Здавалка
Главная | Обратная связь

Статическая память с произвольным доступом



Состав и блоки проц.устр-в

АЛУ - реализует процесс обработки данных в виде математических действий ( +, -, *, /) и логических действий (и, или, не).
УУ - организует процесс выполнения задачи и отвечает за взаимодействие процессора с оперативной памятью.
УАП (устройство адресного преобразования) - включает в себя ветвитель - предсказатель переходов, дешифратор, устройство аппаратного прерывания программ.
Кэш-память - внутренняя наиболее быстрая память CPU, предназначенная для хранения промежуточных результатов выполненных процессором в ходе решения задач.
Предсказатель переходов (ветвитель) – пытается передать ветвление программы и заранее загрузить информацию в блок выбора и декодирования.
Сопроцессор – выполняет обработку дробных чисел, экспоненциальных функций, логарифмических функций.

КЭШ-память

внутренняя наиболее быстрая память CPU, предназначенная для хранения промежуточных результатов выполненных процессором в ходе решения задач
Все свои запросы CPU адресует одновременно оперативной памяти и кэш памяти. Если адрес обращения к оперативной памяти и кэш одинаковы, то данные берутся из кэша. Считывание данных из кэш памяти, а так же их хранение в процессе выполнения команды называется кэшированием.

Для кэширования используется 2 метода: метод отложенной записи, метод непосредственной записи (метод сквозной записи)
При методе отложенной записи процессор промежуточные результаты накапливает в кэш памяти, что бы в дальнейшем записать их 1 приемом. недостаток: любой сбой в системе может привести к потере данных, применяют непосредственную запись.В данном случае промежуточные результаты записываются одновременно и в кэш, и в ОЗУ. Но берутся только из кэша, и только при сбое в системе CPU за данными обратится в ОЗУ. Такой метод медленнее, зато надежнее.

SRAM статическая память

Статическая память с произвольным доступом

Данная память обычно выполняется на триггерах, преимуществом такого вида памяти является произвольный доступ к ячейке в любой момент времени и высокое быстродействие, отсутствие необходимости производить перезарядку НЕДОСТАТОК: высокое энергопотребление, низкая плотность записи

РАБОТА SRAM начинается после того, как в адресном регистре обнаружено изменение. Изменение адреса активирует цепи SRAM, внутренняя цепь тайминга запускает управляющие импульсы дешифратора (декодера), выбирая нужную ячейку. При записи, запоминающая ячейка получает данные из входного буфера. При чтении усилители буферов в/в усиливают сигнал с ячейки и передают данные на выход.

Функционирование цепи в/в осуществляется через контроллер с помощью управляющих сигналов:

ОЕ разрешение считывания

WE разрешение на запись

CE отвечает за выбор микросхемы(чипа)

PD управляет переходом ячейки памяти из активное состояние в спящее

Некоторые схемы предусматривают что снижение напряжения не влияет на внутренние тайминги.

 

 

 

DRAM

Полупроводниковая динамическая память, каждая ячейка которой представляет собой конденсатор, принцип которого выполняют транзисторы.

Достоинства (низкая стоимость, большой объем информации)

Недостатки: (энергозависимость, потребность в регенерации (подзарядке), снижение быстродействии

Цифровые коды слов постоянно изменяются в ячейках, в зависимости от процессов выполняемых компьютером, данные из динамической памяти обычно считываются массивом.

Принцип работы

RAS страбирующий, отвечающий за активизацию строки банка

CAS генерирующий сигнал, отвечает за управление загрузкой массива данных

CE отвечает за активацию соответствующего чипа

Wперезапись информации(регенерацию)

При считывании данных происходит следующая операция – 1. подается адресный сигнал в соответствующую строку, данные целой строки попадают на усилители и через некоторое время могут быть считаны (операция активации строки)2.Данные считываются из соответствующей колонки, чтение обычно происходит пакетами по 8 бит расположенными последовательно. 3Пока строка активна в нее можно записывать либо стирать данные.4При чтении заряд ячеек теряется, в связи с этим требуется закрытие строки либо ее регенерация, следует помнить что после закрытия строки чтение данных не возможно без повторной активации. 5При разрядке ячеек памяти в период активности строки каждые 64 миллисекунды происходит подзарядка массива памяти

