CHƯƠNG 3 CÁC THIẾT BỊ LƯU TRỮ (STORAGES) ppt

RAM Random Access Memory Khái niệm:  Bộ nhớ RAM Random Access Memory - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên : Bộ nhớ này lưu các chương trình phục vụ trực tiếp cho quá trình xử lý của CPU, b

CHƯƠNG 3

CÁC THIẾT BỊ

LƯU TRỮ (STORAGES)

MỘT SỐ THIẾT BỊ LƯU TRỮ

Access Memory)

 Floppy disk driver (FDD)

 Hard disk driver (HDD)

 Compact disk driver (CDROM)

 Magnetic Tape

ROM (Read Only Memory)

 Khái niệm:

 Là bộ nhớ chỉ đọc.

 Không bị mất dữ liệu khi bị mất điện

 ROM BIOS chứa phần mềm cấu hình và chẩn đoán hệ

thống, các chương trình con nhập/xuất cấp thấp mà DOS sử dụng

 Các chương trình này được mã hoá trong ROM và được gọi

là phần dẽo (firmware)

 Một tính năng quan trọng của ROM BIOS là khả năng phát

hiện sự hiện diện của phần cứng mới trong máy tính và cấu hình lại hệ điều hành theo Driver thiết bị

 Phân loại ROM

 PROM (Programmable Read Only Memory): là loại ROM mà

thông tin chỉ cài đặt một lần CD có thể được gọi là PROM

 EPROM (Erasable Programmable ROM): là ROM nhưng

chúng ta có thể xoá và viết lại được “CD-Erasable” có thể gọi là EPROM

 EEPROM (Electronic Erasable Programmable ROM): Ðây là

một dạng cao hơn EPROM, đặc điểm khác biệt duy nhất so với EPROM là có thể ghi và xoá thông tin lại nhiều lần bằng software thay vì hardware Ví dụ: “CD-Rewritable”

• Ứng dụng của EEPROM cụ thể nhất là "flash BIOS" Là loại ROM có thể tái cài đặt thông tin (upgrade) bằng phần mềm (hình bên dưới)

Một số ứng dụng của ROM

 Tạo ra các chíp BIOS để quản lý các thiết bị phần cứng trong quá trình POST.

Cho phép sử dụng hay vô hiệu hóa các thiết bị trên mainboard như: IDE, khe PCI, cổng COM, cổng LPT, cổng USB Chọn Auto: tự

động Enable: cho phép Disable: vô hiệu

RAM (Random Access Memory)

 Khái niệm:

 Bộ nhớ RAM ( Random Access Memory - Bộ nhớ truy cập

ngẫu nhiên ) : Bộ nhớ này lưu các chương trình phục vụ trực tiếp cho quá trình xử lý của CPU, bộ nhớ RAM chỉ lưu trữ dữ liệu tạm thời và dữ liệu sẽ bị xoá khi mất điện

 Nguyên tắc hoạt động của RAM

 Thông tin nhập vào máy sẽ được chứa trong RAM, sau đó CPU sẽ lấy dữ liệu từ RAM để xử lý

 Phân loại:

 SRAM (Static RAM)

• SRAM là loại RAM lưu giữ data mà không cần cập nhật thường xuyên (static)

 DRAM (Dynamic RAM)

• DRAM là loại RAM cần cập nhật data thường xuyên (high refresh rate)

SRAM (Static RAM)

 Đặc điểm:

 Cho phép truy cập nhanh hơn so với DRAM

 Các chíp nhớ được làm bằng các transistors (các chuyển mạch) và

các tụ điện

 Transitor SRAM có thể giữ được trạng thái điện

 SRAM đắt hơn so với DRAM

Công nghệ RAM tĩnh

Bộ nhớ đệm Vị trí

Bộ nhớ đệm L1 Được thiết kế bên trong CPU Hiện tại mọi CPU

đều có bộ nhớ đệm L1

Bộ nhớ đệm L2 Bên trong chip CPU Chip CPU đầu tiên chứa bộ

nhớ đệm L2 là Intel Pentium Pro

Bộ nhớ đệm L2 Trên bo mạch chủ của các hệ thống cũ

Bộ nhớ đệm L3 Bên trong chip CPU Cách xa CPU hơn so với bộ

nhớ đệm L2 Chip CPU Intel Itanium có chứa bộ nhớ đệm L3

Bộ nhớ đệm L3 Trên bo mạch chủ khi trong chip CPU có bộ nhớ

đệm L2 Bộ nhớ đệm L3 được sử dụng với một số

bộ vi xử lý AMD

DRAM (Dynamic RAM)

