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

CÂU TRUC MAY TINH CHƯƠNG 3: BỘ NHỚ 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 3.1. Các đ c tr ng c a b nhặ ư ủ ộ ớ  V tríị  Bên trong CPU: t p thanh ghiậ  B nh trong:ộ ớ b nh chínhộ ớ b nh cacheộ ớ  B nh ngoài: các thi t b nhộ ớ ế ị ớ  Dung l ngượ Đ dài t nh (tính b ng bit)ộ ừ ớ ằ  S l ng t nhố ượ ừ ớ 3.1. Các đ c tr ng c a b nh (ti p)ặ ư ủ ộ ớ ế  Đ n v truy nơ ị ề  T nhừ ớ  Kh i nhố ớ  Ph ng pháp truy nh pươ ậ  Truy nh p tu n t (băng t )ậ ầ ự ừ  Truy nh p tr c ti p (các lo i đĩa)ậ ự ế ạ  Truy nh p ng u nhiên (b nh bán d n)ậ ẫ ộ ớ ẫ  Truy nh p liên k t (cacheậ ế ) 3.1. Các đ c tr ng c a b nh (ti p)ặ ư ủ ộ ớ ế  Hi u năng (performance)ệ  Th i gian truy nh pờ ậ Chu kỳ nhớ  T c đ truy nố ộ ề  Ki u v t lýể ậ  B nh bán d nộ ớ ẫ  B nh tộ ớ ừ  B nh quangộ ớ 3.1. Các đ c tr ng c a b nh (ti p)ặ ư ủ ộ ớ ế  Các đ c tính v t lýặ ậ  Kh bi n / Không kh bi n (volatile / nonvolatile)ả ế ả ế  Xoá đ c / không xoá đ cượ ượ  T ch cổ ứ  Đ tr (Latency)ộ ễ  T n s làm t i ầ ố ươ 3.1. Các đ c tr ng c a b nh (ti p)ặ ư ủ ộ ớ ế  Các lo i b nhạ ộ ớ ROM (Read Only Memory)  B nh không kh bi nộ ớ ả ế  L u tr các thông tin sau:ư ữ  Th vi n các ch ng trình conư ệ ươ Các ch ng trình đi u khi n h th ng (BIOS)ươ ề ể ệ ố Các b ng ch c năngả ứ  Vi ch ng trìnhươ Các ki u ROMể  ROM m t n :ặ ạ  thông tin đ c ghi khi s n xu tượ ả ấ  r t đ tấ ắ  PROM (Programmable ROM) C n thi t b chuyên d ng đ ghi b ng ch ng trình ầ ế ị ụ ể ằ ươ  ch ghi ỉ đ c m t l nượ ộ ầ  EPROM (Erasable PROM) C n thi t b chuyên d ng đ ghi b ng ch ng trình ầ ế ị ụ ể ằ ươ  ghi đ c nhi u l nượ ề ầ  Tr c khi ghi l i, xóa b ng tia c c tímướ ạ ằ ự Các ki u ROM (ti p)ể ế  EEPROM (Electrically Erasable PROM) Có th ghi theo t ng byteể ừ  Xóa b ng đi nằ ệ  Flash memory (B nh c c nhanh)ộ ớ ự Ghi theo kh iố  Xóa b ng đi nằ ệ RAM (Random Access Memory)  B nh đ c-ghi (Read/Write Memory)ộ ớ ọ  Kh bi nả ế  L u tr thông tin t m th iư ữ ạ ờ  Có hai lo i: SRAM và DRAM (Static and Dynamic)ạ SRAM (Static) – RAM tĩnh  Các bit đ c l u tr b ng các Flip-Flop ượ ư ữ ằ  thông tin n đ nhổ ị  C u trúc ph c t pấ ứ ạ  Dung l ng chip nhượ ỏ  T c đ nhanhố ộ  Đ t ti nắ ề  Dùng làm b nh cacheộ ớ DRAM (Dynamic) – RAM đ ngộ  Các bit đ c l u tr trên t đi n ượ ư ữ ụ ệ  c n ph i có m ch làm t iầ ả ạ ươ  C u trúc đ n gi nấ ơ ả  Dung l ng l nượ ớ  T c đ ch m h nố ộ ậ ơ  R ti n h nẻ ề ơ  Dùng làm b nh chínhộ ớ Các DRAM tiên ti nế  Enhanced DRAM  Cache DRAM  Synchronous DRAM (SDRAM): làm vi c đ c đ ng b b i xung ệ ượ ồ ộ ở clock  DDR-SDRAM (Double Data Rate SDRAM)  Rambus DRAM (RDRAM) 3.2. S phân c p c a b nhự ấ ủ ộ ớ  T trái sang ph i:ừ ả  dung l ng tăng d nượ ầ  t c đ gi m d nố ộ ả ầ  giá thành/1bit gi m d nả ầ 3.2. S phân c p c a b nh (ti p)ự ấ ủ ộ ớ ế  Xác đ nh lo i b nh :ị ạ ộ ớ  Hi n có 3 công ngh ph bi n: SDRAM, DDR-SDRAM và RDRAM (mu n ệ ệ ổ ế ố xác đ nh d a vào tài li u h ng d n c a bo m ch ch )ị ự ệ ướ ẫ ủ ạ ủ  SDRAM ph bi n trong Pentium, Pentium II, Pentium IIIổ ế  Có 3 lo i PC66, PC100, PC133ạ  