Core

И в данном случае есть несколько "тупиковых" комбинаций, худшей из которых, является 2 М — все восемь слотов заняты СИММ по 256 К. Еще одной весьма сковывающей комбинацией является 8 М — все слоты заняты СИММ по 1 М. Вам нужны 8 М памяти для работы в OS/2 и Windows, и в конечном итоге для нормальной работы вам понадобится 16 М (или уже понадобились — если вы работаете в Windows NT). Но если на плате стоят 1 М СИММ, то для наращивания памяти вам придется выкинуть все эти СИММ и приобрести по крайней мере 4 СИММ по 4 М.

На некоторых 486 материнских платах можно установить четыре 72-контактных СИММ. 72-контактные СИММ могут иметь емкость 4М,8М, 16М, 32 Ми поэтому на такой плате легко набрать необходимые вам комбинации. Другие 486 платы имеют только два 72-контакных разъема, поэтому старайтесь избегать таких плат. Лично я, рекомендовал бы начинать работу с 16 М; в конце 90-х — это достаточно для любой системы.

Процессоры многих современных ПК в состоянии поддерживать достаточно большое количество памяти. К сожалению, многие материнские платы разработаны не слишком хорошо, и вы не сможете использовать очень много памяти. Поэтому, приобретая ПК проверьте, сколько памяти можно установить на материнскую плату. До удивительного мало памяти помещается на материнских платах некоторых именитых производителей. Необходимо убедиться, что вы сможете установить на материнскую плату по крайней мере 16 М памяти, даже если сегодня вы и не собираетесь использовать их; поверьте мне, в конечном итоге вы придете к этой цифре.

Ну а что же можно сказать о 386DX и других процессорах с 32-разрядной шиной данных?

386DX и все 486 чипы имеют 32-разрядную шину данных. 32 бита для данных плюс 4 бита для паритета означает, что системе потребуется 36 чипов на один банк — немало! Если использовать полубайтную память, то для создания 32-битного банка памяти понадобится 9 таких микросхем; но можно использовать 4 30-контактных СИММ. Для 32-разрядной архитектуры лучше всего подходит 72-контактный СИММ, поскольку один такой СИММ и образует один банк. Производители, использующие 16-битные СИММ могут обойтись двумя такими СИММ, чтобы набрать полный банк для 386 машины. На материнских платах 386DX и 486 компьютеров использующих 30-йонтактные СИММ предусмотрено 8 разъемов, поэтому, давайте рассмотрим все возможные варианты. Если есть место для восьми СИММ - сколько банков памяти можно организовать? Только два, потому что процессор имеет 32-разрядную шину данных. Возможные комбинации приведены в табл.

Типичная 386 система имеет место для установки 4 СИММ. Опять по два СИММ на один банк, а значит остается место еще для одного банка.

Как мы можем сконфигурировать такую память? Следует использовать следующие правила: 1. В компьютерах, использующих банки с несколькими СИММ (таких как 286 и последующие процессоры) все СИММ в пределах одного банка должны быть одинаковой емкости и быстродействия.

2. Иногда у вас может появиться возможность вставить в банк СИММ любого размера, но это возможно не всегда. На самых распространенных SX машинах нельзя использовать 4 М СИММ. На других материнских платах, вы не сможете использовать банки разной емкости — например, если в первом банке установлены 1 М СИММ, то вы не сможете использовать во втором банке СИММ по 256 К.

Предположим, что в нашем гипотетическом компьютере есть место для четырех 30-контактных СИММ. Сколько возможно конфигураций памяти? В табличке приведены все возможные комбинации.

Обратите внимание, что имеются некоторые весьма неэффективные сочетания. Если бы у вас была возможность, вы бы заметили, как много 386SX лэптопов имеют 1 М ОЗУ. Единственный способ набрать такое количество памяти заключается в заполнении всех разъемов 256 К СИММ. В качестве примера можете составить таблицу, в которой будут перечислены все возможные сочетания СИММ на SX материнской плате с восьмью разъемами.