 Đặc điểm:

 DRAM được lắp trên các mô-đun DIMM, RIMM hoặc SIMM

 Được cắm trực tiếp vào bo mạch chủ

 Phân loại DRAM:

• Dựa vào công nghệ

– SIMM có 2 loại: loại 30 chân và loại 72 chân – DIMM hiện đang được sử dụng với các loại RAM sau: SDRAM, DDRAM, DDRAM2, DDRAM3.

– RIMM hiện đang sử dụng với loại RAM: RDRAM

Các công nghệ SIMM (Single In-Line Memory Module - module bộ nhớ một hàng chân)

Các công nghệ DIMM (Dual In-Line Memory Module -

module bộ nhớ hai hàng chân)

Các công nghệ RIMM

DRAM (Dynamic RAM)

Kỹ thuật Miêu tả Được sử dụng với

Conventional

(Thông thường) Được sử dụng trong các PC đầu tiên, hiện nay không sử dụng SIMM 30 chân

Fast Page Mode

DRAM (FPM)

Nâng cao khả năng truy nhập so với bộ nhớ thông thường Hiện tại FPM rất ít được sử dụng

SIMM 30 chân hoặc 72 chân

Cải tiến phiên bản EDO để nâng cao đáng

kể khả năng truy cập Hiện tại rất hiếm khi được sử dụng do Intel không hỗ trợ

DRAM (Dynamic RAM)

 SDRAM (Synchronous DRAM) – công nghệ DIMM

DIMM 168 chân, 66/100/133/150 MHz.

SO-DIMM 144 chân, 66/100/133 MHz(dùng cho notebook)

Điện năng tiêu thụ: 5v

Bộ nhớ đệm nạp sẳn: 2 bit

DRAM (Dynamic RAM)

DDR

(Double-Data Rate)

SDRAM

Một phiên bản nhanh hơn của SDRAM,

là loại bộ nhớ phổ biến nhất hiện nay

DIMM 184 chân, 200/266/300/333/370/400 MHz

DRAM (Dynamic RAM)

DRAM (Dynamic RAM)

 (Double-data-rate three synchronous dynamic RAM – bộ nhớ

truy xuất ngẫu nhiên động đồng bộ tốc độ truyền dữ liệu kép thế hệ 3)

 Được sản xuất bằng công nghệ 90nm

 DDR3 có yêu cầu điện năng hoạt động là 1.5v

 Sử dụng các transistor “dual-gate” để giảm tình trạng rò rỉ dòng điện

 Bộ nhớ đệm nạp sẵn (Prefetch buffer) của DDR3 có độ rộng

8bit

 Thanh DDR3 có 240 chân như DDR2 nhưng lại có vị trí ngắt (dotch) khác DDR2 nên không thể gắn vào các khe DDR2

DRAM (Dynamic RAM)

Rambus DRAM (RDRAM) - Công nghệ RIMM

Rambus DRAM

(RDRAM) RDRAM sử dụng đường truyền dữ liệu hệ thống tốc

độ cao hơn (80 MHz hoặc

1066 MHz) Hiện tại, một module RIMM có thể có đường truyền dữ liệu 16 bit hoặc 32 bit

Sử dụng đường truyền dữ liệu 32 bit RIMM 232 chân, 1200 MHz hoặc 800 MHz

Sử dụng đường truyền dữ liệu 16 bit RIMM 184 chân, 1066 MHz hoặc 800 MHz

DRAM (Dynamic RAM)

Graphic RAM)

 Là sản phẩm cải tiến của VRAM

VRAM

Cấu tạo một chíp nhớ trong RAM

 Address Bus là đường truyền tín hiệu RAS và CAS.

