Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 6 - Bộ nhớ trong

Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 6 - Bộ nhớ trong gồm có hai nội dung chính đó là tổng quan về hệ thống nhớ (đặc điểm, phân cấp); các loại bộ nhớ bán dẫn của bộ nhớ trong. Mời các bạn tham khảo bài giảng để nắm bắt kiến thức một cách chi tiết hơn, bài giảng phục vụ cho các bạn chuyên ngành Công nghệ thông tin và những ngành có liên quan. 

Chương 06

BỘ NHỚ TRONG

Nội dung

A Tổng quan về hệ thống nhớ

B Các loại bộ nhớ bán dẫn

A Tổng quan về hệ thống nhớ

I Đặc điểm

II Phân cấp

I Đặc điểm

Đơn vị truyền

Từ nhớ (Word) Khối nhớ (Block)

Phương pháp truy cập

Tuần tự: băng từ Trực tiếp: đĩa cứng, đĩa quang Ngẫu nhiên: bộ nhớ bán dẫn Liên kết: cache

II Phân cấp

B Các loại bộ nhớ bán dẫn

I ROM (Read Only Memory)

II RAM (Random Access Memory)

I ROM (Read Only Memory)

1 Đặc điểm

2 Phân loại

3 ROM BIOS

Dữ liệu trong ROM không bị mất khi ngắt nguồn điện

Chỉ có thể thay đổi nội dung ROM trong quá trình xóa,

nạp chương trình

2 Phân loại

PROM (Programmable ROM)

Dữ liệu chỉ được ghi một lần

EPROM (Erasable Programmable ROM)

Dữ liệu có thể ghi, xóa nhiều lần Xóa bằng tia hồng ngoại  chi phí cao

EEPROM (Electrically EPROM)

Dữ liệu có thể ghi, xóa nhiều lần Xóa bằng chương trình phần mềm VD: BIOS

3 ROM BIOS (Basic Input/Output System)

Là một IC được gắn cố định trên mainboard

Dữ liệu trong ROM được nạp sẵn bởi nhà sản xuất mainboard

Các lệnh hướng dẫn CPU trong quá trình POST máy (Power On Self Test – Bật nguồn kiểm tra)

Báo lỗi bằng tiếng bip

Đối với AWARD BIOS

1 bip dài, 2 bip ngắn:

Lỗi về card màn hình Bip ngắn liên tục: lỗi về RAM

Trình điều khiển bàn phím

và các cổng vào ra

II RAM (Random Access Memory)

1 Đặc điểm

2 SRAM (Static RAM)

3 DRAM (Dynamic RAM)

1 Đặc điểm

Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên

Được tổ chức thành nhiều chip nhớ,

mỗi chip nhớ là một mảng (array) các ô nhớ (cell),

mỗi ô nhớ chứa 1 bit (0 hoặc 1)

Dùng để lưu trữ các dữ liệu tạm thời

Tốc độ truy xuất RAM nhanh hơn ROM

Nội dung của ROM được nạp vào một vùng nhớ trên RAM trong

quá trình khởi động nhằm tăng tốc độ truy xuất ROM (shadowing)

Dữ liệu trong RAM sẽ mất khi mất nguồn điện cung cấp

Cấu tạo của một chip nhớ

RAS (Row Address Strobe):

tín hiệu để xác định địa chỉ nhớ theo hàng

CAS (Column Address Strobe): tín

hiệu để xác định địa chỉ nhớ theo cột

Address Bus: đường truyền tín

hiệu RAS và CAS

Data Bus: đường truyền dữ liệu

giữa Memory Controler và chip nhớ

2 SRAM (Static RAM)

Cấu trúc phức tạp: mỗi bit

3 DRAM (Dynamic RAM)

a Đặc điểm

b Các loại Module của RAM

c Các loại SDRAM (Synchronous Dynamic RAM)

d Bộ nhớ kênh đôi (Dual channel)

e SDRAM latency

a Đặc điểm

Cấu trúc đơn giản:

Mỗi bit nhớ gồm 1 transistor và 1 tụ điện

Nội dung bit nhớ bị hủy sau mỗi lần đọc >

cần phải viết lại nội dung ô nhớ

Cần phải làm tươi bộ nhớ nhiều lần trong

1 giây (khoảng 2µs) để giữ lại dữ liệu

đang lưu trữ

Bởi vì thông tin trong bit nhớ sẽ mất khi tụ điện phóng hết điện tích đã nạp dù nguồn điện

không ngắt

b Các loại Module của RAM

SIMM (Single In-line Memory Module)

DIMM (Dual In-line Memory Module)

SIMM (Single In-line Memory Module)

Là module ram được sử dụng trong các máy tính đời cũ

DIMM (Dual In-line Memory Module)

Được sử dụng phổ biến

hiện nay cho SDRAM

Điểm tiếp xúc điện ở 2

mặt của module là độc lập

Có 64 đường dữ liệu

Có số chân khác nhau tùy

thuộc vào loại SDRAM và

loại máy tính (để bàn hay

xách tay)

c Các loại SDRAM (Synchronous Dynamic RAM)

SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM)

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)

DDR2 SDRAM (Double Data Rate 2 SDRAM)

DDR3 SDRAM (Double Data Rate 3 SDRAM)

DDR SDRAM

(Double Data Rate SDRAM)

Sử dụng nguồn điện 1.8v

Tốc độ truyền tải gấp đôi SDR

Truyền 2 word (2 byte) dữ liệu trong 1 xung

Data transfer

rate (Megatransfer/s)

Module name transfer rate Peak

(MB/s)

DDR-200 100 100 200 PC-1600 1600

DDR-266 133 133 266 PC-2100 2100

I/O Bus clock (MHz)

Data transfer rate (MT/s) Module name

Peak transfer rate (MB/s)

DDR2-400 100 200 400 PC2-3200 3200

DDR2-533 133 266 533 PC2-4200 4266

DDR2-667 166 333 667 PC2-5300 5333

DDR3 SDRAM

(Double Data Rate 3 SDRAM)

Tiết kiệm điện năng hơn DDR2 30%

I/O Bus clock (MHz)

Data transfer rate (MT/s)

Module name

Peak transfer rate (MB/s)

DDR3-800 100 400 800 PC3-6400 6400

DDR3-1066 133 533 1066 PC3-8500 8533

DDR3-1333 166 667 1333 PC3-10600 10667

d Bộ nhớ kênh đôi (Dual channel)

Cho phép tăng gấp đôi băng thông của bộ nhớ

Điều kiện để chạy được dual

2 thanh giống nhau phải cắm ở khe giống nhau

e SDRAM latency

tCAS (CAS Latency)

tRCD (RAS to CAS Delay)

tRP (RAS Precharge)

tRAS (Row Active Time)

Tài liệu tham khảo