Lekciya Tiykarǵı yad, statikalıq hám dinamikalıq yaddıń dúzilisi

---

Lekciya 
9
. Tiykarǵı yad, statikalıq hám dinamikalıq yaddıń dúzilisi
Joba
1. Tiykarǵı yad.
2. Dinamikalıq RAMning ayriqsha qásiyetlerinen paydalanıw
3. Kompyuter yadı (OZU, RAM)
1. Zamanagóy kompyuterlerde tiykarǵı yadtı shólkemlestiriw principlerı.
Tiykarǵı yad - bul yad iyerarxiyasining keyingi dárejesi. Tiykarǵı yad 
keshning talapların qandiradi hám kirisiw-shıǵarıw interfeysi wazıypasın atqaradı, 
sebebi ol kirisiw ushın mólsherlengen jay hám shıǵıs derek bolıp tabıladı. 
Tiykarǵı yaddıń islewin bahalaw ushın eki tiykarǵı parametr qollanıladı : 
keshigiw hám tarmaqlı keńligi. Dástúrge kóre, tiykarǵı yaddıń keshigiwi kesh 
yadı menen baylanıslı hám tarmaqlı keńligi yamasa tarmaqlı keńligi I / O 
menen baylanıslı. L2 keshining barǵan sayın keń tarqalıp barıwı hám bunday 
kesh yadınıń blok kóleminiń asıwı menen tiykarǵı yaddıń ótkezgishligi kesh 
yadı ushın da zárúrli áhmiyetke iye boladı.
Yaddıń keshigiwi dástúriy túrde eki parametr menen olshenedi: kirisiw
waqıtı hám cikl waqıtı. Kirisiw waqıtı - bul oqıw ushın sorawdı beriw hám
so'ralgan sózdiń yaddan keliwi menen waqıt aralıǵı. Yad ciklınıń dawam etiw
waqti izbe-iz eki yadqa kirisiw ortasındaǵı minimal waqıt menen belgilenedi.
Zamanagóy kompyuterlerdiń tiykarǵı yadı statikalıq hám dinamikalıq RAM
(Random Access Memory) mikrosxemalarida ámelge asıriladı. Statikalıq yad
mikrosxemalari (SRAM) kirisiw waqtın qısqartiradi hám jańalanıw dáwirlerin
talap etpeydi. Dinamikalıq RAM (DRAM) mikrosxemalari joqarı quwat hám arzan
bahalar menen ajralıp turadı, biraq olar regeneratsiya dáwirlerin talap etedi hám
kirisiw waqıtları talay uzaǵıraq.
DZUEP ádetde eki basqıshda kórip shıǵıladı. Birinshi basqısh RAS signalın
beriwden baslanadı - qabıl etilgen qatar adresin mikrosxemada ornatatuǵın qatar -
accessstrobe (qatar adresi strobi). Ekinshi basqıshda mánzildi ústin adresin
kórsetiw ushın almastırıw hám CAS signalın qóllaw kiredi - column-accessstobe
(ústinli mánzil strobi), bul mánzildi dúzetedi hám mikrosxemaning shıǵıw
buferlerine múmkinshilik beredi. Bul signallardıń atları mikrosxemaning ishki
shólkemi menen baylanıslı bolıp, ol qaǵıyda jol menende tórtmuyushler matritsa
bolıp, onıń elementleri qatar adresi hám ústin adresin kórsetiw arqalı hal etiliwi
múmkin.
DZUvPni shólkemlestiriw ushın qosımsha talap - bul onıń jaǵdayın udayı
tákirarlanatuǵın jańalaw zárúrshiligi. Bunday halda, jeńiliw degi barlıq bıytlardı bir
waqtıniń ózinde qayta qayta tiklew múmkin, mısalı, bul qatardı oqıw arqalı. Usınıń
sebepinen, tiykarǵı kompyuter yadınıń barlıq DRAM mikrosxemalarining barlıq
qatarlarına waqıtı -waqıtı menen 8 millisekundlik tártipte málim waqıt aralıǵinda
kirisiw kerek.
Bul talap, basqa zatlar qatarı, geyde kompyuterdiń tiykarǵı yad sistemasına
protsessor kirey almasligini ańlatadı, sebebi ol hár bir mikrosxemaga regeneratsiya
signalların jiberiwge májbúr. DRAM dizaynerlari regeneratsiyaga sarplanatuǵın

