Kafedrasi kompyuter arxitekturasi moduli bo‘yicha

Operativ xotira

Operativ xotira hajmi ko‘pincha yetishmaydi, ba’zan bo‘ladi va hech qachon haddan tashqari ko‘p bo‘lmaydi. Faqat moliyaviy cheklashlar bo‘lishi mumkin. Xotira hajmi million baytlar – megabayt (Mbayt)da o‘lchanadi. Ular qanchalik katta bo‘lsa, shunchalik yaxshi bo‘ladi va dasturlar tezroq ishlaydi. Zamonaviy dasturlar kamida 16 Mbayt hajmli xotira talab qiladilar, vaholanki xotirasi 32 Mbaytdan kam bo‘lmagan kompyuterlarni eng ko‘p sotib olishadi. 64 Mbaytli xotira bilan istalgan dasturni ishlash mumkin, xotira 128 Mbayt bo‘lsa esa – juda yaxshi, lekin hozircha qimmatroq. Bir megabayt juda yaxshi hisoblangan paytlar u o‘nlab alohida mikrosxemalar ko‘rinishida turna qator bo‘lib onalik platasining katta qismini qoplar edi. Hozirgi 16-32 megabaytli hajmlarda plata o‘lchamlari juda katta bo‘lar edi. «Xotira» yangi texnologiyaga o‘tdi – u vertikal bo‘yicha o‘sa boshladi. Dastlab xotiraning sakkiz razryadli SIMM moduli – katta bo‘lmagan platachalar paydo bo‘ldi; platachalarga xotira mikrosxemalari kavsharlanar edi. Odatda platada to‘rttadan sakkiztagacha bunday bo‘linmalar o‘rnatilar edi, SIMM-modullarining o‘zi esa 4 Mbaytgacha hajmda bo‘lar edi (6.1-rasm). Bunda xotiraning umumiy hajmi 15-32 Mbaytgacha yetar edi. Bunday SIMM-modullar 30 kontaktli (ularni o‘rnatish uchun bo‘linmadagi kontaktlar soni bo‘yicha) deb ataladi.

8.1-rasm. Operativ xotira modullari
Ularni 72 kontaktli SIMM-modullari almashtirdi; ularda xotira 32-razryadli qilib tashkil qilingan. 486 kompyuterlari uchun bunday moduldan bittasi yetar edi (to‘rtta 30 kontaktli o‘rniga), ma’lumotlar shinasi 64 razryadli «Pentium» uchun esa SIMM-modullar soni albatta juft bo‘lishi kerak. Bitta SIMM-modulning hajmi – 4 dan 32 Mbaytgacha. Umumiy holda kompyuterni tanlashda xotiraning zarur bo‘lgan hajmi modullarning eng kam sonida yig‘ilgan bo‘lishligiga intilish zarur. Bunda yanada kengaytirish uchun bo‘sh uyachalar qoladi. Hozirgi paytda SIMM-modullardan deyarli foydalanishmayapti. Xotira mikrosxemalarini ishlab chiqarish texnologiyasi – mikroelektronikaning eng tez rivojlanayotgan sohalaridan biridir. Yaqin o‘tmishda xotira protsessorga nisbatan ancha sekin ishlardi va unga murojaat qilish uchun kutish sikllari va maxsus bufer sxemalar – kesh-xotiralardan foydalanishar edi. Bugungi kunda DIMM xotira modullari ko‘proq qo‘llanilmoqda; ular protsessor bilan sinxron ishlaydi (8.1-rasm). DIMM-modullarni juft o‘rnatish shart emas – ularning soni toq bo‘lishi ham mumkin. Eng universal onalik platalari ham DIMM-modullarini va ham SIMM-modullarini o‘rnatish uchun bo‘linmalarga ega, lekin bu modullarni aralash o‘rnatib bo‘lmaydi. Ya’ni operativ xotira mikrosxemalari bir turga taalluqli bo‘lishi kerak. Kompyuter ishining ishonchliligi muayyan modullarning xossalariga bog‘liq bo‘lishi mumkin. Bir ishlab chiqaruvchining bir xil modullaridan foydalanish eng yaxshi variant hisoblanadi (agar bir partiyadan bo‘lsa yanada yaxshi). Shuning uchun sizning kompyuteringizda 32 Mbayt sig‘imli DIMM-modul o‘rnatilgan bo‘lsa, siz esa xotira sig‘imini 64 Mbaytgacha oshirmoqchi bo‘lsangiz – eng yaxshi variant – mavjud modulni sotish va uning o‘rniga bir partiyaga taalluqli bo‘lgan ikkita yangi, yoki 64 Mbayt sig‘imli bitta katta modulni sotib olishdir. Hozirgi paytda sig‘imi bir necha gigabaytgacha bo‘lgan DDR SDRAM (DDR) va RDRAM (6.2-rasm) modullari tobora keng qo‘llanilmoqda, DIMM-modullarini ishlab chiqish to‘xtatilgan. Masalan, Intel korporatsiyasi pulni DRAM ishlab chiqarishga ajratmoqda. Elpida Memory va Intel korporatsiyalari Elpida ishlab chiqarishlari quvvatlarini rivojlantirish haqidagi hamkorlik bitimiga qo‘l qo‘yishdi.