 Data Bus là đường truyền dữ liệu giữa Memory Controler và chip nhớ

 Column Address Decoder: bộ giải mã địa chỉ cột.

 Row Address Decoder: bộ giải mã địa chỉ hàng

 Row(column) addr latch: chốt địa chỉ theo hàng (cột)

 Write Enable: bộ phận kiểm tra đọc – ghi của ô nhớ

Cấu tạo một chíp nhớ

Nguyên lý hoạt động của một chip nhớ

1 Địa chỉ được gửi tới bộ giải mã theo Address bus Bộ giải

mã địa chỉ sẽ giải mã chuỗi bit này thành các địa chỉ hàng -cột cho các bit trong byte tương ứng

2 Các địa chỉ hàng sẽ đựơc gửi tới bộ giải mã địa chỉ hàng Các bộ giải mã này sẽ tìm ra hàng tương ứng với ô nhớ cần thao tác, và gửi tín hiệu truy cập hàng : RAS (row address strobe: tín hiệu xác định địa chỉ hàng) đồng thời kích hoạt 1 hàng tương ứng với địa chỉ của RAS

3 Các địa chỉ cột sẽ đựơc gửi tới bộ giải mã địa chỉ cột Các

bộ giải mã này sẽ tìm ra cột tương ứng với ô nhớ cần thao tác, và gửi tín hiệu truy cập cột : CAS (colum address

strobe: tín hiệu xác định địa chỉ cột) đồng thời kích hoạt 1 cột tương ứng với địa chỉ của CAS

4 Ô nhớ nào mà tại đó cả tín hiệu CAS và RAS đồng thời

đựơc kích hoạt sẽ được xác định và chờ thao tác

Nguyên lý hoạt động của một chip nhớ

5 Mỗi ô nhớ có một bộ phận kiểm tra đọc – ghi (Write

Enable), có hai trạng thái Active và Deactice (trạng thái mặc định là Deactive)

6 Nếu tín hiệu Write Enable được gửi tới ô nhớ thì ô nhớ sẽ hiểu là nó đựơc xác định để “ghi" Khi đó transitor sẽ điều khiển để tụ điện phóng điện hoặc nạp điện

7 Nếu tín hiệu Write Enable không được gửi tới ô nhớ thì ô nhớ có thể đựơc xác định để "đọc"

8 Khi đó, trạng thái hiện tại của ô nhớ sẽ đựơc truy xuất ra theo Data bus

Nguyên lý hoạt động của một chip nhớ

Các thuộc tính kỹ thuật của RAM

 Tốc độ bus: được đo bằng MHz, là khối lượng dữ liệu mà

RAM có thể truyền trong một lần cho CPU xử lý.

 Tốc độ lấy dữ liệu: được đo bằng một phần tỷ giây

(nanosecond), là khoảng thời gian giữa 2 lần nhận dữ liệu của RAM

 Dung lượng chứa: được đo bằng MB (MegaByte), thể hiện

mức độ dự trữ tối đa dữ liệu của RAM khi RAM hoàn toàn trống

 RAM ECC (Error Correction Code): Ðây là một kỹ thuật

để kiểm tra và sửa lổi trong trường hợp 1 bit nào đó của

memory bị sai giá trị trong khi lưu chuyển data.

 Theo thống kê 1 bit trong memory có thể bị sai giá trị khi chạy

trong gần 750 giờ (thường được dùng cho máy chủ)

Cách tính băng thông của RAM

 Ở chế độ Single Channel

 BandWidth = Bus Speed *8

 VD: Với 1 thanh DDR-SDRAM 400 MHZ thì

Tính dung lượng RAM

 Thông thường RAM có hai chỉ số, ví dụ: 32Mx4, 32Mx64, …

 Trong đó:

• 32 M -> biểu thị số hàng tính bằng megabit

• 4 -> biểu thị số cột

 Công thức tính dung lượng RAM như sau:

 Dung lượng = số hàng x số cột /8 (megabytes)