1 / 103

X 13 UI T Paměti, sběrnice

X 13 UI T Paměti, sběrnice. Lecture 4 Ing. Martin Molhanec, CSc. Paměti. Paměti. Slouží k uložení programů a dat. Parametry Kapacita Rychlost Možnost uchovávat data i při vypnutí počítače. Polovodičové paměti.

glenys
Download Presentation

X 13 UI T Paměti, sběrnice

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. X13UITPaměti, sběrnice Lecture 4 Ing. Martin Molhanec, CSc.

  2. Paměti

  3. Paměti • Slouží k uložení programů a dat. • Parametry • Kapacita • Rychlost • Možnost uchovávat data i při vypnutí počítače

  4. Polovodičové paměti • ROM – Read Only MemoryNelze do nich zapisovat. Slouží pro trvalé uložení dat či programů. • RWM – Read-Write MemoryMůže se do nich zapisovat. Slouží zejména jako operační paměť počítače. ??? RAM ???

  5. Polovodičové paměti • ROM – Read Only MemoryNelze do nich zapisovat. Slouží pro trvalé uložení dat či programů. • RWM – Read-Write MemoryMůže se do nich zapisovat. Slouží zejména jako operační paměť počítače. • RAM – Random Access Memory Nesprávně se vžilo jako označení pamětí RWM !!!Důvod je historický, první RAM paměti byly RWM paměti.

  6. ROM • ROM – programují se maskou při výrobě, výhodné při velkých seriích, uplatnění např. BIOS u starších počítačů. Realizace buňky paměti ROM pomocí polovodičové diody

  7. PROM • PROM – Programmable ROM – programují se přepálení pojistky diody na chipu, výhodné při menších seriích, uplatnění např. BIOS u starších počítačů. Realizace paměťové buňky PROM pomocí diody

  8. EPROM, EEPROM, FLASH • EPROM – Erasable PROM – programují se nabytím kapacity, dají se mazat UV světlem, výhodné tam, kde se počítá se změnou dat. • EEPROM (E2PROM)– Electrically EPROM – programují se i mažou elektricky, první verse nebyly vhodné pro použití přímo v počítačích – pomalé, vyšší napětí, výhodné tam, kde se počítá se směnou dat. • FLASH – jedná se o novou generaci EEPROM, které je dovolují bez problémů integrovat v počítači i jeho periferiích (LAN, CDROM, …). Snadná změna dat, výhodné pro opravy a upgrade. Realizace buňky paměti EEPROM pomocí tranzistoru MNOS

  9. NVRAM • NV RAM – Non Volatile RAMPaměť podobná RAM, která si udrží data i po výpadku napětí, existují různé principy: • Feritová paměť (nejstarší, IBM), u prvních počítačů základ operační paměti • (INTEL) speciální paměť, paralelně spojená paměť RAM a EEPROM, při výpadku napájení se obsah RAM přepíše do EEPROM, výhoda – velice rychlá paměť • Dnes nejčastěji jako paměť FLASH, nevýhoda - pomalejší nežli pravá SRAM • Další principy: MRAM (nagnetic RAM), Ovonic Unified Memory, FeRAM

  10. Paměti RAM • SRAM – Static RAM – Rychlá, ale drahá paměť na principu klopných obvodů. Proto se používá jako interní paměť v CPU a L1, L2, L3 cache, atp.

  11. SRAM – static RAM • Jako samostatné obvody jsou v PC nejčastěji využity jako L2 a L3 cache. Realizace jedné buňky paměti SRAM v technologii TTL

  12. SRAM • Jako samostatné obvody jsou v PC nejčastěji využity jako L2 a L3 cache. • Asynchronní SRAM • Není synchronní se systémovou sběrnicí, CPU musí čekat • 20, 15, 12 ns, <66Mhz • Synchronní SRAM • Je synchronní se systémovou sběrnicí, max. 66MHz • 12, 8.5 ns, 66MHz, časování 2-1-1-1 • PB SRAM (Pipelined Burst SRAM) • Zřetězená dávková • 8.5 ns, až 133MHz, časování 3-1-1-1 • Pouzdra DIL (Dual In Line) nebo jako malá speciální karta. • TAG RAM – je součást cache, obsahuje další bity informace, která je důležitá pro řízení cache.

  13. Paměti RAM • SRAM – Static RAM – Rychlá, ale drahá paměť na principu klopných obvodů. Proto se používá jako interní paměť v CPU a L1, L2, L3 cache, atp. • CMOS RAM – je statická paměť vyrobená technologií CMOS, která má nízký příkon. Proto ji po několik let stačí napájet z baterie. Proto se používá jako RWM (trvalá paměť), například pro uložení nastavení BIOS a RTC (Real Time Clock).

