Компьютердің ішкі жадысының негізгі қондырылымдары

Тақырыбы:Компьютердің ішкі жадысының негізгі қондырылымдары

Жоспар: Компьютердің ішкі жадысының негізгі қондырылымдарына анықтама беру

Компьютер жадысы деп, ақпаратты жадында тұту, сақтау және беруге арналған қондырылымдар жиынтығын атайды. Жады құрамына кіретін жеке қондырылымдар жады тұтушы қондырылым деп аталады. Компьютер жадысы екілік жады тұту элементтерінен 8 биттен топтасқан, байт аталатын — биттерден құрылған. (Жадыны өлшеу бірлігі ақпарат өлшеу бірлігімен сәйкеседі.) Барлық байттар нөмірленген. Байт нөмірі оның мекенжайы деп аталады. Байттар ұяларға бірігіп, сөздер деп аталады. Әр компьютерге — ұзындығы 2, 4, 8 байттан тұратын сөздер тән. Бірақ өзге ұзындықтағы жады ұясын да пайдалануға болады (мысалы, жарты сөз, қос сөз). Қазіргі заман компьютерлері арналуы, уақыт сипаттамасы, сақталатын ақпарат көлемі және бірдей көлемдегі ақпаратты сақтау бағасымен өзгешеленетін әр қилы жадыда тұту қондырылымдарымен жабдықталған. Микропроцессорлық жады (регистрлік жады), регистрлік кэш-жады, негізгі жады (ОЗУ-ЖЖҚ) және тұрақты жады қондырылымы (ПЗУ-ТЖҚ) Регистрлер бағдарламалық қол жетімді және бағдарламаны орындауда жиі пайдаланылатын ақпаратты сақтайды: аралық қорытындылар, мекенжайдың құрамды бөліктерін, цикл есептегіштерін т.б. Регистрлік жадының көлемі үлкен (ондаған машиналық сөздер) және процессордың жиілігінде жұмыс істейді, сондықтан оған қол жеткізу уақыты тапшы. Мысалы, процессор жұмысының 2 ГГц жиілігінде, оның регистріне жүгіну уақыты небары 0,5 нс құрайды. Регистр жадысымен ЖЖҚ арасындағы аралықты толтыру үшін көлемі және жүгіну уақыты бойынша қазіргі кезде бағдарлама жұмысында жиі пайдаланылатын, ақпаратты жазу және оқу үшін арнайы механизмді жылдам әрекет етуші статикалық жедел жады ретінде ұйымдастырылған, ақпарат сақтауға арналған кэш жады пайдаланылады. Әдетте кэш жады бағдарламалық қол жетімді емес және микропроцессор кристалына орналасқан. Оған жүгінуді процессордың аппараттық құралдары — орындалатын бағдарламаны сараптап, процессорға жуық арада қандай пәрмен қажет болатынын алдын ала білуге тырысатын және оларды кэш жадыға тартатын контроллер. Осы жағдайда «дәл тигізу» де «мүлт кету» де мүмкін. Дәл тиген жағдайда, яғни кэшке қажетті ақпарат тартылған болса, оларды жадыдан алып шығу кідіріссіз болады. Егер қажет ақпарат кэште жоқ болса, онда процессор оны тікелей жедел жадыдан оқиды. Дәл тигізу және мүлт кету сандары кэштеудің әсерлілігін анықтайды. Көпшілік заманауи микропроцессорларда компьютерлер мен серверлер үшін ең азы үш тәуелсіз кэш болады: машина кодын жүктеуді жылдамдату, деректерді жазу және оқуды жылдамдату кэші және виртуалдық трансляциялау (математикалық) мекенжайларды физикалыққа, нұсқаулықтар үшін де деректер үшін де ассоциативтік трансляция (TLB) буфері. Деректер кэші көпдеңгейлі кэш (L1, L2, L3) ретінде жиі іске асырылады. Бірінші деңгейдегі Кэшжады (L1) — ең жылдам кэш, бірақ өзгелерге қарағанда көлемі бойынша кішілеу. Онымен тікелей процессор ядросы жұмыс істейді. Бірінші деңгейдегі Кэшжады ең аз латентті (қол жету мерзімі). Жедел жады құрылымы. Жедел жады бірнеше чиптен тұратын және жүйелік тақтада сәйкес жалғағышқа орнатылатын жеке модульдар түрінде орындалады. Тақта (Планка (плашка) — жады модулі, жады слотына орнатылатын, бортында жады микросхемалары бар баспа тақтасы. Біржақты тақта (планка) — жады микросхемасы модульдің бір жағына орналасқан жады тақтасы. Екі жақты тақта (планка) — жады микросхемасы модульдің екі жағына орналасқан жады тақтасы. Форм-фактор (стандарт) жады модулінің габариттық көлемін, түйіспелер санын және оның орналасуын анықтайды. Бірнеше физикалық түрде сәйкеспейтін жады форм-факторлары бар: SIMM, DIMM, FB-DIMM, SO-DIMM, MicroDIMM, RIMM. DIMM форм-факторы үстел компьютерлеріне орнату үшін, SODIMM ноутбуктер, неттоптар және планшетті компьютерлерде пайдаланылады. Жаңа типті ЖЖҚ модулі 284 түйіспелі және текстолит қалыңдығы 1,2 мм. кем емес болады. DDR4 форм-фактора SO-DIMM планкасы (тақтайшасы) 256 түйіспемен жабдықталған (1.10-сурет). Жедел жады модулінің форм-факторы компьютердің аналық тақтасы қолдайтын форм-фактормен ұқсас болуы тиіс. Жедел жадының негізгі элементтері. Жадының қарапайым ұялары болатын миллиондаған ұсақ конденсатордан тұратын (1) зарядталған, (2) заряды алынып тасталған) жағдайда болуы мүмкін ерекше матрица жады чипі (микросхема) деп аталады.