Физическая структура основной памяти

Упрощенная структурная схема модуля основной памяти при матричной его ор­ганизации представлена на рис. 6.1.

Рис. 6.1.Структурная схема модуля основной памяти

При матричной организации адрес ячейки, поступающий в регистр адреса, на­пример по 20-разрядным кодовым шинам адреса, делится на две 10-разрядные части, поступающие соответственно в Рег. адр. X и Рег. адр. Y. Из этих регистров коды полуадресов поступают в дешифраторы дешифратор X и дешифратор Y, каждый из которых в соответствии с полученным адресом выбирает одну из 1024 шин. По выбранным шинам подаются сигналы записи-считывания в ячейку памяти, находящуюся на пересечении этих шин. Таким образом адресуется 10⁶ (точнее 1024²) ячеек.

Считываемая или записываемая информация поступает в регистр данных (Рег. данных), непосредственно связанный с кодовыми шинами данных. Управляю­щие сигналы, определяющие, какую операцию следует выполнить, поступают по кодовым шинам инструкций. Куб памяти содержит набор запоминающих эле­ментов — собственно ячеек памяти.

Основная память(ОП) содержит оперативное (RAM— Random Access Memory) и постоянное (ROM— Read Only Memory) запоминающие устройства.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)предназначено для хранения ин­формации (программ и данных), непосредственно участвующей в вычислитель­ном процессе в текущий интервал времени. ОЗУ — энергозависимая память: при отключении напряжения питания информация, хранящаяся в ней, теряется. Ос­нову ОЗУ составляют микросхемы динамической памяти DRAM. Это большие интегральные схемы, содержащие матрицы полупроводниковых запоминающих элементов — полупроводниковых конденсаторов. Наличие заряда в конденсато­ре обычно означает «1», отсутствие заряда — «0». Конструктивно элементы oпeративной памяти выполняются в виде отдельных модулей памяти — небольших плат с напаянными на них одной или, чаще, несколькими микросхемами. Эти модули вставляются в разъемы — слоты на системной плате. На материнской плате может быть несколько групп разъемов — банков — для установки модулей памяти; в один банк можно ставить лишь блоки одинаковой емкости, например, только по 16 Мбайт или только по 64 Мбайт; блоки разной емкости можно уста­навливать только в разных банках.

Модули памяти характеризуются конструктивом, емкостью, временем обраще­ния и надежностью работы. Важным параметром модуля памяти является его надежность и устойчивость к возможным сбоям. Надежность работы современ­ных модулей памяти весьма высокая — среднее время наработки на отказ состав­ляет сотни тысяч часов, но тем не менее предпринимаются и дополнительные меры повышения надежности. Вопросы обеспечения надежности и достоверно­сти ввиду их важности специально рассмотрены в части VI учебника. Здесь лишь укажем, что одним из направлений, повышающих надежность функциониро­вания подсистемы памяти, является использование специальных схем контроля и избыточного кодирования информации.

Модули памяти бывают с контролем четности (parity) и без контроля четности (поп parity) хранимых битов данных. Контроль по четности позволяет лишь об­наружить ошибку и прервать исполнение выполняемой программы. Существуют и более дорогие модули памяти с автоматической коррекцией ошибок — ЕСС-память, использующие специальные корректирующие коды с исправлением ошибок.

Существуют следующие типы модулей оперативной памяти:

□ DIP;

□ SIP;

□ SIPP;

□ SIMM;

□ DIMM;

□ RIMM.

Рассмотрим их подробнее.