  14. Paměti RAM • SRAM – Static RAM – Rychlá, ale drahá paměť na principu klopných obvodů. Proto se používá jako interní paměť v CPU a L1, L2, L3 cache, atp. • CMOS RAM – je statická paměť vyrobená technologií CMOS, která má nízký příkon. Proto ji po několik let stačí napájet z baterie. Proto se používá jako RWM trvalá paměť, například pro uložení nastavení BIOS a RTC (Real Time Clock). • DRAM – Dynamic RAM – Pomalejší, ale jednodušší (levná, větší kapacita) paměť na principu kapacit. Je nutné tzv. refresh (obnova) dat v paměti. Proto se používá jako hlavní operační paměť a paměť videokarty.

  15. DRAM • Jsou v PC využity jako operační paměť nebo na video kartě. Realizace jedné buňky paměti DRAM v technologii TTL

  16. DRAM • Jsou v PC využity jako operační paměť nebo na video kartě. • Asynchronní (se sběrnicí CPU) • PM – Page Mode – 80 ns, nejstarší typ, časování 5-5-5-5 • Adresa se zadává na 2x, nejprve ROW a pak CAS • FPM – Fast PM – 70, 60 ns, 66Mhz, časování 5-3-3-3 • Na stejné stránce se nezadává znovu RAW • EDO – Extended Data Output – 70, 60, 50 ns, 66Mhz, časování 5-2-2-2 • Data jsou déle na výstupu, překrývání operací • BEDO – Burst EDO – časování 5-1-1-1, >66Mhz, Intel nepodporuje • Čte se vždy po 4 bytech, poslední 2 bity CAS se generují interně • Pouzdra • DIL – u nejstarších PC • SIP - u nejstarších PC • Krátké SIMM, 8bit, 8088 až 80386 • Dlouhé SIMM, 32bit, 80386 až Pentia

  17. DRAM • Synchronní (se sběrnicí CPU)čte se vždy několik dat za sebou překrývání operací • SDRAM – Synchronní DRAM – >100MHz, PC100, PC133, časování 5-1-1-1 • RDRAM – Rambus DRAM – speciální technologie (sériová), kterou koupil INTEL, ale nepovedlo se mu ji prosadit, jedná se drahé a rychlé paměti. Mezi jejich nevýhody patří také – zpoždění, teplota, technologická náročnost • DDR SDRAM – Double Date Rate SDRAM – paměti, které přijala konkurence fy INTEL, která je později také začala podporovat, přenášejí data při vzestupné i sestupné hraně hodin sběrnice, tím se 2x zvětšil jejich výkon. -> DDR200 až DDR400 • Jak se to počítá? • FSB100 → DDR200 → 2*8*100 → PC1600 • FSB133 → DDR266 → 2*8*133 → PC2100 • FSB166 → DDR333 → 2*8*166 → PC2700 • Pouzdra • DIMM, 64bit, Pentia • RIMM, pro RDRAM

  18. DIL(Dual In Line) SIP(Single Inline Package) Krátký SIMM(Single Inline Module) 30pin, 8bit Dlouhý SIMM(Single Inline Module) 72pin, 32bit DIMM(DUal Inline Module) 168pin, 64bit

  19. Porovnání ve skutečné velikosti. DIP SIP Krátký SIMM DIMM

  20. Porovnání ve skutečné velikosti. DIMM DlouhýSIMM (EDO)

  21. paměti • BANK – udává počet pouzder, které jsou potřeba osadit pro danou šířku sběrnice

  22. DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM) • Reakce na snahu fy INTEL o monopol nad pamětmi RDRAM • Navazují na paměti SDRAM, ale dovolují přístup do paměti při vzestupné i sestupné hraně hodin. • Další rozvoj jsou paměti DDR2 SDRAM.

  23. DDR

  24. DDR

  25. DDR2

  26. DDR2

  27. SDR, DDR, DDR2

  28. Speciální paměti • Paměti pro video karty • VRAM – Video RAM – označuje speciální dvouportovou paměť, která umožňuje současný přístup do paměti, jak pro CPU, tak pro grafický řadič (procesor). • SGRAM – Synchronní Graphic RAM – označení pro paměti SDRAM, které se používali jako paměť videokarty.Speciální funkce: bit masking, fill write. • Současné video karty mají video paměť s grafickým procesorem propojeny obvykle speciální širokou sběrnicí (až 256bitů).

