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主存�(chǔ)�
閱讀�20387�(shí)間:2011-03-06 21:56:16

  �存儲(chǔ)�,英文為Main memory,亦可簡(jiǎn)稱主�,是�(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)的核�,起承上啟下的作用。主存儲(chǔ)器用�(lái)存放�(jì)算機(jī)�(yùn)行期間所需要的程序和數(shù)�(jù),主要性能指標(biāo)有存�(chǔ)容量、存取時(shí)間、存�(chǔ)周期和存�(chǔ)器帶��

概述

  主存�(chǔ)�,是�(jì)算機(jī)硬件的一�(gè)重要部件,其作用是存放指令和�(shù)�(jù),并能由中央處理器(CPU)直接隨�(jī)存取。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)為了提高性能,兼顧合理的造價(jià),往往采用多級(jí)存儲(chǔ)體系,即有存�(chǔ)容量�、存取速度高的高速緩沖存�(chǔ)�,存�(chǔ)容量和存取速度適中的主存儲(chǔ)器�

  主存�(chǔ)器是按地址存放信息�,存取速度一般與地址�(wú)�(guān)�32位(比特)的地址能表�(dá)4GB的存�(chǔ)器地址。這對(duì)目前多數(shù)�(yīng)用已�(jīng)足夠,但�(duì)于某些特大運(yùn)算量的應(yīng)用和特大型數(shù)�(jù)�(kù)顯然是不夠的,因此提�64位結(jié)�(gòu)的要求�

�(jié)�(gòu)

  主存�(chǔ)器通常由存�(chǔ)�、地址譯碼�(qū)�(dòng)電路、I/O和讀�(xiě)電路等部分組成,其組成的框圖如圖所��

主存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)圖

  其中,存�(chǔ)體是存儲(chǔ)單元的集�,用�(lái)存放�(shù)�(jù);地址譯碼�(qū)�(dòng)電路包含譯碼器和�(qū)�(dòng)器兩部分,譯碼器將地址總線輸入的地址碼轉(zhuǎn)換成與之�(duì)�(yīng)的譯碼輸出線上的有效電平,以表示選中了某一存儲(chǔ)單元,然后由�(qū)�(dòng)器提供驅(qū)�(dòng)電流去驅(qū)�(dòng)相應(yīng)的讀�(xiě)電路,完成對(duì)被選中存�(chǔ)單元的讀�(xiě)操作;I/O和讀�(xiě)電路包括讀出放大器、寫(xiě)入電路和讀�(xiě)控制電路,用以完成被選中存儲(chǔ)單元中各位的讀出和�(xiě)入操��

類別

  1.信息保存的長(zhǎng)短分:只讀存儲(chǔ)器(ROM)與隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)�

  2.生產(chǎn)工藝分:靜態(tài)存儲(chǔ)器與�(dòng)�(tài)存儲(chǔ)��

靜態(tài)存儲(chǔ)器

靜態(tài)存儲(chǔ)�

  靜態(tài)存儲(chǔ)器(SRAM):讀�(xiě)速度快,生產(chǎn)成本�,多用于容量較小的高速緩沖存�(chǔ)��

  �(dòng)�(tài)存儲(chǔ)器(DRAM):讀�(xiě)速度較慢,集成度�,生�(chǎn)成本�,多用于容量較大的主存儲(chǔ)��

性能指標(biāo)

  主存�(chǔ)器指�(biāo)有存�(chǔ)速度、存�(chǔ)容量、CL、SPD芯片、奇偶效�(yàn)、內(nèi)存帶寬等�

  1.存儲(chǔ)速度

  �(nèi)存的存儲(chǔ)速度用存取一次數(shù)�(jù)的時(shí)間來(lái)表示,單位為納秒,記為ns�1�=10億納�,即1納秒=10ˉ9�。Ns值越小,表明存取�(shí)間越�,速度就越快。目�,DDR�(nèi)存的存取�(shí)間一般為6ns,而更快的存儲(chǔ)器多用在顯卡的顯存上,如�5ns� 4ns� 3.6ns� 3.3ns� 2.8ns��

