RSepp

Report
Mälu – RAM, ROM, EEPROM
Reijo Sepp
Mis on mälu?


Mälu on arvuti komponent, ajutine koht, kuhu arvuti
salvestab andmeid.
Mälu mahtu mõõdetakse baitides või bittides. Mälu
jaguneb primaar- ja sekundaarsalvestiteks.
◦ Primaarsalvesti moodustavad operatiiv- ehk põhimälu (RAM) ja
teised sisse ehitatud seadised, sh. püsimälu kiibid (ROM).
◦ Sekundaarsalvestid ehk välismälud on:




kõvakettad,
magnetlintsalvestid.
mälupulgad,
CD-ROM ja teised välisseadmed.
Milleks on mälu vaja?

Ilma mäluta suudaks arvuti läbi viia vaid
eelprogrammeeritud käske. Seda tuleks iga uue
programmi ja ülesande jaoks ümber seadistada.
◦ Sellised seadmed on näiteks kalkulaatorid, millesse on kodeeritud
vaid kindlad ülesanded.


Von Neumanni seadmed erinevad selle tõttu, et neil on
mälu milles nad talletavad oma ülesanded ja
andmed. Tänu sellele on arvutid universaalsemad, neid
ei pea ümber seadistama iga uue programmi jaoks vaid
nad kasutavad oma mälu, et end ise ümber
programmeerida.
Enamik tänapäeva arvuteid on Von Neumanni seadmed.
Millest koosneb mälu?
Mälukiip koosneb millionitest transistoritest ja
kondensaatoritest, mis on omavahel ühendatud
paarideks, moodustades “mälurakud”.
 Iga mälurakk hoiab 1 biti informatsiooni, seega on kas 1
või 0.
 Transistor on ühendatud veel juhtiva vooluringiga,
lubades sellel kas lugeda või muuta selle mäluraku infot.

Millised erinevat tüüpi mälud on
olemas?

Primaarsalvestid (haihtuvad mälud):
◦ Primaarsed andmesalvestid peavad olema ühendatud
arvuti protsessoriga.

Primaarsalvestite liigid:
◦ Põhimälu ehk operatiivmälu ehk muutmälu ehk RAM:
 DRAM - dünaamiline muutmälu, andmeid tuleb pidevalt uuendada,
kuid odavam toota ning iga biti jaoks piisab ühest transistorist.
 SRAM - staatiline muutmälu, andmad on püsivad, kuid seda on
kallim toota ning iga biti jaoks on vaja kuut transistorit.
◦ Vahemälu (cache) - sageli kasutatavate andmete ajutiseks
säilitamiseks. Andmete lugemine vahemälust toimub palju
kiiremini kui nende alalisest asukohast. Oma vahemälu võib olla:
 Keskprotsessoril
 Brauseril
 Kõvakettal
Millised erinevat tüüpi mälud on
olemas?

Püsimälu:
◦ Püsimälu ehk ROM (read only memory) on tavaliselt ainult loetav
või lugemine on oluliselt kiirem kui info talletamine. Püsimälu on
kasutusel nii arvutites kui ka teistes elektroonikaseadmetes.
Vastupidiselt RAM-ile ei ole ROM haihtuv mälu, mis tähendab, et
info säilib ka siis, kui puudub elektritoide.

Püsimälu tüübid:
◦ ROM - ainult loetav mälu, ei ole enam tänapäeval kasutuses.
◦ PROM - programmeeritav püsimälu, võimalik programmeerida vaid
ühe korra.
◦ EPROM - kustutatav programmeeritav püsimälu, võimalik uvkiirguse abil olemasolevat kustutada ning uuesti programmeerida.
◦ EEPROM - elektrooniliselt kustutatav programmeeritav püsimälu,
infot on võimalik kirjutada ja kustutada süsteemist eraldamata,
kasutades selleks süsteemi enda elektritoidet.
Kuidas mälu “mäletab”?






Kõigepealt kodeeritakse mälus talletada tahetavad andmed
binaarkoodi.
Nagu eelnevalt mainitud, on DRAM mälus nn mälurakud,
millel saab olla väärtus 1 (sellel on laeng) ja väärtus 0 (pole
laengut).
SRAM mälus on transistorikomplektid, millest üks on kogu
aeg sisse ja teine välja lülitatud. Nende vaheldumise
põhimõttel on need samuti jaotatud ühtedeks ja nullideks.
Nendest mälurakkudest liigub läbi juhtiv vooluring, mis
tekitab endale vajalikud rakkude jadad ühtedest ja nullidest,
ning dekodeerib tagasi algseteks andmeteks.
Probleem sellise laengutega binaarkoodi tekitamisel on see, et
need laengud nö “lekivad” ning neid tuleb pidevalt
värskendada. See toimub DRAMides tuhandeid kordi
sekundis.
SRAMides seda ei toimu.
Mälu ühikud ja mälumahu kasv.




Kõige väiksem ühik on bit, mis on kas 1 või 0.
8 bitist moodustub 1 bait.
ASCII keeles on igal baitil oma sümbol, näiteks täht a on 01000001.
Seega mahutavad iga 8 bitti ühe sümboli infot.
◦
◦
◦
◦
◦

Moore’i seadus: transistorite arv mälul kahekordistub iga kahe aasta järel.
◦
◦
◦
◦
◦

1024 baiti on 1 kilobait (1 kB)
1024 kB on 1 megabait (1 MB)
1024 MB on 1 gigabait (1 GB)
1024 GB on 1 terabait (1 TB)
...
1970 RAMi suurus 256 bit.
1985 RAMi suurus 256 kbit.
2000 RAMi suurus 256 Mbit.
2015 RAMi suurus 256 Gbit.
...
Moore’i seadus ei ole aga jätkusuutlik ning ennustatakse, et see pidurdub järgmise 10 aasta
jooksul, sest jõutakse transistoritega miinimumsuurusesse, kus nende laengud üksteise
vahel üle ei kandu.
Parimad tootjad

Tootjaid on üle kolmekümne, kuid toon siin välja
reitingute põhjal kümme parimat.
◦
◦
◦
◦
◦
◦
◦
◦
◦
◦
ASUS
Buffalo Technology
Century
CEON
Chaintech
Corsair Memory
Crucial
Dataram
Elixir
Fujitsu
Muid asju, mida seal lehel küsiti.



Mälude jahutamine ei ole enamikel juhtudel eraldi vajalik, piisab
muude emaplaadi ventilaatorite tekitatud õhuvoost, kuid mõningatel
juhtudel seadistatakse ka mäludele eraldi jahutussüsteemid.
RAM ja CPU on otseses suhtluses. Lihtsustatud seletus: CPU on
justkui aju ning RAM on tahvel. Ülesannete lahendamiseks läheb
alati tarvis aju, kuid ülesande andmete vahepealseks
meeldejätmiseks kirjutatakse need tahvlile. Olenevalt mälu hulgast
(tahvli suurusest) võib tekkida olukord, kus aju üritab lahendada
korraga rohkem ülesandeid, kui tahvlile ära mahub.
DMA (direct memory access) on süsteem, kus mingid andmed
saavad minna mälust otse välistesse seadeldistesse (mälupulgad,
printerid, modemid jne) ilma CPUd läbimata. See teeb andmete
liikumise kordades kiiremaks.
Tänan Teid kuulamast!

similar documents