 

M RAM

Магнитно-резистивная память – это память с произвольным доступом, которая хранит информацию с помощью магнитных моментов. память энергонезависимая. Запись и чтение осуществляется путем изменения магнитного поля в управляющих словах. Любой электрон имеет северный и южный полюс. Это называется поляризацией электронов. У большинства металлов поляризация нулевая. У магнитов поляризация достигает от 40 – 60%. Поляризацию электронов с использованием магнитно-туннельного перехода можно сохранять состояние частиц даже после выключения питания. Бытовая ячейка памяти M RAM состоит из 2 частей: фиксированный магнитный слой(постоянный сло1) и свободный магнитный слой,который может изменяться при подаче на него электрического тока. Пластина диэлектрика между данными слоями выполненных из оксида алюминия создает туннельно-магнитный переход. Если направление векторов совпадает, то «1», если нет, то «0». Запись и чтение в ячейку памяти M RAM осуществляется массивами данных.

Недостаток: большое энергопотребление, высокая стоимость микросхем памяти и малые объемы . Данные хранятся в ячейках за счет намагниченности и позволяют хранить информацию без регенерации в течении 10 лет. Микросхемы могут работать при температуре 900С на частоте 4 Мгц.

Преимущество данной памяти является неограниченное время хранения данных без регенерации, неограниченное число циклов записи и стирания, высокая скорость обмена информацией..

6 P RAM –это энергонезависимая память, построенная на резисторах, которые выполняют роль ключа. Материал из которого сделан резистор может находится либо в аморфном состоянии, создавая высокое сопротивление, т.е. состояние RESET (или «0») и в кристаллическом состоянии, осуществляя SET (или «1»). Переключение из одного состояния в другое осуществляется с помощью управляющих импульсов, отвечающих за разогрев либо охлаждение материала На элемент подается напряжение больше порогового U>Uп c длительностью достаточной для того, чтобы остывание элемента длилось в течении периода, прерывающее время спонтанной кристаллизации через определенный промежуток времени (тайминг) происходит электронный пробой и возникает соединяющий проводящий канал.
Рассеиваемое в канале тепло плавит проводящий канал и примыкающие к нему области. После прекращения импульса материал в канале кристаллизуется и переходит в состояние высокой проводимости, то есть ключ замкнулся.
Для того, чтобы вновь разомкнуть ключ на материал подается короткий импульс достаточный только для расплавления элемента. После прекращения RESET импульса элемент быстро остывает, при этом время остывания элемента должно быть меньше времени кристаллизации T>Tct

Rc – сопротивление закристаллизованной области элемента, которая не изменяется при переключении
Rv – сопротивление обусловленное фазовыми изменениями активной области при перезаписи информации
RH – сопротивление нагревателя
R0 – сопротивление контактов и токопроводов

9RAID-массивы-избыточный массив независ.жестких дисков,управл.одним контроллером, взаимодейст. Скоростными каналами и восприн-х внешней системой как единое целое. Служат для повышения надежности хран-я данных и повышение быстродействия системы в целом.
RAID0- дисковый массив из 2-х и более ж.д с отсутствием избыточности, данный массив-высокоскоростной, т.к данные записываются одновременно на все диски массива.
Недостаток:низкая надежность. Надеж-ть массива заведомо ниже любого из дисков, вход-х в массив. Вер-ть норм работы массива=вер-ть произвед-я всех дисков,вход-х в массив.

RAID1-обеспечивает высокую скорость чтения за счет распараллеливания запросов к массиву. 2.выс.надеж-ть.Вероятность выхода из строя сразу двух HDD равна произведению отказов каждого HDD, входящего в массив. В связи с этим, вероятность пресечения событий сводится к 0.

RAID2 – в массивах такого типа диски делятся на две группы: группа для данных и группа коррекции ошибок, причём если данных хранятся на N дисках, то коррекция кода будет храниться на N-1.

Метод Хемминга позволяет на лету исправлять однократные ошибки и обнаруживать двукратные ошибки. Благодаря этому при выходе их строя одного их дисков массива, информацию можно восстановить. Чем больше дисков входит в массив группы данных, тем легче и быстрее восстановление.

