Hỏi đáp

Bộ nhớ là gì? Phân loại và cấu tạo của bộ nhớ

Bạn đang quan tâm đến Bộ nhớ là gì? Phân loại và cấu tạo của bộ nhớ phải không? Nào hãy cùng VCCIDATA đón xem bài viết này ngay sau đây nhé, vì nó vô cùng thú vị và hay đấy!

XEM VIDEO Bộ nhớ là gì? Phân loại và cấu tạo của bộ nhớ tại đây.

Trong vi điều khiển nói riêng và máy tính nói chung, bộ nhớ là một phần không thể thiếu. Vậy có những loại bộ nhớ nào và chúng hoạt động như thế nào? mọi thứ sẽ có trong bài viết hôm nay

bộ nhớ là gì?

Bộ nhớ máy tính lưu trữ tất cả thông tin dưới dạng bit, số không hoặc thông tin. do đó, yếu tố cơ bản chính của bộ nhớ là một bit. nhưng bộ nhớ thường được sắp xếp theo byte.

Bạn đang xem: Của bộ nhớ máy tính là gì

một byte bao gồm 8 bit. vì vậy một byte là thông tin tối thiểu mà vi điều khiển có thể đọc và ghi. nói cách khác, mỗi vị trí bộ nhớ có một địa chỉ byte. nghĩa là, mỗi vị trí bộ nhớ bao gồm một byte và mỗi vị trí có một địa chỉ duy nhất. do đó, các ký ức được sắp xếp theo thứ tự hàng trăm và hàng nghìn byte.

Không giống như máy tính để bàn, bộ vi điều khiển có một lượng bộ nhớ hạn chế, thường là hàng trăm kbyte đến megabyte.

bo nho la gi

loại bộ nhớ được sử dụng trong vi điều khiển

Chủ yếu, bộ vi điều khiển có hai loại bộ nhớ trên chip như:

  • rom – bộ nhớ chỉ đọc
  • ram – bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên
  • bộ nhớ đệm cpu được gọi là bộ nhớ đệm

Phan loai bo nho

bộ nhớ đệm

bộ nhớ cache là gì?

bộ nhớ cache là bộ nhớ đặc biệt có tốc độ rất cao. nó được sử dụng để tăng tốc và đồng bộ hóa với cpu tốc độ cao. bộ nhớ đệm đắt hơn bộ nhớ chính hoặc bộ nhớ đĩa, nhưng rẻ hơn thanh ghi cpu. Bộ nhớ đệm là một loại bộ nhớ cực nhanh, hoạt động như một bộ đệm giữa RAM và CPU. lưu trữ dữ liệu và hướng dẫn được yêu cầu thường xuyên để chúng có sẵn ngay lập tức cho cpu khi cần.

Bộ nhớ đệm được sử dụng để giảm thời gian truy cập trung bình của dữ liệu trong bộ nhớ chính. cache là một bộ nhớ nhỏ hơn, nhanh hơn, lưu trữ các bản sao dữ liệu từ các vị trí bộ nhớ chính được sử dụng thường xuyên. có các bộ nhớ đệm độc lập khác nhau trong một cpu nơi lưu trữ các hướng dẫn và dữ liệu.

cache

hiệu suất

Khi bộ xử lý cần đọc hoặc ghi một vị trí trong bộ nhớ chính, trước tiên nó sẽ kiểm tra mục nhập tương ứng trong bộ nhớ đệm.

  • nếu bộ xử lý nhận thấy rằng vị trí bộ nhớ nằm trong bộ đệm, thì một lần truy cập bộ nhớ đệm đã xảy ra và dữ liệu được đọc từ bộ nhớ đệm
  • nếu bộ xử lý không tìm thấy vị trí bộ nhớ trong bộ nhớ cache. bộ nhớ cache, thì bộ nhớ cache đã xảy ra. đối với lỗi bộ nhớ đệm, bộ đệm sẽ phân bổ mục nhập mới và sao chép dữ liệu từ bộ nhớ chính, sau đó yêu cầu được thực hiện từ nội dung bộ đệm.