Только что вы узнали как организована память 8088 компьютера. Еще следует помнить, что 286 и 386SX системы имеют не 8, а 16-разрядную шину данных. Поэтому 8 или 9 чипов никак не справятся с этой работой. Поскольку шина данных 286 16-разрядная, нам понадобится 16 штук 256 К чипов, чтобы организовать один банк памяти - и то при условии, что система не будет использовать проверку на четность. Если мы хотим использовать паритет, нам необходимо добавить бит паритета на каждые 8 разрядов, следовательно на один банк потребуются два дополнительных чипа, а общее их количество достигнет 18 штук. (Многовато.) Если использовать 4-битные чипы, нам понадобится 4 больших чипа и 2 маленьких. Поскольку обычный СИММ предоставит нам только 9 бит, нам понадобится 2 30-контактных СИММ чтобы обеспечить памятью 286 систему. Некоторые производители, например IBM и Toshiba разработали свои собственные 16-битные СИММ. Именно поэтому IBM PS/2 model 55SX, в которой установлен 386SX требует для создания банка только один СИММ - специальный 16-разрядный СИММ.

Следующей разновидностью банков памяти являются СИММ. Это маленькая печатная плата, на которой установлены чипы. Существуют две разновидности СИММ: 30-контактные СИММ и 72-контактные СИММ.

При использовании СИММ нет необходимости заниматься заменой микросхем памяти, по крайне мере вы сможете сделать это не пользуясь паяльником. Печатные проводники на краю платы позволяют вставить ее в специальный разъем расположенный на материнской плате или на специальной плате расширения памяти. 30 контактные СИММ обычно заменяют 9 чипов памяти, так что один 30-контактный СИММ будет эквивалентен одному банку памяти вашего 8088. 72-контактный СИММ заменяет 36 DIP микросхем памяти — поэтому их невозможно использовать в системах с 8088 процессором. Подводя всему итог можно сказать, что существуют три основные возможности организации памяти в простейшем 8088 компьютере. Во-первых, можно использовать банк из девяти чипов установленных на плате так, как это показано на картинке.

Во-вторых, можно использовать два больших 4-разрядных чипа памяти и один небольшой — для паритета.

В современных компьютерах эту работу выполняет один СИММ. Но скорее всего на материнской плате оставлено место для нескольких модулей.

Когда 8 бит данных записываются в ОЗУ, компаратор добавляет к ним 9-й бит паритета, значение которого зависит от 8 других бит. Когда данные считываются из ОЗУ, компаратор использует этот девятый бит, чтобы проверить не пролезла ли в эти 8 бит аппаратная ошибка. Если обнаружена ошибка, он генерирует немаскируемое прерывание (поп maskable interrupt), призывающее процессор обратить внимание на проблемы памяти.

Что именно процессор будет делать, обнаружив ошибку в памяти, зависит от типа компьютера, но IBM компьютеры выводят на экран сообщение Parity Check и останавливают работу.

Теперь понятно, почему так много банков памяти состоят из девяти чипов. В большинстве банков памяти XT требуется 9 чипов: можно добавить и больше, но пользы от этого не прибавится. Но иногда вы можете увидеть другие банки памяти, состоящие из двух необычно больших чипов. Это не битовые а нибловые чипы.

Как я уже говорил, нибл - это полбайта, или 4 бита. Чип объемом 256 Кн позволяет запомнить 256 К 4-битных групп, т. е. в 4 раза больше, чем 256 К чип.

Используя нибловые чипы, можно сделать банк памяти состоящий из трех чипов: двух больших и одного маленького.

Чип, который вы видите здесь содержит 256К бит памяти, а разрядность его шины данных составляет 1 бит. Понятно, что ничего хорошего из подключения одного чипа не выйдет; он сможет обеспечить только один разряд шины процессора, но остальные семь останутся не задействованными.

Представляется логичным использовать восемь 256 К чипов: по одному на каждый вывод шины данных процессора. Это позволит процессору обращаться к 256 К данных. Конечно можно не останавливаться на этом — многие XT имеют 640 К памяти.

Но пока мы говорим только об одном банке. И в некоторых ПК действительно используются восьмичиповыс банки памяти, например такие, как на картинке.

Но в большинстве компьютеров используются не восемь а девять чипов; девятый чип называется чипом паритета (parity chip). Есть и другой чип, называемый компаратором (имеется в виду не аналоговый компаратор, а цифровой - прим. ред.), который предназначен для проверки целостности данных в памяти. Такая структура изображена на картинке.

* СИММ - наиболее быстрорастущий сектор рынка. Они используются в большинстве новых компьютеров. СИММ могут иметь емкость 256К, 1024 К, 4096 К, 8102 К, 16384 К и 32768 К.

