Как называется ячейка быстродействующей памяти расположенная внутри процессора

Тест по информатике Принципы устройства компьютера

Принципы устройства компьютеров

1. Какое кодирование данных используется в современных компьютерах?

двоичное

троичное

десятичное

двоично-десятичное

шестнадцатеричное

2. Отметьте все верные утверждения о компьютерной памяти с произвольным доступом.

процессор может обращаться к отдельному биту памяти

процессор может обращаться только к ячейке памяти

адрес ячейки памяти - это её номер

ячейки памяти всегда имели размер 8 битов

ячейки памяти современных компьютеров - восьмибитовые

3. Какое английское сокращение используется для обозначения памяти с произвольным доступом?

Ответ: _____________________________

4. Выберите правильное окончание предложения: «Память с произвольным доступом — это память, в которой ...»

можно сразу обратиться к ячейке с заданным адресом

можно как читать, так и записывать данные

данные доступны из любой программы

можно хранить произвольные данные

запрещено изменение данных

5. Отметьте все виды памяти с произвольным доступом.

дисковая память

оперативная память (ОЗУ)

постоянная память (ПЗУ)

память на магнитной ленте

память на флэш-дисках

6. В чем заключается принцип однородности памяти?

программы и данные расположены в одной области памяти

программы и данные расположены в разных областях памяти

память состоит из одинаковых ячеек

7. Что хранится в счётчике адреса команд?

адрес следующей команды

адрес только что выполненной команды

адрес команды, которая сейчас выполняется

данные для выполнения команды

возможны разные варианты

8. Как называется ячейка быстродействующей памяти, расположенная внутри процессора?

Ответ: ______________________________

9. Где находится программа, которая первой начинает выполняться при включении компьютера?

в постоянной памяти (ПЗУ)

в оперативной памяти (ОЗУ)

на жёстком диске

на флэш-диске

на DVD-диске

10. Отметьте все вопросы, которые относятся к понятию «архитектура компьютера».

система команд

форматы данных и особенности их кодирования

алгоритм выполнения команд

состав оборудования

тип операционной системы

Ответы:

2

2,3,5

RAM

1

2,3

1

1

Регистр

1

1,2,3

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/296132-test-po-informatike-principy-ustrojstva-kompj

Что такое кэш в процессоре и зачем он нужен | Процессоры | Блог

Для многих пользователей основополагающими критериями выбора процессора являются его тактовая частота и количество вычислительных ядер. А вот параметры кэш-памяти многие просматривают поверхностно, а то и вовсе не уделяют им должного внимания. А зря!

В данном материале поговорим об устройстве и назначении сверхбыстрой памяти процессора, а также ее влиянии на общую скорость работы персонального компьютера.

Предпосылки создания кэш-памяти

Любому пользователю, мало-мальски знакомому с компьютером, известно, что в составе ПК работает сразу несколько типов памяти. Это медленная постоянная память (классические жесткие диски или более быстрые SSD-накопители), быстрая оперативная память и сверхбыстрая кэш-память самого процессора. Оперативная память энергозависимая, поэтому каждый раз, когда вы выключаете или перезагружаете компьютер, все хранящиеся в ней данные очищаются, в отличие от постоянной памяти, в которой данные сохраняются до тех пор, пока это нужно пользователю. Именно в постоянную память записаны все программы и файлы, необходимые как для работы компьютера, так и для комфортной работы за ним.

Каждый раз при запуске программы из постоянной памяти, ее наиболее часто используемые данные или вся программа целиком «подгружаются» в оперативную память. Это делается для ускорения обработки данных процессором. Считывать и обрабатывать данные из оперативной памяти процессор будет значительно быстрей, а, следовательно, и система будет работать значительно быстрее в сравнении с тем, если бы массивы данных поступали напрямую из не очень быстрых (по меркам процессорных вычислений) накопителей.

Если бы не было «оперативки», то процесс считывания напрямую с накопителя занимал бы непозволительно огромное, по меркам вычислительной мощности процессора, время.

Но вот незадача, какой бы быстрой ни была оперативная память, процессор всегда работает быстрее. Процессор — это настолько сверхмощный «калькулятор», что произвести самые сложные вычисления для него — это даже не доля секунды, а миллионные доли секунды.

Производительность процессора в любом компьютере всегда ограничена скоростью считывания из оперативной памяти.

Процессоры развиваются так же быстро, как память, поэтому несоответствие в их производительности и скорости сохраняется. Производство полупроводниковых изделий постоянно совершенствуется, поэтому на пластину процессора, которая сохраняет те же размеры, что и 10 лет назад, теперь можно поместить намного больше транзисторов. Как следствие, вычислительная мощность за это время увеличилась. Впрочем, не все производители используют новые технологии для увеличения именно вычислительной мощности. К примеру, производители оперативной памяти ставят во главу угла увеличение ее емкости: ведь потребитель намного больше ценит объем, нежели ее быстродействие. Когда на компьютере запущена программа и процессор обращается к ОЗУ, то с момента запроса до получения данных из оперативной памяти проходит несколько циклов процессора. А это неправильно — вычислительная мощность процессора простаивает, и относительно медленная «оперативка» тормозит его работу.

Такое положение дел, конечно же, мало кого устраивает. Одним из вариантов решения проблемы могло бы стать размещение блока сверхбыстрой памяти непосредственно на теле кристалла процессора и, как следствие, его слаженная работа с вычислительным ядром. Но проблема, мешающая реализации этой идеи, кроется не в уровне технологий, а в экономической плоскости. Такой подход увеличит размеры готового процессора и существенно повысит его итоговую стоимость.

Объяснить простому пользователю, голосующему своими кровными сбережениями, что такой процессор самый быстрый и самый лучший, но за него придется отдать значительно больше денег — довольно проблематично. К тому же существует множество стандартов, направленных на унификацию оборудования, которым следуют производители «железа». В общем, поместить оперативную память прямо на кристалл процессора не представляется возможным по ряду объективных причин.

Как работает кэш-память

Как стало понятно из постановки задачи, данные должны поступать в процессор достаточно быстро. По меркам человека — это миг, но для вычислительного ядра — достаточно большой промежуток времени, и его нужно как можно эффективнее минимизировать. Вот здесь на выручку и приходит технология, которая называется кэш-памятью. Кэш-память — это сверхбыстрая память, которую располагают прямо на кристалле процессора. Извлечение данных из этой памяти не занимает столько времени, сколько бы потребовалось для извлечения того же объема из оперативной памяти, следовательно, процессор молниеносно получает все необходимые данные и может тут же их обрабатывать.

Кэш-память — это, по сути, та же оперативная память, только более быстрая и дорогая. Она имеет небольшой объем и является одним из компонентов современного процессора.

На этом преимущества технологии кэширования не заканчиваются. Помимо своего основного параметра — скорости доступа к ячейкам кэш-памяти, т. е. своей аппаратной составляющей, кэш-память имеет еще и множество других крутых функций. Таких, к примеру, как предугадывание, какие именно данные и команды понадобятся пользователю в дальнейшей работе и заблаговременная загрузка их в свои ячейки. Но не стоит путать это со спекулятивным исполнением, в котором часть команд выполняется рандомно, дабы исключить простаивание вычислительных мощностей процессора.

Спекулятивное исполнение — метод оптимизации работы процессора, когда последний выполняет команды, которые могут и не понадобиться в дальнейшем. Использование метода в современных процессорах довольно существенно повышает их производительность.

Речь идет именно об анализе потока данных и предугадывании команд, которые могут понадобиться в скором будущем (попадании в кэш). Это так называемый идеальный кэш, способный предсказать ближайшие команды и заблаговременно выгрузить их из ОЗУ в ячейки сверхбыстрой памяти. В идеале их надо выбирать таким образом, чтобы конечный результат имел нулевой процент «промахов».

Но как процессор это делает? Процессор что, следит за пользователем? В некоторой степени да. Он выгружает данные из оперативной памяти в кэш-память для того, чтобы иметь к ним мгновенный доступ, и делает это на основе предыдущих данных, которые ранее были помещены в кэш в этом сеансе работы. Существует несколько способов, увеличивающих число «попаданий» (угадываний), а точнее, уменьшающих число «промахов». Это временная и пространственная локальность — два главных принципа кэш-памяти, благодаря которым процессор выбирает, какие данные нужно поместить из оперативной памяти в кэш.

Временная локальность

Процессор смотрит, какие данные недавно содержались в его кэше, и снова помещает их в кэш. Все просто: высока вероятность того, что выполняя какие-либо задачи, пользователь, скорее всего, повторит эти же действия. Процессор подгружает в ячейки сверхбыстрой памяти наиболее часто выполняемые задачи и сопутствующие команды, чтобы иметь к ним прямой доступ и мгновенно обрабатывать запросы.

Пространственная локальность

Принцип пространственной локальности несколько сложней. Когда пользователь выполняет какие-то действия, процессор помещает в кэш не только данные, которые находятся по одному адресу, но еще и данные, которые находятся в соседних адресах. Логика проста — если пользователь работает с какой-то программой, то ему, возможно, понадобятся не только те команды, которые уже использовались, но и сопутствующие «слова», которые располагаются рядом.

Набор таких адресов называется строкой (блоком) кэша, а количество считанных данных — длиной кэша.

При пространственной локации процессор сначала ищет данные, загруженные в кэш, и, если их там не находит, то обращается к оперативной памяти.

Иерархия кэш-памяти

Любой современный процессор имеет в своей структуре несколько уровней кэш-памяти. В спецификации процессора они обозначаются как L1, L2, L3 и т. д.

Если провести аналогию между устройством кэш-памяти процессора и рабочим местом, скажем столяра или представителя любой другой профессии, то можно увидеть интересную закономерность. Наиболее востребованный в работе инструмент находится под рукой, а тот, что используется реже, расположен дальше от рабочей зоны.

Так же организована и работа быстрых ячеек кэша. Ячейки памяти первого уровня (L1) располагаются на кристалле в непосредственной близости от вычислительного ядра. Эта память — самая быстрая, но и самая малая по объему. В нее помещаются наиболее востребованные данные и команды. Для передачи данных оттуда потребуется всего около 5 тактовых циклов. Как правило, кэш-память первого уровня состоит из двух блоков, каждый из которых имеет размер 32 КБ. Один из них — кэш данных первого уровня, второй — кэш инструкций первого уровня. Они отвечают за работу с блоками данных и молниеносное обращение к командам. 

Кэш второго и третьего уровня больше по объему, но за счет того, что L2 и L3 удалены от вычислительного ядра, при обращении к ним будут более длительные временные интервалы. Более наглядно устройство кэш-памяти проиллюстрировано в следующем видео.

Кэш L2, который также содержит команды и данные, занимает уже до 512 КБ, чтобы обеспечить необходимый объем данных кэшу нижнего уровня. Но на обработку запросов уходит в два раза больше времени. Кэш третьего уровня имеет размеры уже от 2 до 32 МБ (и постоянно увеличивается вслед за развитием технологий), но и его скорость заметно ниже. Она превышает 30 тактовых циклов.

Процессор запрашивает команды и данные, обрабатывая их, что называется, параллельными курсами. За счет этого и достигается потрясающая скорость работы. В качестве примера рассмотрим процессоры Intel. Принцип работы таков: в кэше хранятся данные и их адрес (тэг кэша). Сначала процессор ищет их в L1. Если информация не найдена (возник промах кэша), то в L1 будет создан новый тэг, а поиск данных продолжится на других уровнях. Для того, чтобы освободить место под новый тэг, информация, не используемая в данный момент, переносится на уровень L2. В результате данные постоянно перемещаются с одного уровня на другой. 

С кэшем связан термин «сет ассоциативности». В L1 блок данных привязан к строкам кэша в определенном сете (блоке кэша). Так, например, 8-way (8 уровень ассоциативности) означает, что один блок может быть привязан к 8 строкам кэша. Чем выше уровень, тем выше шанс на попадание кэша (процессор нашел требуемую информацию). Есть и недостатки. Главные — усложнение процесса и соответствующее снижение производительности. 

Также при хранении одних и тех же данных могут задействоваться различные уровни кэша, например, L1 и L3. Это так называемые инклюзивные кэши. Использование лишнего объема памяти окупается скоростью поиска. Если процессор не нашел данные на нижнем уровне, ему не придется искать их на верхних уровнях кэша. В этом случае задействованы кэши-жертвы. Это полностью ассоциативный кэш, который используется для хранения блоков, вытесненных из кэша при замене. Он предназначен для уменьшения количества промахов. Например, кэши-жертвы L3 будут хранить информацию из L2. В то же время данные, которые хранятся в L2, остаются только там, что помогает сэкономить место в памяти, однако усложняет поиск данных: системе приходится искать необходимый тэг в L3, который заметно больше по размеру.

В некоторых политиках записи информация хранится в кэше и основной системной памяти. Современные процессоры работают следующим образом: когда данные пишутся в кэш, происходит задержка перед тем, как эта информация будет записана в системную память. Во время задержки данные остаются в кэше, после чего их «вытесняет» в ОЗУ. 

Итак, кэш-память процессора — очень важный параметр современного процессора. От количества уровней кэша и объема ячеек сверхбыстрой памяти на каждом из уровней, во многом зависит скорость и производительность системы. Особенно хорошо это ощущается в компьютерах, ориентированных на гейминг или сложные вычисления.