Hiệu suất bộ nhớ đệm thường được đo bằng một đại lượng gọi là tỷ lệ truy cập.

các loại bộ nhớ cache

  • bộ nhớ đệm chính: bộ nhớ đệm chính luôn nằm trên chip xử lý. bộ đệm này nhỏ và thời gian truy cập của nó có thể so sánh với thời gian truy cập các thanh ghi của bộ xử lý.
  • bộ đệm phụ: bộ đệm phụ được đặt giữa bộ nhớ đệm chính và phần còn lại của bộ nhớ. nó được gọi là bộ đệm cấp 2. Thông thường bộ đệm cấp 2 cũng nằm trên chip xử lý.

vị trí tham chiếu

vì kích thước của bộ nhớ đệm nhỏ hơn bộ nhớ chính. vì vậy để kiểm tra phần nào của bộ nhớ chính nên được ưu tiên và việc tải vào bộ nhớ đệm được quyết định dựa trên vị trí của tham chiếu.

* các loại tham chiếu địa phương

  • vị trí không gian của tham chiếu: điều này cho biết rằng phần tử có khả năng hiện diện ở vị trí gần với điểm tham chiếu và lần sau nếu nó được tìm kiếm lại gần điểm tham chiếu hơn.
  • vị trí tạm thời của tham chiếu: trong thuật toán này, thuật toán ít được sử dụng nhất sẽ được sử dụng. bất cứ khi nào lỗi trang xảy ra trên một từ, không chỉ từ đó sẽ được tải vào bộ nhớ chính mà toàn bộ trang sẽ bị lỗi bởi vì quy tắc tham chiếu không gian nói rằng nếu bạn đang tham chiếu đến bất kỳ từ nào, từ sau sẽ được nhập vào nhật ký của bạn, vì vậy chúng tôi tải toàn bộ bảng trang để toàn bộ khối được tải.

bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên

ram là gì?

ram (bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) là phần cứng trong thiết bị máy tính sử dụng (các) hệ điều hành, chương trình ứng dụng và dữ liệu để cho phép bộ xử lý của thiết bị hoạt động bình thường. RAM là bộ nhớ chính của máy tính và có tốc độ đọc và ghi nhanh hơn nhiều so với các loại lưu trữ khác như ổ cứng (HDD), ổ cứng thể rắn (SSD) hoặc ổ đĩa quang.

thông tin được lưu trữ trong ram chỉ là tạm thời. Điều đó có nghĩa là dữ liệu được giữ trong ram khi máy tính đang bật, nhưng bị mất khi máy tính tắt nguồn. khi máy tính khởi động lại, hệ điều hành và các tệp khác được tải lại vào ram, thường là từ ổ cứng hdd hoặc ssd.

XEM THÊM:  Tại sao lazada bán hàng rẻ

cau tao cua ram

chức năng ram

Do tính chất dễ bay hơi, ram không thể lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn. ram có thể được so sánh với bộ nhớ ngắn hạn và ổ cứng với bộ nhớ dài hạn. bộ nhớ ngắn hạn tập trung vào nhiệm vụ trong tầm tay, nhưng chỉ có thể chứa một lượng dữ liệu giới hạn trong xem tại bất kỳ thời điểm nào. khi bộ nhớ ngắn hạn của một người trở nên đầy, nó có thể được cập nhật bằng dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ dài hạn của não.

Ổ cứng của máy tính có thể đầy dữ liệu và không thể lấy thêm được nữa, nhưng ram sẽ không hết bộ nhớ. tuy nhiên, sự kết hợp giữa ram và bộ nhớ lưu trữ có thể được sử dụng đầy đủ.

ram có khái niệm tương tự như một tập hợp các hộp trong đó mỗi hộp có thể chứa số 0 hoặc số 1. Mỗi hộp có một địa chỉ duy nhất được tìm thấy bằng cách đếm các cột và hàng. một tập hợp các hộp ram được gọi là một mảng và mỗi hộp được gọi là một ô.

