Memoria RAM

Este puţin probabil ca cineva care a utilizat un calculator să nu fi aflat deja că acesta are memorie. Chiar şi persoanele care nu utilizează calculatoare ştiu acest lucru. Totuşi ce este memoria, în afara de ceva care se găseste în orice calculator?

Termenul de memorie poate avea semnificatii diferite. Sensul general este acela de mecanism de reţinere a datelor ce pot fi utilizate de un echipament electronic.

Atunci când vine vorba de calculatoare termenul de memorie face referire cel cel mai adesea la memoria internă a unui calculator. Aşadar, din moment ce există o memorie internă a unui calculator, trebuie să existe şi un altfel de memorie, este vorba de memoria externă.

RAM este prescurtarea de la Random Acces Memory - adică memorie cu acces aleator. Accesul aleator nu se referă la faptul că datele conţinute de acest tip de memorie sunt accesate la întâmplare, ci caracteristica de acces aleator face referire la posibilitea de stocare şi accesare a datelor în mod non-secvenţial. Altfel spus, nu este necesar ca spaţiul de stocare să fie umplut în ordine de la început până la sfârşit si datele pot fi accesate direct indeferent de localizarea acestora.

Câteva generalități

Majoritatea celor ce doresc sa cumpere un calculator stiu sa aleaga componentele in functie de anumite specificatii. Una din componente este memoria RAM, de fapt cantitatea de memorie RAM a calculatorului. Cu cat are mai multa memorie RAM, cu atat sistemul este mai performant. Ceea ce insa multi nu stiu este ca si tipul de memorie are o mare influenta asupra performantelor unui sistem si asupra posibilitatilor de viitoare upgrade-uri ale acestuia.

Inainte de a vorbi de memorie si ce tip de memorie trebuie aleasa, este bine sa vorbim despre celelalte componente ale sistemului care interactioneaza cu memoria. In principal, sunt alte doua componente care determina ce memorie trebuie utilizata de catre sistem, procesorul si placa de baza sau chipset-ul.

Toate procesoarele au o caracteristica ce se masoara in megahertzi (MHz) - viteza de procesare. Exista si o a doua caracteristica a procesorului, numita FSB (Front Side Bus). FSB reprezinta viteza maxima la care procesorul poate comunica cu memoria si cu alte componente ale sistemului. Viteza procesorului este de fapt o multiplicare a vitezei FSB. De exemplu, un model relativ recent de procesor - Intel Pentium 4 de 2.4 gigahertzi (GHz = 2400 MHz) are un FSB de 400 megahertzi (MHz) care multiplicat cu 6 cicluri (clock cycles) genereaza viteza de 2.4 GHz. Asta inseamna ca procesorul poate comunica cu memoria cu pana la o viteza de 400 megahertzi (MHz).

Deasemenea, placa de baza poate influenta mult tipul de memorie ce poate fi utilizata. Chipsetul, care interactioneaza atat cu procesorul cat si cu memoria, este destinat sa lucreze cu anumite tipuri si dimensiuni de memorie. In timp ce chipsetul poate suporta un procesor de mare viteza ca Pentium 2.4 GHz mentionat mai sus, este posibil sa suporte memorie cu viteze numai pana la 333 MHz. In plus, aceste chipseturi sunt proiectate pentru a comunica cu memorii pana la o anumita dimensiune maxima, cum ar fi module DIMM de 512MB. Aceasta limitare, cuplata cu numarul de sloturi de memorie al placii baza, va determina cantitatea maxima de memorie care se poate instala pe sistem. Daca sistemul are 2 sloturi, atunci se poate instala maxim 1 gigabit de RAM, daca are 3 sloturi de memorie va suporta maxim 1.5 gigabiti de RAM.

Deci, inainte de a cauta memorie pentru un sistem, cercetati care este numarul maxim de module de memorie pe care le poate suporta placa de baza cat si care este viteza maxima la care poate functiona memoria. Astfel o sa puteti determina care este cea mai buna combinatie de module de memorie pentru sistem - veti putea alege cea mai buna configuratie la cumparare sau cea mai buna combinatie de module de memorie la upgrade.

Memoria RAM este construită din mai multe circuite integrate. Ca și o caracteristică esenţială a memoriei dinamice de tip RAM, putem spune că este ştergerea informaţiilor stocate la întreruperea alimentării cu energie a sistemului, deci ea este neremanentă sau volatilă. Utilizatorul are acces la această memorie atât pentru scris cât şi pentru citit, din acest motiv ea se mai numeşte memoria utilizator. Ea este construită din blocuri de memorie care sunt alocate şi gestionate de sistemul de operare sau programele de gestiune a diferitelor tipuri de memorie.