Анатомия RAM / Хабр

У каждого компьютера есть ОЗУ, встроенное в процессор или находящееся на отдельной подключенной к системе плате — вычислительные устройства просто не смогли бы работать без оперативной памяти. ОЗУ — потрясающий образец прецизионного проектирования, однако несмотря на тонкость процессов изготовления, память ежегодно производится в огромных объёмах. В ней миллиарды транзисторов, но она потребляет только считанные ватты мощности. Учитывая большую важность памяти, стоит написать толковый анализ её анатомии.

Итак, давайте приготовимся к вскрытию, выкатим носилки и отправимся в анатомический театр. Настало время изучить все подробности каждой ячейки, из которых состоит современная память, и узнать, как она работает.

Зачем же ты, RAM-ео?

Процессорам требуется очень быстро получать доступ к данным и командам, чтобы программы выполнялись мгновенно. Кроме того, им нужно, чтобы при произвольных или неожиданных запросах не очень страдала скорость. Именно поэтому для компьютера так важно ОЗУ (RAM, сокращение от random-access memory — память с произвольным доступом).

Существует два основных типа RAM: статическая и динамическая, или сокращённо SRAM и DRAM.

Мы будем рассматривать только DRAM, потому что SRAM используется только внутри процессоров, таких как CPU или GPU. Так где же находится DRAM в наших компьютерах и как она работает?

Большинству людей знакома RAM, потому что несколько её планок находится рядом с CPU (центральным процессором, ЦП). Эту группу DRAM часто называют системной памятью, но лучше её называть памятью CPU, потому что она является основным накопителем рабочих данных и команд процессора.

Как видно на представленном изображении, DRAM находится на небольших платах, вставляемых в материнскую (системную) плату. Каждую плату обычно называют DIMM или UDIMM, что расшифровывается как dual inline memory module (двухсторонний модуль памяти) (U обозначает unbuffered (без буферизации)). Подробнее мы объясним это позже; пока только скажем, что это самая известная RAM любого компьютера.

Она не обязательно должна быть сверхбыстрой, но современным ПК для работы с большими приложениями и для обработки сотен процессов, выполняемых в фоновом режиме, требуется много памяти.

Ещё одним местом, где можно найти набор чипов памяти, обычно является графическая карта. Ей требуется сверхбыстрая DRAM, потому что при 3D-рендеринге выполняется огромное количество операций чтения и записи данных. Этот тип DRAM предназначен для несколько иного использования по сравнению с типом, применяемым в системной памяти.

Ниже вы видите GPU, окружённый двенадцатью небольшими пластинами — это чипы DRAM. Конкретно этот тип памяти называется GDDR5X, о нём мы поговорим позже.

Графическим картам не нужно столько же памяти, как CPU, но их объём всё равно достигает тысяч мегабайт.

Не каждому устройству в компьютере нужно так много: например, жёстким дискам достаточно небольшого количества RAM, в среднем по 256 МБ; они используются для группировки данных перед записью на диск.

На этих фотографиях мы видим платы HDD (слева) и SSD (справа), на которых отмечены чипы DRAM. Заметили, что чип всего один? 256 МБ сегодня не такой уж большой объём, поэтому вполне достаточно одного куска кремния.

Узнав, что каждый компонент или периферийное устройство, выполняющее обработку, требует RAM, вы сможете найти память во внутренностях любого ПК. На контроллерах SATA и PCI Express установлены небольшие чипы DRAM; у сетевых интерфейсов и звуковых карт они тоже есть, как и у принтеров со сканнерами.

Если память можно встретить везде, она может показаться немного скучной, но стоит вам погрузиться в её внутреннюю работу, то вся скука исчезнет!

Скальпель. Зажим. Электронный микроскоп.

У нас нет всевозможных инструментов, которые инженеры-электронщики используют для изучения своих полупроводниковых творений, поэтому мы не можем просто разобрать чип DRAM и продемонстрировать вам его внутренности. Однако такое оборудование есть у ребят из TechInsights, которые сделали этот снимок поверхности чипа:
Если вы подумали, что это похоже на сельскохозяйственные поля, соединённые тропинками, то вы не так далеки от истины! Только вместо кукурузы или пшеницы поля DRAM в основном состоят из двух электронных компонентов:
Вместе они образуют так называемую ячейку памяти, каждая из которых содержит 1 бит данных. Очень приблизительная схема ячейки показана ниже (прощу прощения у специалистов по электронике!):
Синими и зелёными линиями обозначены соединения, подающие напряжение на МОП-транзистор и конденсатор. Они используются для считывания и записи данных в ячейку, и первой всегда срабатывает вертикальная (разрядная) линия.

Канавочный конденсатор, по сути, используется в качестве сосуда для заполнения электрическим зарядом — его пустое/заполненное состояние даёт нам 1 бит данных: 0 — пустой, 1 — полный. Несмотря на предпринимаемые инженерами усилия, конденсаторы не способны хранить этот заряд вечно и со временем он утекает.

Это означает, что каждую ячейку памяти нужно постоянно обновлять по 15-30 раз в секунду, хотя сам этот процесс довольно быстр: для обновления набора ячеек требуется всего несколько наносекунд. К сожалению, в чипе DRAM множество ячеек, и во время их обновления считывание и запись в них невозможна.

К каждой линии подключено несколько ячеек:

Строго говоря, эта схема неидеальна, потому что для каждого столбца ячеек используется две разрядные линии — если бы мы изобразили всё, то схема бы стала слишком неразборчивой.

Полная строка ячеек памяти называется страницей, а длина её зависит от типа и конфигурации DRAM. Чем длиннее страница, тем больше в ней бит, но и тем большая электрическая мощность нужна для её работы; короткие страницы потребляют меньше мощности, но и содержат меньший объём данных.

Однако нужно учитывать и ещё один важный фактор. При считывании и записи на чип DRAM первым этапом процесса является активация всей страницы. Строка битов (состоящая из нулей и единиц) хранится в буфере строки, который по сути является набором усилителей считывания и защёлок, а не дополнительной памятью. Затем активируется соответствующий столбец для извлечения данных из этого буфера.

Если страница слишком мала, то чтобы успеть за запросами данных, строки нужно активировать чаще; и наоборот — большая страница предоставляет больше данных, поэтому активировать её можно реже. И даже несмотря на то, что длинная строка требует большей мощности и потенциально может быть менее стабильной, лучше стремиться к получению максимально длинных страниц.

Если собрать вместе набор страниц, то мы получим один банк памяти DRAM. Как и в случае страниц, размер и расположение строк и столбцов ячеек играют важную роль в количестве хранимых данных, скорости работы памяти, энергопотреблении и так далее.

Например, схема может состоять из 4 096 строк и 4 096 столбцов, при этом полный объём одного банка будет равен 16 777 216 битам или 2 мегабайтам. Но не у всех чипов DRAM банки имеют квадратную структуру, потому что длинные страницы лучше, чем короткие. Например, схема из 16 384 строк и 1 024 столбцов даст нам те же 2 мегабайта памяти, но каждая страница будет содержать в четыре раза больше памяти, чем в квадратной схеме.

Все страницы в банке соединены с системой адресации строк (то же относится и к столбцам) и они контролируются сигналами управления и адресами для каждой строки/столбца. Чем больше строк и столбцов в банке, тем больше битов должно использоваться в адресе.

Для банка размером 4 096 x 4 096 для каждой системы адресации требуется 12 бит, а для банка 16 384 x 1 024 потребуется 14 бит на адреса строк и 10 бит на адреса столбцов. Стоит заметить, что обе системы имеют суммарный размер 24 бита.

Если бы чип DRAM мог предоставлять доступ к одной странице за раз, то это было бы не особо удобно, поэтому в них упаковано несколько банков ячеек памяти. В зависимости от общего размера, чип может иметь 4, 8 или даже 16 банков — чаще всего используется 8 банков.

Все эти банки имеют общие шины команд, адресов и данных, что упрощает структуру системы памяти. Пока один банк занят работой с одной командой, другие банки могут продолжать выполнение своих операций.

Весь чип, содержащий все банки и шины, упакован в защитную оболочку и припаян к плате. Она содержит электропроводники, подающие питание для работы DRAM и сигналов команд, адресов и данных.

На фотографии выше показан чип DRAM (иногда называемый модулем), изготовленный компанией Samsung. Другими ведущими производителями являются Toshiba, Micron, SK Hynix и Nanya. Samsung — крупнейший производитель, он имеет приблизительно 40% мирового рынка памяти.

Каждый изготовитель DRAM использует собственную систему кодирования характеристик памяти; на фотографии показан чип на 1 гигабит, содержащий 8 банков по 128 мегабита, выстроенных в 16 384 строки и 8 192 столбца.

Выше по рангу

Компании-изготовители памяти берут несколько чипов DRAM и устанавливают их на одну плату, называемую DIMM. Хотя D расшифровывается как dual (двойная), это не значит, что на ней два набора чипов. Под двойным подразумевается количество электрических контактов в нижней части платы; то есть для работы с модулями используются обе стороны платы.

Сами DIMM имеют разный размер и количество чипов:

На фотографии сверху показана стандартная DIMM для настольного ПК, а под ней находится так называемая SO-DIMM (small outline, «DIMM малого профиля»). Маленький модуль предназначен для ПК малого форм-фактора, например, ноутбуков и компактных настольных компьютеров. Из-за малого пространства уменьшается количество используемых чипов, изменяется скорость работы памяти, и так далее.

Существует три основных причины для использования нескольких чипов памяти на DIMM:

• Это увеличивает объём доступного хранилища
• В любой момент времени возможен доступ только к одному банку, поэтому благодаря работе остальных в фоновом режиме повышается производительность.
• Шина адреса в процессоре, обрабатывающая память, шире, чем шина DRAM.

Последнее очень важно, потому что в большинстве чипов DRAM используется только 8-битная шина данных. Однако CPU и GPU в этом от них отличаются: например, CPU AMD Ryzen 7 3800X имеет два встроенных 64-битных контроллера, а в Radeon RX 5700 XT встроено восемь 32-битных контроллеров.

То есть каждому DIMM, который устанавливается в компьютер с Ryzen, потребуется восемь модулей DRAM (8 чипов x 8 бит = 64 бита). Можно подумать, что графическая карта 5700 XT будет иметь 32 чипа памяти, но у неё их только 8. Что же это нам даёт?

В чипы памяти, предназначенные для графических карт, устанавливают больше банков, обычно 16 или 32, потому что для 3D-рендеринга необходим одновременный доступ к большому объёму данных.

Один ранг и два ранга

Множество модулей памяти, «заполняющих» шину данных контроллера памяти, называется рангом, и хотя к контроллеру можно подключить больше одного ранга, за раз он может получать данные только от одного ранга (потому что ранги используют одну шину данных). Это не вызывает проблем, потому что пока один ранг занимается ответом на переданную ему команду, другому рангу можно передать новый набор команд.

Платы DIMM могут иметь несколько рангов и это особенно полезно, когда вам нужно огромное количество памяти, но на материнской плате мало разъёмов под RAM.

Так называемые схемы с двумя (dual) или четырьмя (quad) рангами потенциально могут обеспечить большую производительность, чем одноранговые, но увеличение количества рангов быстро повышает нагрузку на электрическую систему. Большинство настольных ПК способно справиться только с одним-двумя рангами на один контроллер. Если системе нужно больше рангов, то лучше использовать DIMM с буферизацией: такие платы имеют дополнительный чип, облегчающий нагрузку на систему благодаря хранению команд и данных в течение нескольких циклов, прежде чем передать их дальше.

Множество модулей памяти Nanya и один буферный чип — классическая серверная RAM

Но не все ранги имеют размер 64 бита — используемые в серверах и рабочих станциях DIMM часто размером 72 бита, то есть на них есть дополнительный модуль DRAM. Этот дополнительный чип не обеспечивает повышение объёма или производительности; он используется для проверки и устранения ошибок (error checking and correcting, ECC).

Вы ведь помните, что всем процессорам для работы нужна память? В случае ECC RAM небольшому устройству, выполняющему работу, предоставлен собственный модуль.

Шина данных в такой памяти всё равно имеют ширину всего 64 бита, но надёжность хранения данных значительно повышается. Использование буферов и ECC только незначительно влияет на общую производительность, зато сильно повышает стоимость.

Жажда скорости

У всех DRAM есть центральный тактовый сигнал ввода-вывода (I/O, input/output) — напряжение, постоянно переключающееся между двумя уровнями; он используется для упорядочивания всего, что выполняется в чипе и шинах памяти.

Если бы мы вернулись назад в 1993 год, то смогли бы приобрести память типа SDRAM (synchronous, синхронная DRAM), которая упорядочивала все процессы с помощью периода переключения тактового сигнала из низкого в высокое состояние. Так как это происходит очень быстро, такая система обеспечивает очень точный способ определения времени выполнения событий. В те времена SDRAM имела тактовые сигналы ввода-вывода, обычно работавшие с частотой от 66 до 133 МГц, и за каждый такт сигнала в DRAM можно было передать одну команду. В свою очередь, чип за тот же промежуток времени мог передать 8 бит данных.

Быстрое развитие SDRAM, ведущей силой которого был Samsung, привело к созданию в 1998 году её нового типа. В нём передача данных синхронизировалась по повышению и падению напряжения тактового сигнала, то есть за каждый такт данные можно было дважды передать в DRAM и обратно.

Как же называлась эта восхитительная новая технология? Double data rate synchronous dynamic random access memory (синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных). Обычно её просто называют DDR-SDRAM или для краткости DDR.

