Jak działa pamięć RAM komputera
Spróbujmy dowiedzieć się, jak działa pamięć RAM. RAM to najbardziej znany rodzaj pamięci instalowanej w komputerze. Nazywa się to pamięcią o dostępie swobodnym (randomaccess), ponieważ pozwala uzyskać informacje z dowolnej komórki. Aby uzyskać dostęp, wymagany jest wiersz i kolumna, a wymagana komórka znajduje się na ich przecięciu.
Jest pamięć dynamiczna i statyczna. Dynamic działa na zasadzie „nieszczelnego wiadra”. Pamięć statyczna jest szybka, ale droga.
Komórka pamięci przypomina nieszczelne wiadro. Ale pamięć o dostępie sekwencyjnym (SAM) umożliwia sekwencyjny dostęp do komórek. Coś jak magnetofon. Podczas wyszukiwania danych każda komórka jest sprawdzana po kolei. Taka pamięć może być używana do tworzenia buforów, takich jak bufor tekstur karty graficznej. Ta pamięć ma sens przy porządkowaniu danych w kolejności, w jakiej będą używane.
Układ pamięci to układ scalony (IC, IC), który zawiera liczne tranzystory i kondensatory. Pamięć o dostępie swobodnym DRAM ma sprzężony tranzystor i kondensator, które tworzą komórkę zawierającą 1 bit danych. Kondensator ma 1 bit danych: 0 lub 1. Tranzystor jest przełącznikiem, za pomocą którego układ scalony odczytuje lub zmienia stan kondensatora.
Kondensator to rodzaj nieszczelnego „wiadra”, które w odpowiednim momencie jest wypełnione elektronami. Podczas napełniania jest w stanie 1, a podczas opróżniania jest w stanie 0. Problem z kondensatorem polega na tym, że w ciągu milisekund kondensator jest pusty (występuje wyciek danych). Dlatego procesor lub kontroler pamięci musi cały czas ładować kondensatory, zmuszając je do pozostania na pełnych obrotach. Aby to zrobić, kontroler pamięci najpierw odczytuje, a następnie ponownie zapisuje dane do kondensatora.
DRAM ma kondensator, który może przypominać cieknące wiadro. Jeśli nie będzie wielokrotnie wypełniony elektronami, osiągnie stan zerowy. Właśnie taka aktualizacja nadała nazwę tego typu pamięci - „dynamiczna”. Wadą takiej pamięci jest właśnie konieczność ciągłej aktualizacji, która zabiera czas i sprawia, że pamięć działa wolniej.
Jak rozmieszczona jest dynamiczna komórka RAM (DRAM)
Struktura takiej pamięci przypomina trójwymiarową siatkę lub kartkę zeszytu w klatce. Każda komórka zawiera 1 bit informacji. W pierwszej kolejności przeszukiwana jest kolumna, a następnie poprzez sygnalizację wzdłuż kolumny zapisywane są informacje do określonych wierszy.
Na takim arkuszu niektóre komórki są zabarwione na czerwono, a niektóre pozostają niezabarwione. Czerwone krwinki są w stanie „1”, a białe komórki są w stanie „0”.
Arkusz zeszytu został zastąpiony wafelkiem krzemowym. Kolumny i wiersze są w nim „drukowane”. Na przecięciu kolumny i wiersza znajduje się komórka pamięci.
Dynamiczne transfery pamięci ładują się wzdłuż określonej kolumny - są to adresy kolumn (CAS). Aby określić adres komórki, musisz ustawić sygnały sterujące. Podczas pisania kondensator ładuje się, a podczas odczytu wzmacniacz odczytowy musi określić ładunek kondensatora. Jeśli stan naładowania jest większy niż 50%, bit należy odczytać jako „1”; w przeciwnym razie jest to „0”.
Oprócz komórek potrzebne są mikroukłady, które umożliwiają zapisywanie i odczytywanie danych.
Jak działa pamięć statyczna
jest dostęp losowy, ale ma inną technologię. Za pomocą układu flip-flop każdy bit przechowywanych w nim danych jest przechowywany. W wyzwalaczu ogniwa znajduje się 4-6 tranzystorów i cienkie druciki. Ta pamięć nie wymaga odświeżania ładowania. Dlatego działa szybciej niż dynamiczny. Ale ze względu na liczne składniki jego komórki są bardziej dynamiczną pamięcią. Ogólnie rzecz biorąc, pamięć statyczna ma mniej pojemny układ.
