Luento 3
Sisäiset väylät
- Väylän nopeuteen (bandwidth, kaistanleveys)
vaikuttavat
- Väylän leveys (kuinka monta bittiä kulkee
rinnakkain)
- Väylän nopeus (MHz)
- Bus mastering
- Väylällä toimiva laite hoitaa keskustelun muiden
samassa väylässä olevien laitteiden kanssa ilman
prosessorin apua
- DMA (Direct Memory Access)
- Väylällä toimiva laite pääsee
lukemaan/kirjoittamaan muistiin ilman prosessoria
- ISA
- Vanhin vielä yleisesti käytössä oleva
väylä. Hissukseen poistumassa markkinoilta.
- Laaja laitekanta
- 8- tai 16-bittinen, 8-12MHz
- MCA, EISA, VLB
- Käytöstä poistuneita väyliä
- PCI
- Suosituin lisälaiteväylä
- 32-bittinen, 33MHz
- synkroninen tai asynkroninen
- Bus mastering ja DMA
- Maksiminopeus 132MB/s
- AGP
- PCI:stä laajennettu versio näytönohjaimia
varten
- Mahdollistaa näytönohjaimelle normaalin keskusmuistin
käyttämisen
- 32-bittiä, 66MHz
- Maksiminopeus yli 1 GB/s (4x)
- SCSI
- Yleinen lisälaiteväylä mm. kovalevyille,
skannereille, printtereille jne.
- Maksimissaan kahdeksan laitetta
- Eri SCSI-versioiden nopeuksia
| Versio | Nopeus MB/s |
|---|
| SCSI | 5 |
| SCSI2 | 5 |
| Fast SCSI | 10 |
| Wide SCSI | 10 |
| Fast Wide SCSI | 20 |
| Ultra SCSI | 20 |
| SCSI3 (Ultra Wide SCSI) | 40 |
| Ultra2 SCSI | 40 |
| Ultra2 Wide SCSI | 80 |
- IDE
- Kiintolevyjen ja CD-ROM/R/RW-asemien liittämiseen
tarkoitettu väylä
- kaksi laitetta per liitäntä
- Eri IDE-väylän versioiden nopeuksia
| Versio | Nopeus MB/s |
|---|
| IDE | 3.33 |
| FastATA | 13.3 |
| FastATA-2 | 16.6 |
| UltraDMA/33 | 33 |
| UltraDMA/66 | 66 |
- ROM (Read-Only Memory)
- Voidaan vain lukea
- Pysyvä
- Programmable ROM (PROM) eli kertaalleen kirjoitettava
- Erasable Programmable ROM (EPROM) eli useaan kertaan
kirjoitettava sopivalla lisälaitteella
- Electrically Erasable Programmable ROM (EEPROM) eli
ohjelmallisesti uudelleenkirjoitettava
- Flash BIOS eli Koneen käynnistysohjelman
sisältävä EEPROM-piiri
- RAM (Random Access Memory)
- Voidaan sekä lukea että kirjoittaa
- Kadottaa sisältönsä virrankatkaisun
yhteydessä
- Static RAM (SRAM)
- Nopea
- Ei tarvitse jatkuvaa päivitystä
- Kallis
- Tilaavievä
- Käytetään välimuisteissa (cache)
- Dynamic RAM (DRAM)
- Vaatii jatkuvan päivityksen
- Halpa
- Vie vain vähän tilaa
- asynkroninen tai synkroninen DRAM (SDRAM)
- Nopeus
- Muistin nopeusasetukset (BIOS)
- Asynkroninen vs synkroninen
- DRAMin nopeus (ns)
- DRAM 50 - 70 ns (60MHz väylä vaatii
vähintään n. 60ns)
- SDRAM 7 - 12 ns, erilainen mittaustapa kuin DRAM:lla.
- Välimuisti (cache) 5-12 ns (2-1-1-1)
- 90 - 95% muistihauista löytyy välimuistista
- burst mode access
- wait states (odotusjaksot) 5-2-2-2
- Tavallinen DRAM: 5-2-2-2, SDRAM 5-1-1-1
- Toimintavarmuus
- Pariteettitarkistus
- Muistipiirissä yksi ylimääräinen bitti,
jonka avulla lasketaan tarkistussumma, jolla taasen voidaan huomata
virheitä.
- ECC
- DRAM-muistityyppejä
- Conventional DRAM
- vanhanaikainen
- pyydetään tietty rivi ja sarake
- Fast Page Mode (FPM) DRAM
- samaa riviä ei tarvitse pyytää erikseen joka
kerralla
- hitain nykyisistä muistitekniikoista
- 5-3-3-3-3
- Extended Data Out (EDO) DRAM
- uusi haku voi alkaa ennen edellisen loppumista -> hieman
fpm:ää nopeampi
- 5-2-2-2-2
- Korvannut FPM:n lähes kokonaan
- Ei tarpeeksi nopeaa >75MHz väylille
- Synchronous DRAM (SDRAM)
- synkroninen
- 5-1-1-1
- 7 - 12 ns (66 - 133 MHz)
- Double Data Rate SDRAM (DDR SDRAM)
- Kaksi kertaa nopeampi kuin perinteinen SDRAM
- Rambus DRAM (RDRAM)
- Toimii enemmän tavallisen väylän kuin
perinteisen muistipiirin tyyliin
- Pohjautuu huippunopeaan 18-bittiseen väylään,
joka toimii jopa yli 800MHz:n taajuudella
- Toimitetaan RIMM-moduuleina (Rambus Inline Memory Module)
- Kallista tuottaa. Royaltimaksut Rambus Inc:lle.
- Quad Data Rate SRAM
- SLDRAM - Rambusin kilpailija
- Video RAM (VRAM)
- Voidaan lukea ja kirjoittaa yhtäaikaa
- Maksimimuisti
- Käytettävän muistin määrää
rajoittaa monta tekijää:
- Prosessorin osoiteväylän maksimi (esim. 64 GB)
- Emolevyn piirisarjan ymmärtämä
maksimääri (esim. 512 MB)
- Emolevylle mahtuvien muistikampojen määrä
- välimuistin ymmärtämä
muistimäärä?
- Vanhempien emolevyjen välimuisti ei ymmärrä kuin
maksimissaan 64 MB
- virtuaalimuisti
- Muistimoduulit
- Single Inline Memory Module (SIMM)
- 30- tai 72-piikkisiä
- 30-piikkiset 8-bittisiä (9)
- 72-piikkiset 32-bittisiä (36)
- yksi- tai kaksipuoleisia
- Dual Inline Memory Module (DIMM)
- 168-piikkisiä
- 64-bittiä
- Kannettavissa tietokoneissa käytetään SO DIMMejä
- Kulta- vai tinaliittimet
- kullattuihin liittimiin vain kultakantaisia ja tinaliittimiin
vain tinakantaisia moduuleja
- Kapasiteetti
- DxW-S
- D = megabits (kilobits)
- x = kertaa
- W = leveys (8, 32, 64)
- nopeus (ns)
- esim. 2x32-70 ... 2 * 32 / 8 = 2 * 4 = 8 eli 8 MB,
nopeus 70 ns
Lisätietoa muisteista
Edellisvuoden kurssin vastaavat materiaalit