Počítačová paměť

Pojem paměť je vícevýznamový a může být spojen s různými částmi počítače, protože počítač využívá různé druhy pamětí. Paměti slouží k uložení / zaznamenání / informací a instrukcí vstupujících do počítače, mezivýsledků, výstupních dat, ale také grafických informací. Paměti mají v počítači nezastupitelnou roli. Nedostatek paměti, případně její nízká rychlost, může zcela degradovat výkon jinak kvalitního počítače.

Rozdělení pamětí podle vztahu k PC:

• vnitřní / primární – operační / hlavní, vnitřní / paměť
• vnější / sekundární – HDD, FDD, CD, DVD, …

Rozdělení pamětí podle funkce / vztahu k procesoru:

• operační paměť – obsahuje instrukce a data, s přímým přístupem podle adresy, procesor pracuje s jejími informacemi
• vnější velkokapacitní paměti
• vyrovnávací paměti – CACHE
• registry
• zásobník / stack / – funguje na principu LIFO. Může být organizován i v adresované paměti
• fronta – princip FIFO. Princip je shodný s principem posuvného registru.

LIFO – Last In First Out
FIFO – First In First Out

Rozdělení pamětí podle závislosti na napájení:

Využití pamětí i jejich činnost je ovlivněna závislostí na napájení. Na základě této skutečnosti lze paměti dělit:

• na energeticky závislé / volatile memory /
• na energeticky nezávislé / non-volatile memory /

Rozdělení pamětí podle možnosti změny obsahu paměti:

Možnost změnit obsah paměti je důležitým kritériem při jejím výběru. Někdy je nutné zajistit neměnnost dat, jindy je vhodné data smazat nebo nahradit jinými.

• Nepřepisovatelné paměti / non-erasable memory /. Nepřepisovatelné paměti jsou zároveň energeticky nezávislé.
• ROM / Read Only Memory /. Paměti typu ROM slouží pouze ke čtení. V případě čipů jde většinou o údaje zapsané výrobcem hardwaru, u médií CD-R, DVD-R i běžným uživatelem.
• Přepisovatelné paměti, RWM / Read Write Memory /. Původní informace v paměti mohou být přepsány novými:
  • EPROM / Erasable Programmable ROM / – čipy, do kterých lze zapisovat opakovaně, ale vždy je třeba nejprve vymazat data pomocí UV záření.
  • EEPROM / Electrically Erasable Programmable ROM / – je možné přepisovat data přímo.
  • Flash memory – podobná EEPROM, ale rychlejší, v PC hlavně BIOS.
  • Do této kategorie patří například také disky, diskety nebo CD-RW, DVD-RW.

Rozdělení pamětí podle mechanismu přístupu k uloženým údajům:

V závislosti na způsobu přístupu k údajům, které jsou uloženy v paměti, lze rozlišovat paměti se sekvenčním a náhodným přístupem:

SAM / Sequential Access Memory / – pro lokalizaci místa, kde se informace fyzicky nachází, je třeba postupné čtení, tedy vzdálenější údaje mají delší přístupovou dobu.

RAM / Random Access Memory / – každá paměťová buňka je přímo adresovatelná, není nutné vyhledávání, což znamená, že každý údaj / paměťová buňka / je dostupný ve stejném čase. Paměti typu RAM se dělí na:

• Static RAM / SRAM / – statické paměti se používají v registrech cache. Jsou rychlé a drahé.
• Dynamic RAM / DRAM / – obsah dynamické paměti musí být obnovován / refresh /. Dynamické paměti jsou pomalejší a energeticky náročnější, ale levnější než SRAM.

CAM – podle obsahu.

Rozdělení pamětí podle vztahu rychlosti paměti k rychlosti procesoru FSB:

– Asynchronní – asynchronní DRAM / DRAM /. Asynchronní znamená, že jejich rychlost není odvozena od rychlosti externí sběrnice procesoru / FSB /.

Patřily sem:

• Fast Page Mode / FPM DRAM /
• Extended Data Out / EDO DRAM /
• Burst Extended Data Out / BEDO DRAM /.

– Synchronní – Synchronous DRAM / SDRAM /, synchronní paměti jsou vázané na systémové hodiny a ze začátku nepředstavovaly výkonostní nárůst oproti EDO či BEDO pamětem. Důvodem byla maximální rychlost systémové sběrnice 66 MHz. K výraznému rozdílu ve výkonu (+50 %) mezi nimi došlo až s příchodem 100 MHz sběrnic. K dalšímu nárůstu výkonu došlo v roce 2000 zavedením Double Data Rate SDRAM / DDR SDRAM /, která má oproti starší verzi dvojnásobný přenos dat při stejné frekvenci. Data se totiž přenášejí jak po náběžné, tak po sestupné hraně signálu. Pro rozlišení se starší verze začala označovat Single Data Rate SDRAM / SDR SDRAM /. V roce 2005

QDR / QUAD DATA RATE / – samostatné vstupy a výstupy, využívá se při routrech a switchech (zařízení, která potřebují současně číst i zapisovat do paměti).

Podle konstrukčního řešení:

V minulosti byly paměti zabudované přímo na základní desce. V současnosti, kdy je větší potřeba mít operační paměť stále větší, se na základě konstrukčního řešení dělí na:

• SIMM – nevyrábějí se, vyráběly se v 8, 32bitové verzi. Při zvětšování velikosti sběrnice musely být obsazeny dvě sběrnice
• DIMM – 64bitová šířka
• RIMM – byly rychlé, ale extrémně drahé, 16bitové, krátká existence, RAMBUS

Princip fungování RAM

Základní parametry pamětí:

• velikost / kapacita / –měří se v bitech, čím větší, tím lepší
• rychlost – „datová propustnost“ – kolik bitů za sekundu je schopný vyslat modul při frekvenci v MHz
• latence – zkratka CL 2 / 2.5 / 3 – zpoždění paměti, jak dlouho – kolik cyklů trvá mezi odeslanou žádostí / čtení, zápis / a skutečným načtením / zápisem /
• ECC – ERROR CORRECTING CODE – dokáže opravit určitý počet chyb
• chlazení – je vhodné při přetaktování… pasivní chladiče – hliníkové nebo měděné…