13-mavzu. Operativ va doimiy saqlash qurilmalari, stekli va assotsiativ xotira Rambus xotira

13-mavzu. Operativ va doimiy saqlash qurilmalari, stekli va assotsiativ xotira

Rambus xotira.

Dinamik xotiraning unumdorligi kutish vaqti va o’tkazuvchanlik qobiliyati bilan o’lchanishini bilamiz. Dinamik xotiralarning barchasida yacheykalar massivining qurilishi bir xil bo’lar ekan, deyarli barcha mikrosxemalar (xotira mikrosxemalari) bir xil kutish vaqtiga ega bo’ladi. O’tkazuvchanlik qobiliyati esa nafaqat mikrosxema strukturasiga, balki mikrosxema va MP ning aloqasini tashkil qilinish uslubiga ham bog’liq. DDR SDRAM va SDRAM MP shinasiga bevosita ulanadi. Shu sababli ma’lumot almashish mikrosxemaning tezkorligidan tashqari shinaning o’tkazuvchanligiga ham bog’liq bo’ladi. Masalan 133 MHz takt chastotali shina har 7.5 ns (nanosekund) dabitta (yoki ikkita) ma’lumot almashishni bajaradi (agar takt signalining ikki fronti ham ishlatilsa ikkita). Shinadan yanada ko’proq ma’lumotni uzatishning yagona usuli uni kengaytirishdir.

Lekin shinaning juda kengayib ketishi uning narxi oshishiga va ona platani ko’p joyini band qilishga olib keladi. Buning o’rniga tor lekin tezkorligi yuqori shinani ishlatish mumkin. Bu texnologiya Rambus shinalarida qo’llanilgan (Rambus firmasi). Rambus texnologiyasining alohida xususiyati deb mikrosxemalar orasidagi axborot almashishda tezkorsignalizatsiya usulini aytish mumkin. Odatda mikrosxemalarda 0 va 1 ni hosil qiluvchi minimal va maksimal qiymatlar ishlatiladi. Rambus texnologiyasida esa bazaviy kuchlanishdan kichik qiymatga farq qiladigan kuchlanishlar ishlatiladi. Bazaviy kuchlanish 2 V ga teng, 0 esa 2-0.3=1.7 V, 1 esa 2+0.3=2.3 V ga teng. Bunday signallar tizimi differensial deyiladi. Kichik kuchlanishlar farqi tranzaksiya vaqtini qisqartiradi va ma’lumotlar uzatilishini tezlashtiradi. (Tranzaksiya – ing transaction ma’lumotlar bazasi bilan bajariladigan ketma-ket amallar guruhi. Tranzaksiya butun holicha va muvaffaqiyatli bajarilishi mumkin yoki umuman bajarilmasligi mumkin, bunda hech qanday foyda/zarar bo’lmaydi. Tranzaksiyaga misol. 5 raqamli hisob egasidan 7 raqamli hisob egasiga 10 birlik summani o’tkazish talabi qo’yilgan. Amallar bajarish ketma-ketligi quyidagicha:

1. 
   5 ning hisobini tekshirish
   
2. 
   5 ning hisobini 10 birlikka kamaytirish
   
3. 
   Yangi balansni 5 ning hisobiga yozib qo’yish va 5 ni hisobini yopish
   
4. 
   7 ning hisobini tekshirish
   
5. 
   7 ning hisobini 10 birlikka ko’paytirish
   
6. 
   Yangi balansni 7 ning hisobiga yozib qo’yish va 7 ni hisobini yopish)
   

Bu yerdagi barcha harakatlar “hisob raqamlar orasida mablag’ ko’chirish” deb nomlanuvchi bitta mantiqiy butunlikni tashkil etadi va tranzaksiya hisoblanadi. Agar bu tranzaksiyani o’rtasida uzadigan bo’lsak va bajarilgan amallarni bekor qilmasak, 5 ning hisobi 10 birlikka kamayadi, 7 esa hech narsa olmaydi.

Differensial signal tizimini ishlatishda kommunikatsiya tarmoqlarini qurishning alohida texnologyasi zarur. Bu esa keng shinalarni hosil qilishni murakkablashtiradi. Bundan tashqari differensial signallar bilan ishlovchi alohida interfeys sxemalar kerak bo’ladi. Rambus bunday aloqa liniyalarini qurishning to’liq komplektini taqdim etadi. Ular Rambus kanalai deyiladi.Rambus shinalari 400 MHz chastotada ikki tomonlama ishlaydi, umumiy unumdorlik 800 MHz.

Rambus xotira mikrosxemalari DRAMning standart texnologiyalari asosida qurilsa ham, alohida tuzilish xususiyatlariga ega bo’ladi. Ular bir nechta so’zlarga parallalel kira oluvchi bir necha xotira banklariga birlashadi. Mikrosxema tarkibiga Rambus shinasi uchun interfeys sxemasi ham kiradi. Bunday sxemalar Rambus DRAM (RDRAM) deyiladi.