  2.存儲(chǔ)容量

  目前常見(jiàn)的內(nèi)存存�(chǔ)容量單條�128MB�256MB�512MB,當(dāng)然也有單�1GB的,�(nèi)�,不�(guò)其價(jià)格較�,普通用戶少有使�。就目前的行情來(lái)看,配機(jī)�(shí)盡時(shí)使用單條256MB以上的內(nèi)�,不要選用兩�128MB的方案� 提示:內(nèi)存存�(chǔ)容量的換算公式為�1GB=1024MB=1024*1024KB�

  3.CL

  CL是CAS Lstency的縮�(xiě),即CAS延遲�(shí)�,是指內(nèi)存縱向地址脈沖的反�(yīng)�(shí)間,是在一定頻率下衡量不同�(guī)范內(nèi)存的重要�(biāo)志之一。對(duì)于PC1600和PC2100的內(nèi)存來(lái)�(shuō),其�(guī)定的CL�(yīng)該為2,即他讀取數(shù)�(jù)的延遲時(shí)間是兩�(gè)�(shí)鐘周期。也就是�(shuō)他必須在CL=2R 情況下穩(wěn)寰工作的其工作頻率中�

主存儲(chǔ)器

  4.SPD芯片

  SPD是一�(gè)8�256字節(jié)的EERROM(可電擦寫(xiě)可編程只讀存儲(chǔ)�) 芯片,位置一般處在內(nèi)存條正面的右�(cè),里面記錄了諸如�(nèi)存的速度、容�、電壓與行、列地址、帶寬等參數(shù)信息。當(dāng)�(kāi)�(jī)�(shí),計(jì)算機(jī)的BIOS將自�(dòng)讀取SPD中記錄的信息�

  5.奇偶校驗(yàn)

  奇偶校驗(yàn)就是�(nèi)存每一�(gè)字節(jié)外又額外增加了一位作為錯(cuò)誤檢�(cè)之用。當(dāng)CPU返回讀顧儲(chǔ)存的�(shù)�(jù)�(shí),他�(huì)再次相加�8位中存儲(chǔ)容量的數(shù)�(jù),計(jì)算結(jié)果是否與校驗(yàn)相一�。當(dāng)CPU�(fā)�(xiàn)二者不同時(shí)就會(huì)自動(dòng)處理�

  6.�(nèi)存帶�

  從內(nèi)存的功能上來(lái)�,我們可以將�(nèi)存看作是�(nèi)存控制器(一般位于北橋芯片中)與CPU之間的橋梁或�(cāng)�(kù)。顯�,內(nèi)存的存儲(chǔ)容量決定“�(cāng)�(kù)”的大小,而內(nèi)存的帶決定“橋梁的寬窄�,兩者缺一不可� 提示:內(nèi)存帶寬的確定方式為:B表示帶寬、F表于存儲(chǔ)器時(shí)鐘頻率、D表示存儲(chǔ)器數(shù)�(jù)總線位數(shù),則帶寬B=F*D/8(如常見(jiàn)100MHz的SDRAM�(nèi)存的帶寬=100MHz*64bit/8=800MB/秒、常�(jiàn)133MHz的SDRAM�(nèi)存的帶寬133MHz*64bit/8=1064MB/秒)�

與CPU的連接

  CPU�(duì)存儲(chǔ)器�(jìn)行讀�(xiě)操作,首先由地址總線給出地址信號(hào),然后發(fā)出讀操作�?qū)懖僮鞯目刂菩�?hào),在�(shù)�(jù)總線上�(jìn)行信息交流。如果將由若干存�(chǔ)芯片�(gòu)成的存儲(chǔ)器和CPU看做兩�(gè)黑盒�,通過(guò)地址總線(AB)、數(shù)�(jù)總線(DB�、控制總線(CB)相�(lián)的結(jié)�(gòu)如圖所��

主存儲(chǔ)器與CPU的連接

主存�(chǔ)器與CPU的連接

  存儲(chǔ)器地址寄存器(MAR)和存儲(chǔ)器數(shù)�(jù)寄存器(MDR)是主存和CPU之間的接�。MAR可以接受�(lái)自程序計(jì)�(shù)器的指令地址或來(lái)自地址形成部件的操作數(shù)地址,以確定要訪�(wèn)的單元。MDR是向主存�(xiě)入數(shù)�(jù)或從主存讀出數(shù)�(jù)的緩沖部�。MAR和MDR從功能上看屬于主�,但在小型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)中常放在CPU�(nèi)�

