Bài giảng Kiến trúc máy tính (Computer Architecture) - Chương 5: Hệ thống nhớ cung cấp cho học viên những kiến thức tổng quan về hệ thống nhớ, các đặc trưng của hệ thống nhớ, phân cấp hệ thống nhớ, bộ nhớ chính, bộ nhớ đệm, bộ nhớ ngoài,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Chương HỆ THỐNG NHỚ Nội dung Tổng quan hệ thống nhớ Bộ nhớ Bộ nhớ đệm Bộ nhớ ngồi 5.1 Tổng quan hệ thống nhớ Các đặc trưng hệ thống nhớ Phân cấp hệ thống nhớ 5.1 Tổng quan hệ thống nhớ Các đặc trưng hệ thống nhớ Các đặc trưng hệ thống nhớ Dung lượng (Capacity) Số lượng từ nhớ (Number of words) Số byte nhớ (Number of bytes) Dung lượng = 2n W0 (bytes) Số lượng từ nhớ Độ dài từ nhớ (1, bytes) 2n - Các đặc trưng hệ thống nhớ Dung lượng (Capacity) 1 1 byte = bits kilobyte (KB) = 210 Bytes megabyte (MB) = 210 KB gigabyte (GB) = 210 MB terabyte (TB) = 210 GB Các đặc trưng hệ thống nhớ Hiệu (Performance) Thời gian truy nhập (Access time): Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (random-access memory): Access time thời gian từ phát địa ô nhớ liệu ghi/đọc vào/từ nhớ Bộ nhớ truy cập không ngẫu nhiên (non-random-access memory): Access time khoảng thời gian cần thiết để định vị đầu đọc/ghi vị trí mong muốn Chu kỳ nhớ (Cycle time): Là khoảng thời gian ngắn lần truy nhập Tốc độ truyền (Transfer rate): tỉ lệ liệu ghi/đọc vào/từ nhớ chu kỳ xung nhịp Các đặc trưng hệ thống nhớ Đơn vị truyền (Unit of Transfer): Từ nhớ (Word) Khối nhớ (Block) Các đặc trưng hệ thống nhớ (tiếp) Phương pháp truy nhập (Access Method): Tuần tự (Sequential) Trực tiếp (Direct) Ngẫu nhiên (Random) Kết hợp (Associative) Các đặc trưng hệ thống nhớ (tiếp) Các đặc tính vật lý (Physical Characteristics) Khả biến/khơng khả biến (Volatile/nonvolatile) Xóa được/khơng xóa (Erasable/nonerasable) 10 Phương pháp ghi liệu cache hit Ghi xuyên qua (Write-through): Ghi cache nhớ Ghi trả sau (Write-back): Chỉ ghi cache Khi Block cache bị thay cần phải ghi trả Block nhớ 68 5.4 Bộ nhớ ngồi (External memory) Đĩa từ Đĩa quang Flash Disk 69 Đĩa từ Cấu tạo đĩa cứng 70 Nhiều đĩa 71 Đĩa cứng Dung lượng tăng lên nhanh 1993: 200MB 2004: 30GB, 40GB Có thể đạt tới 500GB Số đĩa: đĩa nhiều đĩa (1-4) Số rãnh: 10 000 – 30 000 rãnh/mặt Số sector/rãnh: 64 – 800 Tốc độ quay đĩa (vòng/phút): 600-15 000 Tốc độ truyền liệu: Có thể đạt tới 900Mb/s 72 RAID Redundant Array of Independent Disks: Tập đĩa cứng vật lý OS coi ổ đĩa hệ thống nhớ dung lượng lớn Dữ liệu phân bố ổ đĩa vật lý truy cập song song (nhanh) Đĩa dự phịng dùng để lưu trữ thơng tin mã lỗi cho phép khôi phục lại thông tin trường hợp đĩa bị hỏng an tồn thơng tin 73 Đĩa quang CD-ROM (Compact Disk ROM): ghi sẵn thông tin (âm số hóa, khơng xóa được, đọc, dung lượng 640-700 MB CD-R (CD - Recordable): đĩa chưa có thơng tin, ghi lần đọc nhiều lần CD-RW (CD - Rewriteable): đĩa chưa có thơng tin, ghi nhiều lần Ổ đĩa CD: Ổ CD-Writer Ổ CD-RW Tốc độ đọc chuẩn 150KByte/s 74 Đĩa quang (tiếp) DVD Digital Video Disk: chứa hình ảnh video số hóa Digital Versatile Disk: ổ máy tính Ghi hai mặt Dung lượng: đạt tới 17GB Tốc độ đọc chuẩn 1.3MB/s DVD-R (DVD – Recordable): đĩa chưa có thơng tin, ghi lần đọc nhiều lần DVD-RW (DVD – Rewriteable): đĩa chưa có thơng tin, ghi nhiều lần 75 Flash Disk Thường kết nối qua cổng USB Bộ nhớ bán dẫn cực nhanh (flash memory) Dung lượng tăng nhanh Thuận tiện 76 Hết chương 77 5.5 Hệ thống nhớ PC • Bộ nhớ cache: tích hợp chip vi xử lý • Bộ nhớ chính: Tồn dạng mơ-đun nhớ – SIMM – Single Inline Memory Module • 30 chân: đường liệu • 72 chân: 32 đường liệu – DIMM – Dual Inline Memory Module • 168 chân – DRAM - DIMM • 184 chân 78 Hệ thống nhớ PC (tiếp) • ROM BIOS chứa chương trình sau: – – – – Chương trình POST (Power On Self Test) Chương trình CMOS Setup Chương trình Bootstrap loader Các trình điều khiển vào-ra (BIOS) • CMOS RAM: – Chứa thơng tin cấu hình hệ thống – Đồng hồ hệ thống – Có pin ni riêng • Các loại nhớ ngồi 79 DRAM tiên tiến thơng dụng • Synchronous DRAM (SDRAM): làm việc đồng xung clock • DDR-SDRAM (Double Data Rate SDRAM) • DDR3, DDR4 80 Ổ đĩa cứng HDD Hard Disk Drive Ổ đĩa IDE (Integrated Drive Electronics – chuẩn giao diện IDE) Ổ đĩa SCSI xem Primary Secondary [2] RAID Solid-State Disks (SSD) 81 Bộ nhớ Flash Ổ nhớ thể rắn SSD (Solid State Drive) USB flash Thẻ nhớ 82 ... quan hệ thống nhớ Bộ nhớ Bộ nhớ đệm Bộ nhớ 5.1 Tổng quan hệ thống nhớ Các đặc trưng hệ thống nhớ Phân cấp hệ thống nhớ 5.1 Tổng quan hệ thống nhớ Các đặc trưng hệ thống nhớ Các đặc trưng hệ thống. .. 11 Phân cấp hệ thống nhớ CPU Tập ghi Nhanh Dung lượng nhỏ Bộ nhớ Cache Bộ nhớ Bộ nhớ ngồi Chậm Dung lượng lớn 12 5.2 Bộ nhớ Phân loại 13 ROM (Read Only Memory) Bộ nhớ đọc Bộ nhớ không khả... thống nhớ Dung lượng (Capacity) Số lượng từ nhớ (Number of words) Số byte nhớ (Number of bytes) Dung lượng = 2n W0 (bytes) Số lượng từ nhớ Độ dài từ nhớ (1, bytes) 2n - Các đặc trưng hệ thống