RDRAM va MP, RDRAM va boshqa qurilmalar o’rtasidagi aloqa aloqa liniyalari orqali uzatiluvchi paketlar vositasida bajariladi. Paketlarning 3 xil turi mavjud: so’rov paketlari, tasdiq paketlari, ma’lumot paketlari. So’rov paketida bajariladigan amalning tipi ko’rsatiladi. Bu paket xotira adresi va uzatiladigan baytlar sonini aniqlovchi 8 razryadli hisoblagichga ega. Amal tipi xotiraga o’qish/yozishni va RDRAMning turli boshqaruvchi registrlaridan o’qish/yozishni bajaradi. Shinadan so’rov kelishi bilan so’rovni qayta ishlovchi qurilma 2 xil javob varianti beradi: 1) ijobiy javob – agar so’ralgan ma’lumotni shu zahoti uzatish mumkin bo’lsa; 2) salbiy javob – ma’lumot tayyor emas, qayta urinish lozim bo’lsa.

So’rovdagi bitlar soni ma’lumot liniyasidan ko’p bo’ladi, shu sababli so’rov bir necha taktda bajariladi. Buni kompensatsiyasi ma’lumotlarni uzatishning yuqori tezligi bilan qoplanadi. RDRAM mikrosxemalarini SIMM va DIMM kabi yirik modullarga birlashtirish mumkin (RIMM). Bitta shunday modulda 16 tagacha RDRAM mikrosxemasi bolishi mumkin.

Rambus texnologiyasi DDR SDRAMbilan raqobatda bo’la oladi. Har birining o’ziga xos yutuqlari va kamchiliklari mavjud.

Faqat o’qish uchun mo’ljallangan xotira.

SRAM va DRAM mikrosxemalari elektrga bog’liq bo’lib, elektr uzilishi bilan barcha ma’lumotlar o’chib ketadi.lekin ko’plab qurilmalar va komponentlar (tashkil etuvchilar) borki, ularga axborothar doim zarur. Masalan qattiq disk (vinchester). Katta hajmli ma’lumotlarni, operatsion tizimni saqlashi zarur. Kompyuter yoqilganda dasturiy ta’minot (DT) qattiq diskdan asosiy xotiraga yuklanadi. Buni maxsus yuklovchi dastur bajaradi. Yuklovchi dasturning kodi ham ancha katta bo’lganligi sababli, uning bir qismi ham qattiq diskda saqlanadi. MP DT ni asosiy xotiraga yukalshda maxsus komandalarni bajaradi. Agar barcha xotiralar energobog’liq bo’lganda MP yukalshni bajara olmas edi. Shu sababli kompyuterda kichik hajmli energomustaqil xotira mavjud. Unda kompyuter ishga tushirilganda birinchi bajarilishi kerak bo’lgan komandalar va DT ni asosiy xotiraga ko’chiruvchi komandalar joylashadi.

Energomustaqil xotiraning turlari ko’p. Ulardan ma’lumot o’qish oddiy tartibda, xuddi SRAM yoki DRAMdan o’qish kabi bajariladi. Ularga ma’lumot yozish uchun esa alohida protsedura zarur. Ishchi rejimda bu xotiradan ma’lumotlar faqat o’qiladi, shu sababli bunday xotira faqat o’qish uchun mo’ljallangan xotira – ROM (Read Only Memory) deyiladi.
ROM

Slayd

Bu slaydda ROMni tashkil qilishning uslubi ko’rsatilgan. Agar P dagi tranzistor “yerga ulangan” bo’lsa, bu yacheykada mantiqiy 0 hosil bo’ladi, aks xolda mantiqiy 1. Bit liniyasi rezistor orqali tok manbaiga ulangan. Yacheyka xolatini o’qish uchun so’z liniyasini faollashtirish kerak. Bunda tranzistor kaliti yopiladi va agar tranzistor va “yerga ulanish” aloqasi mavjud bo’lsa, bit liniyasidagi kuchlanish 0 gacha pasayadi. (mantiqiy 0 hosil bo’ladi) Agar “yer” bilan ulanish bo’lmasa bit liniyasida yuqori kuchlanish mavjud bo’ladi (mantiqiy 1 hosil bo’ladi). Bit liniyasi oxiridagi sxema to’g’ri chiqishli bo’lib, to’g’ri qiymat uzatadi (invers emas).

PROM

Ba’zi ROM mikrosxemalarining ma’lumotlarini foydalanuvchi dasturlash yo’li bilan o’zgartira olishi mumkin. Bunday mikrosxemalar dasturlanuvchi ROM (programmable ROM) deyiladi (PROM).

Slayd
Bu mikrosxemani dasturlashda (unga ma’lumot yozishda) suzuvchan ulanishh deb ataladigan texnologiya ishlatiladi (плавкое соединение). Bu sxemada P bilan belgilangan. Dasturlanishgacha barcha yacheykalarda 0 lar joylashadi. 1 ni joylashtirish uchun suvuvchan ulanishni yuqori kuchlanish bilan kuydiriladi. O’z-o’zidan ayonki, bu jarayon faqat 1 marta ishlatiladi, qayta dasturlash mumkin emas.

PROM xotira ROMga nisbatan qulayroq va egiluvchanroq. Uning qulayligidan ko’p sonli bir xil mikrosxemalarni ishlab chiqarishda o’zgarmaydigann va doimiy saqlanadigan ma’lumotlarni saqlashda foydalaniladi.