Bài giảng Cấu trúc máy tính - Chương 3: Bộ nhớ

Nội dung text: Bài giảng Cấu trúc máy tính - Chương 3: Bộ nhớ

1. CÂU TRUC MAY TINH CHƯƠNG 3: BỘ NHỚ
2. Nôi dung cua chương 3 3.1. Các đặc trưng của bộ nhớ 3.2. Sự phân cấp của bộ nhớ 3.3. Xây dựng bộ nhớ từ các chíp nhớ
3. 3.1. Các đặ c tr ư ng c ủ a b ộ nh ớ . Vị trí  Bên trong CPU: tậ p thanh ghi  Bộ nh ớ trong: bộ nh ớ chính bộ nh ớ cache  Bộ nh ớ ngoài: các thi ế t b ị nh ớ . Dung lượ ng  Độ dài t ừ nh ớ (tính b ằ ng bit)  Số l ượ ng t ừ nh ớ
4. 3.1. Các đặ c tr ư ng c ủ a b ộ nh ớ (ti ế p) . Đơ n v ị truy ề n  Từ nh ớ  Khố i nh ớ . Phươ ng pháp truy nh ậ p  Truy nhậ p tu ầ n t ự (băng t ừ )  Truy nhậ p tr ự c ti ế p (các lo ạ i đĩa)  Truy nhậ p ng ẫ u nhiên (b ộ nh ớ bán d ẫ n)  Truy nhậ p liên k ế t (cache)
5. 3.1. Các đặ c tr ư ng c ủ a b ộ nh ớ (ti ế p) . Hiệ u năng (performance)  Thờ i gian truy nh ậ p  Chu kỳ nhớ  Tố c đ ộ truy ề n . Kiể u v ậ t lý  Bộ nh ớ bán d ẫ n  Bộ nh ớ t ừ  Bộ nh ớ quang
6. 3.1. Các đặ c tr ư ng c ủ a b ộ nh ớ (ti ế p) . Các đặ c tính v ậ t lý  Khả bi ế n / Không kh ả bi ế n (volatile / nonvolatile)  Xoá đượ c / không xoá đ ượ c . Tổ ch ứ c . Độ tr ễ (Latency) . Tầ n s ố làm t ươ i
7. 3.1. Các đặ c tr ư ng c ủ a b ộ nh ớ (ti ế p) . Các loạ i b ộ nh ớ
8. ROM (Read Only Memory) . Bộ nh ớ không kh ả bi ế n . Lư u tr ữ các thông tin sau:  Thư vi ệ n các ch ươ ng trình con  Các chươ ng trình đi ề u khi ể n h ệ th ố ng (BIOS)  Các bả ng ch ứ c năng  Vi chươ ng trình
9. Các kiể u ROM . ROM mặ t n ạ :  thông tin đượ c ghi khi s ả n xu ấ t  rấ t đ ắ t . PROM (Programmable ROM)  Cầ n thi ế t b ị chuyên d ụ ng đ ể ghi b ằ ng ch ươ ng trình chỉ ghi đượ c m ộ t l ầ n . EPROM (Erasable PROM)  Cầ n thi ế t b ị chuyên d ụ ng đ ể ghi b ằ ng ch ươ ng trình ghi đượ c nhi ề u l ầ n  Trướ c khi ghi l ạ i, xóa b ằ ng tia c ự c tím
10. Các kiể u ROM (ti ế p) . EEPROM (Electrically Erasable PROM)  Có thể ghi theo t ừ ng byte  Xóa bằ ng đi ệ n . Flash memory (Bộ nh ớ c ự c nhanh)  Ghi theo khố i  Xóa bằ ng đi ệ n
11. RAM (Random Access Memory) . Bộ nh ớ đ ọ c-ghi (Read/Write Memory) . Khả bi ế n . Lư u tr ữ thông tin t ạ m th ờ i . Có hai loạ i: SRAM và DRAM (Static and Dynamic)
12. SRAM (Static) – RAM tĩnh . Các bit đượ c l ư u tr ữ b ằ ng các Flip-Flop thông tin ổ n đ ị nh . Cấ u trúc ph ứ c t ạ p . Dung lượ ng chip nh ỏ . Tố c đ ộ nhanh . Đắ t ti ề n . Dùng làm bộ nh ớ cache
13. DRAM (Dynamic) – RAM độ ng . Các bit đượ c l ư u tr ữ trên t ụ đi ệ n cầ n ph ả i có m ạ ch làm t ươ i . Cấ u trúc đ ơ n gi ả n . Dung lượ ng l ớ n . Tố c đ ộ ch ậ m h ơ n . Rẻ ti ề n h ơ n . Dùng làm bộ nh ớ chính
14. Các DRAM tiên tiế n . Enhanced DRAM . Cache DRAM . Synchronous DRAM (SDRAM): làm việ c đ ượ c đ ồ ng b ộ b ở i xung clock . DDR-SDRAM (Double Data Rate SDRAM) . Rambus DRAM (RDRAM)
15. 3.2. Sự phân c ấ p c ủ a b ộ nh ớ . Từ trái sang ph ả i:  dung lượ ng tăng d ầ n  tố c đ ộ gi ả m d ầ n  giá thành/1bit giả m d ầ n
