12. Оперативная память. Кэш- память. Контроллеры. Мостовая архитектура.
ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ компьютера, запоминающее устройство, хранящее информацию в цифровом виде. Из оперативной памяти процессор компьютера берет программы и исходные данные для обработки, в нее же записываются полученные результаты.
Свое название оперативная память получила за быстродействие; процессору практически не приходится ждать при чтении и записи данных. Для оперативной памяти используют и обозначение RAM (random access memory, то есть память с произвольным доступом). При выключении компьютера содержимое оперативной памяти обычно стирается.
От количества установленной на компьютере оперативной памяти зависят его возможности. Многие компьютерные программы не будут работать при недостатке оперативной памяти или будут работать очень медленно.
Большинство современных компьютеров комплектуются модулями типа DIMM (Dual-In-line Memory Module — модуль памяти с двухрядным расположением микросхем). В компьютерных системах на самых современных процессорах используются высокоскоростные модули Rambus DRAM (RIMM) и DDR DRAM.
Кэш-память
Ряд моделей центральных процессоров (ЦП) обладают собственным кэшем, для того чтобы минимизировать доступ к оперативной памяти (ОЗУ), которая медленнее, чем регистры. Кэш-память может давать значительный выигрыш в производительности, в случае когда тактовая частота ОЗУ значительно меньше тактовой частоты ЦП. Тактовая частота для кэш-памяти обычно ненамного меньше частоты ЦП.
Контроллер – это специальный процессор в компьютере, который управляет внешними устройствами (монитором, принтером и т.д.).
Мостовая архитектура
В мостовой архитектуре имеется центральная магистральная шина, к которой остальные компоненты подключаются через мосты. В роли центральной магистрали сначала выступала шина (E)ISA, затем ее сменила шина PCI. Шинно-мостовая архитектура чипсетов просуществовала долгое время и пережила много поколений процессоров (от 2-го до 7-го). Перемещение вторичного кэша с системной платы на процессор (Р6 и Pentium 4 у Intel и К7 у AMD) несколько упростило северную часть чипсета — в ней не надо управлять статической кэш-памятью, а остается лишь обеспечивать когерентность процессорного кэша с основной памятью, доступ к которой возможен и со стороны шины PCI.
Шина PCI в роли главной магистрали удержалась недолго: видеокартам с ЗD-акселератором ее пропускной способности, разделяемой между всеми устройствами, оказалось недостаточно. Тогда и появился порт AGP как выделенный мощный интерфейс между графическим акселератором и памятью (а также процессором). При этом задачи северного моста усложнились: контроллеру памяти приходится работать уже на три фронта — ему посылают запросы процессор, мастера шины PCI (и ISA, но тоже через PCI) и порт AGP. Пропускная способность AGP в режиме 2х/4х/8х составляет 533/1066/2133 Мбайт/с, так что шина PCI по производительности стала уже второстепенной. Однако в шинно-мостовой архитектуре она сохраняет свою роль магистрали подключения всех периферийных устройств (кроме графических). В качестве мощного представителя шинно-мостовой архитектуры можно рассматривать чипсет AMD-760. Здесь имеются первичная шина PCI на 64 бит и 66 МГц, являющаяся «экватором», и вторичная шина для подключения рядовой периферии.