Các thành phần của một bộ máy tính (2)

III - Bộ nhớ trong RAM - ROM

Bộ nhớ RAM  RAM (viết tắt từ Random Access Memory ) là một loại bộ nhớ chính của máy tính. RAM được gọi là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên vì nó có đặc tính: thời gian thực hiện thao tác đọc hoặc ghi đối với mỗi ô nhớ là như nhau, cho dù đang ở bất kỳ vị trí nào trong bộ nhớ. Mỗi ô nhớ của RAM đều có một địa chỉ. Thông thường, mỗi ô nhớ là một byte (8 bit); tuy nhiên hệ thống lại có thể đọc ra hay ghi vào nhiều byte (2, 4, 8 byte).   RAM khác biệt với các thiết bị bộ nhớ tuần tự (sequential memory device) chẳng hạn như các băng từ, đĩa  mà các loại thiết bị này bắt buộc máy tính phải di chuyển cơ học một cách tuần tự để truy cập dữ liệu.   Bởi vì các chip RAM có thể đọc hay ghi dữ liệu nên thuật ngữ RAM cũng được hiểu như là một bộ nhớ đọc-ghi, trái ngược với bộ nhớ chỉ đọc ROM (read-only memory).   RAM thông thường được sử dụng cho bộ nhớ chính (main memory) trong máy tính để lưu trữ các thông tin thay đổi, và các thông tin được sử dụng hiện hành. Cũng có những thiết bị sử dụng một vài loại RAM như là một thiết bị lưu trữ thứ cấp (secondary storage).   Thông tin lưu trên RAM chỉ là tạm thời, chúng sẽ mất đi khi mất nguồn điện cung cấp.  Mục đích   Máy vi tính sử dụng RAM để lưu trữ mã chương trình và dữ liệu trong suốt quá trình thực thi. Đặc trưng tiêu biểu của RAM là có thể truy cập vào những vị trí khác nhau trong bộ nhớ và hoàn tất trong khoảng thời gian tương tự, ngược lại với một số kỹ thuật khác, đòi hỏi phải có một khoảng thời gian trì hoãn nhất định.  Phân loại RAM Tùy theo công nghệ chế tạo, người ta phân biệt thành 2 loại: SRAM (Static RAM): RAM tĩnh DRAM (Dynamic RAM): RAM động    RAM tĩnh   6 transistor trong một ô nhớ của RAM tĩnh   RAM tĩnh được chế tạo theo công nghệ ECL (CMOS và BiCMOS). Mỗi bit nhớ gồm có các cổng logic với 6 transistor MOS. SRAM là bộ nhớ nhanh, việc đọc không làm hủy nội dung của ô nhớ và thời gian thâm nhập bằng chu kỳ của bộ nhớ.   RAM tĩnh chạy nhanh nhưng giá thành đắt  vì vậy chúng thường chỉ được dùng trong các bộ nhớ Cache của CPU   RAM động 1 transistor và 1 tụ điện trong một ô nhớ của RAM động   RAM động dùng kỹ thuật MOS. Mỗi bit nhớ gồm một transistor và một tụ điện. Việc ghi nhớ dữ liệu dựa vào việc duy trì điện tích nạp vào tụ điện và như vậy việc đọc một bit nhớ làm nội dung bit này bị hủy. Do vậy sau mỗi lần đọc một ô nhớ, bộ phận điều khiển bộ nhớ phải viết lại nội dung ô nhớ đó. Chu kỳ bộ nhớ cũng theo đó mà ít nhất là gấp đôi thời gian thâm nhập ô nhớ.   Việc lưu giữ thông tin trong bit nhớ chỉ là tạm thời vì tụ điện sẽ phóng hết điện tích đã nạp và như vậy phải làm tươi bộ nhớ sau khoảng thời gian 2μs. Việc làm tươi được thực hiện với tất cả các ô nhớ trong bộ nhớ. Công việc này được thực hiện tự động bởi một vi mạch bộ nhớ. Bộ nhớ DRAM chậm nhưng rẻ tiền hơn SRAM.  Các loại DRAM SDRAM (Viết tắt từ Synchronous Dynamic RAM) được gọi là DRAM đồng bộ. SDRAM gồm 3 phân loại: SDR, DDR, và DDR2. SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM), thường được giới chuyên môn gọi tắt là "SDR". Có 168 chân. Được dùng trong các máy vi tính cũ dòng PentiumII và PentiumIII, bus speed chạy cùng vận tốc với clock speed của memory chip SDR có các tốc độ Bus là 66MHz, 100MHz và 133MHz                    Thanh SDR được chia làm 3 múi    DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), thường được giới chuyên môn gọi tắt là "DDR". Có 184 chân. DDR SDRAM là cải tiến của bộ nhớ SDR với tốc độ truyền tải gấp đôi SDR nhờ vào việc truyền tải hai lần trong một chu kỳ bộ nhớ. Đã được thay thế bởi DDR2. DDR có các tốc độ Bus là 200MHz, 266, 333, và 400MHz                  Thanh DDR được chia làm hai múi    DDR2 SDRAM (Double Data Rate 2 SDRAM), Thường được giới chuyên môn gọi tắt là "DDR2". Là thế hệ thứ hai của DDR với 240 chân, lợi thế lớn nhất của nó so với DDR là có bus speed cao gấp đôi clock speed. DDR2 có các tốc độ Bus là 400MHz, 533, 667 và 800MHz         Thanh DDR2 được chia làm hai múi đều nhau hơn  Các thông số của RAM  Dung lượng    Dung lượng RAM được tính bằng MB và GB, thông thường RAM được thiết kế với các dung lượng 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 MB, 1 GB, 2 GB... Dung lượng của RAM càng lớn càng tốt cho hệ thống, tuy nhiên không phải tất cả các hệ thống phần cứng và hệ điều hành đều hỗ trợ các loại RAM có dung lượng lớn, một số hệ thống phần cứng của máy tính cá nhân chỉ hỗ trợ đến tối đa 4 GB và một số hệ điều hành (như phiên bản 32 bit của Windows XP) chỉ hỗ trợ đến 3 GB.   Tốc độ BUS RAM SDR SDRAM được phân loại theo bus speed như sau: PC-66:   66 MHz bus. PC-100:   100 MHz bus. PC-133:  133 MHz bus. DDR SDRAM được phân loại theo bus speed và bandwidth như sau: DDR-200: Còn được gọi là PC-1600. DDR-266: Còn được gọi là PC-2100. DDR-333: Còn được gọi là PC-2700. DDR-400: Còn được gọi là PC-3200. DDR2 SDRAM được phân loại theo bus speed và bandwidth như sau: DDR2-400: Còn được gọi là PC2-3200. DDR2-533: Còn được gọi là PC2-4200. DDR2-667: Còn được gọi là PC2-5300. DDR2-800: Còn được gọi là PC2-6400.  Tính tương thích của RAM với Mainboard    Không phải các RAM khác nhau đều sử dụng được trên tất cả các Mainboard, Mỗi loại mainboard lại sử dụng với một loại RAM khác nhau tuỳ thuộc vào  Chipset bắc của Mainboard    Bộ nhớ ROM   Bộ nhớ chỉ đọc ( Read-only memory - ROM) là một loại thiết bị lưu trữ dùng trong máy tính và các thiết bị khác. Nó có tên như vậy vì không dễ để ghi thông tin lên nó.   ROM, theo đúng nghĩa, chỉ cho phép đọc dữ liệu từ chúng tuy nhiên tất cả các loại ROM đều cho phép ghi dữ liệu ít nhất một lần, hoặc khi sản xuất lần đầu hoặc trong bước lập trình. Một số loại ROM cho phép xóa và lập trình lại nhiều lần.   ROM là IC nhớ được gắn sẵn trên Mainboard và được nạp các chương trình khởi động máy tính, kiểm tra các thiết bị phần cứng và lưu bản cấu hình CMOS Default  Các loại ROM ROM BIOS trên các máy thế hệ cũ PROM (Programmable Read-Only Memory): Được chế tạo bằng các mối nối (cầu chì - có thể làm đứt bằng mạch điện). Nó thuộc dạng WORM (Write-Once-Read-Many). Chương trình nằm trong PROM có thể lập trình được bằng những thiết bị đặc biệt. Loại ROM này chỉ có thể lập trình được một lần.   EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory): Được chế tạo bằng nguyên tắc phân cực tĩnh điện. Loại ROM này có thể bị xóa bằng tia cực tím và ghi lại thông qua thiết bị ghi EPROM. EAROM (Electrically Alterable Read-Only Memory): Loại ROM này có thể thay đổi từng bit một lần. Tuy nhiên quá trình viết khá chậm và sử dụng điện thế không chuẩn. Việc viết lại EAROM không được thực hiện thường xuyên. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory): Được chế tạo bằng công nghệ bán dẫn. Nội dung của ROM này có thể viết vào và xóa (bằng điện).      ROM BIOS ( Read Olly Mamory Basic In Out System )        Bộ nhớ chỉ đọc, lưu các chương trình vào ra cơ sở   Khi lỗi chương trình BIOS , máy tính sẽ mất khả năng khởi động, khi đó ta có thể nạp lại chương trình cho BIOS bằng các thiết bị chuyên dụng, thông dụng nhất hiện nay là máy nạp ROM - SUPPERPRO Model SP-580U       Máy nạp ROM BIOS                  Đế gắn ROM khi nạp lại chương trình BIOS