Память DDR быстро стала стандартом (из-за чего первоначальную версию SDRAM переименовали в single data rate SDRAM, SDR-DRAM) и в течение последующих 20 лет оставалась неотъемлемой частью всех компьютерных систем.

Прогресс технологий позволил усовершенствовать эту память, благодаря чему в 2003 году появилась DDR2, в 2007 году — DDR3, а в 2012 году — DDR4. Каждая новая версия обеспечивала повышение производительности благодаря ускорению тактового сигнала ввода-вывода, улучшению систем сигналов и снижению энергопотребления.

DDR2 внесла изменение, которое мы используем и сегодня: генератор тактовых сигналов ввода-вывода превратился в отдельную систему, время работы которой задавалось отдельным набором синхронизирующих сигналов, благодаря чему она стала в два раза быстрее. Это аналогично тому, как CPU используют для упорядочивания работы тактовый сигнал 100 МГц, хотя внутренние синхронизирующие сигналы работают в 30-40 раз быстрее.

DDR3 и DDR4 сделали шаг вперёд, увеличив скорость тактовых сигналов ввода-вывода в четыре раза, но во всех этих типах памяти шина данных для передачи/получения информации по-прежнему использовала только повышение и падение уровня сигнала ввода-вывода (т.е. удвоенную частоту передачи данных).

Сами чипы памяти не работают на огромных скоростях — на самом деле, они шевелятся довольно медленно. Частота передачи данных (измеряемая в миллионах передач в секунду — millions of transfers per second, MT/s) в современных DRAM настолько высока благодаря использованию в каждом чипе нескольких банков; если бы на каждый модуль приходился только один банк, всё работало бы чрезвычайно медленно.

Каждая новая версия DRAM не обладает обратной совместимостью, то есть используемые для каждого типа DIMM имеют разные количества электрических контактов, разъёмы и вырезы, чтобы пользователь не мог вставить память DDR4 в разъём DDR-SDRAM.
Сверху вниз: DDR-SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4

DRAM для графических плат изначально называлась SGRAM (synchronous graphics, синхронная графическая RAM). Этот тип RAM тоже подвергался усовершенствованиям, и сегодня его для понятности называют GDDR. Сейчас мы достигли версии 6, а для передачи данных используется система с учетверённой частотой, т.е. за тактовый цикл происходит 4 передачи.

Кроме более высокой частоты передачи, графическая DRAM обеспечивает дополнительные функции для ускорения передачи, например, возможность одновременного открытия двух страниц одного банка, работающие в DDR шины команд и адресов, а также чипы памяти с гораздо большими скоростями тактовых сигналов.

Какой же минус у всех этих продвинутых технологий? Стоимость и тепловыделение.

Один модуль GDDR6 примерно вдвое дороже аналогичного чипа DDR4, к тому же при полной скорости он становится довольно горячим — именно поэтому графическим картам с большим количеством сверхбыстрой RAM требуется активное охлаждение для защиты от перегрева чипов.

Скорость битов

Производительность DRAM обычно измеряется в количестве битов данных, передаваемых за секунду. Ранее в этой статье мы говорили, что используемая в качестве системной памяти DDR4 имеет чипы с 8-битной шириной шины, то есть каждый модуль может передавать до 8 бит за тактовый цикл.

То есть если частота передачи данных равна 3200 MT/s, то пиковый результат равен 3200 x 8 = 25 600 Мбит в секунду или чуть больше 3 ГБ/с. Так как большинство DIMM имеет 8 чипов, потенциально можно получить 25 ГБ/с. Для GDDR6 с 8 модулями этот результат был бы равен 440 ГБ/с!

Обычно это значение называют полосой пропускания (bandwidth) памяти; оно является важным фактором, влияющим на производительность RAM. Однако это теоретическая величина, потому что все операции внутри чипа DRAM не происходят одновременно.

Чтобы разобраться в этом, давайте взглянем на показанное ниже изображение. Это очень упрощённое (и нереалистичное) представление того, что происходит, когда данные запрашиваются из памяти.

На первом этапе активируется страница DRAM, в которой содержатся требуемые данные. Для этого памяти сначала сообщается, какой требуется ранг, затем соответствующий модуль, а затем конкретный банк.

Чипу передаётся местоположение страницы данных (адрес строки), и он отвечает на это передачей целой страницы. На всё это требуется время и, что более важно, время нужно и для полной активации строки, чтобы гарантировать полную блокировку строки битов перед выполнением доступа к ней.

Затем определяется соответствующий столбец и извлекается единственный бит информации. Все типы DRAM передают данные пакетами, упаковывая информацию в единый блок, и пакет в современной памяти почти всегда равен 8 битам. То есть даже если за один тактовый цикл извлекается один бит, эти данные нельзя передать, пока из других банков не будет получено ещё 7 битов.

А если следующий требуемый бит данных находится на другой странице, то перед активацией следующей необходимо закрыть текущую открытую страницу (это процесс называется pre-charging). Всё это, разумеется, требует больше времени.

Все эти различные периоды между временем отправки команды и выполнением требуемого действия называются таймингами памяти или задержками. Чем ниже значение, тем выше общая производительность, ведь мы тратим меньше времени на ожидание завершения операций.

Некоторые из этих задержек имеют знакомые фанатам компьютеров названия:

Существует ещё много других таймингов и все их нужно тщательно настраивать, чтобы DRAM работала стабильно и не искажала данные, имея при этом оптимальную производительность. Как можно увидеть из таблицы, схема, демонстрирующая циклы в действии, должна быть намного шире!

Хотя при выполнении процессов часто приходится ждать, команды можно помещать в очереди и передавать, даже если память занята чем-то другим. Именно поэтому можно увидеть много модулей RAM там, где нам нужна производительность (системная память CPU и чипы на графических картах), и гораздо меньше модулей там, где они не так важны (в жёстких дисках).

Тайминги памяти можно настраивать — они не заданы жёстко в самой DRAM, потому что все команды поступают из контроллера памяти в процессоре, который использует эту память. Производители тестируют каждый изготавливаемый чип и те из них, которые соответствуют определённым скоростям при заданном наборе таймингов, группируются вместе и устанавливаются в DIMM. Затем тайминги сохраняются в небольшой чип, располагаемый на плате.

Даже памяти нужна память. Красным указано ПЗУ (read-only memory, ROM), в котором содержится информация SPD.

Процесс доступа к этой информации и её использования называется serial presence detect (SPD). Это отраслевой стандарт, позволяющий BIOS материнской платы узнать, на какие тайминги должны быть настроены все процессы.

Многие материнские платы позволяют пользователям изменять эти тайминги самостоятельно или для улучшения производительности, или для повышения стабильности платформы, но многие модули DRAM также поддерживают стандарт Extreme Memory Profile (XMP) компании Intel. Это просто дополнительная информация, хранящаяся в памяти SPD, которая сообщает BIOS: «Я могу работать с вот с такими нестандартными таймингами». Поэтому вместо самостоятельной возни с параметрами пользователь может настроить их одним нажатием мыши.

Спасибо за службу, RAM!

В отличие от других уроков анатомии, этот оказался не таким уж грязным — DIMM сложно разобрать и для изучения модулей нужны специализированные инструменты. Но внутри них таятся потрясающие подробности.

Возьмите в руку планку памяти DDR4-SDRAM на 8 ГБ из любого нового ПК: в ней упаковано почти 70 миллиардов конденсаторов и такое же количество транзисторов. Каждый из них хранит крошечную долю электрического заряда, а доступ к ним можно получить за считанные наносекунды.

Даже при повседневном использовании она может выполнять бесчисленное количество команд, и большинство из плат способны без малейших проблем работать многие годы. И всё это меньше чем за 30 долларов? Это просто завораживает.

DRAM продолжает совершенствоваться — уже скоро появится DDR5, каждый модуль которой обещает достичь уровня полосы пропускания, с трудом достижимый для двух полных DIMM типа DDR4. Сразу после появления она будет очень дорогой, но для серверов и профессиональных рабочих станций такой скачок скорости окажется очень полезным.

См. также:

Ячейка памяти (вычисления) - Memory cell (computing)

часть памяти компьютера

Схема кремниевой реализации шеститранзисторной ячейки памяти SRAM.

Ячейка памяти является основным строительным блоком памяти компьютера . Ячейка памяти - это электронная схема, которая хранит один бит двоичной информации, и она должна быть настроена на сохранение логической 1 (высокий уровень напряжения) и сброшена для сохранения логического 0 (низкий уровень напряжения). Его значение сохраняется / сохраняется до тех пор, пока оно не будет изменено процессом установки / сброса. Доступ к значению в ячейке памяти можно получить, прочитав его.

На протяжении всей истории вычислений использовались разные архитектуры ячеек памяти, в том числе основная память и пузырьковая память . Сегодня наиболее распространенной архитектурой ячеек памяти является МОП-память , которая состоит из ячеек памяти металл-оксид-полупроводник (МОП). Современная оперативная память (RAM) использует полевые МОП-транзисторы (MOSFET) в качестве триггеров, а также МОП-конденсаторы для определенных типов оперативной памяти.

Ячейка памяти SRAM ( статическая RAM ) представляет собой тип триггерной схемы, обычно реализуемой с использованием полевых МОП-транзисторов. Они требуют очень низкой мощности, чтобы сохранить сохраненное значение, когда к нему нет доступа. Второй тип, DRAM ( динамическое ОЗУ ), основан на МОП-конденсаторах. Зарядка и разрядка конденсатора может сохранять в ячейке «1» или «0». Однако заряд в этом конденсаторе будет медленно рассеиваться, и его необходимо периодически обновлять. Из-за этого процесса обновления DRAM потребляет больше энергии. Однако с помощью DRAM можно добиться большей плотности хранения.

С другой стороны, большая часть энергонезависимой памяти (NVM) основана на архитектурах ячеек памяти с плавающим затвором . Технологии энергонезависимой памяти, включая EPROM , EEPROM и флэш-память, используют ячейки памяти с плавающим затвором, которые основаны на транзисторах MOSFET с плавающим затвором .

Описание

Ячейка памяти - это фундаментальный строительный блок памяти. Он может быть реализован с использованием различных технологий, таких как биполярные , MOS и другие полупроводниковые устройства . Он также может быть изготовлен из магнитного материала, такого как ферритовые сердечники или магнитные пузыри. Независимо от используемой технологии реализации, назначение двоичной ячейки памяти всегда одно и то же. Он хранит один бит двоичной информации, к которой можно получить доступ, прочитав ячейку, и он должен быть настроен на сохранение 1 и сброс для сохранения 0.

Значимость

Квадратный массив читаемых ячеек памяти DRAM

Логические схемы без ячеек памяти или путей обратной связи называются комбинационными , их выходные значения зависят только от текущего значения их входных значений. У них нет памяти. Но память - ключевой элемент цифровых систем . В компьютерах он позволяет хранить как программы, так и данные, а ячейки памяти также используются для временного хранения выходных данных комбинационных схем, которые впоследствии будут использоваться цифровыми системами. Логические схемы, использующие ячейки памяти, называются последовательными схемами . Его выход зависит не только от текущего значения входов, но и от предыдущего состояния схемы, определяемого значениями, хранящимися в ячейках памяти. Эти схемы требуют для своей работы синхронизирующего генератора или часов.

Компьютерная память, используемая в большинстве современных компьютерных систем , построена в основном из ячеек DRAM; поскольку компоновка намного меньше, чем SRAM, она может быть более плотно упакована, что даст более дешевую память с большей емкостью. Поскольку ячейка памяти DRAM хранит свое значение как заряд конденсатора, и есть проблемы с утечкой тока, ее значение необходимо постоянно перезаписывать. Это одна из причин, по которым ячейки DRAM работают медленнее, чем ячейки SRAM (статическое RAM) большего размера, значение которых всегда доступно. Вот причина , почему SRAM память используется для on- микросхемы кэш - памяти , включенного в современных микропроцессорных чипов.

История

11 декабря 1946 года Фредди Уильямс подал заявку на патент на свое запоминающее устройство на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) ( трубка Вильямса ) со 128 40- битными словами. Он был введен в эксплуатацию в 1947 году и считается первой практической реализацией оперативной памяти (ОЗУ). В том же году Фредерик Вие подал первые заявки на патент на память с магнитным сердечником . Практическая память на магнитных сердечниках была разработана Ан Вангом в 1948 году и улучшена Джеем Форрестером и Яном А. Райчманом в начале 1950-х годов, прежде чем она была коммерциализирована с компьютером Whirlwind в 1953 году. Кен Олсен также внес свой вклад в его разработку.

Полупроводниковая память началась в начале 1960-х годов с биполярных ячеек памяти, сделанных из биполярных транзисторов . Хотя он улучшил производительность, он не мог конкурировать с более низкой ценой на память с магнитным сердечником.

Ячейки памяти MOS

Изобретение MOSFET ( полевого транзистора металл-оксид-полупроводник), также известного как MOS-транзистор, Мохамедом М. Аталлой и Давоном Канг в Bell Labs в 1959 году, позволило практическое использование металл-оксид-полупроводник (MOS ) транзисторы в качестве элементов хранения ячеек памяти, функция, ранее выполняемая магнитными сердечниками . Первые современные ячейки памяти были введены в 1964 году, когда Джон Шмидт разработал первый 64-битный р-канальный МОП ( МОП ) статическая память с произвольным доступом (ОЗУ).

