6. Funktionseinheiten eines Computers / Mikrocomputers

Rechnergrundlagen Teil 2 - 3 - Prof. Dipl.-Ing. Komar
6.2 Speicherbausteine
hoch
Kosten/Bit
niedrig
Worte Register ( parallele Flipflops )
k-Byte Cache ( SRAM)
M -Byte Haupt - bzw Arbeitsspeicher (EPROM u. DRAM)
Geschwindig - M -Byte Diskette / Floppy
keit
G-Byte Festplatte u. Magnetband
G-Byte Optische Speicher ( CD, DVD )
Speicherhierachie in Computersystemen
Die in Computersystemen verwendeten Halbleiterspeicher sind intern als Matrixspeicher organisiert.
Durch das Anlegen einer Adresse kann in einem wahlfreien Zugriff ( random access ) auf das
Speicherelement (meist 1 Bit oder 1 Byte ) zugegriffen werden, d.h. entweder der Inhalt ausgelesen oder ein
neuer eingeschrieben werden.
Die Zugriffszeit (access time ) kennzeichnet die Zeitspanne, die zwischen dem Anlegen der Adresse und der
Verfügbarkeit der gültigen Daten an den Ausgängen vergeht.
Die Zykluszeit ist die Zeitspanne vom Beginn eines Speichervorganges bis zu dem Zeitpunkt, an dem ein neuer
Speichervorgang beginnen kann und setzt sich zusammen aus der Zugriffszeit und möglicherweise einer
Regenerationszeit für das Wiederherstellen der beim Lesen zerstörten Information (DRAM).
Nach der Beständigkeit der Information bei Spannungsausfall unterscheidet man flüchtige Schreib/Lese-
Speicher ( RAM ) und nichtflüchtige Festwertspeicher ( Nur-Lese-Speicher read only memory ROM )
ROM - Festwertspeicher (Read only memory), nichtflüchtig für Programme und konstante Daten
ROM - vom Hersteller maskenprogrammiert, nur wirtschaftlich bei großen Stückzahlen
PROM - vom Anwender mit Programmiergerät einmal programmierbar
EPROM - (erasable PROM) mit UV-Licht löschbar und vom Anwender neu programmierbar
EEPROM / EAROM - electrically alterable ROM, kann in Schaltung umprogrammiert werden
Flash-PROM - technisch u. preislich zwischen EPROM und EEPROM angesiedelt,
ganzer Chip bzw Teile (Page, Block) lassen sich in Sekundenbruchteilen löschen und neu program –
mieren, wobei die dafür nötige Spannung von 12V auf dem Chip erzeugt wird und dieser dabei in der
Schaltung verbleiben kann. Kapazität byteorganisiert bis 20 Mbit, Lesespannung 5V und Lesezugriffs -
zeit < 100 nsec, Siliziumdisk, PCMCIA-Memory-Card, BIOS-Festwertspeicher
RAM - Schreib-Lesespeicher für variable Information, flüchtig, ohne Spannung Datenverlust
SRAM - statisches RAM, Speicherelement sind Flipflops und deswegen Datenhaltung solange Spannung
anliegt, wortorganisiert (meist 1 Byte), störsicher und zuverlässig , problemloser Anschluß, kurze
Zugriffszeit von wenigen nsec ( Zykluszeit ), um Faktor 4 niedrigere Speicherdichte als DRAM, teuer
DRAM - dynamisches RAM, da Speicherelement ein Kondensator ,benötigt es alle 2 - 100 ms einen Refresh,
viermal höhere Integrationsdichte und dadurch kostengünstiger als SRAM, überwiegend bitorganisiert,
meistens Multiplexen der beiden Adresshälften, Zugriffszeiten < 100 nsec, störanfällig, billig
dynamische Speicherbausteine mit integrierter Refreshlogik erhältlich ( pseudostatische DRAM )
Mit den Begriffen FPM (Fast Page Modus), EDO (extended data out ) oder SDRAM (synchrones
dynamisches RAM ) sind DRAM-Bausteine gemeint, bei denen durch besondere Betriebsmodi die
Zugriffszeiten abgekürzt werden.