Как вы знаете из статьи, процессоры ПК можно разделить на 3 основных семейства: 8088, 80286 и 80386. 8088 имеет 8-битную шину данных и может одновременно оперировать 8 битами; 80286 и 80386SX имеют 16-битную шину данных, позволяющую пересылать вдвое больше данных; семейство 486 и все остальные представители 386-х имеют 32-разрядную шину данных; Pentium и Pentium Pro имеют 64-разрядную шину данных. Размер шины данных будет влиять на размер и организацию банков памяти.

Банки памяти для 8088 компьютеров

Начнем с рассмотрения шины данных на простейшем 8088 компьютере. Вы, вероятно, уже не работаете на таких компьютерах, но они очень простые и эта простота позволяет использовать их в качестве примера. На картинке приведено схематическое изображение 8088. Восемь выводов внизу представляют 8 линий шины данных, по которой процессор передает или принимает данные.

256 К чип имеет организацию 256Кх1 бит. Добавим его к предьщущему рисунку и получим картинку.

После того, как разработчик материнской платы определил, как распределить работу между статической и динамической памятью, следующим пунктом в его рассуждениях будет упорядочивание памяти таким образом, чтобы процессор мог с ней работать. Выше мы говорили о быстродействии памяти; теперь остановимся на емкости. Чипы памяти имеют определенную разрядность. Вы должно быть помните из статьи, что разрядность микросхемы является своего рода "входной дверью": чем она выше, тем больше данных можно обработать за один прием. Чаще всего банк памяти состоит из девяти небольших чипов с битовой организацией. Сегодня такой банк называют СИММ.

Разрядность шины данных микросхемы памяти может составлять либо 1 бит (16 К, 64 К, 256 К, 256 К и 1024 К чипы), либо 4 бита или 1 нибл (64 Кн, 256 Кн, 1024 Кн); СИММ обычно строятся либо на однонибловых либо на однобитных чипах и объединяют шину данных в В или 9 разрядов (для 30-контактных СИММ) или в 36 разрядов (для 72-котнактактных СИММ).

Разрядность шины данных нечто большее, чем просто технический термин: она жизненно важна для организации банков памяти. Допустим, у вас есть б4Кн и 256К чипы памяти. Заметьте, что 64 Кн чип имеет 64 К групп по 4 бита (т. е. по 1 ниблу) и его внутренняя информационная емкость равна все тем же 256 К. 256 К чип, имеет такую же внутреннюю емкость, но она распределена совершенно по-другому: 64 Кн чип может одновременно предоставить вам 4 бита, а 256 К - только один. 1 М СИММ может обеспечить 1024 К байтов - 8-битных групп.

Итак, суммируя все, что мы знаем о ширине шины данных чипов, способах организации и информационной емкости, можно увидеть:

* наиболее распространенные чипы памяти — однобитные (16 К, 64 К, 256 К, 256 К и 1024 К чипы);

* менее распространенные чипы памяти — 4-битные (64 Кн, 256 Кн, 1024 Кн);

Чередование

Разработчикам использующим ЕДО (с кэшем или без) для увеличения быстродействия системы предоставлена еще одна степень свободы, которую они могут использовать для увеличения скорости работы с ДОЗУ.

Помните, как я говорил о том, что время доступа к ДОЗУ частично определяется необходимостью подзаряжать конденсаторы, хранящие информацию. В некоторых системах пытаются минимизировать время доступа, разделяя память на несколько чередующихся банков памяти. Суть приема заключается в следующем: память организуется в банки, которые вы можете прочитать как несколько страниц. При использовании чередования, подсистема памяти всегда имеет четное количество банков. Память адресуется таким поочередным образом, что когда вы обращаетесь к одному адресу (в первом банке) следующий адрес (во втором банке) в этот момент занят регенерацией содержимого. Когда приходит время выбирать данные из второго банка, процессору нет необходимости тратить время на ожидание, поскольку данные уже готовы. Во время чтения данных из второго банка, следующий адрес (находящийся опять в первом банке) занят регенерацией.

Следует однако заметить, что этот прием срабатывает, только если процессор имеет тенденцию обращаться к непрерывной последовательности адресов памяти. Это очень хорошее предположение, но если программе приходится перескакивать с адреса на адрес в поисках данных, чередование себя не оправдывает и доступ к памяти осуществляется по-прежнему медленно.

Чередование является достаточно эффективным методом, но оно эффективно только для первоначального доступа к строке данных и требует наличия четного количества банков памяти.