8.2-rasm. Samsung PC1066 RDRAM – 128 Mbayt
Bugungi kunda Elpida Memory xotira ishlab chiquvchi yagona Yaponiya kompaniyasidir. Kompaniya NEC va Hitachi hamkorligida 1999 yilda tashkil qilindi. Ajratilayotgan mablag‘lar Xirosimadagi zavod quvvatini oshirishga sarflanmoqda; bu zavod 0,11 mikronli texnologik jarayon bo‘yicha DRAM chiplari uchun 30 santimetrli taglik (подложка) chiqaradi. Elpida kompaniyasi Intel Capital dan tashqari boshqa investorlar tarafidan ham moliyalanadi. Intel bilan shartnoma shartlaridan biri – DRAM xotirasining yangi arxitekturasini ishlash bo‘yicha kompaniyalar rejalarini koordinatsiyalashdir. Hozirgi paytda bu – hisoblash tizimining tayanch elementlaridan biridir; xotira xarakteristikalarini yaxshilash umumiy unumdorlikni sezilarli oshiradi. Umumiy xotirali tizimlarda protsessorlar soni ko’p bo’ladi ammo ular yagona, umumiy xotiraga ega bo’ladilar. Umumiy xotirali tizimlarning tipik vakili sifatida simmetrik protsessorli SMP(symmetric multiprocessors) tizimni olish mumkin. SMP tizimida har bir protsessor bir xil unumdorlikga ega va umumiy xotiraga barcha prosessorlarning murojaat huquqi hamda murojaat vaqti davomiyligi ham bir xil bo’ladi. Quyida SMP tiziming strukturasi keltirilgan.

8.3-rasm.SMP tizimi strukturasi
Taqsimlangan xotirali tizimlar – parallel superkompyuterlar bo’lib, ularning tipik vakili MPP (massive parallel processing) hisoblanadi. MPP tizimi ko’p miqdorda protsessor va xotiraga ega. Bu tizim yuqori tezlik ega kanal orqali bog’langan, ajratilgan mashina (tugun) massivi qilib qurilgan, superkompyuter modeli sifatida foydalaniladi. Har bir mashina (tugun) faqatgina lokal xotiraga murojaat qiladi. Bunda har bir mashina ma’lumotlarni uzatish va qabul qilish yo’li orqali o’zaro bog’liq bo’lmagan jarayonlarni parallel ravishda bajaradi. Quyida MPP tizimining strukturasi keltirilgan.

8.4-rasm. MPP tizimining strukturasi
Yuqoridagi ikkala sinf kompyuterlari ko’p hollarda ishchi sinf kompyuteri mikroprotsessorlari yordamida quriladi.