SRAM обычно имеет ячейки с шестью транзисторами , тогда как DRAM (динамическая память с произвольным доступом) обычно имеет ячейки с одним транзистором. В 1965 году электронный калькулятор Toshiba Toscal BC-1411 использовал форму емкостной биполярной памяти DRAM, хранящей 180-битные данные в дискретных ячейках памяти, состоящих из германиевых биполярных транзисторов и конденсаторов. Технология MOS является основой современной памяти DRAM. В 1966 году доктор Роберт Х. Деннард из исследовательского центра IBM Thomas J. Watson работал над MOS-памятью. Изучая характеристики технологии МОП, он обнаружил, что она способна создавать конденсаторы , и что сохранение заряда или отсутствие заряда на МОП-конденсаторе может представлять 1 и 0 бита, в то время как МОП-транзистор может управлять записью заряда в конденсатор. Это привело к его разработке ячейки памяти DRAM с одним транзистором. В 1967 году Деннард подал патент на ячейку памяти DRAM с одним транзистором, основанную на технологии MOS.

Первый коммерческий биполярный 64-битный SRAM был выпущен Intel в 1969 году с 3101 Schottky TTL . Год спустя был выпущен первый чип интегральной схемы DRAM , Intel 1103 , основанный на технологии MOS. К 1972 году он побил предыдущие рекорды по продажам полупроводниковой памяти . Чипы DRAM в начале 1970-х годов имели ячейки с тремя транзисторами, прежде чем ячейки с одним транзистором стали стандартом с середины 1970-х годов.

CMOS- память была коммерциализирована RCA , которая выпустила 288-битную микросхему памяти CMOS SRAM в 1968 году. CMOS-память изначально была медленнее памяти NMOS , которая более широко использовалась компьютерами в 1970-х. В 1978 году Hitachi представила процесс двухлуночной КМОП со своей  микросхемой памяти HM6147 (4 КБ SRAM), изготовленной по технологии 3 мкм . Микросхема HM6147 могла соответствовать производительности самой быстрой микросхемы памяти NMOS того времени, в то время как HM6147 также потреблял значительно меньше энергии. Обладая сопоставимой производительностью и гораздо меньшим энергопотреблением, процесс КМОП с двумя лунками в конечном итоге обогнал NMOS как наиболее распространенный процесс производства полупроводников для компьютерной памяти в 1980-х годах.

Двумя наиболее распространенными типами ячеек памяти DRAM с 1980-х годов были ячейки траншейного конденсатора и ячейки с пакетом конденсаторов. Ячейки с канавками-конденсаторами представляют собой отверстия (канавки), сделанные в кремниевой подложке, боковые стенки которой используются в качестве ячейки памяти, тогда как ячейки с пакетными конденсаторами являются самой ранней формой трехмерной памяти (3D-память), где ячейки памяти укладываются вертикально в трехмерную ячеистую структуру. Оба дебютировали в 1984 году, когда Hitachi представила память на основе траншейных конденсаторов, а Fujitsu - память на основе накопительных конденсаторов.

МОП-ячейки памяти с плавающим затвором

С плавающим затвором МОП - транзистор (FGMOS) был изобретен Давоном Канга и Саймона Sze в Bell Labs в 1967 г. Они предложили концепцию ячеек памяти с плавающим затвором, с использованием FGMOS транзисторов, которые могут быть использованы для получения перепрограммируемой ROM (память только для чтения ). Ячейки памяти с плавающим затвором позже стали основой для технологий энергонезависимой памяти (NVM), включая EPROM (стираемое программируемое ПЗУ), EEPROM (электрически стираемое программируемое ПЗУ) и флэш-память .

Флэш-память была изобретена Фудзио Масуока в компании Toshiba в 1980 году. Масуока и его коллеги представили изобретение NOR-флеш-памяти в 1984 году, а затем NAND-флеш-памяти в 1987 году. Флеш-память с многоуровневыми ячейками (MLC) была представлена NEC , которая продемонстрировала четырехъядерные технологии. Уровни ячеек в флеш-чипе объемом 64 Мбайт , хранящем по 2 бита на ячейку, в 1996 году. 3D V-NAND , в котором ячейки флэш-памяти укладываются вертикально с использованием технологии трехмерной флэш-ловушки заряда (CTP), впервые была анонсирована Toshiba в 2007 году и впервые появилась на рынке произведен компанией Samsung Electronics в 2013 году.  

Реализация

На следующих схемах подробно описаны три наиболее часто используемые реализации ячеек памяти:

• Ячейка динамической памяти с произвольным доступом (DRAM)
• Ячейка статической оперативной памяти (SRAM)
• Вьетнамки, такие как J / K, показанные ниже.

Ячейка DRAM (1 транзистор и один конденсатор)

Ячейка SRAM (6 транзисторов)

Вьетнамки J / K с синхронизацией

Операция

Ячейка памяти DRAM

Die из MT4C1024 интегрирующей одно- mebibit из DRAM ячеек памяти.

Место хранения

Запоминающим элементом ячейки памяти DRAM является конденсатор, обозначенный (4) на схеме выше. Заряд, накопленный в конденсаторе, со временем уменьшается, поэтому его значение необходимо периодически обновлять (считывать и перезаписывать). NMOS - транзистор (3) действует как ворота , чтобы позволить чтение или запись при открытии или хранении в закрытом состоянии .

Чтение

Для чтения строки Word (2) вводится логическая 1 (высокое напряжение) на затвор nMOS- транзистора (3), что делает его проводящим, и заряд, накопленный на конденсаторе (4), затем передается на разрядную линию (1). . Разрядная линия будет иметь паразитную емкость (5), которая будет истощать часть заряда и замедлять процесс чтения. Емкость разрядной шины будет определять необходимый размер накопительного конденсатора (4). Это компромисс. Если накопительный конденсатор слишком мал, напряжению разрядной линии потребуется слишком много времени, чтобы подняться или даже не подняться выше порога, необходимого усилителям на конце разрядной линии. Поскольку процесс считывания снижает заряд накопительного конденсатора (4), его значение перезаписывается после каждого считывания.

Письмо

Процесс записи самый простой, желаемое значение логической 1 (высокое напряжение) или логического 0 (низкое напряжение) вводится в разрядную линию. Шина слов активирует nMOS- транзистор (3), соединяющий его с накопительным конденсатором (4). Единственная проблема заключается в том, чтобы держать его открытым достаточно времени, чтобы убедиться, что конденсатор полностью заряжен или разряжен, прежде чем отключать nMOS-транзистор (3).

Ячейка памяти SRAM

Ячейка памяти SRAM, изображающая контур инвертора в виде ворот Анимированная защелка SR. Черный и белый означают логические «1» и «0» соответственно.
(A) S = 1, R = 0: установить
(B) S = 0, R = 0: удерживать
(C) S = 0, R = 1: сбросить
(D) S = 1, R = 1: не разрешено
Переход от ограниченной комбинации (D) до (A) приводит к нестабильному состоянию.

Место хранения

Принцип работы ячейки памяти SRAM может быть легче понять, если транзисторы с M1 по M4 нарисованы как логические вентили . Таким образом, становится ясно, что по своей сути хранилище ячеек построено с использованием двух инверторов с перекрестной связью . Этот простой цикл создает бистабильную схему. Логическая 1 на входе первого инвертора превращается в 0 на его выходе и подается на второй инвертор, который преобразует этот логический 0 обратно в логическую 1, возвращая то же значение на вход первого инвертора. Это создает стабильное состояние, которое не меняется со временем. Точно так же в другом стабильном состоянии схемы должен быть логический 0 на входе первого инвертора. После того, как он был дважды инвертирован, он также вернет то же значение.

Следовательно, существует только два стабильных состояния, в которых может находиться схема:

• Q{\ displaystyle \ scriptstyle Q} = 0 и   = 1Q¯{\ displaystyle \ scriptstyle {\ overline {Q}}}
• Q{\ displaystyle \ scriptstyle Q} = 1 и   = 0Q¯{\ displaystyle \ scriptstyle {\ overline {Q}}}

Чтение

Чтобы прочитать содержимое ячейки памяти, хранящейся в шлейфе, транзисторы M5 и M6 должны быть включены. когда они получают напряжение на свои вентили от словарной линии ( ), они становятся проводящими, и поэтому  значения и   передаются в битовую линию ( ) и ее дополнение ( ). Наконец, эти значения усиливаются в конце битовых строк.WL{\ displaystyle \ scriptstyle WL}Q{\ displaystyle \ scriptstyle Q}Q¯{\ displaystyle \ scriptstyle {\ overline {Q}}}BL{\ displaystyle \ scriptstyle BL}BL¯{\ displaystyle \ scriptstyle {\ overline {BL}}}

Письмо

Процесс записи аналогичен, разница в том, что теперь новое значение, которое будет храниться в ячейке памяти, передается в битовую строку ( ), а инвертированное - в ее дополнение ( ). Следующие транзисторы M5 и M6 открываются путем ввода логической единицы (высокое напряжение) в словарную шину ( ). Это эффективно подключает разрядные шины к стабильному контуру инвертора. Возможны два случая: BL{\ displaystyle \ scriptstyle BL}BL¯{\ displaystyle \ scriptstyle {\ overline {BL}}}WL{\ displaystyle \ scriptstyle WL}

1. Если значение цикла совпадает с новым управляемым значением, изменений нет.
2. Если значение цикла отличается от нового управляемого значения, есть два конфликтующих значения, чтобы напряжение в битовых линиях перезаписало выходной сигнал инверторов, размер транзисторов M5 и M6 должен быть больше, чем размер транзисторов транзисторы М1-М4. Это позволяет большему току протекать через первые и, следовательно, увеличивает напряжение в направлении нового значения, в какой-то момент контур будет усиливать это промежуточное значение до полной шины.

Резкий поворот

Триггер имеет множество различных реализаций, его элемент хранения, как правило, Защелка состоящую из затвора NAND петли или логический элемент петля с дополнительными воротами используется для реализации тактирования. Его значение всегда доступно для чтения в качестве вывода. Значение сохраняется до тех пор, пока оно не будет изменено в процессе установки или сброса. Триггеры обычно реализуются с использованием полевых МОП- транзисторов.

Плавающие ворота

Ячейка флэш-памяти

Ячейки памяти с плавающим затвором , основанные на транзисторах MOSFET с плавающим затвором , используются для большинства технологий энергонезависимой памяти (NVM), включая EPROM , EEPROM и флэш-память . По словам Р. Беза и А. Пировано:

Ячейка памяти с плавающим затвором представляет собой МОП- транзистор с затвором, полностью окруженным диэлектриками (рис. 1.2), плавающим затвором (FG) и электрически управляемым управляющим затвором с емкостной связью (CG). Будучи электрически изолированным, FG действует как накопительный электрод для устройства ячейки. Заряд, вводимый в FG, сохраняется там, позволяя модулировать «кажущееся» пороговое напряжение (т. Е. VT, видимое из CG) транзистора ячейки.

Смотрите также

Рекомендации

Принцип работы NAND-памяти | SSD-накопители | Блог

Современные мобильные гаджеты, повышение быстродействия компьютерных систем и производство недорогих, но быстрых накопителей для хранения большого объема информации напрямую связано с микросхемами памяти.

В быстродействующих устройствах хранения данных используются микросхемы флеш-памяти. Анонсировали их в 1988-89 году, когда компании Intel и Toshiba представили память с архитектурой NOR (Intel) и NAND (Toshiba). Именно вторая разновидность стала наиболее популярной, так как имела больше возможностей для миниатюризации. Почему, сейчас разберемся.

Полевой транзистор с плавающим затвором — основа ячейки памяти

Основой всей технологии флеш-памяти, в том числе и NAND, является полевой транзистор с плавающим затвором. В общем случае его структура выглядит так:

Перед нами обычный полевой транзистор, у которого, помимо управляющего, появился еще один затвор. Так вот в этом затворе, называющемся «плавающий», как раз и кроется вся особенность технологии.

Дело в том, что этот затвор и полупроводник, представляющий собой канал транзистора между стоком и истоком, разделяет тонкий слой диэлектрика. Электроны воздействии положительного напряжения к затвору, смогут не только направиться по своему обычному пути внутри полупроводника, но и «перескочить» с помощью инжекции или туннелирования через слой диэлектрика в плавающий затвор.

Разумеется, так смогут сделать не все электроны, а только их часть — те, которые получили большую энергию. При этом они не пробивают слой диэлектрика в физическом смысле, а в соответствии со своими квантово-волновыми свойствами «перепрыгивают» сразу в плавающий затвор. Вернуться обратно «перепрыгнувшие» электроны не могут, так как у них для этого не хватает энергии.

То есть, мы можем подать напряжение и тем самым «затащить» электроны в плавающий затвор. Они там останутся,  когда мы включим транзистор в следующий раз ­— заряд, сосредоточенный на плавающем затворе окажет влияние на расположенный под ними канал между стоком и истоком: пропустит или не пропустит ток через транзистор независимо от напряжения на управляющем затворе. В самом простом случае мы получаем два состояния — ток есть или тока нет. Ноль и единицу. Что нам и требовалось.

Причем это состояние может сохраняться достаточно долго. Конечно, это время не бесконечно. Постепенно заряд на «плавающем» затворе потеряется. Но этого времени вполне достаточно для хранения информации в реальных условиях применения, так как речь идет о годах.

