЗУ (SRAM) и динамическое ОЗУ (DRAM).

Классификация ОЗУ

Глава 1. Как работает память?

1.1 Элементная база логики.

Триггером называют элемент на транзисторах, который может находиться в одном из двух устойчивых состояний (0 и 1), а по внешнему сигналу он способен менять состояние. Таким образом, триггер может служить ячейкой памяти, хранящей один бит информации. Любой триггер можно создать из трех основных логических элементов: И, ИЛИ, НЕ. Поэтому все, что относится к элементной базе логики, относится и к триггерам. Сама же память, основанная на триггерах, называется статической (SRAM).

1. РТЛ —резистивно-транзисторна логика. Исторически является первой элементной базой логики, работающей на ЭВМ второго поколения. Обладает большой рассеивающей мощностью (свыше 100 мВт на логический элемент). Не применялась уже в ЭВМ третьего поколения.

2. ТТЛ, или Т2Л —транзисторно-транзисторна логика. Реализована на биполярных транзисторах. Использовалась в интегральных схемах малой и средней степени интеграции. Обладает временем задержки сигнала в логическом элементе 10— нс, а потребляемая мощность на элемент —10 мВт.

3. ТТЛ-Шотки —это модификация ТТЛ с использованием диода Шотки. Обладает меньшим временем задержки (3 нс) и высокой рассеиваемой мощностью (20 мВт).

4. ИИЛ, или И2Л —интегральная инжекторная логика. Это разновидность ТТЛ, базовым элементом которой являются не биполярные транзисторы одного рода (pnp или npn), а горизонтально расположенного pnp транзистора и вертикально расположенного npn транзистора. Это позволяет создать высокую плотность элементов на БИС и СБИС. При этом потребляемая мощность равна 50 мкВт на элемент и время задержки сигнала – 10 нс.

5. ЭСЛ —логические элементы с эмитерными связями. Эта логика также построена на биполярных транзисторах. Время задержки в них —0,5 —2 нс, потребляема мощность —25 —50 мВт.

6. Элементы на МДП (МОП) —транзисторах. Это схемы, в которых биполярные транзисторы заменены на полевые. Время задержки таких элементов составляет от 1 до 10 нс, потребляемая мощность — от 0,1 до 1,0 мВт

7. КМОП —логика (комплементарная логика.) В этой логике используются симметрично включенные n-МОП и p-МОП транзисторы. Потребляема мощность в статическом режиме —50 мкВт, задержка —10 —50 нс.

Как видно из этого обзора, логика на биполярных транзисторах самая быстрая, но одновременно самая дорогая и обладает высокой мощностью рассеяния . При прочих равных условиях логика на полевых транзисторах более медленная, но обладает меньшим электропотреблением и меньшей стоимостью.

1.2 Быстродействие и производительность памяти

Быстродействие памяти определяется временем выполнения операций записи и считывания данных. Основными параметрами любых элементов памяти являет¬ся минимальное время доступа и длительность цикла обращения. Время досту¬па (access time) определяется как задержка появления действительных данных на выходе памяти относительно начала цикла чтения. Длительность цикла опре¬деляется как минимальный период следующих друг за другом обращений к па¬мяти, причем циклы чтения и записи могут требовать различных затрат време¬ни. В цикл обращения кроме активной фазы самого доступа входит и фаза вос¬становления (возврата памяти к исходному состоянию), которая соизмерима по времени с активной фазой. Временные характеристики самих запоминающих элементов определяются их принципом действия и используемой технологией изготовления.

Производительность памяти можно характеризовать как скорость потока за¬писываемых или считываемых данных и измерять в мегабайтах в секунду. Про¬изводительность подсистемы памяти наравне с производительностью процессо¬ра существенным образом определяет производительность компьютера. Выпол¬няя определенный фрагмент программы, процессору придется, во-первых, загру¬зить из памяти соответствующий программный код, а во-вторых, произвести тре¬буемые обмены данными, и чем