  29. SBěrnice

  30. Sběrnice • Sběrnice propojuje jednotlivé části PC. • Systémová – umožňuje připojovat k základní desce (MB – Mother Board) periferní karty. • Speciální sběrnice • Pro paměť, video (AGP), … • FSB (Front Side Bus) pro CPU • BSB (Back Side Bus) pro cache • Dle šířky dat • Paralelní – více bitová • Sériová - jednobitová

  31. sběrnice • (XT) • IBM, pro 8088, IBM PC XT • 8bit, 8.3Mhz, 8MB výkon • 3x DMA, 6x IRQ • Má rychlost CPU • ISA (AT) • 1984, IBM, pro 80268, IBM PC AT • 16bit, 8.3MHz, 16MB výkon • Je zpětně kompatibilní s XT, jedná se vlastně o rozšířený konektor XT. • Má rychlost CPU, později fa COMPAQ oddělila rychlost CPU a sběrnice. • 6x DMA, 11x IRQ • V roce 1988 standardizována jako sběrnice ISA (Industrial Standard Architecture)

  32. XT Bus 8bit data 20 bit adresa IRQ, DMA +5V, +12V, -12V

  33. XT Bus 8bit data 20 bit adresa IRQ, DMA +5V, +12V, -12V

  34. XT bus

  35. sběrnice • (XT) • IBM, pro 8088, IBM PC XT • 8bit, 8.3Mhz, 8MB výkon • 3x DMA, 6x IRQ • Má rychlost CPU • ISA (AT) • 1984, IBM, pro 80268, IBM PC AT • 16bit, 8.3MHz, 16MB výkon • Je zpětně kompatibilní s XT, jedná se vlastně o rozšířený konektor XT. • Má rychlost CPU, později fa COMPAQ oddělila rychlost CPU a sběrnice. • 6x DMA, 11x IRQ • V roce 1988 standardizována jako sběrnice ISA (Industrial Standard Architecture)

  36. ISA (AT bus) 16bit data 24 bit adresa IRQ, DMA +5V+12V, -12V

  37. ISA (AT bus) 16bit data 24 bit adresa IRQ, DMA +5V+12V, -12V

  38. ISA (AT bus) 16bit data 24 bit adresa IRQ, DMA +5V+12V, -12V

  39. ISA (AT bus) 16bit data 24 bit adresa IRQ, DMA +5V+12V, -12V

  40. ISA (AT) bus

  41. sběrnice • MCA (MicroChannelArchitecture) • 1987, IBM, pro IBM PC PS/2, pro 80386 • 32bit, 10MHz, 40MB • Fa IBM se snažila ovlivnit další vývoj PC tím, že se snažila prosadit svojí novou sběrnici, která byla ochráněna patenty (5%). Proto byla drahá! • Používala se pouze u počítačů IBM, pro servery a výkonné stanice. • Není kompatibilní s ISA, jiný konektor. • Bus Mastering, sdílení IRQ, PnP. • Ostatní výrobci tuto sběrnici nepřijali a navrhli svoje vlastní řešení.

  42. MCA bus 32bit data 32 bit adresa IRQ, DMA +5V+12V, -12V

  43. sběrnice • EISA (Extended ISA) • 1989, COMPAQ a další výrobci, pro 80386 • 32bit, 8.3Mhz, 32MB výkon • Je odpovědí společenství výrobců na MCA od fy IBM. • Vzhledem ke své výkonnosti se používala pro servery a výkonné stanice. • Je zpětně kompatibilní s ISA, díky svému dvoupatrovému konektoru. • Bus Mastering, sdílení IRQ, PnP.

  44. EISA bus 32bit data 32 bit adresa IRQ, DMA +5V+12V, -12V

  45. EISA bus 32bit data 32 bit adresa IRQ, DMA +5V+12V, -12V

  46. EISA bus – detail konektoru

  47. sběrnice • VESA (VLB – VESA Local Bus) • 1992, organizace VESA, pro grafické karty, později i HD • 32bit, 33MHz (25 až 50), 127MB výkon • Tuto sběrnici vytvořila organizace VESA za účelem urychlení grafiky a později i připojení HD. • Byla levná a jednoduchá, šlo vlastně o prodloužení sběrnice CPU 80486, měla jeho rychlost. • Byla kompatibilní s ISA, šlo vlastně o její prodloužení. • Při větší zátěži (více karet) klesá její frekvence.

  48. VESA bus 32bit data 32 bit adresa IRQ, DMA +5V+12V, -12V

  49. VESA bus 32bit data 32 bit adresa IRQ, DMA +5V+12V, -12V

  50. VESA bus 32bit data 32 bit adresa IRQ, DMA +5V+12V, -12V

More Related