Разумеется, записанную информацию, то есть, заряд на плавающем затворе, можно стереть. Для этого достаточно подать на управляющий затвор напряжение обратной полярности, чтобы электроны смогли покинуть плавающий затвор и вернулись в проводящий канал транзистора. До этого времени заряд и логическое состояние транзистора сохраняется из-за того, что энергии электронов недостаточно для преодоления потенциального и физического барьера в виде тонкого слоя диэлектрика.

В процессе развития и миниатюризации технология изготовления полевых транзисторов с плавающим затвором менялась и совершенствовалась. Если первые элементы памяти создавали в планарном виде на поверхности кристалла, то сейчас используется технология 3D NAND или V-NAND (разные маркетинговые названия), в которой структура транзистора сформирована не на горизонтальной плоскости, а на вертикальной. Это позволяет экономить площадь и увеличивать объем памяти, который размещается в одной микросхеме. Принцип работы транзистора при этом остается прежним.

Кроме того, сейчас используют не только металлические плавающие затворы. Появились технологии изготовления кристаллов микросхем, повышающие их надежность и позволяющие удерживать заряд в течение большего времени. Например, компания Samsung использует для захвата зарядов и работы в качестве «плавающего затвора» изолированные области из непроводящего материала нитрида кремния SiN. Они называются 3D Charge Trap Flash — «ловушки заряда». Их применение увеличивает срок хранения заряда, а, следовательно, и информации в ячейке, а также делает микросхемы экономичнее в плане энергопотребления.

NAND и NOR ячейки памяти — как они работают

Транзисторы с плавающим затвором соединяются в матрицы, хранящие слова данных по нужным адресам, разными способами. Основными являются NAND и NOR. Эти аббревиатуры представляют собой сокращения словосочетаний «Not AND» и «Not OR» — соответственно «И-НЕ» и «ИЛИ-НЕ».

Схематично способ построения матриц в двух случаях выглядит так:

Как видите из представленных схем, построение матрицы по схеме NOR удобно тем, что можно просто получить доступ к любой конкретной ячейке и записать информацию именно в нее. В случае с NAND несколько одиночных ячеек памяти соединены последовательно и для того, чтобы записать состояние «ноля» в одну из них, надо, чтобы все другие были открыты и пропускали ток.

Именно по этой причине стирание информации в микросхемы NAND-памяти производится поблочно, а для того, чтобы записать новые данные, обновляют информацию сразу для множества ячеек (осуществляют запись «постранично»). Но зато такая схемотехника позволила значительно упростить топологию и сократить размеры ячеек памяти на кристалле. Поэтому в современной микроэлектронике именно NAND-память является основной. И когда вы покупаете новый SSD-диск, то в нем стоят именно микросхемы с NAND-памятью.

Как в одной ячейке удается хранить до 4 бит данных

Небольшими размерами преимущества ячеек NAND-памяти не ограничивается.  Еще один интересный и полезный момент заключается в том, что в них можно записать не один, а несколько (до четырех) битов информации. Теоретически можно и больше, но пока реально можно говорить только о четырех, так как дальше начинаются серьезные технические сложности. Тем не менее, на мероприятии Flash Memory Summit 2019 представители компании Toshiba уже представили идею записи по пять бит данных в каждую ячейку. Но пока до практического применения дело ещё не дошло.

Разберемся, как работает запись нескольких бит информации в одну ячейку. Транзистор с плавающим затвором представляет собой элемент, который может находиться не только в двух состояниях — закрытом и открытом, но и в промежуточных. Фактически это аналоговый элемент, способный пропускать по цепи сток-исток ток разной величины в зависимости от того, какой заряд имеется на затворах и какое поле им создается.

Это значит, что можно «загнать» в плавающий затвор (в 3D NAND — в «ловушку зарядов») столько электронов, сколько понадобится, чтобы пропускать определенный ток через транзистор при определенном значении порогового напряжения. Таких пороговых напряжений может быть несколько, так как есть возможность накопить заряд больше или меньше — столько, сколько потребуется, чтобы в ячейке записалась нужная информация. Далее, подавая на транзистор напряжение и контролируя ток, можно судить о его состоянии, то есть о том, какие данные он хранит.

Отсюда и возникают ячейки памяти, в которых хранится не один бит информации, а больше, вплоть до четырех. Поэтому вся память делится на две категории: SLC (сокращение от Single Level Cell — одноуровневые ячейки) и MLC (Multi Level Cell — многоуровневые ячейки).

С SLC-ячейками все просто. Это классические элементы памяти, которые хранят один бит с двумя состояниями, одно из которых соответствует заряженному затвору, а второе — разряженному.

MLC-ячейки в свою очередь подразделяются на:

• MLC-ячейки. Это элементы памяти, в которых может храниться два бита информации. Соответственно, для этого надо точно фиксировать четыре режима работы транзистора, чтобы понять, какая из четырех комбинаций данных хранится — 00, 01, 10, 11.
• TLC-ячейки. TLC — сокращение от Triple Level Cell, трехуровневая ячейка. В них может храниться три бита данных, а, следовательно, потребуется точно фиксировать уже восемь режимов работы транзистора.
• QLC-ячейки. QLC — сокращение от Quad Level Cell, четырехуровневая ячейка. В ней помещается уже четыре бита данных. Но при этом надо фиксировать уже 16 режимов работы транзистора.

Такое увеличение плотности записи с одной стороны повышает объемы накопителей. Но с другой снижается надежность, так как требуется высокая точность записи состояния и последующего чтения данных. Увеличивается и время, которое тратится на чтение и запись данных, так как надо понять, в каком из 4, 8 или 16 режимов находится транзистор.

Дальнейшие перспективы технологии

Чтобы еще больше увеличить плотность хранения данных в одной ячейке и перейти на хранение пяти бит информации, потребуется контролировать уже 32 режима работы транзистора. Учитывая, что питание микросхем составляет единицы вольт, речь идет о том, чтобы соблюдать точность измерения и установки пороговых напряжений в сотые доли вольта. И это только одна из сложностей, которые надо решить.

Кроме того, надо решать такие задачи, как коррекция ошибок, надежность и количество циклов записи/чтения. Последняя проблема — одна из наиболее критичных, так как запись и чтение данных приводит к износу и уменьшению слоя диэлектрика между плавающим затвором и полупроводниковым каналом транзистора, а, следовательно, к выходу из строя ячейки. Именно этот момент является определяющим для времени безотказной работы памяти. Но, вполне возможно, что инженеры скоро найдут решение, позволяющее сделать следующий шаг в увеличении плотности записи. Тогда появятся еще более объемные твердотельные накопители  по низкой цене.

Как называется ячейка быстродействующей памяти расположенная внутри процессора?

Одним из основных элементов компьютера, позволяющим ему нормально функционировать, является память.
Внутренняя память компьютера – это место хранения информации, с которой он работает. Внутренняя память компьютера является временным рабочим пространством; в отличие от нее внешняя память предназначена для долговременного хранения информации. Информация во внутренней памяти не сохраняется при выключении питания.
Память компьютера организована в виде множества ячеек, в которых могут храниться значения; каждая ячейка обозначается адресом. Размеры этих ячеек и, собственно, типы значений, которые могут в них храниться, отличаются у разных компьютеров. Некоторые старые компьютеры имели очень большой размер ячейки, иногда до 64 бит в каждой ячейке. Эти большие ячейки назывались “словами”.

Оперативная память
Оперативная память, или оперативка – это один из главных элементов компьютера. «Оперативная» память потому, что очень быстро работает и позволяет процессору практически без какого-либо заметного ожидания читать информацию из памяти. Содержащиеся в оперативной памяти данные сохранены и доступны только тогда, когда компьютер включен. При выключении компьютера содержимое стирается из оперативной памяти, поэтому перед выключением компа все данные нужно сохранить. От объема оперативной памяти (кстати, еще ее называют ОЗУ – оперативное запоминающее устройство) зависит количество задач, которые одновременно может выполнять компьютер.
Устройства оперативной памяти иногда называют запоминающими устройствами с произвольным доступом. Это означает, что обращение к данным, хранящимся в оперативной памяти, не зависит от порядка их расположения в ней. Когда говорят о памяти компьютера, обычно подразумевают оперативную память, прежде всего микросхемы памяти или модули, в которых хранятся активные программы и данные, используемые процессором.
За несколько лет определение RAM (Random Access Memory) превратилось из обычной аббревиатуры в термин, обозначающий основное рабочее пространство памяти, создаваемое микросхемами динамической оперативной памяти (Dynamic RAM – DRAM) и используемое процессором для выполнения программ. Одним из свойств микросхем DRAM (и, следовательно, оперативной памяти в целом) является динамическое хранение данных, что означает, во-первых, возможность многократной записи информации в оперативную память, а во-вторых, необходимость постоянного обновления данных (т.е., в сущности, их перезапись) примерно каждые 15 мс (миллисекунд). Также существует так называемая статическая оперативная память (Static RAM – SRAM), не требующая постоянного обновления данных.
Термин “оперативная память” часто обозначает не только микросхемы, которые составляют устройства памяти в системе, но включает и такие понятия, как логическое отображение и размещение. Логическое отображение – это способ представления адресов памяти на фактически установленных микросхемах. Размещение – это расположение информации (данных и команд) определенного типа
В большинстве систем оперативной памяти современных ПК используется динамическая оперативная память (Dynamic RAM – DRAM). Основное преимущество памяти этого типа состоит в том, что ее ячейки упакованы очень плотно, т.е. в небольшую микросхему можно упаковать много битов, а значит, на их основе можно построить память большой емкости.
Ячейки памяти в микросхеме DRAM – это крошечные конденсаторы, которые удерживают заряды. Именно так (наличием или отсутствием зарядов) и кодируются биты. Проблемы, связанные с памятью этого типа, вызваны тем, что она динамическая, т.е. должна постоянно регенерироваться, так как в противном случае электрические заряды в конденсаторах памяти будут “стекать” и данные будут потеряны. Регенерация происходит, когда контроллер памяти системы берет крошечный перерыв и обращается ко всем строкам данных в микросхемах памяти. Большинство систем имеют контроллер памяти (обычно встраиваемый в набор микросхем системной платы), который настроен на соответствующую промышленным стандартам частоту регенерации, равную, например, 15 мкс. Ко всем строкам данных обращение осуществляется по прохождении 128 специальных циклов регенерации. Это означает, что каждые 1,92 мс (128×15 мкс) прочитываются все строки в памяти для обеспечения регенерации данных.
Регенерация памяти, к сожалению, отнимает время у процессора: каждый цикл регенерации по длительности занимает несколько циклов центрального процессора. В старых компьютерах циклы регенерации могли занимать до 10% (или больше) процессорного времени, но в современных системах, работающих на частотах, равных сотням мегагерц, расходы на регенерацию составляют 1% (или меньше) процессорного времени. Некоторые системы позволяют изменить параметры регенерации с помощью программы установки параметров CMOS, но увеличение времени между циклами регенерации может привести к тому, что в некоторых ячейках памяти заряд “стечет”, а это вызовет сбои памяти. В большинстве случаев надежнее придерживаться рекомендуемой или заданной по умолчанию частоты регенерации. Поскольку затраты на регенерацию в современных компьютерах составляют менее 1%, изменение частоты регенерации оказывает незначительное влияние на характеристики компьютера. Одним из наиболее приемлемых вариантов является использование для синхронизации памяти значений по умолчанию или автоматических настроек, заданных с помощью Setup BIOS. Большинство современных систем не позволяют изменять заданную синхронизацию памяти, постоянно используя автоматически установленные параметры. При автоматической установке системная плата считывает параметры синхронизации из системы определения последовательности в ПЗУ (serial presence detect – SPD) и устанавливает частоту периодической подачи импульсов в соответствии с полученными данными.
В устройствах DRAM для хранения одного бита используется только один транзистор и пара конденсаторов, поэтому они более вместительны, чем микросхемы других типов памяти. В настоящее время имеются микросхемы динамической оперативной памяти емкостью 16 Гбайт и больше. Это означает, что подобные микросхемы содержат миллиарды транзисторов. В микросхеме памяти все транзисторы и конденсаторы размещаются последователь но, обычно в узлах квадратной решетки, в виде очень простых, периодически повторяющихся структур.
Транзистор для каждого одноразрядного регистра DRAM используется для чтения состояния смежного конденсатора. Если конденсатор заряжен, в ячейке записана 1; если заряда нет – записан 0. Заряды в крошечных конденсаторах все время стекают, вот почему память должна постоянно регенерироваться. Даже мгновенное прерывание подачи питания или какой-нибудь сбой в циклах регенерации приведет к потере заряда в ячейке DRAM, а следовательно, и к потере данных. В работающей системе подобное приводит к появлению “синего” экрана, глобальным отказам системы защиты, повреждению файлов или к полному отказу системы.
Динамическая оперативная память используется в персональных компьютерах; поскольку она недорогая, микросхемы могут быть плотно упакованы, а это означает, что запоминающее устройство большой емкости может занимать небольшое пространство. К сожалению, память этого типа не отличается высоким быстродействием, обычно она намного “медленнее” процессора. Поэтому существует множество различных типов организации DRAM, позволяющих улучшить эту характеристику
Кэш (англ. cache) или сверхоперативная память – очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации.
Кэш-памятью управляет специальное устройство – контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как “попадания”, так и “промахи”. В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.
Кэш-память реализуется на микросхемах статической памяти SRAM (Static RAM), более быстродействующих, дорогих и малоёмких, чем DRAM. Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память, так называемый кэш первого уровня размером до 384 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня ёмкостью до 12 Мб.
Память типа ROM (ПЗУ)
В памяти типа ROM (Read Only Memory) или ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), данные можно только хранить, изменять их нельзя. Именно поэтому такая память используется только для чтения данных. ROM также часто называется энергонезависимой памятью, потому что любые данные, записанные в нее, сохраняются при выключении питания. Поэтому в ROM помещаются команды запуска ПК, т.е. программное обеспечение, которое загружает систему.
ROM и оперативная память – не противоположные понятия. Часть адресного пространства оперативной памяти отводится хранения программного обеспечения, которое позволяет загрузить операционную систему.
Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) – энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты.
В настоящее время в большинстве систем используется одна из форм Flash-памяти, которая называется электрически стираемой программируемой постоянной памятью (Electrically Erasable Programmable Readonly Memory – EEPROM). Flash-память является по-настоящему энергонезависимой и перезаписываемой, она позволяет пользователям легко модифицировать ROM, программно-аппаратные средства системных плат и других компонентов (таких, как видеоадаптеры, платы SCSI, периферийные устройства и т.п.).
Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти – модуль BIOS. Роль BIOS двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент аппаратуры, а с другой стороны – важный модуль любой операционной системы.
BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода-вывода) – совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память.
Основной код BIOS содержится в микросхеме ROM на системной плате, но на платах адаптеров также имеются аналогичные микросхемы. Они содержат вспомогательные подпрограммы BIOS и драйверы, необходимые для конкретной платы, особенно для тех плат, которые должны быть активизированы на раннем этапе начальной загрузки, например видеоадаптер. Платы, не нуждающиеся в драйверах на раннем этапе начальной загрузки, обычно не имеют ROM, потому что их драйверы могут быть загружены с жесткого диска позже – в процессе начальной загрузки.

