Thành phần nhỏ nhất của bộ nhớ là tế bào nhớ ( memory cell ) . Một tế bào lưu trữ 1 bit , nhiều tế bào hợp lại thành 1 từ ( 8 bit , 16 bit ) .Phần lớn bộ nhớ tổ chức theo từ 1byte , mỗi byte có 1 địa chỉ riêng . Quá trình truy nhập bộ nhớ trong chia làm 2 chu kì : đọc và ghi .
Bộ nhớ trong phân biệt theo 2 loại chính :
• Bộ nhớ truy cập bất kì RAM : Khái niệm RAM dùng chỉ loại bộ nhớ bị mất dữ liệu khi mất điện theo nguyên tắc hoạt động , ta có bộ nhớ truy nhập bất kì tĩnh SRAM ( static RAM ) và bộ nhớ truy nhập bất kì động DRAM ( dynamic RAM ) .
• Bộ nhớ chỉ đọc ROM ( read only memory ) : không bị mất dữ liệu khi mất điện . Tùy theo cấu tạo mà ROM chia thành :masked ROM , PROM , EPROM , EEPROM .
Bộ nhớ truy nhập bất kì :
RAM tĩnh ( SRAM ) : 1 tế bào RAM tĩnh gồm 8 FET ( field effect transistor ) tạo thành 1 flip - flop . Các chân SRAM chia thành 4 nhóm chính :
• Chân địa chỉ
• Chân dữ liệu
• Các chân tín hiệu điều khiển (/S chọn vi mạch , /G đệm bộ nhớ ra , /W cho phép khi ghi thì bằng 0 và cho phép đọc khi bằng 1 )
• Nguồn điện và tiếp đất
RAM động ( DRAM ) : cấu tạo 1 tế bào DRAM đơn giản gồm 1 FET và 1 tụ điện . Dữ liệu được lưu trữ dưới dạng điện tích lưu trữ trong tụ điện ,điện tích này sẽ mất đi khi mất đi nên tế bào DRAM cần được làm tươi liên tục để giữ nội dung của nó (tối thiểu 2ms/lần).Vì đặc điểm này thời gian truy nhập cuả DRAM tương đối chậm(60-120 ns) so với SRAM(12-25 ns).So sánh mạch SRAM với DRAM ta thấy 1 tế bào DRAM nhỏ bằng 1/4 tế bào SRAM,dẫn đến khả năng của DRAM là mật độ cấy cao ,dung lượng dữ liệu cao.Do đó DRAM được dùng rộng rãi trong các máy tính.
Hình vẽ 6.1 Sơ đồ mạch tế bào SRAM và DRAM
Các dạng bản mạch bộ nhớ:
Do một vi mạch bộ nhớ duy nhất không thể đủ dung lượng để phục vụ nhu cầu làm việc cho một bộ xử lý trong máy tính cá nhân,vi mạch bộ nhớ được cấy trên các bản mạch nhỏ thành từng nhóm (modul)bộ nhớ.Bản mạch này là mạch in hay là vi mạch.Tùy theo cấu hình vật lý mà các vi mạch và bản mạch bộ nhớ dùng trong máy vi tính cá nhân là:
• Vi mạch hai hàng DIP(dual inline package).
• Vi mạch một hàng thẳng SIP.
• Bản mạch hàng thẳng kép DIMM
• Bản mạch rambus hàng thẳng RIMM(rambus inline memory modul).
Bản mạch hàng thẳng đơn SIMM:(single inline memory modul)
Khe cắm SiMM đòi hỏi phải được cắm theo từng cặp thẻ nhớ giống hệt nhau.Loại khe cắm dành cho loai thẻ nhớ này thường thấy trên các bo mạch máy tính đời cũ.
Bản mạch hàng thẳng kép DIMM(dual inline memory modul)
Là loai thẻ nhớ có cấu trúc khác so với SIMM .Loại thẻ nhớ cắm trên khe cắm DIMM không đòi hỏi phải được cắm theo đôi.
Rambus:
Là một cấu trúc bộ nhớ hiện đại đang dần khẳng địmh vị trí của mình trong máy tính các nhân.Rambus dùng nguyên tắc truy nhập bộ nhớ tương tự như quá trìmh xử lý xen kẽ trong vi xử lý.Quá trình truy nhập bộ nhớ được tiến hành xen kẽ theo một tần số cao(800 Mhz)trong khi tần số làm việc của bus hệ thống chỉ là 100 Mhz.
Trong các cấu trúc ram cổ điển ,vi xử lý liên lạc với bộ nhớ qua vimạch điều khiển bộ nhớ (cầu bắc )trong vi mạch tổng hợp.Bus giao diện này rộng 64 bit và làm việc với tần số đồng hồ hệ thống(khoảng 100 Mhz).Tần số đông hồ này đồng bộ quá trình phát và nhận tín hiệu trong bus hệ thống.Các thẻ bộ nhớ DIMM được cắm song song.Nếu một khe cắm trống nó không ảnh hưởng gì đến các thẻ cắm khác.
Khe cắm RIMM mắc nối tiếp nhau .Tín hiệu đồng hồ phải tuần tự đi qua các khe cắm bộ nhớ trước khi về đến vi mạch điều khiển bộ nhớ.,sau đó lại tuần tự đi qua các khe cắm RIMM đến bộ kết thúc ở đầu cuối.
Do cấu trúc nối tiếp ,các khe cắm RIMM kuôn phải có một thẻ cắm .Nếu có một khe cắm không có thẻ nhớ thì nó phải được cắm bằng một thẻ trống gọi là modul nối C-RIMM (continuity –RIMM).Mô dul nối này có một nhiệm vụ duy nhất là đảm bảo đường tín hiệu đồng hồ và dữ liệu không bị đứt đoạn.