Kiến trúc máy tính - Phu luc RAM

 được là do một memory controller (hay clock controller), thông tin sẽ được truy cập hay cập nhật mỗi khi clock (chu kỳ dòng điện) chuyển từ 0 sang 1, "synchronous" có nghĩa là ngay lúc clock nhảy từ 0 sang 1 chứ không hẳn là clock qua 1 hoàn toàn). Do kỹ thuật chế tạo mang tính bước ngoặc này, SDRAM và các thế hệ sau có tốc độ cao hơn hẳn các loại DRAM trước.Các Loại RAMDDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)Ðây là loại memory cải tiến từ SDRAM. Nó nhân đôi tốc độ truy cập của SDRAM bằng cách dùng cả hai quá trình đồng bộ khi clock chuyển từ 0 sang 1 và từ 1 sang 0. Ngay khi clock của memory chuyển từ 0 sang 1 hoặc từ 1 sang 0 thì thông tin trong memory được truy cập.Loại RAM này được CPU Intel và AMD hỗ trợ, tốc độ hiện tại vào khoảng 800Mhz. (DDR-SDRAM đã ra đời trong năm 2000)Các Loại RAMDRDRAM (Direct Rambus DRAM)Ðây lại là một bước ngoặc mới trong lĩnh vực chế tạo memory, hệ thống Rambus có nguyên lý và cấu trúc chế tạo hoàn toàn khác loại SDRAM truyền thống. Memory sẽ được vận hành bởi một hệ thống phụ gọi là Direct Rambus Channel có độ rộng 16 bit và một clock 400MHz điều khiển. Ta thấy kỹ thuật mới này dùng 16 bits interface, trông khác hẳn với cách chế tạo truyền thống là dùng 64bit cho memory, bởi thế kỹ thuật Rambus đã cho ra đời loại chân Rambus Inline Memory Module (RIMM) tương đối khác so với memory truyền thống. Loại RAM này hiện nay chỉ được hỗ trợ bởi CPU Intel Pentum IV, rất đắt, tốc độ vào khoảng 400-800MhzCác Loại RAMSLDRAM (Synchronous-Link DRAM) :Là thế sau của DRDRAM, thay vì dùng Direct Rambus Channel với chiều rộng 16bit và tốc độ 400MHz, SLDRAM dùng bus 64bit chạy với tốc độ 200MHz. Theo lý thuyết thì hệ thống mới có thể đạt được tốc độ 400Mhz x 64 bits = 400Mhz x 8 bytes = 3.2Gb/giây, tức là gấp đôi DRDRAM. Ðiều thuận tiện là là SLDRAM được phát triển bởi một nhóm 20 công ty hàng đầu về vi tính cho nên nó rất da dụng và phù hợp nhiều hệ thống khác nhau.VRAMVRAM (Video RAM) :Khác với memory trong hệ thống và do nhu cầu về đồ hoạ ngày càng cao, các hãng chế tạo graphic card đã chế tạo VRAM riêng cho video card của họ mà không cần dùng memory của hệ thống chính. VRAM chạy nhanh hơn vì ứng dụng Dual Port technology nhưng đồng thời cũng đắt hơn rất nhiều.CacheCache memoryLà loại memory có dung lượng rất nhỏ (thường nhỏ hơn 1MB) và chạy rất nhanh (gần như tốc độ của CPU). Thông thường thì Cache memory nằm gần CPU và có nhiệm vụ cung cấp những data thường (đang) dùng cho CPU. Sự hình thành của Cache là một cách nâng cao hiệu quả truy cập thông tin của máy tính mà thôi. CacheNhững thông tin thường dùng (hoặc đang dùng) thường được chứa trong Cache, mổi khi xử lý hay thay đổi thông tin, CPU sẽ dò trong Cache memory trước xem có tồn tại hay không, nếu có nó sẽ lấy ra dùng lại còn không thì sẽ tìm tiếp vào RAM hoặc các bộ phận khác.   Lý do Cache memory nhỏ là vì nó rất đắt tiền và chế tạo rất khó khăn bởi nó gần như là CPU (về cấu thành và tốc độ). Thông thường Cache memory nằm gần CPU, trong nhiều trường hợp Cache memory nằm trong CPU luôn. Người ta gọi Cache Level 1 (L1), Cache level 2 (L2)...là do vị trí của nó gần hay xa CPU. Cache L1 gần CPU nhất, sau đó là Cache L2...