Модульная организация памяти

Емкость ОП слишком велика, чтобы ее (емкость) можно было реализовать на базе единственной интегральной схемы. Поэтому необходимо объединить несколько интегральных схем. Необходимость такого объединения возникает также, когда разрядность ячеек в микросхеме ЗУ меньше разрядности слов ВМ.

Увеличение разрядности памяти

Представленная совокупность интегральных микросхем – модуль памяти. Один или несколько модулей образуют банк памяти. В общем случае ОП ВМ всегда имеет блочную структуру, т.е. содержит несколько банков.

При использовании блочной памяти, состоящей из некоторого количества банков, n-адрес ячейки А преобразуется в пару А=(b;W), где b – номер банка (b = ), W – адрес ячейки внутри банка. Имеются три схемы распределения разрядов адреса А между b и W:

1. блочная схема

2. схема с чередованием адресов (расслоение памяти)

3. блочно-циклическая схема (комбинация двух первых схем)

· Структура блочной схемы

В данном случае дешифрация адресов осуществляется быстро, обращение к банкам данных - медленно. Это дает возможность параллельной работы при обращениях к банкам данных.

Схема функционирует следующим образом:

o разряды А7 и А8 позволяют выбрать только тот банк, в который требуется обращение;

o разряды А6..А0 поступают одновременно во все банки; происходит одновременное обращение к одинаковым номерам ячеек в каждом банке.

В функциональном отношении такая ОП может рассматриваться как единое ЗУ, емкость которого равна суммарной емкости составляющих ее банков, а быстродействие – быстродействию отдельного банка.

· Схема с чередованием адресов (расслоение памяти)

Расслоение заключается в расположении ячеек по возрастанию их адресов не последовательно (внутри банка), а слоями (в соседних банках). Образуется горизонтальный слой ячеек (0, 1, 2, 3). В результате, обеспечивается высокая вероятность того, что последовательные обращения процессора в ОП будут производиться к различным банкам, а не к одному, как было ранее. Это позволяет обеспечить параллельные обращения к нескольким банкам данных.

Прием чередования адресов базируется на свойстве локальности по обращению, т.е. свойстве, согласно которому, доступ в память обычно производится к ячейкам, имеющим смежные адреса.

· Блочно-циклическая схема

Каждый банк состоит из нескольких модулей, адресуемых по круговой схеме (как в схеме с чередованием адресов). Адреса между банками распределены по блочной схеме. Таким образом, адрес ячейки разбивается на три части. Старшие биты определяют номер банка, следующая группа разрядов адреса указывает на ячейку в модуле, а младшие биты адреса выбирают модуль в банке.

Эффективность данного приема зависит от частоты независимых обращений к разным банкам. Лучшего результата можно ожидать при большом числе банков, что уменьшает вероятность последовательных обращений к одному и тому же банку памяти.