Основи комп’ютерної організації : пам’ять

Кілька років назад єдиним типом пам'яті були окремі мікросхеми, яких було кілька типів, що розрізнялися розміром і швидкістю. Але збільшення швидкостей процесорів за останні кілька років поставив розробників перед складною проблемою: швидкодія пам'яті. Складно підвищити швидкість процесора, але ще складніше створити недорогу швидку пам'ять.

Ієрархічна структура пам'яті

Ієрархічна структура пам'яті є традиційним рішенням проблеми збереження великої кількості даних. Вона зображена на рис. 3.1. На самому верху знаходяться регістри процесора. Доступ до регістрів здійснюється швидше за все. Далі йде кеш-пам'ять, об’єм якої зараз складає від 32 Кбайт до декількох мегабайт. Потім йде основна пам'ять, що у даний час може мати від 16 Мбайт до десятків гігабайтів. Далі йдуть магнітні диски і, нарешті, накопичувачі на магнітній стрічці й оптичні диски, що використовуються для збереження архівної інформації.

Регістри

Кеш пам’ять

Основна пам’ять

Магнітний диск

Магнітна пам’ять Оптична пам’ять

Рис.3.1. П’ятирівнева організація пам'яті

По мірі просування за структурою зверху вниз зростають три параметри. По-перше, збільшується час доступу. Доступ до регістрів займає декілька наносекунд, доступ до кеш-пам'яті – небагато більше, доступ до основної пам'яті – кілька десятків наносекунд. Далі йде великий розрив: доступ до дисків займає принаймні 10 мкс, а час доступу до магнітних стрічок і оптичних дисків узагалі може вимірюватися в секундах (оскільки ці накопичувачі інформації ще потрібно взяти і помістити у відповідний пристрій).

По-друге, збільшується об’єм пам'яті. Регістри можуть містити в кращому випадку 128 байтів, кеш-пам'ять – кілька мегабайтів, основна пам'ять – десятки тисяч мегабайтів, магнітні диски – від декількох гігабайтів до декількох десятків гігабайтів. Магнітні стрічки й оптичні диски зберігаються автономно від комп'ютера, тому їхній об’єм обмежується тільки фінансовими можливостями власника.

По-третє, збільшується кількість бітів, що можна одержати за 1 долар. Вартість об’єму основної пам'яті вимірюється в доларах за мегабайт, об’єм магнітних дисків – у пенні за мегабайт, а об’єм магнітної ленти – у доларах за гігабайт або ще дешевше.

Поиск по сайту: