Необходимый объем оперативной памяти

Максимальное количество памяти, поддерживаемое системой, определяется следующими факторами:

§ Разрядностью адресной шины процессора.

§ Возможностями Chipset (каждый Chipset может управлять оперативной памятью определенного объема).

Примечание

Chipset большинства современных материнских плат, предназначенных для рядового пользователя, может управлять памятью объемом от 128 до 512 Мбайт. Chipset материнских плат для серверов и рабочих станций обеспечивает управление блоками памяти значительно большего объема.

§ Количеством разъемов для установки модулей памяти на материнской плате.

§ Финансовыми возможностями пользователя.

От объема памяти, установленной в PC, во многом зависит производительность всей системы, хотя объем памяти никак не влияет ни на скорость обмена данными, ни на скорость процессора и других компонентов системы.

Все многозадачные операционные системы используют виртуальную память, которая "вводит в заблуждение" PC. Она "считает", что на материнской плате установлено гораздо больше памяти, чем имеется на самом деле.

Когда количество используемой виртуальной памяти превышает количество реальной памяти, операционная система тратит много времени на постоянное обращение к жесткому диску, что очень замедляет выполнение программ.

PC с процессором Pentium 133 МГц, оборудованный 8 Мбайт, будет работать медленнее, чем PC с CPU 80486DX2-66, имеющий 32 Мбайт RAM, потому что большую часть времени будет тратить на обмен данными с жестким диском.

Какой же объем оперативной памяти является достаточным для нормальной работы вашего PC? Ответ на этот вопрос зависит от задач, решаемых с помощью PC. Как правило, в документации на программные приложения и компьютерные игры указан объем оперативной памяти, необходимой для их нормальной работы. Если памяти не достаточно, многие приложения отказываются работать, выдавая соответствующие сообщения. Некоторые сведения о требуемом объеме оперативной памяти PC (в зависимости от операционной системы и приложений) представлены в табл. 7.21.

Внимание !

Если при переключении от одного приложения к другому начинает мерцать индикатор HDD, расположенный на корпусе PC, значит не хватает оперативной памяти и операционная система вынуждена использовать виртуальную память. В этом случае вам необходимо увеличить RAM компьютера.

В процессе работы многие приложения создают на жестком диске временные файлы. Если на вашем PC установлено большое количество оперативной памяти, вы можете зарезервировать часть ее под виртуальный диск, например, с помощью утилиты RAMDRAV.SYS в Windows 95/98. Поскольку в этом случае вы освобождаете систему от обращения к медленному жесткому диску, то ее производительность возрастет.

Кэш-память

Кэш-память (Cache — Убежище, склад) влияет на быстродействие материнской платы и винчестера. Физически кэш-память объемом 64—512 Кбайт обычно состоит из элементов SRAM с малым временем доступа.

Рабочий цикл CPU с тактовой частотой, например 33 МГц, равнялся приблизительно 33 нс. А модули RAM имели время доступа от 60 до 100 нс. Следовательно, процессор вынужден простаивать 2—3 цикла в ожидании, пока информация из соответствующих элементов памяти появится на системной шине. Такая ситуация обычно ведет к существенному снижению производительности системы, что, естественно, крайне: нежелательно. Для согласования работы сравнительно медленных устройств, таких как DRAM, а также для уменьшения времени вынужденного простоя процессора создается отдельная область сверхоперативной памяти, выполненная на микросхемах SRAM со временем доступа 15—20 нс.

Примечание

Своеобразие SRAM заключается в отсутствии регенерации, так что время доступа к данным кэш-памяти определяется в основном тактовой частотой процессора. Благодаря малому времени доступа к элементам SRAM параметр Wait State, как правило, не используется или равен нулю, что приводит к значительному повышению быстродействия системы в целом.

Обмен данными между процессором и памятью (оперативной и внешней) осуществляется через кэш-память, т. е. данные, например, из оперативной памяти сначала пересылаются в кэш-память и только из нее считываются процессором. Такой способ обмена данными имеет то преимущество, что при повторном обращении к памяти уже нет необходимости считывать данные из медленной оперативной памяти, поэтому информация предоставляется в распоряжение CPU без задержки. Координацию потока этих данных осуществляет кэш-контроллер, который сообщает CPU, имеются ли еще в кэш-памяти необходимые данные.

Кэш-память состоит из трех основных элементов:

Контроллера кэш-памяти
Кэш-памяти данных (DataRAM)
Кэш-памяти адресов (TagRAM)

DataRAM представляет собой кэш-память, в которой находятся данные. TagRAM содержит информацию о местоположении этих данных в кэш-памяти. Если нужно получить данные, процессор обращается первоначально не к оперативной памяти (RAM), а к TagRAM. Если на основании анализа адресов данных CPU обнаружит, что требуемой информации в DataRAM нет, он обращается к более медленной оперативной памяти (рис. 7.45).