Để tìm một ô cụ thể, bộ điều khiển ram sẽ gửi địa chỉ cột và hàng thông qua một đường điện mỏng được khắc vào chip. mỗi hàng và cột trong mảng ram có dòng địa chỉ riêng của nó. mọi dữ liệu đã đọc đều chảy ngược trở lại trên một dòng dữ liệu riêng biệt.

ram có dung lượng vật lý nhỏ và được lưu trữ trên các vi mạch. nó cũng nhỏ về lượng dữ liệu mà nó có thể chứa. một máy tính xách tay thông thường có thể có RAM 8 gigabyte, trong khi ổ cứng có thể chứa 10 terabyte.

Xem thêm: Tại sao lá cây có màu xanh lục

chip ram được lắp ráp vào các mô-đun bộ nhớ. Chúng cắm vào các khe cắm trên bo mạch chủ của máy tính. một bus hoặc một tập hợp các đường dẫn điện, được sử dụng để kết nối các khe cắm của bo mạch chủ với bộ xử lý.

các loại ram

ram có hai dạng chính:

  • bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động ( dram ) tạo nên ram của một thiết bị máy tính điển hình và như được hiển thị ở trên, cần tiếp tục duy trì dữ liệu được lưu trữ.

Mỗi tế bào dram có điện tích hoặc điện tích thiếu được giữ trong tụ điện. dữ liệu này phải được tải điện tử cập nhật liên tục sau mỗi vài mili giây để bù cho sự rò rỉ của tụ điện. một bóng bán dẫn hoạt động như một cổng, xác định xem giá trị của tụ điện có thể được đọc hoặc ghi.

  • Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh ( sram ) cũng cần nguồn điện liên tục để lưu trữ dữ liệu, nhưng nó không nhất thiết phải theo cách đó được cập nhật liên tục như các bộ phim truyền hình.

trong sram, thay vì một tụ điện giữ điện tích, bóng bán dẫn hoạt động như một công tắc, với một vị trí ở 1 và vị trí khác ở 0. ram tĩnh yêu cầu nhiều bóng bán dẫn để tự duy trì. nó để lại một bit dữ liệu so với ram động chỉ yêu cầu một bóng bán dẫn trên mỗi bit. vì vậy chip sram lớn hơn và đắt hơn nhiều so với một lượng dram tương đương.

tuy nhiên, sram nhanh hơn đáng kể và sử dụng ít năng lượng hơn dram. Sự khác biệt về giá cả và tốc độ có nghĩa là ram tĩnh chủ yếu được sử dụng với số lượng nhỏ làm bộ nhớ đệm trong bộ xử lý của máy tính.

rom (bộ nhớ chỉ đọc)

rom là gì?

bộ nhớ chỉ đọc (rom) là đơn vị bộ nhớ chính của bất kỳ hệ thống máy tính nào cùng với bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (ram), nhưng không giống như ram, trong rom thông tin nhị phân được lưu trữ vĩnh viễn. bây giờ thông tin lưu trữ này được cung cấp bởi nhà thiết kế và sau đó được lưu trữ bên trong rom. sau khi được lưu trữ, nó vẫn còn trên thiết bị, ngay cả khi tắt và bật lại.

Thông tin được nhúng vào rom, ở dạng bit, thông qua một quá trình được gọi là lập trình rom. ở đây lập trình được sử dụng để chỉ quá trình phần cứng chỉ định các bit sẽ được chèn vào cấu hình phần cứng của thiết bị. và đây là điều khiến rom trở thành thiết bị logic có thể lập trình được (pld).

cấu trúc rom?

cấu trúc khối:

  • bao gồm k dòng đầu vào và n dòng đầu ra.
  • k dòng đầu vào được sử dụng để lấy địa chỉ đầu vào từ nơi chúng ta muốn truy cập nội dung của rom. .
  • vì mỗi dòng trong số k dòng đầu vào có thể là 0 hoặc 1, có tổng số k 2 địa chỉ mà các dòng đầu vào này có thể tham chiếu đến và mỗi địa chỉ chứa n bit thông tin, được cung cấp dưới dạng đầu ra rom.
  • rom được chỉ định là rom 2k

so do cau tao rom may tinh

các loại rom

rom skin : trong loại rom này, thông số kỹ thuật của các rom (nội dung và vị trí của chúng), được nhà sản xuất lấy từ khách hàng dưới dạng bảng ở định dạng do nhà sản xuất chỉ định, chỉ định và sau đó tạo các mặt nạ tương ứng cho các đường dẫn để tạo ra kết quả mong muốn. điều này rất tốn kém, vì nhà cung cấp tính phí đặc biệt cho khách hàng để tạo một bản rom cụ thể (khuyến nghị, chỉ khi đặt hàng số lượng lớn của cùng một bản rom).