  CPU與主存的硬連接是兩�(gè)部件之間�(lián)系的物理基礎(chǔ),具體完成讀�?qū)戇€需要兩�(gè)部件之間的軟連接,即CPU向主存發(fā)出的讀�?qū)懨?,這才是兩�(gè)部件之間有效工作的關(guān)�。讀�(xiě)的基本操作如下:

 ?�?)讀。讀操作是指從CPU送來(lái)的地址所指定的存�(chǔ)單元中取出信�,再送給CPU,其操作�(guò)程如下:

  � 地址→MAR→AB:CPU將地址信號(hào)送至地址總線�

 ?�?Read:CPU�(fā)出讀命令�

 ?�?Wait for MFC:等待存�(chǔ)器工作完成信�(hào)�

 ?�?M(MAR)→DB→MDR:讀出信息經(jīng)�(shù)�(jù)總線送至CPU�

 ?�?)寫(xiě)。寫(xiě)操作是指將要�(xiě)入的信息存入CPU所指定的存�(chǔ)單元中,其操作過(guò)程如下:

 ?�?地址→MAR→AB:CPU將地址信號(hào)送至地址總線�

 ?�?�(shù)�(jù)→MDR→DB:CPU將要�(xiě)入的�(shù)�(jù)送至�(shù)�(jù)總線�

  � Write:CPU�(fā)出寫(xiě)命令�

  � Wait for MFC:等待存�(chǔ)器工作完成信�(hào)�

  由于CPU和主存的速度存在著差�,所以兩者之間的速度匹配是很�(guān)鍵的。通常有兩種匹配方式:同步存儲(chǔ)器讀取和異步存儲(chǔ)器讀�。上面給出的讀�(xiě)基本操作是以異步存儲(chǔ)器讀取來(lái)考慮的,CPU和主存之間沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)�,由主存工作完成信號(hào)(MFC)通知CPU“主存工作已完成��

�(fā)�

  �20世紀(jì)70年代�,主存儲(chǔ)器已逐步采用大規(guī)模集成電路構(gòu)�。最普遍也最�(jīng)�(jì)的是�(dòng)�(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片(DRAM��1995年集成度�64Mb(可存儲(chǔ)400�(wàn)�(gè)漢字)的DRAM芯片�(kāi)始商�(yè)性生�(chǎn)�16MbDRAM芯片已成為市�(chǎng)主流�(chǎn)�。DRAM芯片的存取速度適中,一般為50~70ns。有一些改�(jìn)型的DRAM,如EDODRAM(即�(kuò)充數(shù)�(jù)輸出的DRAM),其性能可較普通DRAM提高10%以上,又如SDRAM(即同步DRAM),其性能又可較EDODRAM提高10%左右�1998年SDRAM的后繼產(chǎn)品為SDRAMⅡ(或稱DDR,即雙倍數(shù)�(jù)速率)的品種已上市�

動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器

�(dòng)�(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)�

  在追求速度和可靠性的�(chǎng)�,通常采用�(jià)格較貴的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片(SRAM�,其存取速度可以�(dá)到了1~15ns。無(wú)論主存采用DRAM還是SRAM芯片�(gòu)成,在斷電時(shí)存儲(chǔ)的信息都�(huì)“丟失�,因此計(jì)算機(jī)�(shè)�(jì)者應(yīng)考慮�(fā)生這種情況�(shí),設(shè)法維持若干毫秒的供電以保存主存中的重要信�,以便供電恢�(fù)�(shí)�(jì)算機(jī)能恢�(fù)正常�(yùn)�。鑒于上述情�,在某些�(yīng)用中主存中存�(chǔ)重要而相�(duì)固定的程序和�(shù)�(jù)的部分采用“非易失性”存�(chǔ)器芯片(如EPROM,快閃存�(chǔ)芯片等)�(gòu)�;對(duì)于完全固定的程序,數(shù)�(jù)區(qū)域甚至采用只讀存儲(chǔ)器(ROM)芯片構(gòu)�;主存的這些部分就不怕暫�(shí)供電中斷,還可以防止病毒侵入�

維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��

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