X OF DF IF TF SF ZF AF PF CF OF (Overflow tràn): OF = 1 xác định tràn số học, xảy ra khi kết quả vượt
Chương 3 BỘ NHỚ
1. Một số khái niệm
Chương 3BỘ NHỚ BỘ NHỚ
1.1. Bộ nhớ (memory)
Là thiết bị nhớ cĩ thể ghi và chứa thơng tin. ROM, RAM, cache, đĩa cứng, đĩa mềm, CD.... đều cĩ thể gọi là bộ nhớ (vì chúng đều lưu trữ thơng tin). Các tính chất:
- Dung lượng: khả năng lưu trữ dữ liệu của thiết bị. Ví dụ: CD chứa được
700MB, đĩa mềm chứa được 1.44MB, đĩa cứng chứa được 40 GB, 60GB, cache L1 chứa được 16KB, cache L2 chứa được 256 KB ...
- Tốc độ truy nhập: liên quan đến tốc độ truyền dữ liệu của thiết bị. Tính về
tốc độ thì CPU là lớn nhất, kế tiếp là Cache, sau nữa là các loại RAM.
- Giao tiếp: cấu trúc bên ngồi của bộ nhớ. Ví dụ, các RAM cĩ số chân cắm
và đặc tính khác nhau.
1.2. Phân loại bộ nhớ
1.2.1. ROM (Read Only Memory)
Ðây là loại bộ nhớ dùng trong các hãng sãn xuất là chủ yếu. Nĩ cĩ đặc tính là thơng tin lưu trữ trong ROM khơng thể xố được và khơng sửa được, thơng tin sẽ được lưu trữ mãi mãi. Nhưng ngược lại ROM cĩ bất lợi là một khi đã cài đặt thơng tin vào rồi thì ROM sẽ khơng cịn tính đa dụng. Ví dụ điển hình là các con "chip" trên motherboard hay là BIOS ROM để vận hành khi máy tính vừa khởi động.
1.2.2. PROM (Programmable ROM)
Mặc dù ROM nguyên thủy là khơng ghi hay xĩa được, nhưng các thế hệ sau của ROM đã đa dụng hơn như PROM. Các hãng sản xuất cĩ thể cài đặt lại ROM bằng cách dùng các loại dụng cụ đặc biệt và đắt tiền. Thơng tin cĩ thể cài đặt vào chip và nĩ sẽ lưu lại mãi trong chip. Một đặc điểm lớn nhất của loại PROM là thơng tin chỉ cài đặt một lần mà thơi. CD cũng cĩ thể được gọi là PROM vì chúng ta cĩ thể lưu trữ thơng tin vào nĩ chỉ một lần duy nhất và khơng thể xố được.
1.2.3. EPROM (Erasable Programmable ROM)
Một dạng cao hơn PROM là EPROM, tức là ROM cĩ thể xố và ghi lại được. EPROM khác PROM ở chỗ là thơng tin cĩ thể được viết và xố nhiều lần theo ý người sử dụng, và phương pháp xố là phần cứng (dùng tia hồng ngoại).
1.2.4. EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM)
Ðây là một dạng cao hơn EPROM, đặt điểm khác biệt duy nhất so với EPROM là cĩ thể ghi và xố thơng tin lại nhiều lần bằng phần mềm.
Tài liệu Cấu trúc máy tính & Hợp ngữ Bộ nhớ
GV:Nguyễn Mạnh Hồng Trang 49
1.2.5. RAM (Random Access Memory)
RAM là thế hệ kế tiếp của ROM, cả RAM và ROM đều là bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, tức là dữ liệu được truy xuất khơng cần theo thứ tự. Tuy nhiên ROM chạy chậm hơn RAM rất nhiều. Thơng thường ROM cần trên 50ns để xử lý dữ liệu trong khi đĩ RAM cần dưới 10ns.
1.2.6. SRAM (Static RAM) và DRAM (Dynamic RAM)
SRAM (RAM tĩnh) là loại RAM lưu trữ dữ liệu khơng cần cập nhật thường xuyên trong khi DRAM là loại RAM cần cập nhật dữ liệu thường xuyên. Thơng thường dữ liệu trong DRAM sẽ được làm tươi (refresh) nhiều lần trong một giây để giữ lại những thơng tin đang lưu trữ, nếu khơng thì dữ liệu trong DRAM cũng sẽ bị mất do hiện tượng rị rỉ điện tích của các tụ điện. Các khác biệt của SRAM so với DRAM:
- Tốc độ của SRAM lớn hơn DRAM do khơng phải tốn thời gian refresh.. - Chế tạo SRAM tốn kém hơn DRAM nên thơng thường sử dụng DRAM để
hạ giá thành sản phẩm.
1.2.7. FPM - DRAM (Fast Page Mode DRAM)
Là một dạng cải tiến của DRAM, về nguyên lý thì FPM - DRAM sẽ chạy nhanh hơn DRAM do cải tiến cách dị địa chỉ trước khi truy xuất dữ liệu. FPM - DRAM hầu như khơng cịn sản xuất trên thị trường hiện nay nữa.