XEM THÊM:  TẠI SAO CẬP NHẬT LIÊN MINH HUYỀN THOẠI KHÔNG ĐƯỢC

sử dụng: được sử dụng trong hệ điều hành mạng, hệ điều hành máy chủ, lưu trữ phông chữ cho máy in laser, dữ liệu âm thanh trong nhạc cụ điện tử.

prom : là viết tắt của bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình. đầu tiên nó được chuẩn bị dưới dạng bộ nhớ trống và sau đó được lập trình để lưu trữ thông tin. Sự khác biệt giữa rom prom và mask là prom được sản xuất dưới dạng bộ nhớ trống và được lên lịch sau khi sản xuất, trong khi rom mask được lên lịch trong quá trình sản xuất.

Công dụng: Chúng có một số ứng dụng khác nhau, bao gồm điện thoại di động, bảng điều khiển trò chơi điện tử, thẻ rfid, thiết bị y tế và các thiết bị điện tử khác.

eprom : khắc phục nhược điểm của prom mà khi đã được lập trình, mẫu cố định là vĩnh viễn và không thể thay đổi. nếu một mẫu bit đã được đặt, sẽ không thể sử dụng vũ hội, nếu mẫu bit cần được thay đổi.

sử dụng: trước khi eeprom sử dụng eprom để lưu trữ các chương trình của mình.

eeprom : Điều này tương tự như eprom, ngoại trừ việc eeprom được khôi phục về trạng thái ban đầu bằng cách áp dụng tín hiệu điện chứ không phải ánh sáng cực tím. do đó, nó giúp dễ dàng xóa, vì điều này có thể được thực hiện, ngay cả khi bộ nhớ được đặt trong máy tính. xóa hoặc ghi mỗi lần một byte dữ liệu.

sử dụng: được sử dụng để lưu trữ bios hệ thống máy tính.

flash rom : đây là phiên bản cải tiến của eeprom. Sự khác biệt giữa eeprom và flash rom là trong eeprom chỉ có 1 byte dữ liệu có thể được xóa hoặc ghi tại một thời điểm nhất định, trong khi trong bộ nhớ flash khối dữ liệu (thường là 512 byte) có thể được xóa hoặc ghi tại một thời điểm cụ thể. vì vậy việc flash rom nhanh hơn nhiều so với eeprom.

Cách sử dụng: Nhiều PC hiện đại được lưu trữ bios trên chip nhớ flash, được gọi là flash bios và chúng cũng được sử dụng trong modem.

eeprom (bộ nhớ chỉ đọc lập trình có thể xóa bằng điện)

eeprom là gì?

eeprom là bộ nhớ chỉ đọc có thể xóa bằng điện giống như rom, nhưng dữ liệu có thể được xóa bằng điện mà không cần xóa khỏi máy tính. dữ liệu được tạo ra trong chúng bằng xung điện và lưới.

một chip rom cơ bản chỉ có thể được lập trình một lần, trong khi một eeprom có ​​thể được lập trình nhiều lần. nó được sử dụng để lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn, chẳng hạn như thông số thiết bị, dữ liệu cảm biến, v.v.

eeprom có ​​thể nói là công nghệ rom mới nhất nhưng điểm khác biệt cơ bản là chúng có thể xóa được bằng phương pháp lập trình mà không cần đến thiết bị chuyên dụng như các thế hệ trước của chúng. Bằng cách sử dụng eeprom (hoặc flash rom), các chương trình được tải trên nó có thể dễ dàng được gỡ bỏ khỏi bo mạch chủ của máy tính cá nhân mà không cần bất kỳ hành động cơ học nào khác, bao gồm cả việc tháo vỏ máy tính.

