10.3.2. Озу динамического типа (Dynamic Random Access Memory dram).

Разработка и изготовление БИС сверхбольшого объема (>=16 Кбит) потребовало существенного уменьшения площади, занимаемой одним элементом памяти. Решение было найдено в результате перехода от статического хранения информации к динамическому.

В динамических ОЗУ в качестве элементов памяти используют электрические конденсаторы. Вследствие разряда конденсатора, они способны сохранять информацию только непродолжительное время, поэтому для хранения информации ее необходимо периодически перезаписывать - регенерировать. Регенерация содержимого элемента памяти осуществляется выполнением операций чтения/записи содержимого ЭП в буферные усилители, без выдачи информации в выходную шину.

DRAM является наиболее распространенным и дешевым типом ОЗУ, однако, необходимость выполнения периодической регенерации требует специальных схем управления и ухудшает временные характеристики динамической памяти. Данные могут быть записаны или считаны в SRAM приблизительно за 1/4 времени, требуемого для этого даже самым быстрым динамическим ОЗУ.

10.3.3. КЭШ - память.

Функционально КЭШ - память обычно предназначена для согласования скорости работы сравнительно медленной динамической памяти со сравнительно быстрым микропроцессором. Дело в том, что работа большинства элементов, на которых построен процессор, во многом похожа на работу ячеек статической памяти - триггеров. Поэтому их быстродействие существенно выше, нежели элементов динамической памяти.

Для пользователей IBM PC - совместимых ПК использование КЭШ- памяти началось с 386-х микропроцессоров. Для таких устройств, синхронизируемых, например, частотой 33МГц, тактовый период составляет приблизительно 30 нс. Обычные микросхемы динамической памяти имеют время выборки от 60 до 100 нс. Отсюда, в частности, следует, что центральный процессор вынужден простаивать 2 - 3 такта, пока информация из соответствующих микросхем памяти не установится на системной шине данных ПК.

Из этого положения существует казалось бы простой выход – использовать в качестве основной памяти достаточно быструю статическую. Однако, при этом очень существенно возрастает стоимость компьютера.

Компромиссный вариант между стоимостью и производительностью был найден в результате применения 60 К КЭШ-памяти сравнительно небольшого объема (64 К128 К), построенной на статических ЗУ.

В КЭШ-память записываются наиболее часто используемые команды и данные. МП при чтении информации обращается в первую очередь к КЭШ - памяти, и только если в ней нет необходимых данных он читает основную память. За обновлением информации в КЭШ-памяти следит специальное устройство, называемое контроллером КЭШ-памяти. В результате проведенных исследований установлено, что для КЭШ-памяти объемом 64К вероятность нахождения в ней нужной информации составляет - 95 % , а для 128 К - 98%. Т.о. использование КЭШ- памяти сравнительно небольшого объема позволяет избежать циклов ожидания в работе системы.