Дни старого доброго BIOS сочтены. UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) представляет собой более мощную версию, которая лучше соответствует требованиям современного разнообразного “железа”. По своей сути, UEFI является интерфейсом, который отвечает за предзагрузочное окружение операционной системы. Первую реализацию UEFI – EFI представила компания Intel в 2003 году.
CMOS RAM – это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы.

Компьютерная память с ее типами

Компьютерная память

Область, в которой инструкции программы и данные сохраняются для обработки, называется памятью, как человеческий мозг, компьютер. также требует некоторого места для хранения данных и инструкций по их обработке.

CPU не имеет возможности постоянно хранить программы или большой набор данных. Он содержит только базовую инструкцию необходимо для работы с компьютером. Поэтому требуется память.

Типы компьютерной памяти

Воспоминания в основном бывают двух типов, как указано здесь:

1. Внутренняя память
   • Оперативная память (RAM)
     • Статическая RAM (SRAM)
     • Динамическое ОЗУ (DRAM)
   • Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)
     • Маскированная постоянная память для чтения (MROM)
     • Программируемая постоянная память (PROM)
     • Стираемое и программируемое постоянное запоминающее устройство (СППЗУ)
     • Электрически стираемая и программируемая постоянная память (EEPROM)
   • Память с последовательным доступом
   • Кэш-память
   • Виртуальная память
2. Внешняя память
   • Внешние жесткие диски
   • Твердотельный накопитель (SSD)
   • USB-накопитель и т. Д.

Оперативная память (RAM)

RAM представляет собой внутреннюю память CPU для хранения данных, программы и результатов программы. Это память для чтения / записи. Это называется оперативной памятью (RAM).

Поскольку время доступа в ОЗУ не зависит от адреса слова, то есть каждое место хранения внутри памяти так же легко добраться, как и другое место, и занимает столько же времени. Мы можем проникнуть в память наугад и чрезвычайно быстро, но также может быть довольно дорогим.

RAM является энергозависимым, то есть данные, хранящиеся в ней, теряются, когда мы выключаем или выключаем компьютер, или если есть питание Неудача. Следовательно, с компьютерами часто используется резервная система бесперебойного питания (ИБП).

ОЗУ

невелико, как с точки зрения физического размера, так и с точки зрения объема данных, которые можно хранить.

Типы RAM

RAM бывает двух типов:

1. Статическая RAM (SRAM)
2. Динамическая память (DRAM)

Статическая RAM (SRAM)

Слово static указывает, что память сохраняет свое содержимое, пока остается поданным питание.

Однако данные теряются при отключении питания из-за нестабильности.

В микросхемах статического ОЗУ

используется матрица из 6 транзисторов без конденсаторов.

Транзисторы

не требуют питания для предотвращения утечки, поэтому статическое ОЗУ не нужно обновлять на регулярной основе. Из-за дополнительное пространство в матрице, статическая ОЗУ использует больше микросхем, чем динамическая ОЗУ для того же объема дискового пространства, что делает затраты на производство выше.

Используется статическая ОЗУ

, поскольку кэш-память должна быть очень быстрой и небольшой.

Динамический ОЗУ (DRAM)

Динамическое ОЗУ, в отличие от статического ОЗУ, необходимо постоянно заменять, чтобы в нем сохранялись данные. Это делается путем размещения память на схеме обновления, которая перезаписывает данные несколько сотен раз в секунду.

Dynamic RAM используется для большинства системной памяти, потому что она дешевая и маленькая.

Все динамические блоки памяти состоят из ячеек памяти. Эти ячейки состоят из одного конденсатора и одного транзистора.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

ROOM означает постоянную память.Память, из которой мы можем только читать, но не можем писать.

Этот тип памяти является энергонезависимым. Информация постоянно сохраняется в такой памяти во время производства.

ПЗУ, хранит инструкции, необходимые для запуска компьютера при первом включении электричества, эта операция называется бутстрапом.

Чип

ROM используется не только в компьютере, но и в других электронных устройствах, таких как стиральная машина и микроволновая печь.

Типы ПЗУ

Вкратце приведем следующий список ПЗУ, имеющихся в компьютере:

1. Маскированная постоянная память (MROM)
2. Программируемая постоянная память (PROM)
3. Стираемое и программируемое постоянное запоминающее устройство (СППЗУ)
4. Электрически стираемая и программируемая постоянная память (EEPROM)

Маскированная постоянная память для чтения (MROM)

Самые первые ПЗУ были аппаратными устройствами, которые содержали заранее запрограммированный набор данных или инструкций.Такого рода ПЗУ известны как ПЗУ с маской. Это недорогое ПЗУ.

Программируемая постоянная память (PROM)

PROM - это постоянная память, которая может быть изменена пользователем только один раз. Пользователь покупает пустой PROM и вводит желаемое содержимое. с помощью программатора PROM.

Внутри PROM есть небольшие предохранители, которые сгорают во время программирования. Его можно запрограммировать только один раз, и это не так. стираемый.

Стираемое и программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM)

EPROM можно стереть, подвергнув ее воздействию ультрафиолетового света в течение до 40 минут.

Обычно эту функцию выполняет ластик СППЗУ. во время программирования электрический заряд задерживается в изолированной области затвора.

Заряд сохраняется более 10 лет, поскольку в заряде нет пути утечки. Для стирания этого заряда ультрафиолетовый свет пропускается через окошко (крышку) из кварцевого кристалла. Воздействие ультрафиолетового света рассеивает заряд. При нормальном использовании кварц крышка заклеена наклейкой.

электрически стираемая и программируемая постоянная память (EEPROM)

EEPROM программируется и стирается электрически.Его можно стереть и перепрограммировать около десяти тысяч раз.

Как стирание, так и программирование занимают от 4 до 10 миллисекунд. В EEPROM любую ячейку можно выборочно стереть и запрограммировать.

EEPROM можно стереть по одному байту за раз, вместо того, чтобы стирать весь чип. Следовательно, процесс перепрограммирования гибок, но медленный.

Память с последовательным доступом

Последовательный доступ означает, что система должна искать устройство хранения с начала адреса памяти, пока не найдет требуемый фрагмент данных.

Устройство памяти, которое поддерживает такой доступ, называется памятью с последовательным доступом или памятью с последовательным доступом.

Магнитная лента на примере памяти последовательного доступа.

Кэш-память

Кэш-память - это высокоскоростная полупроводниковая память, которая может увеличить скорость процессора. Он действует как буфер между процессором и основным объем памяти.

Он используется для хранения тех частей данных и программ, которые наиболее часто используются ЦП. Части данных и программы передаются с диска в кэш-память операционной системой, откуда ЦП может получить к ним доступ.

Кэш-память, находится между ЦП и основной памятью.

Это также называется памятью ЦП, к которой микропроцессор компьютера может обращаться быстрее, чем к обычной оперативной памяти.

Эта память обычно интегрируется непосредственно с микросхемой ЦП или размещается на отдельной микросхеме с отдельной шиной. соединяются с ЦП.

Кэш-память экономит время и повышает эффективность, поскольку в ней хранятся самые последние обработанные данные, что занимает получение проще.

Функции кэш-памяти

Основное назначение кэш-памяти - хранить программные инструкции, на которые программное обеспечение часто ссылается во время операция. Быстрый доступ к этим инструкциям увеличивает общую скорость работы программного обеспечения.

Основная функция кэш-памяти - ускорение рабочего механизма компьютера.

Преимущества кэш-памяти

Кэш-память быстрее основной памяти.

Потребляет меньше времени доступа по сравнению с основной памятью.

В нем хранится программа, которая может быть выполнена за короткий период времени.

Хранит данные для временного использования.

Недостатки кэш-памяти

Объем кэш-памяти ограничен.

Кэш-память очень дорога.

Виртуальная память

Это метод, который позволяет выполнять процессы, которые не полностью доступны в памяти. Основное видимое Преимущество этой схемы в том, что программы могут быть больше, чем физическая память.

Виртуальная память - это отделение логической памяти пользователя от физической памяти. Такое разделение позволяет создавать очень большие виртуальные память должна быть предоставлена ​​программистам, когда доступна только меньшая физическая память.

Ниже приведены ситуации, когда не требуется полностью загружать всю программу в основную память.

Записанные пользователем подпрограммы обработки ошибок используются только в случае возникновения ошибки в данных или вычислениях.

Некоторые опции и функции программы могут использоваться редко.

Многим таблицам назначается фиксированный объем адресного пространства, даже если фактически используется только небольшой объем таблицы.

Возможность выполнения программы, которая только частично находится в памяти, противоречит многим преимуществам.

Меньшее количество входов / выходов (I / O) необходимо для загрузки или замены каждой пользовательской программы в память.

Программа больше не будет ограничена доступным объемом физической памяти.

Каждая пользовательская программа может занимать меньше физической памяти, больше программ может выполняться одновременно с соответствующим увеличением в загрузке ЦП и сквозном выводе.

Внешняя память (дополнительная память)

Вторичная память намного больше по размеру, чем основная память, но работает медленнее. Обычно в нем хранятся системные программы, инструкции и Дата файлы. Она также известна как вспомогательная память. Его также можно использовать как переполнение / виртуальную память в случае, если основная память емкость превышена.

Процессор не может напрямую получить доступ к вторичной памяти. Сначала данные / информация вспомогательного память передается в основную память, а затем к этой информации может получить доступ ЦП.

Характеристики вспомогательной памяти

Вот характеристики вспомогательной памяти:

• Энергонезависимая память - Данные не теряются при отключении питания.
• многоразовый - данные во вторичном хранилище на постоянной основе, пока они не будут перезаписаны или удалены пользователем.
• Надежный - Данные во вторичном хранилище безопасны благодаря высокой физической стабильности вторичного устройства хранения.
• Удобство - С помощью компьютерного программного обеспечения уполномоченные люди могут быстро найти данные и получить к ним доступ.
• Емкость - Вторичное хранилище может хранить большие объемы данных в наборах из нескольких дисков.
• Стоимость - Хранить данные на ленте или диске намного дешевле, чем в первичной памяти.

Мы также можем сказать, что вторичная память - это другой тип памяти, который необходим для постоянного хранения данных в течение длительного времени.

Типы вторичных запоминающих устройств

Существуют различные типы вторичных запоминающих устройств для хранения данных для будущего использования. Эти устройства позволяют читать или писать где угодно в памяти.

Обычно используемые вторичные запоминающие устройства:

• магнитная лента
• магнитный диск
• и оптический диск и т. Д.

Магнитная лента

Это похоже на аудиокассету, содержащую пластиковую полосу, покрытую магнитным материалом.Данные закодированы на магнитный материал в виде электрического тока. Состояние проводимости (ВКЛ) представляет ОДИН (1) и состояние непроводимости (ВЫКЛ) представляют НУЛЬ (0).

Тип кодирования данных называется хранилищем двоичных данных. Магнитная лента с большой емкостью и недорогая, она может хранить данные от 60 МБ до 24 ГБ.

Магнитный диск

Это носители с прямым доступом, где доступ к данным происходит намного быстрее, потому что нет необходимости проходить вызов предыдущие данные для достижения определенных данных.

В этом типе запоминающих устройств присутствует круглая дискета (круглый диск) из пластика, покрытая магнитными чернилами на какая кодировка данных выполняется.

Магнитный диск обычно бывает трех типов, а именно:

• дискета
• жесткий диск
• Винчестер диск

Оптический диск

Данные могут считываться с оптического диска и записываться на него с помощью лазерного луча. Эти диски способны хранить большое количество данные в ГБ.Они доступны в виде стираемых оптических дисков CD-ROM, WORM (однократная запись только для чтения).