DDR-SDRAM: Pentium IV hay AMD  PC2100, PC2700, PC3200, PC3500, PC3700  Xung làm vi c t ng ng 266Mhz, 333Mhz, 400Mhz,433Mhz, ệ ươ ứ 466Mhz  RDRAM: công ngh t t nh t s dung trong h th ng Xeon, Petium IV và ệ ố ấ ử ệ ố cao c pấ 3.2. S phân c p c a b nh (ti p)ự ấ ủ ộ ớ ế  Video Ram (VRam)  Công ngh FPM (fasst page mode)ệ  2 c ng giao ti pổ ế  1 c ng dành cho ch c năng làm t i màn hìnhổ ứ ươ  C ng còn l i xu t ra màn hìnhổ ạ ấ  Graphic ddr (gddr)  GDDR (DDR đ h a) d a trên công ngh DDR-SDRAM.ồ ọ ự ệ  Windows ram (Wram)  D ng b nh 2 c ng khácạ ộ ớ ổ  Dùng trong h th ng chuyên x lý đ h aệ ố ử ồ ọ  Wram có c ng hi n th nh h n và h tr EDO (Extended data out)ổ ể ị ỏ ơ ỗ ợ 3.2. S phân c p c a b nh (ti p)ự ấ ủ ộ ớ ế  Syschronous Graphic Ram (SGRAM)  Là lo i SDRAM thi t k dành riêng cho video.ạ ế ế Ch c năng đ c ghi đ c bi tứ ọ ặ ệ Cho phép truy xu t và ch nh s a dl theo kh iấ ỉ ử ố  Tăng hi u năng c a b đi u khi n đ h a.ệ ủ ộ ề ể ồ ọ  Base Ranbus và Concurrent Rambus Rambus đ c dùng làm b nh video (tr c kia)ượ ộ ớ ướ Công ngh b nh chính Driect Rambusệ ộ ớ  Base Rambus và Concurrent Rambus dùng cho ng d ng ứ ụ video trong máy tr m và h th ng game video nh Nintendo ạ ệ ố ư 64. 3.2. S phân c p c a b nh (ti p)ự ấ ủ ộ ớ ế  B nh c i ti n:ộ ớ ả ế  Enhanced SDRam (Esdram)  Fast Cycle Ram (FcRam)  Synclink Dram (SlDram)  Virtual Channel Memory (Vcm) 3.3. Xây d ng b nh t các chip nhự ộ ớ ừ ớ  1. L u tr t tính:ư ữ ừ Dùng đ l u tr d li u trên m t tr c các đĩa mòngể ư ữ ữ ệ ộ ụ Các đĩa đ c ch t o t aluminum, th y tinh ho c ceramic và ượ ế ạ ừ ủ ặ đ c b c bên ngoài v i m t l p v t li u s t t , th ng là h p ượ ọ ớ ộ ớ ậ ệ ắ ừ ườ ợ kim coban. 2. B nh bán d nộ ớ ẫ  B nh bán d n thông th ng là RAMộ ớ ẫ ườ  Ram tĩnh (SRAM) l u tr dl trong m t b g m 6 transistor.ư ữ ộ ộ ồ  Ram đ ng (DRAM) l u tr dl b ng các t đi n, c n ph i làm t i liên ộ ư ữ ằ ụ ệ ầ ả ươ t c ụ  m t đi n m t dlấ ệ ấ  B nh Flash đ c chia làm 2 ki u NOR va NANDộ ơ ượ ể  Các c ng NOR và NAND đ c c u t o t các transistor và không ổ ượ ấ ạ ừ ch a t đi n trong đó ứ ụ ệ  m t đi n không m t dlấ ệ ấ  NAND s d ng công ngh truy nh p tu n tử ụ ệ ậ ầ ự  NOR s d ng công ngh truy nh p ng u nhiênử ụ ệ ậ ẫ 3. B nh quangộ ớ  L u tr quang h c th ng đ c s d ng đó là CD.ư ữ ọ ườ ượ ử ụ  Đ c s n xu t t polycarbonat plastic có các l nh , các l nh ượ ả ấ ừ ỗ ỏ ỗ ỏ này đ c s p x p theo hình xo n c xung quanh đĩa dùng đ ượ ắ ế ắ ố ể bi u th dl.ể ị 4. B nh phân tộ ớ ử  Mong mu n thi t b l u tr nh và nhanh trong các thi t bố ế ị ư ữ ỏ ế ị  Dung l ng và hi u su t t t h nượ ệ ấ ố ơ Công ngh nh phân t .ệ ở ử 5. B nh thay đ i phaộ ớ ổ 6. B nh Holographicộ ớ  Đang d n d n tr thành m t công ngh hi n th cầ ầ ở ộ ệ ệ ự  Ch a đ c s d ng r ng rãi và khá đ t.ư ượ ử ụ ộ ắ  Là m t ki u b nh 3 chi u có th l u và truy c p các trang b nh cùng ộ ể ộ ớ ề ể ư ậ ộ ớ m t th i đi m.ộ ờ ể  S s m tr thành m t công ngh l u tr đ c s d ng trong th tr ng l u ẽ ớ ở ộ ệ ư ữ ượ ử ụ ị ườ ư tr th 3.ữ ứ  Không đ c ph bi n nh các đĩa CD và DVD nh ngày nay.ượ ổ ế ư ư