Constructiv, memoria RAM a unui PC se compune din celule dinamice, DRAM (Dinamic Random Acces Memory), iar schematic acestea sunt formate dintr-o matrice de linii şi coloane la ale căror intersecţii se află câte un condensator ca şi celulă de memorare pentru 1 bit de date pentru citirea informaţiiilor se adresează pagina respectivă şi linia.

Timpul de acces al memoriei RAM reprezinta intervalul de timp între activarea adresei de linie şi preluarea datelor. Aceasta se imprimă de către producător pe DRAM (»70 ns)

În zilele noastre sunt construite mai multe cip-uri de memorie numite:

-SIMM (Single-Inline Memory Modules). Plăcile de bază vechi pentru procesoare 486 au 8 sloturi SIMM cu 30 pini, plăcile moderne au sloturi de 72 pini tip PS/2 SIMM.

-Generaţia următoare cu 168 pini se numeşte DIMM (Dual-Inline Memori Module).

Componentele Memoriei RAM

a) Memoria RAM principală

Memoria RAM principală constituie o adevărată „masă de lucru” a calculatorului. Orice program lansat în execuţie este încărcat în memoria RAM. Tot aici sunt reţinute informaţiile temporare necesare execuţiei programului. La terminarea execuţiei unui program, memoria alocată lui este eliberată. Aceasta este motivul pentru care, dacă ieşiţi dintr-un program fără a salva eventualele rezultate, acestea se pierd.

Programele utilizate astăzi sunt din ce în ce mai complexe, iar necesarul de memorie pentru execuţia acestora este din ce în ce mai mare, dar organizarea memoriei RAM este aceeași cu a primelor calculatoare (primul PC avea 1 Mb de memorie RAM, gestionarea acestuia fiind realizată de sistemul de operare MS-DOS).

Memoria superioară

UMA Memoria convențională HMA Memoria extinsă

384 Kb 640 Kb 64 Kb

Memoria convenţională este memoria până la 640 Kb, în care sistemul de operare MS-DOS încarcă programele utilizator (în realitate, memoria convenţională nu este în întregime utilizată pentru programele utilizator - de exemplu, interpretorul de comenzi al sistemului de operare MS-DOS, COMMAND.COM, este încărcat tot în memoria convenţională.

Memoria superioară UMA (Upper Memory Area) este rezervată sistemului de operare MS-DOS și reprezinta memoria dintre 640 Kb şi 1 Mb (384 Kb). Ea cuprinde și memoria RAM video, în care sunt reţinute temporar imaginile ce urmează a fi afişate pe ecran și in plus, deoarece accesul la memoria RAM este mai rapid decât la memoria ROM, sunt încărcate din ROM funcţiile BIOS-ului, şi programul de autotest POST (Power On Self Test) care se efectuează la punerea calculatorului sub tensiune. ,,Graniţa” dintre memoria RAM convenţională şi memoria RAM superioară se numeşte bariera DOS, iar memoria RAM care depăşeşte 1 Mb se numeşte memorie extinsă.

Primii 64 Kb de memorie extinsă pot fi accesaţi direct de către sistemul de operare DOS, cu ajutorul unui program special (driver) HMA (High Memory Area).

b) Memoria CACHE

Reprezintă o zonă de memorie tampon între foarte rapidul procesor şi relativ lenta memorie RAM pe care o foloseşte. Ea permite procesorului să lucreze în ritmul său, aşteptând mult mai rar date din memorie, aşa cum ar fi făcut fără cache. Deși la primele PC-uri toate componentele erau lente în zilele noastre viteza tuturor componentelor a crescut foarte mult și viteza de acces a memoriei a crescut de 10 ori sau mai mult, pe când performanţele unor procesoare de peste 1000 ori.

Există mai multe nivele (straturi) de cache într-un PC, fiecare funcţionând ca un tampon pentru anumite tipuri de date:

- Primary cache (level 1 cache) - cea mai rapidă memorie dintr-un PC, este construit direct în procesor (cache intern) este foarte mic (între 8 KB şi 64 KB) și lucrează la aceeaşi frecvenţă cu procesorul (a ceasului intern).

- Secondary cache (level 2 cache) - păstrează informaţiile cele mai recente care nu au fost reţinute în cache-ul primar (între 64 KB şi 2 MB). El se găseşte de obicei fie pe placa de bază, fie pe o placă ce se inserează într-un slot de pe placa de bază, (se mai numeşte şi cache extern)

- Disc-cache (level 3 cache) – este destinată stocării informaţiilor citite sau scrise pe hard-disc, pentru a micşora întârzierile datorate diferenţei de viteză între memoria RAM şi hard-disc.

Mai sunt si alte dispozitive pot beneficia de cache (de exemplu CD-ROM-ul).