В CD-ROM данные могут храниться один раз и только для чтения. Они называются компакт-дисками с постоянной памятью. Они могут хранить данные от 600 МБ до 1 ГБ. Для чтения данных с CD-ROM используется специальное устройство, называемое проигрывателем компакт-дисков.

Внешний жесткий диск

Все те приводы или устройства, которые используются для хранения информации вне компьютера. Это устройство может быть подключено или не подключено к компьютер.Например, к ноутбуку подключен жесткий диск емкостью 500 ГБ, 1 ТБ или 2 ТБ и т. Д. Для постоянного хранения любой информации внутри. этот драйв. В настоящее время многие люди также используют внешний жесткий диск или жесткий диск для хранения любой важной или дополнительной информации на нем. водить машину.

Твердотельный накопитель (SSD)

Твердотельный накопитель

(SSD) - это энергонезависимое запоминающее устройство, в котором в качестве памяти используются сборки интегральных схем для хранения любой информации. настойчиво.

Флэш-накопитель USB

USB-накопитель

является твердотельным, то есть не имеет движущихся частей.На USB-флешке информация хранится в электронном виде. используя миллионы маленьких вентилей, которые имеют значение ноль (0) и один (1).

Проще говоря, это устройство, которое используется для хранения информации. Он включает в себя флеш-память и Встроенный интерфейс универсальной последовательной шины (USB).

USB-накопитель

меньше по размеру или удобен в использовании, то есть вы можете носить его с собой или носить с собой в кармане. Это означает, что, Вы можете носить всю информацию прямо в кармане с помощью USB-накопителя.

Иерархия памяти

Теперь давайте посмотрим на фото или схему иерархии памяти с ее характеристиками.

Схема выше представляет иерархию памяти компьютера.

Вот характеристики иерархии памяти при движении сверху вниз:

• Увеличение емкости хранилища
• Снижается стоимость одного бита хранилища
• Уменьшается частота обращения к памяти ЦП
• Время доступа ЦП увеличивается

Компьютерный фундаментальный онлайн-тест

---

«Предыдущее руководство Следующее руководство »

---

---

---

.

Основы работы с компьютером: внутри компьютера

Урок 5: Внутри компьютера

/ ru / computerbasics / buttons-and-ports-on-a-computer / content /

Внутри компьютера

Вы когда-нибудь заглядывали внутрь корпуса компьютера или видели его фотографии внутри? Маленькие детали могут показаться сложными, но внутренняя часть корпуса компьютера на самом деле не так уж и загадочна. Этот урок поможет вам освоить базовую терминологию и немного больше понять, что происходит внутри компьютера.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, что находится внутри настольного компьютера.

Ищете старую версию этого видео? Вы все еще можете увидеть его здесь:

Материнская плата

Материнская плата - это основная печатная плата компьютера. Это тонкая пластина, на которой находится ЦП, память, разъемы для жесткого диска и оптических приводов, платы расширения для управления видео и аудио, а также подключения к портам вашего компьютера (например, портам USB).Материнская плата подключается прямо или косвенно ко всем частям компьютера.

ЦП / процессор

Центральный процессор (ЦП), также называемый процессором , расположен внутри корпуса компьютера на материнской плате. Его иногда называют мозгом компьютера, и его задача - выполнять команды. Каждый раз, когда вы нажимаете клавишу, щелкаете мышью или запускаете приложение, вы отправляете инструкции процессору.

ЦП обычно представляет собой двухдюймовый керамический квадрат с кремниевым чипом , расположенным внутри.Чип обычно размером с миниатюру. ЦП вставляется в гнездо ЦП материнской платы, которое прикрыто радиатором , который поглощает тепло от ЦП.

Скорость процессора измеряется в мегагерц (МГц), или миллионах инструкций в секунду; и гигагерц (ГГц) , или миллиарды инструкций в секунду. Более быстрый процессор может выполнять инструкции быстрее. Однако реальная скорость компьютера зависит от скорости многих различных компонентов, а не только процессора.

RAM (оперативная память)

RAM - это кратковременная память вашей системы . Всякий раз, когда ваш компьютер выполняет вычисления, он временно сохраняет данные в ОЗУ, пока они не понадобятся.

Это кратковременная память исчезает при выключении компьютера. Если вы работаете с документом, электронной таблицей или файлом другого типа, вам нужно сохранить , чтобы не потерять. Когда вы сохраняете файл, данные записываются на жесткий диск , который действует как долговременное хранилище .

RAM измеряется в мегабайтах (МБ) или гигабайтах (ГБ). Чем на больше RAM , тем больше вещей может делать ваш компьютер одновременно. Если у вас недостаточно оперативной памяти, вы можете заметить, что ваш компьютер работает медленно, когда у вас открыто несколько программ. Из-за этого многие люди добавляют к своим компьютерам дополнительной оперативной памяти для повышения производительности.

Жесткий диск

Жесткий диск - это место, где хранятся ваше программное обеспечение, документы и другие файлы.На жестком диске длительного хранения , что означает, что данные все еще сохраняются, даже если вы выключите компьютер или отсоедините его от сети.

При запуске программы

.

Атк рубежный контроль - StuDocu

No

1 Информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) программные и аппаратные средства, интегрированные с целью сбора, обработка, хранение, распространение, отображение и использование информации в интересы своих пользователей широкий спектр цифровых технологий, используемых для создания, передачи и распространение информации и услуг (компьютерное оборудование, программное обеспечение, телефонные линии, сотовая связь, электронная почта, беспроводная и спутниковая связь технологии, сетевая и беспроводная кабельная связь, мультимедиа, и Интернет) набор методов и процессов, которые объединены для сбора, обработки, хранения, распространять, отображать и использовать информацию в интересах своих пользователей методы сбора, обработки, хранения, распространения, отображения и использования информация в интересах своих пользователей программные инструменты для сбора, обработки, хранения, распространения, отображения и использование информации в интересах своих пользователей

---

2 Возможности ИКТ.Укажите нерелевантный вариант Управление знаниями Универсальность Оптимальность Эффективность Сеть

---

3 Все инструменты ИКТ можно разделить на следующие типы: Программное обеспечение, оборудование Утилиты и операционные системы Системные и прикладные инструменты Информация и управление Программное обеспечение и сервис

---

4 Три основные организации, разрабатывающие стандарты в области информационные технологии ITU, ISO, SEN ITU, SEN ИСО, МЭК, МСЭ ISO, OI, ITU

ITU, OI, SEN

***

5 Информация: Факты, содержащие научные термины.Последовательность некоторых знаков алфавита. Информация о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессы, независимо от формы их представления. Сообщения передаются в виде знаков или сигналов. Сообщения, снижающие неопределенность знаний.

---

6 Информация, обрабатываемая компьютером, кодируется: только с использованием единиц и нулей; с использованием обычных цифр; с символами и цифрами; латинскими буквами. с символами;

---

7 Кодировка: двоичное слово фиксированной длины; выражение данных одного типа через данные другого типа.последовательность знаков; случайная конечная последовательность знаков; система символов или сигналов.

---

8 Свойство информации, характеризующее качество информации и определение достаточности данных для принятия решения: Полнота Надежность Достаточность Доступность Актуальность

---

9 Свойство информации, отражающей истинное состояние объекта: Полнота Надежность Точный Доступность Актуальность

Передача данных

---

15 Операция с данными, которые используются для упорядочивания данных: Сортировка данных Формализация данных Фильтрация данных Архивирование данных Транспортировка данных

---

16 Информация об этапе обработки делится на: Вход, выход, внутренний и внешний Символические, текстовые, графические и звуковые.Первичный, средний, средний и результирующий. Изменчивый и постоянный. Текст и графика.

---

17 Один байт равен: 2 бита. 10 бит. 8 бит. 4 бита. 12 бит.

---

18 По форме представления информацию можно разделить на: Непрерывный и экономичный. Электрический и магнитный. Цифровой и символический. Непрерывный (аналоговый) и дискретный. Статистические и логические.

---

19 Байт: Минимальная единица информации. Единица количества информации, не представленная 1 или 0 символами Информационная единица равна 8 битам.Индикатор скорости компьютера. Комбинация из четырех шестнадцатеричных цифр.

---

20 Систем счисления

аналоговый и цифровой. позиционные и непозиционные. дискретный и непрерывный. цифровой и буквенный. имитация

---

21 Для представления чисел в шестнадцатеричной системе счисления используется: 0–9 и буквы от A до F; A - Q и буквы от A до F; 0-15 и буквы A - F; 0-7 и буквы A - F; 2-8 и буквы A - F.

---

22 Для представления чисел в восьмеричной системе счисления используются цифры 0–8 0–9 1–8 0–7 2–8

---

23 Для представления чисел в двоичной системе счисления используются цифры 0 - 1 0–9 1–8 0–7 2–8

---

24 Для представления чисел в десятичной системе используйте числа 0 - 1 0–9 1–8 0–7 2–8

---

25 Систем счисления можно аналоговый и цифровой.позиционные и непозиционные. дискретный и непрерывный.

31 Преобразование десятичного числа 160 в шестнадцатеричную систему счисления: 11; В0; А 0; 12; 1С.

---

32 Преобразование числа 10 из десятичной системы счисления в двоичную систему счисления: 1000; 1101; 1010; 1011; 1100;

---

33 Преобразование десятичного числа 64 в восьмеричную систему счисления: 101; 112; 100; 125; 111.

---

34 Выполнить сложение в двоичной системе 1011+ 10011; 11001; 11000; 10101; 11100;

---

35 Преобразование числа 11 из десятичной системы в двоичную: 1111; 1101; 1011; 1010; 1100;

---

36 Преобразование числа 13 из десятичной системы в двоичную: 1000; 1101;

1001;

1011;

1110;

***

37 Преобразование двоичного числа 1111 в десятичную систему счисления 11; 8; 15; 12; 14;

---

38 Выполнить сложение в двоичной системе 1001+ 10011; 11001; 11000; 10101; 11100;

---

39 Преобразование десятичного числа 100 в восьмеричную систему счисления 134; 112; 144; 125; 101;

---

40 Преобразование десятичного числа 101 в восьмеричную систему счисления 144; 112; 145; 125; 101;

---

Нет 1 Компьютер - это: устройство автоматической обработки числовой информации устройство для хранения информации устройство для поиска, сбора, хранения, преобразования и использования информации в цифровом формате

Периферийное устройство Конъюгированный Дочернее предприятие Основная

---

7 Какой из элементов является устройством ввода? Компьютерный монитор Клавиатура Табло Проектор Принтер

---

8 Видеокарта предназначена для: Связи между компьютерами.Прием сигналов от процессора компьютера. Связь системного блока и клавиатуры. Для создания изображения на экране дисплея. Для создания аудиофайла

---

9 Основной элемент компьютера, выполняющий программы и элементы управления оборудование это: арифметико-логическое устройство; устройство управления; контроллер; процессор; дистанционное управление.

---

10 Комплекс, состоящий из электронных схем и обеспечивающий передача информации внутри компьютера называется: Контроллеры. Кодеры.Системная шина. Драйверы. Порты.

---

11 Основная плата компьютера, предназначенная для установки всех основных устройств - Модули ЦП и ОЗУ, называются: ПРОЦЕССОР.

Комплект микропроцессора. БАРАН. ПЗУ. Материнская плата.

---

12 Устройство для визуального представления данных: Клавиатура. Монитор. Системная шина. Системный блок. Модем.

---

13 Оперативная память компьютера - это: устройство для непосредственного восприятия информации человеком. устройство для длительного хранения информации на магнитных дисках.устройство, которое систематически обращается к машине во время выполнения операции. информация, содержащаяся на гибком диске. информация, содержащаяся на жестком диске.

---

14 Внешняя память: устройство, которое систематически обращается к машине во время выполнения операции. устройство для хранения программ, различных данных на магнитных дисках или магнитные ленты. устройство для обработки и хранения информации. принтер, дисплей и плоттер. устройство, содержащее логические и арифметические элементы на основе электронных схем.

---

15 Жесткий диск - это устройство для: запись данных и программ на магнитные ленты. хранение больших объемов данных и программ, используемых при работе с ПК. отображать текстовую и графическую информацию на экране. контролировать работу ПК по заданной программе. вывести информацию на печать.

---

16 Разрядность микропроцессора:

считывает графическую и текстовую информацию в компьютер. вывод чертежей на бумагу. быстро сохранить всю информацию, хранящуюся на жестком диске.печать текстовой и графической информации.

---

22 Сопроцессор предназначен для: записывать информацию на дискету. постоянное хранение информации, используемой при работе с компьютером. помочь главному процессору в выполнении математических операций. читать информацию в компьютере. для печати информации.

---

23 Один терабайт (1 Тб) равен 1028 Гб 1024 Мб 1024 Гб 1028 Мб 1024 кб

---

24 Мышь - это устройство, используемое для: обмен информацией с другими компьютерами через телефонную сеть.быстро сохранить всю информацию, хранящуюся на жестком диске. вывод чертежей на бумагу. облегчить ввод информации в компьютер. считывать графическую и текстовую информацию в компьютер.

---

25 Плоттер - устройство для: обмен информацией с другими компьютерами. вывод текста на бумагу. чтение текста в компьютер. вывод чертежей на бумагу. быстро сохранить всю информацию, хранящуюся на жестком диске.

---

26 Принтер - это устройство для: печать текстовой и графической информации.быстро сохранить всю информацию на жестком диске. вывод чертежей на бумагу. чтение графической и текстовой информации на компьютере.

