Jak jste na tom s pamětí? (4)

Doufám, že jsem vás tedy příliš nezahltil. Dále budeme pokračovat pamětí RAM. Paměti RAM jsou určeny pro zápis i pro čtení dat. Jedná se o paměti, které jsou energeticky závislé. Podle toho, zda jsou dynamické nebo statické, jsou dále rozdělovány na:

• DRAM - Dynamické RAM

• SRAM - Statické RAM

Paměti SRAM (Static Random Access Memory)

Paměti SRAM uchovávají informaci v sobě uloženou po celou dobu, kdy jsou připojeny ke zdroji elektrického napájení. Paměťová buňka SRAM je realizována jako bistabilní klopný obvod, tj. obvod, který se může nacházet vždy v jednom ze dvou stavů, které určují, zda v paměti je uložena 1 nebo 0.

U SRAM pamětí se používá dvou datových vodičů. Vodič Data je určený k zápisu do paměti. Vodič označený jako Data se používá ke čtení. Hodnota na tomto vodiči je vždy opačná než hodnota uložená v paměti. Takže na konci je nutno ji ještě negovat. Při zápisu se na adresový vodič umístí hodnota logická 1. Tranzistory T₁ a T₂ se otevřou. Na vodič Data se přivede zapisovaná hodnota (např. 1). Tranzistor T₁ je otevřen, takže jednička na vodiči Data otevře tranzistor T₄ a tímto dojde k uzavření tranzistoru T₃. Tento stav obvodu představuje uložení hodnoty 0 do paměti. Zcela analogicky tato buňka pracuje i při zápisu hodnoty 1. Rozdíl je pouze v tom, že tranzistor T₄ zůstane uzavřen a to způsobí otevření tranzistoru T₃.

Při čtení je opět na adresový vodič přivedena hodnota logická 1, což opět způsobí otevření tranzistorů T₁ a T₂. Jestliže byla v paměti zapsána hodnota 1, je tranzistor T₄ otevřen (tj. na jeho výstupu je hodnota 0). Tuto hodnotu obdržíme na vodiči DATA. Opět zcela analogicky v případě uložené hodnoty 0, kdy tranzistor T₄ je uzavřen (tj. na jeho výstupu je hodnota 1).

Poznámka: Tranzistory T₅ a T₆ plní pouze funkcí rezistorů.

Paměti SRAM je možné vyrobit i technologií TTL (viz minulá část). Buňka takovéto paměti pracuje na podobném principu jako buňka v technologii MOS.

Paměti SRAM jsou výhodné zejména pro svou nízkou přístupovou dobu (15 - 20 ns). Jejich nevýhodou je naopak vyšší složitost a z toho plynoucí vyšší výrobní náklady. V současné době jsou paměti SRAM používány především pro realizaci pamětí typu cache (o které si napíšeme v některém z příštích pokračování), jejichž kapacita je ve srovnání s operační pamětí několikanásobně nižší.

A abychom měli základní rozdělení kompletně probrané, zbývá nám říci si něco o dynamických pamětích RAM - DRAM (Dynamic Random Access Memory). V paměti DRAM je informace uložena pomocí elektrického náboje na kondenzátoru. Tento náboj má však tendenci se vybíjet i v době, kdy je paměť připojena ke zdroji elektrického napájení. Aby nedošlo k tomuto vybití a tím i ke ztrátě uložené informace, je nutné periodicky provádět tzv. refresh, tj. oživování paměťové buňky. Tuto funkci plní některý z obvodů čipové sady umístěné na základní desce.

Při zápisu se na adresový vodič přivede hodnota logická 1. Tím se tranzistor T otevře. Na datovém vodiči je umístěna zapisovaná hodnota (např. 1). Tato hodnota projde přes otevřený tranzistor a nabije kondenzátor. V případě zápisu nuly dojde pouze k případnému vybití kondenzátoru (pokud byla dříve v paměti uložena hodnota 1). Při čtení je na adresový vodič přivedena hodnota logická 1, která způsobí otevření tranzistoru T. Jestliže byl kondenzátor nabitý, zapsaná hodnota přejde na datový vodič. Tímto čtením však dojde k vybití kondenzátoru a zničení uložené informace. Jedná se tedy o buňku, která je destruktivní při čtení (viz minulá část) a přečtenou hodnotu je nutné opět do paměti zapsat.

Buňka paměti DRAM je velmi jednoduchá a dovoluje vysokou integraci a nízké výrobní náklady. Díky těmto vlastnostem je používána k výrobě operačních pamětí. Její nevýhodou je však vyšší přístupová doba

(60 - 70 ns) způsobená nutností provádět refresh a časem potřebným k nabití a vybití kondenzátoru.

A tím bychom dnešní, poněkud techničtěji orientovanou, část ukončili. Příště se konečně dozvíte, jaké jsou rozdíly mezi pamětí SIMM a DIMM, také si řekneme něco o paměti Flash a zbývá nám také ještě paměť cache. Takže je na co se těšit.