Оперативные запоминающие устройства

Оперативные запоминающие устройства(ОЗУ, или RAM, Random Access Memory — память с произвольным доступом) предназначены для хранения переменной информации: программ и чисел, необходимых для текущих вычислений.

По типу используемого для хранения информации запоминающего элемента все ОЗУ подразделяются на статические (SRAM — Static RAM) и динамические (DRAM — Dynamic RAM).

В статических ОЗУ каждую ячейку образует запоминающий элемент в виде схемы с двумя устойчивыми состояниями, называемый триггером.

Современные запоминающие устройства статического типа с произвольным доступом (SRAM) отличаются высоким быстродействием, но в микропроцессорных системах применяются ограниченно из-за сравнительно высокой стоимости, они используются только в качестве кэш-памяти.

Cache (запас) обозначает быстродействующую буферную память между процессором и основной памятью, служащую для частичной компенсации разницы в скорости процессора и основной памяти. В нее заносятся наиболее часто используемые данные. Когда процессор первый раз обращается к ячейке памяти, ее содержимое параллельно копируется в кэш, и в случае повторного обращения может быть с гораздо большей скоростью из нее извлечено.

Кэш-памятью управляет специальное устройство — контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.

В динамическом запоминающем элементе хранение данных связано с состоянием проводимости, которое определяется зарядом конденсатора. Это состояние не является самоподдерживающимся, поскольку конденсатор постепенно саморазряжается.

Из-за разряда запоминающих емкостей, вызванного током утечки, необходимо периодически подзаряжать емкости, хранящие заряд. Такой процесс называется регенерацией памяти (Refresh).

На регенерацию памяти затрачивается не более 1—2% всего времени ее работы. В процессе регенерации память недоступна для других устройств.

Ячейки динамической памяти имеют сравнительно малое быстродействие, но большую удельную плотность и меньшее энергопотребление. Динамические ЗУ с запоминающим конденсатором наиболее часто используются в качестве ОЗУ.