обменивается информацией с другими компьютерами через телефонную сеть.

---

27 Особый тип микросхемы памяти, которая содержит программное обеспечение, которое можно читать, но не написано. баран Материнская плата ПЗУ Процессор ALU

---

28 Как называется устройство, отвечающее за выполнение арифметических операций и логические операции и операции управления, записанные в машине код? микропроцессор.БАРАН. система ввода Долгосрочная память устройство вывода

---

29 Принципиально другой процесс хранения информации в ОЗУ от процесса хранения информации на внешних носителях Дело в том, что на внешнем носителе информацию можно хранить после выключено питание компьютера; тот факт, что оперативная память не позволяет хранить большие объемы данных тот факт, что скорость доступа к хранимой информации в ОЗУ меньше на внешних носителях; возможности защиты информации в оперативной памяти выше, чем на внешней медиа хранилище;

---

30 Первичная память хранит запущенные в данный момент программы и обрабатываемые данные; хранит программы и данные для дальнейшего использования; преобразовать данные и инструкции в форму, удобную для обработки на компьютер; представлять информацию, обрабатываемую компьютером, в удобной для человека форме восприятие; устройства связи контролируют прием и передачу данных в локальных и глобальные сети.

подключение компьютера к мультимедийным средствам вывод данных на печать

---

36 В компьютерах первого поколения использовалось ___ для схемотехники. Вакуумная труба Транзисторы Интегральные схемы Крупномасштабная интеграция Полупроводники

---

37 ЭВМ второго поколения на базе транзисторы интегральные схемы электронные лампы над большими интегральными схемами большие интегральные схемы

---

38 ЭВМ третьего поколения на базе транзисторы интегральные схемы электронные лампы над большими интегральными схемами большие интегральные схемы

---

39 Сопроцессор предназначен для: записывать информацию на дискету.постоянное хранение информации, используемой при работе с компьютером. помочь главному процессору в выполнении математических операций. считывание информации в компьютер. вывод на печать информации.

---

40 Количество операций, выполняемых процессором в секунду: тактовая частота процессора разрядность процессора объем оперативной памяти объем обрабатываемой информации размер кеша

---

41 Какая из следующих команд используется для перезагрузки компьютера? Ctrl + Alt + Del Ctrl + Alt + Tab Ctrl + Shift + Del Ctrl + Alt + Shift Shift + Alt + Del

---

42 Мультимедийный компьютер... компьютер, способный работать в Интернете компьютер, способный показывать мультфильмы компьютер, способный печатать и сканировать документы компьютер, способный работать с числами, текстом, графикой, аудио и видео компьютер для печати фотографий.

---

43 Для чего предназначена оперативная память? Для ввода информации. Для временного хранения, приема и доставки информации. Для постоянного хранения информации. Обеспечить общее управление ПК. Для обработки информации.

---

44 Какое из следующих устройств находится в системном блоке? сканер монитор плоттер стример материнская плата

---

45 Что такое форматирование? Оптимизация диска Искать файлы Переименование диска Сканирование на вирусы Инициализация накопителя (разметка)

---

Шина данных Операционная комиссия Звуковая карта.

Нет 1 При работе с Norton Commander используется клавиша «Вставить»: //

• Чтобы пометить файлы и каталоги инверсным цветом // Чтобы удалить информацию // Перейти в начало каталога // Перейти в конец текущей строки // Включение цифровой клавиатуры

---

2 Norton Commander.Вы можете показать или удалить дерево папок с помощью следующие ключи: // Ctrl + O // Ctrl + U // Ctrl + F1 // Ctrl + F2 // + Ctrl + T

---

3 С помощью какой клавиши можно перенести курсор с одной панели ЧПУ на еще один?// ВОЙТИ// F3 // INS // + TAB // F

---

4 Нажмите следующую кнопку, чтобы создать новый каталог: // + F7 // F6 // F9 // F10 // F

---

5 Нажатие клавиши F6 позволяет: // создать каталог // удалить каталог или файл //

• переименовать или переместить файл или каталог // выбрать группу файлов или каталогов // копировать каталог или файл

---

6 Нажмите следующую клавишу, чтобы удалить файл или каталог: // F2 // F5 // F9 // + F8 // F

---

7 НС.Команда, используемая для печати файлов: // Alt + F1 // Alt + F2 // + Alt + F5 // Alt + F7 // Alt + F

---

8 Для выхода из ЧПУ нажмите следующую клавишу ... // F1; // F5; // F9; // + F10; // F2.

---

9 Панели можно удалить с экрана программы ЧПУ, нажав кнопку ключи: // + Ctrl O // Ctrl P; // Ctrl U; // Ctrl F1; // Ctrl F2; //

---

10 MS DOS. Команда для создания нового каталога: // DIR.//

.

Какое сочетание быстродействия процессора и емкости жесткого диска даст наилучшую производительность? | Small Business

В идеальном мире вы можете просто купить все первоклассные детали для своего компьютера. Если у вас есть около 6000 долларов на эти расходы, то это лучший путь. Однако большинству из нас необходимо тщательно продумать правильный баланс места на жестком диске, скорости процессора и памяти, чтобы обеспечить максимальную производительность в пределах нашего ценового диапазона.Для этого вам необходимо понять, как эти компоненты работают вместе.

Все начинается с материнской платы

Поскольку все компоненты взаимодействуют через материнскую плату, ее качество, возможности и ограничения напрямую влияют на потенциал вашего оборудования. Материнская плата является домом для компонентов северного и южного мостов и шины Front Side Bus (или FSB). FSB контролирует скорость, с которой ЦП может взаимодействовать с ОЗУ. Северный мост обрабатывает все коммуникации, предназначенные для графического процессора и южного моста.Южный мост, хотя и играет меньшую роль в общей производительности, тем не менее, соединяет процессор с жестким диском. Различия между материнскими платами могут показаться незначительными, но использование дешевых компонентов может ограничить производительность других подключенных к ним компонентов. Самый простой способ узнать, какой у вас набор микросхем - это изучить упаковку материнской платы или документацию, либо найти устройство с помощью утилиты диспетчера устройств в Windows. Сторонние программы, такие как AIDA64, могут предоставить подробную информацию о вашем ПК, включая его набор микросхем.

Выберите процессор

В прошлом выбор лучшего процессора сводился к выбору самого быстрого, который вы могли себе позволить. Сегодня многоядерные технологии изменили это. Поскольку скорость, необходимая компьютерным программам, упала, сама скорость стала менее важной. Например, покупка двух- или четырехъядерного процессора с тактовой частотой 2,8 ГГц, вероятно, будет лучше, чем покупка одноядерного процессора с тактовой частотой 3,4 ГГц. Это потому, что два ядра могут одновременно запускать две программы на 2.8 ГГц, в то время как процессор с частотой 3,4 ГГц должен разделить свою вычислительную мощность, в результате чего каждая программа теоретически ограничена до 1,7 ГГц. Кроме того, для одного и того же слота на материнской плате доступны ЦП разных классов. Например, бюджетный процессор Intel Core i3 использует тот же слот LGA 1155, что и высокопроизводительный процессор Core i7 компании. При одинаковой тактовой частоте Core i7 разработан, чтобы превзойти Core i3, но i7 может быть недостаточно загружен на компьютере с более медленной памятью, жестким диском и чипсетом.

Согласование скорости памяти с FSB

Первым шагом к балансировке ваших компонентов является согласование скорости вашей памяти с FSB.Приобретение 16 ГБ памяти с тактовой частотой 800 МГц на компьютере с системной шиной 1333 МГц приведет к более низкой производительности, чем покупка 8 ГБ памяти 1333 МГц. В этом примере память 8 ГБ взаимодействует с ЦП с максимальным потенциалом.

Опции жесткого диска

Балансировка скорости жесткого диска зависит от того, чего вы хотите достичь. Сегодня жесткие диски бывают двух различных форматов: традиционные жесткие диски предлагают огромную емкость, легко достижимую до 2 ТБ или 2000 ГБ, а твердотельные диски (или твердотельные накопители) предлагают значительно меньшую емкость.Однако твердотельные накопители работают значительно быстрее, чем традиционные диски, поскольку у них нет движущихся частей. Один из вариантов - установить в компьютер два диска: твердотельный накопитель, на котором хранится операционная система и компьютерные программы, и традиционный диск, на котором хранятся ваши видео, музыка и документы. Большинство доступных в настоящее время жестких дисков и твердотельных накопителей будут работать с большинством систем, но прежде чем пытаться установить один, убедитесь, что его тип, интерфейс, скорость и емкость совместимы с материнской платой вашего компьютера.

Ссылки

Ресурсы

Writer Bio

Джейкоб Эндрю ранее работал специалистом по технологиям с сертификатом A + и CCNA.После получения степени бакалавра журналистики в Университете Висконсина, Мэдисон в 2012 году, он сосредоточился на написании статей о путешествиях, политике и современных технологиях.

.

A-level computing / ocr / unit 1.1.1 Структура и функции процессора

Из Wikibooks, открытые книги для открытого мира

Перейти к навигации Перейти к поиску

Найдите A-level computing / ocr / unit 1.1.1, структуру и функции процессора в одном из родственных проектов Wikibooks: Викиучебник не имеет страницы с таким точным названием. Другие причины, по которым это сообщение может отображаться: Если страница была создана здесь недавно, она может быть еще не видна из-за задержки обновления базы данных; подождите несколько минут и попробуйте функцию очистки. Заголовки в Викиучебниках чувствительны к регистру , за исключением первого символа; пожалуйста, проверьте альтернативные заглавные буквы и подумайте о добавлении перенаправления здесь к правильному заголовку. Если страница была удалена, проверьте журнал удалений и просмотрите политику удаления.

.

Банк вопросов для банковских компьютеров Наука Компьютерная память Компьютерная память

Переключить навигацию 0

0

• РЖД
• UPSC
• Банковское дело
• SSC
• CLAT
• JEE Main & Advanced
• NEET
• NTSE
• KVPY
• Обучение
• Оборона
• 12-й класс
• 11-й класс
• 10-й класс
• 9 класс
• 8-й класс
• 7 класс
• 6-й класс
• 5 класс
• 4-й класс
• 3-й класс
• 2-й класс
• 1-й класс
• Другой экзамен
• Дошкольное образование
• Государственный экзамен депутата
• Государственные экзамены UP
• Государственные экзамены Раджастана
• Экзамены штата Джаркханд
• Государственные экзамены Чхаттисгарх
• Государственные экзамены Бихара
• Экзамены штата Харьяна
• Экзамены штата Гуджарат
• Государственные экзамены MH
• Экзамены штата Химачал
• Государственные экзамены Дели
• Государственные экзамены Уттаракханда
• Государственные экзамены Пенджаба
• Государственные экзамены J&K
• Видео
• Учебные пакеты
• Серия испытаний
• Решения Ncert
• Образцы статей
• Банк вопросов
• Ноты
• Решенные статьи
• Текущие дела

Авторизоваться Подписаться Демо-видео андроид Приложение для Android shopping_cart Покупка курсов android приложение для Android video_library Демо-видео ---- человек Моя учетная запись 0 Товаров - 0

Поиск.....

Идти!

• Все
• Видео
• Учебные пакеты
• Решения NCERT
• Вопросов
• Образцы статей
• Ноты

• РЖД
• UPSC
• Банковское дело
• SSC
• CLAT
• JEE Main & Advanced
• NEET
• NTSE
• KVPY
• Обучение
• Оборона
• 12-й
• 11-й
• 10-й
• 9-й
• 8-й
• 7-я
• 6-й
• 5-й
• 4-й
• 3-й
• 2-й
• 1-й
• Дошкольное образование
• Государственный экзамен депутата
• Государственные экзамены UP
• Государственные экзамены Раджастана
• Экзамены штата Джаркханд
• Государственные экзамены Чхаттисгарх
• Государственные экзамены Бихара
• Экзамены штата Харьяна
• Экзамены штата Гуджарат
• Государственные экзамены MH
• Экзамены штата Химачал
• Государственные экзамены Дели
• Государственные экзамены Уттаракханда
• Государственные экзамены Пенджаба
• Государственные экзамены J&K

2. Банк вопросов
3. Банковское дело
4. Компьютерная наука
5. Компьютерные воспоминания

Выбрать контент

• Видео
• Учебные пакеты
• Серия испытаний
• Решения Ncert
• Образцы документов
• Банк вопросов
• Банкноты
• Решенные статьи
• Текущие новости

Выбрать экзамен

• РЖД
• UPSC
• Банковское дело
• SSC
• CLAT
• JEE Main & Advanced
• NEET
• NTSE
• KVPY
• Обучение
• Оборона
• 12-й класс
• 11-й класс
• 10-й класс
• 9 класс
• 8-й класс
• 7 класс
• 6-й класс
• 5 класс
• 4-й класс
• 3-й класс
• 2-й класс
• 1-й класс
• Другой экзамен

.

---

Смотрите также

• Как установить clover на флешку из под windows
• Как удалить анкету с мамбы мобильная версия андроид
• Как войти в майкрософт windows 10 имея учетная запись
• Как расширить локальный диск с windows 7
• Как отключить быстрый запуск в windows 10
• Как запретить обновляться приложениям на андроиде
• Как изменить размер шрифта на компьютере windows 10 1703
• Как создать ярлык на рабочем столе в андроид
• Как удалить тему на андроиде
• Как достать информацию с флешки которую не видно
• Как на андроиде скрыть папку в галерее