Xem ngay: Tần suất viếng thăm khách hàng là gì

eeprom cũng giúp các thiết bị khác (card mạng, card đồ họa, điểm truy cập không dây, bộ định tuyến, v.v. hoặc trong điện thoại, thiết bị giải trí kỹ thuật số cá nhân …) cập nhật firmware mà không cần thay đổi chip nhớ, điều mà trước đây mọi người dùng để lắp chip vào nôi để sau này có thể thay thế chúng bằng cách tháo chúng ra và thay bằng chip khác.

eeprom

eeprom hoạt động như thế nào

để eeprom hoạt động, cần có các ô nhớ rất cụ thể. chúng được làm với hầu hết các bóng bán dẫn loại mos nhưng chúng có cổng nổi so với các loại mosfet truyền thống. các bóng bán dẫn mới này tuân theo cấu trúc có tên samos và trạng thái bình thường của chúng là tắt và đầu ra sẽ luôn cho giá trị logic 1.

Có thể đọc các ô eeprom này không giới hạn số lần, nhưng bạn bị giới hạn ở số lần chúng có thể bị xóa và lập trình lại

như bạn có thể thấy ở bên cạnh, để thực hiện các tác vụ khác nhau , cổng, nguồn và điện áp xả phải là một điện áp cụ thể:

  • chuyển sang 20v và thoát ra 20v = chương trình (ghi) một ô nhớ để lưu trữ bit mong muốn.
  • chuyển sang 0v và thoát tại 20v = xóa bit được lưu trữ để nó có thể được lập trình lại thành một giá trị khác.
  • Cổng 5v và bộ thoát 5v = lưu trữ bit có thể đọc được. vì điện áp cổng thấp hơn điện áp ghi, giá trị được lưu trữ sẽ không thay đổi. điều tương tự cũng xảy ra đối với điện áp phóng điện thấp hơn, bit được lưu trữ sẽ không bị xóa.
XEM THÊM:  Tại Sao Nhật Bản Dùng Điện 110V

kết luận, eeprom sử dụng điện áp “cao” cao để xóa và ghi, trong khi chúng sử dụng điện áp thấp hơn để đọc

eeprom cau tao

các loại eeprom

  • xe buýt nối tiếp

Loại này hoạt động trong các giai đoạn khác nhau. Giai đoạn địa chỉ, giai đoạn dữ liệu và giai đoạn mã hóa là ba giai đoạn mà chip này hoạt động. một số kiểu giao tiếp nối tiếp phổ biến là uni / o, 1-wire, spi, microwire và i2c.

  • xe buýt song song

Để xử lý tổng bộ nhớ, nó có một bus địa chỉ lớn và một bus dữ liệu bao gồm 8 bit. song song eeprom tích hợp có mặt trong nhiều bộ vi điều khiển. thực thi mã trực tiếp và các ứng dụng lưu trữ dữ liệu có độ tin cậy cao như viễn thông, điện tử hàng không, quân sự, v.v.

bộ nhớ flash

bộ nhớ flash là gì?

Bộ nhớ flash, còn được gọi là bộ nhớ flash, là một loại bộ nhớ không thay đổi, có thể xóa và lập trình lại.

Về mặt kỹ thuật, bộ nhớ flash có thể được sử dụng như một loại eeprom nơi nó có thể được đọc / ghi bằng điện và không bị mất dữ liệu khi cúp điện. Hai loại bộ nhớ flash chính đã được tạo ra, nand và nor, được tạo thành từ các cổng logic.

bộ nhớ flash được tạo thành từ các ô nhớ riêng biệt có cùng đặc điểm bên trong như các cổng logic tương ứng đã tạo ra nó; do đó, chúng ta có thể thực hiện lần lượt các thao tác đọc / ghi, lưu trữ dữ liệu trong các ô nhớ.

flash cell

flash cell

Các chip nhớ flash nhỏ được sử dụng trong bộ nhớ dữ liệu cấu hình tĩnh của máy tính, trong máy dân dụng như tivi, quạt,… Các chip lớn thì dùng trong máy nghe nhạc kĩ thuật số, máy ảnh kĩ thuật số, điện thoại di động. Nó cũng được sử dụng trên các máy trò chơi, thay thế cho EEPROM, hoặc cho RAM tĩnh nuôi bằng pin để lưu dữ liệu của trò chơi.

bộ nhớ flash hoạt động như thế nào?