1.2.8. EDO - DRAM (Extended Data Out DRAM)
Là một dạng cải tiến của FPM - DRAM, nĩ truy xuất nhanh hơn FPM - DRAM nhờ một số cải tiến cách dị địa chỉ trước khi truy cập dữ liệu. Tuy nhiên, EDO - DRAM là cần hỗ của chipset hệ thống. Loại bộ nhớ nầy chạy với máy 486 trở lên (tốc độ dưới
75MHz). EDO DRAM cũng đã quá cũ so với kỹ thuật hiện nay, tốc độ của EDO-DRAM nhanh hơn FPM-DRAM từ 10 - 15%.
1.2.9. BDEO-DRAM (Burst Extended Data Out DRAM)
Là thế hệ sau của EDO DRAM, dùng kỹ thuật đường ống (pipeline) để rút ngắn thời gian dị địa chỉ.
1.2.10. SDRAM (Synchronous DRAM)
Ðây là một loại RAM cĩ nguyên lý chế tạo khác hẳn với các loại RAM trước. Đồng bộ (synchronous) là một khái niệm rất quan trọng trong lĩnh vực số. RAM hoạt động do một bộ điều khiển xung nhịp (clock memory), dữ liệu sẽ được truy xuất hay cập nhật mỗi khi clock chuyển từ logic 0 sang 1, đồng bộ cĩ nghĩa là ngay lúc clock nhảy từ logic 0 sang 1 chứ khơng hẳn là chuyển sang logic 1 hồn tồn (tác động bằng cạnh xung). Do kỹ thuật này, SDRAM và các thế hệ sau cĩ tốc độ cao hơn hẳn các loại DRAM trước, đạt tốc độ 66, 100, 133 MHz.
1.2.11. DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)
Ðây là loại bộ nhớ cải tiến từ SDRAM. Nĩ nhân đơi tốc độ truy cập của SDRAM bằng cách dùng cả hai quá trình đồng bộ khi clock chuyển từ logic 0 sang 1 và từ logic 1
Tài liệu Cấu trúc máy tính & Hợp ngữ Bộ nhớ
sang 0 (dùng cả cạnh âm và cạnh dương). Loại RAM này được CPU Intel và AMD hỗ trợ, tốc độ vào khoảng 266 MHz. (DDR-SDRAM đã ra đời trong năm 2000)
1.2.12. DRDRAM (Direct Rambus DRAM)
Hệ thống Rambus (tên hãng chế tạo) cĩ nguyên lý và cấu trúc chế tạo hồn tồn khác loại SDRAM truyền thống. Bộ nhớ sẽ được vận hành bởi một hệ thống phụ gọi là kênh truyền Rambus trực tiếp (direct Rambus channel) cĩ độ rộng bus 16 bit và một xung clock 400MHz (cĩ thể lên tới 800MHz). Theo lý thuyết thì cấu trúc mới nầy sẽ cĩ thể trao đổi dữ liệu với tốc độ 400MHz x 16 bit = 400MHz x 2 bytes = 800 MBps. Hệ thống Rambus DRAM cần một chip serial presence detect (SPD) để trao đổi với motherboard. Ta thấy kỹ thuật mới nầy dùng giao tiếp 16 bit, khác hẳn với cách chế tạo truyền thống là dùng 64 bit cho bộ nhớ nên kỹ thuật Rambus cho ra đời loại chân RIMM (Rambus Inline Memory Module), khác so với bộ nhớ truyền thống. Loại RAM này chỉ được hỗ trợ bởi CPU Intel Pentum IV, tốc độ vào khoảng 400 – 800 MHz
1.2.13. SLDRAM (Synchronous - Link DRAM)
Là thế hệ sau của DRDRAM, thay vì dùng kênh Rambus trực tiếp 16 bit và tốc độ 400MHz, SLDRAM dùng bus 64 bit chạy với tốc độ 200MHz. Theo lý thuyết thì hệ thống mới cĩ thể đạt được tốc độ 200MHz x 64 bit = 200MHz x 8 bytes = 1600 MBps, tức là gấp đơi DRDRAM. Ðiều thuận tiện là là SLDRAM được phát triển bởi một nhĩm 20 cơng ty hàng đầu về vi tính cho nên nĩ rất da dụng và phù hợp nhiều hệ thống khác nhau.
1.2.14. VRAM (Video RAM)
Khác với bộ nhớ trong hệ thống, do nhu cầu về đồ hoạ ngày càng cao, các hãng chế tạo card đồ họa đã chế tạo VRAM riêng cho video card của họ mà khơng cần dùng bộ nhớ của hệ thống chính. VRAM chạy nhanh hơn vì ứng dụng kỹ thuật Dual Port nhưng đồng thời cũng đắt hơn rất nhiều.
nhỏ.
1.2.15. SGRAM (Synchronous Graphic RAM)
Là sản phẩm cải tiến của VRAM, nĩ sẽ đọc và viết từng block thay vì từng mảng
1.2.16. Flash Memory
Là sản phẩm kết hợp giữa RAM và đĩa cứng, bộ nhớ flash cĩ thể chạy nhanh như SDRAM mà và vẫn lưu trữ được dữ liệu khi khơng cĩ nguồn cung cấp.
1.2.17. Một số thuật ngữ liên quan