Устройство динамической памяти

Устройство динамической памяти

Как уже отмечалось оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) — это основная системная память персонального компьютера, предназначенная для хранения текущих данных, выполняемых программ, а также копий отдельных модулей операционной системы.

ОЗУ представляет собой динамическую память с произвольным доступом (Dynamic Random Access Memory — DRAM).

Динамическая память устроена следующим образом.

Отдельные ячейки памяти DRAM, или элементы хранения цифровых данных (накопители), строятся на энергозависимых динамических запоминающих элементах, которые обладают существенным недостатком. Они не могут хранить информацию после отключения питания персонального компьютера — все содержимое элементов хранения данных DRAM теряется.

Накопители динамической памяти хранят единички и нули в паразитных емкостях, образованных за счет создания микроструктуры CMOS. Таким образом, в результате исчерпывания заряда емкостей ячейки теряют свое содержимое уже приблизительно через 70-80 мс.

Для поддержания заряда в ячейках в должном энергетическом состоянии в динамической памяти выполняется стандартная процедура принудительной регенерации ОЗУ.

Задача этого процесса — в ходе регенерации перебрать все строки ОЗУ (при этом столбцы всех ячеек активизированы) и перезаписать все ячейки строк памяти, восполнив, таким образом, энергетические уровни, необходимые для хранения двоичных кодов.

Процесс регенерации памяти в классическом варианте существенно замедляет работу памяти и компьютера, поскольку в этот период обмен данными с памятью невозможен. Регенерация, основанная на обычном переборе строк, в настоящее время не применяется. Для регенерации используются более экономичные варианты — расширенный, пакетный, распределенный. Наиболее экономична скрытая регенерация.

Можно также отметить разновидность регенерации PASR (Partial Array Self Refresh) с низким уровнем энергопотребления, применяемую компанией Samsung в чипах памяти SDRAM. Регенерация ячеек выполняется только в период ожидания в тех банках памяти, в которых имеются данные. Параллельно с регенерацией PASR инициируется процесс TCSR (Temperature Compensated Self Refresh), который предназначен для регулировки регенерации в зависимости от значения рабочей температуры компонентов системной платы.

Каждая элементарная ячейка DRAM хранит один бит. Она включает накопитель и линию, по которой биты попадают в накопитель или пересылаются во внутреннюю шину данных и затем в буфер ввода-вывода.

Ячейки микросхемы памяти объединены внутренней шиной данных для хранения одновременно нескольких байтов. Для доступа к этой группе ячеек по шине адреса и управления от процессора поступают обращения, которые после дешифрации контроллером ОЗУ действуют на определенные линии строк (#RAS) и столбцов (#CAS) микросхемы памяти.

Яндекс.Метрика