コンピュータの基礎-プライマリメモリ

コンピュータには、データと命令を保存するためのメモリが必要です。メモリは、それぞれ1ビットを格納できる多数のセルとして物理的に編成されています。論理的には、それらはと呼ばれるビットのグループとして編成されますwordsアドレスが割り当てられています。データと指示はこれらを通してアクセスされますmemory address。これらのメモリアドレスにアクセスできる速度によって、メモリのコストが決まります。メモリ速度が速いほど、価格は高くなります。

コンピュータメモリは、アクセス速度が最も速く、コストが最も高いメモリが一番上にあり、速度が最も低く、したがってコストが最も低いメモリが一番下にある階層的な方法で編成されていると言えます。この基準に基づいて、メモリには2つのタイプがあります–primary そして secondary。ここでは、プライマリメモリについて詳しく見ていきます。

セカンダリメモリと区別するプライマリメモリの主な機能は次のとおりです。

プロセッサから直接アクセスされます
利用可能な最速のメモリです
各単語は、
揮発性です。つまり、電源を切ると内容が失われます。

プライマリメモリは高価であるため、その使用を最適化するためのテクノロジが開発されています。これらは、利用可能な幅広いタイプのプライマリメモリです。

羊

RAMは Random Access Memory。プロセッサは、ワード長に関係なく、すべてのメモリアドレスに直接アクセスするため、保存と取得が高速になります。RAMは利用可能な最速のメモリであるため、最も高価です。これらの2つの要因は、RAMが最大1GBの非常に少量で利用可能であることを意味します。RAMは揮発性ですが、私はこれら2つのタイプのいずれかです

DRAM（ダイナミックRAM）

DRAMの各メモリセルは、1ビットのデータを格納する1つのトランジスタと1つのコンデンサで構成されています。ただし、このセルは電荷を失い始めるため、データは1000分の1秒未満で保存されます。そのため、1秒間に1000回更新する必要があり、プロセッサ時間がかかります。ただし、各セルのサイズが小さいため、1つのDRAMに多数のセルを含めることができます。ほとんどのパーソナルコンピュータのプライマリメモリはDRAMで作られています。

SRAM（SRAM）

SRAMの各セルは、1ビットを格納するフリップフロップで構成されています。電源がオンになるまでビットを保持し、DRAMのようにリフレッシュする必要はありません。また、DRAMと比較して読み取り/書き込みサイクルが短くなります。SRAMは特殊なアプリケーションで使用されます。

ROM

ROMは Read Only Memory。名前が示すように、ROMはプロセッサによってのみ読み取ることができます。新しいデータをROMに書き込むことはできません。ROMに格納されるデータは、製造段階自体で書き込まれます。これらには、コンピューターの起動シーケンスや数学アプリケーションのアルゴリズムテーブルなど、変更する必要のないデータが含まれています。ROMは低速であるため、RAMよりも安価です。電源がオフになってもデータを保持します。つまり、不揮発性です。ROMはRAMのように変更することはできませんが、これらのタイプのROMをプログラムするためのテクノロジーは利用できます。

PROM（プログラマブルROM）

PROMは、PROMプログラマーまたはPROMバーナーと呼ばれる特別なハードウェアデバイスを使用してプログラムできます。

EPROM（消去可能プログラマブルROM）

EPROMは消去してから、特別な電気信号または紫外線を使用してプログラムすることができます。紫外線を使用して消去できるEPROMはUVEPROMと呼ばれ、電気信号を使用して消去できるEPROMはEEPROMと呼ばれます。ただし、電気信号の処理は紫外線よりも簡単で安全です。

キャッシュメモリ

高速処理のためにプロセッサが利用できる高速揮発性メモリの小片は、 cache memory。キャッシュは、メインメモリの予約部分、CPU上の別のチップ、または独立した高速ストレージデバイスの場合があります。キャッシュメモリは高速SRAMで構成されています。アクセスを高速化するために一部のデータと命令をキャッシュメモリに保持するプロセスは、caching。キャッシュは、データまたは命令のセットが何度もアクセスされるときに実行されます。

プロセッサがデータや命令を必要とするときはいつでも、最初にキャッシュをチェックします。そこで利用できない場合は、メインメモリと最後にセカンダリメモリにアクセスします。キャッシュは非常に高速であるため、データが実際にキャッシュにある場合に節約される時間と比較して、毎回キャッシュにアクセスするために費やされる時間はごくわずかです。キャッシュ内のデータまたは命令の検索は呼び出されますcache hit。