Быстродействие микросхем памяти Принципы организации памяти Модернизация системной BIOS Увеличение быстродействия системы Замена центрального процессора Современные видеоадаптеры и мониторы

Принципы организации памяти

Чтобы уменьшить количество циклов ожидания, увеличить общую производительности системы и снизить ее стоимость, разработано несколько способов организации памяти. Эти способы следующие:

страничная организация памяти,

построение памяти с чередованием,

кэширование памяти.

Страничная организация — это простой способ повысить быстродействие памяти, разбив ее на страницы размером от 512 байт до нескольких килобайт каждая. Благодаря использованию специальных схем, к ячейкам памяти, расположенным внутри страницы, можно обращаться без введения циклов ожидания. Если нужно обратиться к ячейке, расположенной вне текущей страницы, приходится выжидать в течение одного или нескольких циклов, пока система выберет новую страницу.

Страничная память широко использовалась в последних моделях компьютеров с процессором 286, а также во многих 386х системах. Например, она применяется в компьютерах PS/2 моделей 70 и 80, причем высокой производительности удается добиться при использовании относительно "медленных" ОЗУ со временем выборки 80 и 85 нс. Беспроводные сети проституткиМосковские проституткиинтим

Ни ранее, ни сейчас автор не потрудился объяснить, как технически реализуется этот способ, поэтому из самых общих соображений остается предположить, что организация страничной памяти — это простейший способ ее кэширования, т.е. переноса в некий быстродействующий буферный регистр всей страницы целиком. Дело в том, что при каждом обращении к системному ОЗУ можно считать или записать максимум 4 байта данных (при 32разрядной шине), и на каждое такое обращение затрачивается время, равное времени выборки ИС или модуля SIMM. Поэтому принципиально невозможно организовать более быстрый обмен с памятью, если не использовать то или иное быстродействующее устройство для промежуточного хранения достаточно больших массивов данных. Исключение составляет описанный автором далее способ чередования банков, но ведь в данном случае речь идет не о нем. По всей видимости, страничная организация памяти и кэширование — это, в принципе, одно и то же, разница между ними заключается лишь в том, где располагается буферный регистр (в самом процессоре или на системной плате), каков его размер и насколько "интеллектуальным" является устройство или микропрограмма, им управляющая. Косвенным подтверждением этой мысли является то, что страничная организация памяти используется в старых системах, а в новых — та или иная разновидность кэширования, которое иногда бывает многоступенчатым.

Память с чередованием обладает большим быстродействием, чем страничная. При таком ее построении два банка памяти используются поочередно, причем один из них используется для хранения четных (с четными адресами ячеек), а другой — нечетных байтов данных. При таком их распределении можно начинать цикл обращения ко второму банку еще тогда, когда происходит обработка (считывание или запись) данных в первом банке (т.е. еще не завершен цикл предыдущего обмена), и наоборот. Используя этот метод, можно, при том же быстродействии ОЗУ, практически удвоить производительность системы (во всяком случае, при операциях обращения к памяти).

Организация памяти с чередованием используется во многих современных быстродействующих компьютерах. В некоторых системах, где такое построение может быть, в принципе, использовано, необходимым условием является парная установка банков памяти, т.е. их количество обязательно должно быть четным, и емкости их в каждой паре должны быть одинаковыми. Это обычно означает, что при наращивании емкости памяти в систему приходится каждый раз добавлять по два 36разрядных модуля SIMM одинаковой емкости. Если вы добавите только один банк или два банка разной емкости, система будет работать, но без чередования, и в этом случае существенно снизится ее производительность. Более подробные сведения об организации памяти можно найти в техническом описании системы.

Кэширование памяти — это наиболее распространенный и обычно наиболее действенный метод повышения эффективности ее работы. Идея его заключается в том, что для промежуточного хранения данных используется специальный буфер (кэш) относительно небольшой емкости (от 8 до 512 К), построенный на статических ОЗУ (SRAM). Их быстродействия (время выборки менее 15 не) достаточно для того, чтобы процессор мог работать без циклов ожидания. Статическими ОЗУ этого типа называются потому, что для них не нужны постоянно подаваемые регенерирующие сигналы, необходимые для динамических ОЗУ. Благодаря этому несколько упрощается процедура и схема упраления этими устройствами, но даже, несмотря на это, изза своего высокого быстродействия стоят они очень дорого.

Утешает лишь то, что для построения кэша таких микросхем нужно немного. Управление кэшем осуществляется с помощью специального кэшконтроллера, основной задачей которого является выбор из общей системной памяти наиболее часто адресуемых ячеек и хранение их содержимого в буфере, а также предварительная загрузка в буфер тех данных, к которым в дальнейшем ожидается обращение со стороны процессора. Кэш выполняет роль интеллектуального буферного ОЗУ, включенного между центральным процессором и более медленным динамическим ОЗУ.

Ничего страшного не произойдет, если вы установите на системной плате или плате памяти более быстродействующие микросхемы или модули, чем это нужно для данного конкретного компьютера.

Попадание в кэш (cashe hit) означает, что те данные, которые нужны были центральному процессору, уже оказались в кэшпамяти, и для доступа к ним не пришлось выполнять лишних циклов ожидания.

Установка микросхем и модулей памяти Помимо собственно процедур установки микросхем и модулей памяти в данном разделе будут рассмотрены те проблемы, с которыми чаще всего приходится сталкиваться при их выполнении, и даны советы, как их избежать.

Выпрямление выводов микросхем в корпусах типаDIP или модулей SIPP — задача не из самых сложных.

После конфигурирования системы в соответствии с новым объемом установленной памяти нужно запустить программу диагностики для того, чтобы убедиться в ее нормальной работе.

Сигналы RAS и CAS , а также сигналы выбора ИС (банка памяти) и записи/считывания вырабатываются в программируемой логической матрице (ПЛМ или PAL — Programmable Array Logic) — специализированной микросхеме, программируемой примерно так же, как и ПЗУ (на принципиальной схеме и на плате она обозначена как U44).

Модернизация компьютера