Kiến trúc bộ nhớ flash bao gồm một mảng bộ nhớ xếp chồng lên nhau với một số lượng lớn các ô flash. một tế bào nhớ flash cơ bản bao gồm một bóng bán dẫn lưu trữ với một cổng điều khiển và một cổng nổi, được cách ly với phần còn lại của bóng bán dẫn bằng vật liệu điện môi mỏng hoặc lớp oxit. cổng nổi lưu trữ điện tích và kiểm soát dòng điện.

Các điện tử được thêm vào hoặc loại bỏ khỏi cổng nổi để thay đổi điện áp ngưỡng của bóng bán dẫn lưu trữ. sự thay đổi điện áp ảnh hưởng đến việc một ô được lập trình bằng 0 hay một.

một quá trình được gọi là fowler-nordheim đào hầm loại bỏ các điện tử khỏi cánh cổng nổi. Với Đường hầm Fowler-Nordheim, các điện tử bị mắc kẹt trong cổng nổi nếu một thiết bị chứa ô nhớ flash nhận được nguồn điện do lớp oxit cách điện tạo ra. tính năng này cho phép bộ nhớ flash cung cấp khả năng lưu trữ liên tục.

bo nho flash

ưu và nhược điểm của bộ nhớ flash

ưu điểm của bộ nhớ flash:

  • flash là dạng bộ nhớ bán dẫn ít tốn kém nhất.
  • không giống như bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động (dram) và bộ nhớ ram tĩnh (sram), bộ nhớ flash không dễ dàng, dễ bay hơi, cung cấp năng lượng thấp hơn tiêu thụ và có thể được xóa trong các khối lớn.
  • norwegian flash cung cấp tốc độ đọc ngẫu nhiên nhanh hơn, trong khi nand flash nhanh với các lần đọc và ghi nối liền. tiếp tục.
  • ssd với chip nhớ flash nand mang lại hiệu suất cao hơn đáng kể so với các phương tiện lưu trữ từ tính truyền thống như hdd và băng.
  • ổ đĩa flash cũng tiêu thụ ít năng lượng hơn và tỏa nhiệt ít hơn so với ổ cứng .
  • ổ đĩa hệ thống lưu trữ doanh nghiệp được trang bị flash có độ trễ thấp, được đo bằng micro giây hoặc mili giây. .

Nhược điểm chính của bộ nhớ flash là cơ chế tiêu hao và nhiễu giữa các tế bào khi các khuôn nhỏ dần. các bit có thể bị lỗi với số lượng chương trình / chu kỳ xóa quá cao, cuối cùng phá vỡ lớp oxit giữ các electron.

sự suy giảm có thể làm sai lệch giá trị ngưỡng do nhà sản xuất đặt trong đó tải được xác định là không hoặc một. các electron có thể thoát ra và bị mắc kẹt trong lớp cách điện oxit, dẫn đến sai số và lỗi bit.

kết thúc

bộ nhớ có nhiều loại và được cấu trúc khác nhau, tùy thuộc vào nhu cầu của người lập trình. hiểu được các đặc tính của flash sẽ giúp chúng ta dễ dàng gỡ lỗi khi lập trình, thiết kế phần cứng…

cảm ơn bạn đã đọc, hãy tham gia cộng đồng những người nghiện lập trình để thảo luận

Xem ngay: Tại sao phải chăm sóc da

Vậy là đến đây bài viết về Bộ nhớ là gì? Phân loại và cấu tạo của bộ nhớ đã dừng lại rồi. Hy vọng bạn luôn theo dõi và đọc những bài viết hay của chúng tôi trên website VCCIDATA.COM.VN

Chúc các bạn luôn gặt hái nhiều thành công trong cuộc sống!

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button