16. 3.2. Sự phân c ấ p c ủ a b ộ nh ớ (ti ế p) . Xác đị nh lo ạ i b ộ nh ớ :  Hiệ n có 3 công ngh ệ ph ổ bi ế n: SDRAM, DDR-SDRAM và RDRAM (mu ố n xác đị nh d ự a vào tài li ệ u h ướ ng d ẫ n c ủ a bo m ạ ch ch ủ )  SDRAM phổ bi ế n trong Pentium, Pentium II, Pentium III . Có 3 loạ i PC66, PC100, PC133  DDR-SDRAM: Pentium IV hay AMD . PC2100, PC2700, PC3200, PC3500, PC3700 . Xung làm việ c t ươ ng ứ ng 266Mhz, 333Mhz, 400Mhz,433Mhz, 466Mhz  RDRAM: công nghệ t ố t nh ấ t s ử dung trong h ệ th ố ng Xeon, Petium IV và cao cấ p
17. 3.2. Sự phân c ấ p c ủ a b ộ nh ớ (ti ế p) . Video Ram (VRam)  Công nghệ FPM (fasst page mode)  2 cổ ng giao ti ế p . 1 cổ ng dành cho ch ứ c năng làm t ươ i màn hình . Cổ ng còn l ạ i xu ấ t ra màn hình . Graphic ddr (gddr) . GDDR (DDR đồ h ọ a) d ự a trên công ngh ệ DDR-SDRAM. . Windows ram (Wram) . Dạ ng b ộ nh ớ 2 c ổ ng khác . Dùng trong hệ th ố ng chuyên x ử lý đ ồ h ọ a . Wram có cổ ng hi ể n th ị nh ỏ h ơ n và h ỗ tr ợ EDO (Extended data out)
18. 3.2. Sự phân c ấ p c ủ a b ộ nh ớ (ti ế p) . Syschronous Graphic Ram (SGRAM)  Là loạ i SDRAM thi ế t k ế dành riêng cho video.  Chứ c năng đ ọ c ghi đ ặ c bi ệ t  Cho phép truy xuấ t và ch ỉ nh s ử a dl theo kh ố i  Tăng hiệ u năng c ủ a b ộ đi ề u khi ể n đ ồ h ọ a. . Base Ranbus và Concurrent Rambus  Rambus đượ c dùng làm b ộ nh ớ video (tr ướ c kia)  Công nghệ b ộ nh ớ chính Driect Rambus  Base Rambus và Concurrent Rambus dùng cho ứ ng d ụ ng video trong máy trạ m và h ệ th ố ng game video nh ư Nintendo 64.
19. 3.2. Sự phân c ấ p c ủ a b ộ nh ớ (ti ế p) . Bộ nh ớ c ả i ti ế n:  Enhanced SDRam (Esdram)  Fast Cycle Ram (FcRam)  Synclink Dram (SlDram)  Virtual Channel Memory (Vcm)
20. 3.3. Xây dự ng b ộ nh ớ t ừ các chip nh ớ . 1. Lư u tr ữ t ừ tính:  Dùng để l ư u tr ữ d ữ li ệ u trên m ộ t tr ụ c các đĩa mòng  Các đĩa đượ c ch ế t ạ o t ừ aluminum, th ủ y tinh ho ặ c ceramic và đượọ c b c bên ngoài v ớộớậệắừườ i m t l p v t li u s t t , th ng là h ợ p kim coban.
21. 2. Bộ nh ớ bán d ẫ n . Bộ nh ớ bán d ẫ n thông th ườ ng là RAM  Ram tĩnh (SRAM) lư u tr ữ dl trong m ộ t b ộ g ồ m 6 transistor.  Ram độ ng (DRAM) l ư u tr ữ dl b ằ ng các t ụ đi ệ n, c ầ n ph ả i làm t ươ i liên tụ c mấ t đi ệ n m ấ t dl  Bộ nh ơ Flash đ ượ c chia làm 2 ki ể u NOR va NAND . Các cổ ng NOR và NAND đ ượ c c ấ u t ạ o t ừ các transistor và không chứ a t ụ đi ệ n trong đó mấ t đi ệ n không m ấ t dl . NAND sử d ụ ng công ngh ệ truy nh ậ p tu ầ n t ự . NOR sử d ụ ng công ngh ệ truy nh ậ p ng ẫ u nhiên
22. 3. Bộ nh ớ quang . Lư u tr ữ quang h ọ c th ườ ng đ ượ c s ử d ụ ng đó là CD. . Đượ c s ả n xu ấ t t ừ polycarbonat plastic có các l ỗ nh ỏ , các l ỗ nh ỏ này đượ c s ắ p x ế p theo hình xo ắ n ố c xung quanh đĩa dùng đ ể biể u th ị dl.
23. 4. Bộ nh ớ phân t ử . Mong muố n thi ế t b ị l ư u tr ữ nh ỏ và nhanh trong các thi ế t b ị . Dung lượ ng và hi ệ u su ấ t t ố t h ơ n Công nghệ nh ở phân t ử .
24. 5. Bộ nh ớ thay đ ổ i pha
25. 6. Bộ nh ớ Holographic . Đang dầ n d ầ n tr ở thành m ộ t công ngh ệ hi ệ n th ự c . Chư a đ ượ c s ử d ụ ng r ộ ng rãi và khá đ ắ t. . Là mộ t ki ể u b ộ nh ớ 3 chi ề u có th ể l ư u và truy c ậ p các trang b ộ nh ớ cùng mộ t th ờ i đi ể m. . Sẽớở s m tr thành m ộ t công ngh ệưữượửụ l u tr đ c s d ng trong th ịườư tr ng l u trữ th ứ 3. . Không đượ c ph ổ bi ế n nh ư các đĩa CD và DVD nh ư ngày nay.