---

waqtın ulıwma waqtıniń 5 procentinen kamrog'ida saqlawǵa háreket qılıwadı. 
Dinamiklerden ayrıqsha bolıp esaplanıw, statikalıq RAMlar regeneratsiyani talap 
etpeydi hám olarǵa kirisiw waqıtı cikl waqıtına tuwrı keledi. Shama menen birdey 
texnologiyadan paydalanatuǵın mikrosxemalar ushın DRAMning quwatı, shamalıq 
esap -kitaplarǵa kóre, SRAM quwatınan 4-8 teńdey kóp, biraq ekinshisiniń 
aylanıw dáwiri 8-16 teńdey qısqalaw hám joqarı bahaǵa iye. Sol sebeplerge kóre 
1975 jıldan keyin sotilgan derlik hár qanday kompyuterdiń tiykarǵı yadında yarım 
ótkezgishli DRAM chiplari isletilingen (kesh yadın jaratıw ushın DRAM 
isletilingen). Tuwrısıda, esaptan tısqarılar bar edi, mısalı, CrayResearch 
superkompyuterlarining operativ yadında SRAM chiplari isletilingen. 
Protsessor tezligi asıp barıwı menen teń salmaqlılıqlı sistemanı támiyinlew 
ushın tiykarǵı yad kólemi sızıqlı túrde ósiwi kerek. Sońǵı jıllarda dinamikalıq yad 
mikrosxemalarining kólemi hár úsh jılda tórt teńdey kóbeyip, jılına shama menen 
60 procentke ko'paymoqda. Ókiniw menen aytamız, sol dáwirde bul sxemalardıń 
tezligi talay aste o'sdi (jılına shama menen 7%). Usınıń menen birge, 
protsessorning islewi 1987 jıldan beri derlik jılına 50% ga asdı. 1-kestede 
DRAMning túrli áwladlarınıń tiykarǵı waqıt parametrleri keltirilgen. 
Год
появления 
Емкость
кристалла 
Длительность 
RAS 
Дли-
тельность 
CAS
Время 
цикла 
Оптими-
зированный 
режим 
max 
min 
1980 
1983 
1986 
1989 
1992 
1995 
64 Кбит 
256 Кбит 
1 Мбит 
4 Мбит 
16 Мбит 
64 Мбит 
180 нс 
150 нс 
120 нс 
100 нс 
80 нс 
65 нс 
150 
нс 
120 
нс 
100 
нс 
80 нс 
60 нс 
45 нс 
75 нс 
50 нс 
25 нс 
20 нс 
15 нс 
10 нс 
250 нс 
220 нс 
190 нс 
165 нс 
120 нс 
100 нс 
150 нс 
100 нс 
50 нс 
40 нс 
30 нс 
20 нс 
Shubhasız, 
zamanagóy 
protsessorlarning 
islew 
kórsetkishlerin 
esaplaw 
sistemalarınıń tiykarǵı yadı tezligine maslastırıw búgingi kúnde eń zárúrli 
máselelerden biri bolıp qalıp atır. Kesh kólemin asırıw hám dárejeli kesh 
shólkemin engiziw arqalı islewdi jaqsılaw ushın aldınǵı bapta keltirilgen usıllar 
ekonomikalıq tárepten nátiyjeli bolmawi múmkin. Sol sebepli zamanagóy 
islenbelerdiń zárúrli baǵdarı - bul DRAMni shólkemlestiriwdiń arnawlı usılları, 
sonday-aq onıń dúziliwi sebepli ótkezgishlik yamasa yad ótkezgishligin asırıw 
usılları. 
Kesh yadın shólkemlestiriw ushın, tarmaq ótkezgishligin asırıwdan kóre, 
yad keshigiwin kemeytiw áhmiyetlilew. Biraq, yad ótkezgishligi asqanı sayin, 
joǵalǵan joytıwlardı sezilerli dárejede asırmastán, kesh blokları kólemin asırıw 
múmkin. 

---

 Yaddıń ótkezgishligin asırıwdıń tiykarǵı usılları tómendegiler bolıp tabıladı: 
yaddıń bıyt tereńligin yamasa " keńligini" asırıw, yad qatlamın isletiw, ǵárezsiz 
yad banklerinen paydalanıw, yad banklerine qarama-qarsılıqsız kirisiwdi 
támiyinlew, dinamikalıq yad mikrosxemalarining arnawlı jumıs rejimlerinen 
paydalanıw. 
Tiykarǵı yaddıń bıyt razryadlıǵın asırıw
Birinshi dárejeli kesh yadı kóbinese maǵlıwmatlar shinalarining sóz keńligi 
sanına sáykes keletuǵın fizikalıq keńligine iye, sebebi kópshilik kompyuterler bul 
maǵlıwmat birligine qońıraw qılıwadı. L2 keshga iye bolmaǵan sistemalarda, 
tiykarǵı yad maǵlıwmatları shinalari kóbinese kesh maǵlıwmatlar shinalari menen 
birdey boladı. Kesh hám tiykarǵı yad avtobuslarining keńligin eki ese yamasa tórt 
teńdey asırıw, uyqas túrde yad sistemasınıń ótkezgishligin eki yamasa tórt teńdey 
asıradı. 
Keńlew avtobuslarni ámelge asırıw kesh yadı hám protsessor ortasında 
maǵlıwmatlardı kóbeytiwdi talap etedi, sebebi bul sóz ele da protsessorda tiykarǵı 
qayta islew birligi esaplanadı. Bul multipleksorlar ózlerin protsessorga kiretuǵın 
maǵlıwmatlardıń zárúrli jolında tabadılar. L2 keshi bul mashqalanı azmaz 
yumshatadi, sebebi bul halda multipleksorlar kesh yadınıń eki dárejesi ortasında 
jaylasqan bolıwı múmkin, yaǵnıy. olar kiritetuǵın keshigiw onsha zárúrli emes. 
Yad kólemin asırıw menen baylanıslı taǵı bir mashqala yadtı basqıshpa-basqısh 
keńeytiw ushın minimal kólemdi (ósiwdi) anıqlaw zárúrshiligi menen belgilenedi, 
bul kóbinese sistemanıń saytında paydalanıwshılardıń ózi tárepinen ámelge 
asıriladı. Yad keńligin eki ese yamasa tórt teńdey asırıw bul minimal ósiwdi eki 
yamasa tórt teńdey asıradı. hám aqır-aqıbetde, keń yadqa iye sistemalarda qátelerdi 
ońlawdı shólkemlestiriw menen baylanıslı máseleler bar. 
Keń tiykarǵı yadtı shólkemlestiriwdiń mısalı - L2 keshi, yad avtobusi hám yaddıń 
ózi 256 bitli bolǵan Alpha AXP 21064 sisteması.