Недостаток – структура очень громоздкая.

RAID3 – данные хранятся в N- дисках, которые разбиваются на блоки размеров 1 байт. Для хранения блоков четности используется один жёсткий диск.

Преимущества: высокая скорость чтения и записи данных; массив может быть создан минимум из 3-х дисков; восстановление одиночны ошибок в случае поломки одного из дисков.

Недостаток: массив такого типа хорош только для однозадачной работы с большими файлами. При частых и кротких запросах к одним и тем же блокам массива скорость передачи падает до уровня RAID1. Большая нагрузка на жесткий диск, что приводит к резкому снижению надёжности.

RAID4 – данные разбиваются на блоки, при этом данные делятся на блоки небольшого объема с помощью внутренней файловой системы «WAFL». Используется режим групповой записи, и блоки четности генерируются и записываются в месте с блоками данных.

RAID5 – блоки данных и контрольные суммы записываются циклические на все диски массива. Объем массива рассчитывается п формуле:

; где n-число дисков в массиве, Vi- объем диска.

Выигрыш рейд массива в том, что данные могут обрабатываться параллельно, зато скорость чтения равняется самому медленному диску, входящего в массив.

Недостаток: при выходе из строя одного из дисков система переходит в критический режим. При это резку падает производительность по чтению и записи, а уровень надежности равняется RAID0.

RAID6 – похож на RAID5, но с высокой степенью надежности. Под контрольную сумму выделяется два блока на каждом диске, которые рассчитываются по разным алгоритмом.

Недостаток: в южном мосту требуется мощный RAID-контроллер. Может быть установлено мощное охлаждение. Для организации массива требуется минимум четыре диска. Повышение надежности системы ведет к снижению производительности относительно RAID5 на 10-15%.

8 Тайминги – это задержка, устанавливающая время необходимое на выполнение какой-либо команды от отправки данной команды до полного ее выполнения.

CL-TRcd-Rp-Ras

CL – минимальное время между подачей команды на чтение и началом передачи данных. Данная задержка называется задержкой чтения. Данная задержка устанавливается размерами микросхем и изменение ее пользователями может привести к непредсказуемым результатам.

Rcd – это время необходимое для активизации строки банка или минимальное время между подачей команды на выбор строки и подачей команды на выбор столбца.
Rp – время необходимое для предварительной зарядки банка, то есть время на закрытие одной строки после чего можно активизировать другую строку.

Ras – минимальное время активности строки, то есть время между активизацией строки (ее открытием) и подачей команды на регенерацию (закрытие строки). Данная строка не может быть закрыта раньше данного времени.

CR 1/2T – время необходимое для декодирования контроллером памяти команд и адресов, то есть минимальное время между подачей двух команд, которое измеряется в тактах (2Т – два такта)

Кроме основных таймингов существуют еще подтайминги, которые зависят от таймингов и оказывают меньшее влияние на производительность системы в целом.

Видеокарта.

Предназначена для преобразования изображения, находящегося в ОП компьютера в аналоговый сигнал монитора. Видеокарта является blade-системой, т.е. компьютер собранный на одной плате.

Видеокарта состоит из:

Графический процессор - предназначен для обработки двухмерной и трехмерной графики, разгружая при этом ЦП.

Видеоконтроллер - отвечает за формирование изображений в видеопамяти и дает команды RAMDAC (ЦАП) на формирование сигналов развертки мониторов.

Все видеокарты на сегодня обычно имеют два видеоконтроллера, работающих независимо друг от друга, и позволяющие управлять одним либо нескольким дисплеем.

Видеопамять - выполняет роль кадрового буфера, в кортом хранится изображение генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором. В видеопамяти так же хранятся промежуточные, невидимые на экране изображения - псевдосимволы.

ЦАП служит для образования изображения формируемого видеоконтроллера в уровне интенсивности света.

ВидеоПЗУ-это устройство, предназначенное для хранения экранных шрифтов и служебных таблиц. При загрузке компьютера ЦП в первую очередь обращается к видео ПЗУ и определяет работу загрузки видеокарты в текстовом режиме в обращении к ОС на жестком диске.







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.