Đặc Điểm Đóng Gói Bộ NhớCác mạch nhớ được đặt trên những miếng silicon .Mỗi chip nhớ được đóng kín trong vỏ chứa có chân ra để có thể sử dụng trong lắp ráp mạch động .Một số kiểu đóng gói vi mạch chủ yếu : DIP , SIP , ZIP , SIMM , DIMM , Card nhớ Các Kiểu Đóng Gói Bộ NhớDIP ( Dual In-Line Package ) : loại vỏ 2 hàng thẳng . Đặc điểm : rất dễ sử dụng và có thể cắm vào các đế vi mạch . Trên các loại máy tính cũ thường có một hàng dài các đế cắm DIP trống ở giữa vi mạch hoặc trên các card nhớ mở rộng .SIP ( Single In-Line Package ) : loại vỏ 1 hàng thẳng . Có các chân nằm dọc theo 1 cạnh của của vỏ dựng thẳng đứng .ZIP ( Zig-Zag In-Line Package ) : Loại vỏ 1 hàng zic-zac cũng có các chân nằm dọc trên 1 cạnh của vỏ thẳng đứng , nhưng ZIP khắc phục hạn chế về khoảng cách giữa các chân của SIP bằng cách sắp xếp các chân của nó theo kiểu zic-zac . ZIP có thể sử dụng nhiều chân hơn so với SIP cùng loại .Các Kiểu Đóng Gói Bộ NhớSIMM ( Single In-Line Memory Module ) : mô đun nhớ thẳng hàng đơn là loại đóng gói rất phổ dụng . Các vi mạch nhớ gắn bề mặt được hàn trên một môđun mạch in nhỏ . Các môđun nhớ này sau đó sẽ được cắm vào các ổ cắm phù hợp trên bo mẹ .Simm có hai loại hoặc là 30 pins hoặc là 72 pins. Người ta hay gọi rõ là 30-pin SIMM hoặc 72-pin SIMM. Loại RAM (có cấu hình SIMM) thường tải thông tin mỗi lần 8bits, sau đó phát triễn lên 32bits. Nhận dạng SIMM khi nó có 30 hoặc 72 pins. Loại 72-pin SIMM có chiều rộng 41/2" trong khi loại 30-pin SIMM có chiều rộng 31/2" .Các Kiểu Đóng Gói Bộ NhớDIMM (Dual In-line Memory Modules)Cũng gần giống SIMM , nhưng có số pins là 72 hoặc 168. Một đặc điểm khác để phân biệt DIMM với SIMM là các chân (pins) của SIMM dính lại với nhau tạo thành một mảng để tiếp xúc với memory slot trong khi DIMM có các chân hoàn toàn cách rời độc lập với nhau. Một đặc điểm phụ nữa là DIMM được cài đặt thẳng đứng (ấn thanh RAM thẳng đứng vào memory slot) trong khi SIMM thì ấn vào nghiêng khoảng 45 độ. Thông thường loại 30 pins tải data 16bits, loại 72 pins tải data 32bits, loại 144 (cho notebook) hay 168 pins tải data 64bits. Các Kiểu Đóng Gói Bộ NhớSO DIMM (Small Outline DIMM)Ðây là loại memory dùng cho notebook, có hai loại pin là 72 hoặc 144.  Nếu để ý thì thấy chúng có khổ hình nhỏ phù hợp cho notebook. Loại 72pins vận hành với 32bits, loại 144pins vận hành với 64bits.Các Kiểu Đóng Gói Bộ NhớRIMM (Rambus In-line Memory Modules) và SO RIMM (RIMM dùng cho notebook) :Là technology của hãng Rambus, có 184 pins (RIMM) và 160 pins (SO RIMM) và truyền data mỗi lần 16bit (thế hệ cũ chỉ có 8bits) cho nên chạy nhanh hơn các loại cũ. Tuy nhiên do chạy với tốc độ cao, RIMM memory tụ nhiệt rất cao thành ra lối chế tạo nó cũng phải khác so với các loại RAM truyền thống. Thanh RAM có hai thanh giải nhiệt kẹp hai bên gọi là heat speader. BusBUS : gồm nhiều dây dẫn điện nhỏ gộp lại, là hệ thống hành lang để dẫn data từ các bộ phận trong computer (CPU, memory, IO devices). BUS có chứa năng như hệ thống ống dẫn nước, nơi nào ống to thì nước sẽ chạy qua nhiều hơn, còn sức nước mạnh hay yếu là do các bộ phận khác tạo ra.FSB (Front Side Bus) hành lang chạy từ CPU tới main memoryBSB (Back Side Bus) hành lang chạy từ memory controller tới L2 (Cache level 2) Tổ Chức Bộ NhớHoạt động nhớ và tổ chức bộ nhớ là do bộ vi xử lý quản lý . Nếu CPU được cải tiến thì tổ chức bộ nhớ cũng phải thay đổi theo để phù hợp và khả năng quản lý bộ nhớ cũng được nâng cao .Các bộ vi xử lý đời trước chỉ có thể địa chỉ hóa 1MB bộ nhớ .Các bộ vi xử lý hiện nay như : 80486 hay 80586 (Pentium ) có khả năng địa chỉ hóa hơn 4GB bộ nhớ hệ thống .Các tổ chức bộ nhớ cổ điển như : Bộ nhớ truyền thống ( Bộ nhớ quy ước ) , Bộ nhớ mở rộng , Bộ nhớ phát triển .Ngoài ra còn có : Bộ nhớ DOS cao , Bộ nhớ cao Bộ Nhớ Quy ƯớcBộ Nhớ Quy Ước : là 640K quy ước được gán cho vùng nhớ của DOS . Các máy PC loại cũ chỉ có thể địa chỉ hóa 1MB bộ nhớ , ngoài 1MB này các phần nhớ không thuộc chức năng hệ thống cơ sở .Các mã BIOS , bộ nhớ video , các vectơ ngắt và các dữ liệu BIOS chỉ là 1 số trong các khu vực yêu cầu đối với bộ nhớ dự trữ riêng .640K còn lại là dùng để nạp và chạy các chương trình ứng dụng .Tất cả các máy PC tương thích IBM cũng vẫn chỉ có bộ nhớ cơ bản 640K . Việc bổ sung thêm bộ nhớ không được đụng chạm đến khu vực nhớ truyền thống này .Bộ Nhớ Mở RộngBộ nhớ mở rộng : là kỹ thuật thông dụng khác được sử dụng để vượt qua giới hạn 640K truyền thống .Các khối nhớ mở rộng được lần lượt chuyển đổi trong dải nhớ cơ sở , nơi mà CPU có thể truy cập theo chế độ thực .Kỹ thuật của bộ nhớ mở rộng đã sử dụng các băng nhớ 16K được ánh xạ vào trong dải 64K của bộ nhớ chế độ thực nằm ngay phía trên dải nhớ video . Như vậy có thể chạy đồng thời 4 khối nhớ mớ rộng trong chế độ thực .Trước đây người ta thường dùng các bo mở rộng đặc biệt để điều khiển chuyển đổi các khối trong bộ nhớ mở rộng , nhưng về sau các CPU phù hợp với việc ánh xạ bộ nhớ đã cho phép các trình quản lý bộ nhớ mở rộng bằng phần mềm .Bộ Nhớ Phát TriểnĐể vượt qua giới hạn 640K bộ nhớ phát triển sử dụng phương pháp địa chỉ đươc bảo vệ . Vi xử lý 80286 có thể lập địa chỉ cho 16MB bộ nhớ trong chế độ bảo vệ , trong khi đó những đời sau có thể quản lý 4 GB bộ nhớ .Hiện nay tất cả các máy tính đều có một vài MB bộ nhớ phát triển .Ngoài bộ xử lý tốt bộ nhớ phát triển còn cần phải có phần mềm phù hợp và phải nạp trước phần mềm quản lý bộ nhớ vào để máy tính có thể truy cập bộ nhớ phát triển của nó .Bản thân DOS không thể sử dụng bộ nhớ phát triển . Có thể ghi dữ liệu vào bộ nhớ phát triển nhưng mã lệnh có thể thực hiện bao gồm trong chương trình này vẫn bị hạn chế trong bộ nhớ cơ sở 640K truyền thống .Một số chương trình được viết có phần phát triển DOS có thể vượt qua giới hạn 640K nhưng những mã lệnh bổ sung cần để phát triển làm cho những chương trình này chạy chậm hơn và kém hiệu qủa hơnBộ Nhớ DOS CaoDải 384K phía trên của bộ nhớ chế độ thực không được dùng cho DOS vì nó được dành để đáp ứng các yêu cầu nhớ của hệ máy vật lý , và được gọi là dải nhớ DOS cao . Tuy nhiên phần nhớ này không được sử dụng hết . Vì vậy có thể chép nguyên lại bộ nhớ phát triển vào trong dải nhớ mà hệ máy không dùng đến này .Vì dải nhớ này không liên hệ với khu vực 640K nên các chương trình DOS không thể sử dụng dải nhớ này được . Nhưng các trình điều khiển độc lập có thể được nạp và chạy trong dải cao này .Bộ Nhớ CaoMột điểm đặc biệt là CPU đang chạy bộ nhớ phát triển có thể truy cập vào 1 dải nhớ phát triển (khoảng 64K) nằm qúa trên khu vực chế độ thực . Khả năng này xảy ra là nhờ các đường dây địa chỉ bố trí trên CPU kiểu mới . Kết qủa là thao tác chế độ thực có thể truy cập vào dải 64K ở trên giới hạn 1MB.Như bộ nhớ DOS cao dải nhớ 64K này không liền với dải nhớ 640K bình thường nên DOS không thể dùng bộ nhớ cao này để chứa chương trình ứng dụng DOS, nhưng các chương trình điều khiển thiết bị có thể được chứa trong bộ nhớ cao này .