ความหมายและประเภทของ RAM ROM และ REGISTER
RAM (แรม) ย่อมาจาก Random Access Memory
RAM คือ หน่วยความจำหลักของคอมพิวเตอร์
มีความสำคัญมากต่อประสิทธิภาพการทำงานและความเร็วในการทำงานโดยรวมของคอมพิวเตอร์ มีหน้าที่รับข้อมูลและชุดคำสั่งของโปรแกรมต่างๆ
เพื่อส่งไปให้ CPU (Central Processing Unit) ซึ่งเปรียบเสมือนสมองของคอมพิวเตอร์ให้ประมวลผลข้อมูลตามต้องการ
ก่อนจะแสดงผลการประมวลที่ได้ออกมาทางหน้าจอแสดงผล (Monitor) นั่นเอง
RAM จะทำหน้าที่เก็บชุดคำสั่งและข้อมูลที่ระบบคอมพิวเตอร์กำลังทำงานอยู่
ทั้งในแบบของ Input และ Output โดยการเข้าถึงข้อมูลของ
RAM นั้น จะเป็นการเข้าถึงแบบสุ่ม หรือ Random Access
ซึ่งหมายถึงโปรเซสเซอร์สามารถเข้าถึงทุกๆส่วนของหน่วยความจำหรือพื้นที่เก็บข้อมูลได้โดยตรง
เพื่อเพิ่มความเร็วในการทำงานและการรับ-ส่งข้อมูล
เนื้อที่ของ RAM
ได้ถูกแบ่งออกเป็น 4 ส่วนหลักดังนี้
1. Input Storage Area
ส่วนนี้เป็นส่วนที่เก็บข้อมูลนำเข้าที่ได้รับมาจากหน่วยรับข้อมูลเข้า
(Input Device) เช่น
ข้อมูลที่ได้มาจากคีย์บอร์ด โดยข้อมูลนี้จะถูกนำไปใช้ในการประมวลผลต่อไป
2. Working Storage Area
ส่วนนี้เป็นส่วนที่เก็บข้อมูลที่อยู่ในระหว่างการประมวลผล
3. Output Storage Area
ส่วนนี้เป็นส่วนที่เก็บผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผล
ตามความต้องการของผู้ใช้ เพื่อรอที่จะถูกส่งไปแสดงออกยังหน่วยแสดงผลอื่นที่ผู้ใช้ต้องการ
เช่นหน้าจอแสดงผล เป็นต้น
4. Program Storage Area
เป็นส่วนที่ใช้เก็บชุดคำสั่ง
หรือโปรแกรมที่ผู้ใช้ต้องการจะส่งเข้ามา
เพื่อใช้คอมพิวเตอร์ปฏิบัติตามคำสั่งชุดดังกล่าว
หน่วยควบคุมจะทำหน้าที่ดึงคำสั่งจากส่วนนี้ทีละคำสั่งเพื่อทำการแปลความหมาย
ว่าคำสั่งนั้นสั่งให้ทำอะไร
จากนั้นหน่วยควบคุมจะไปควบคุมฮาร์ดแวร์ที่ต้องการทำงานดังกล่าวให้ทำงานตามคำสั่งนั้นๆ
หน่วยความจำจะจัดอยู่ในลักษณะแถวแนวตั้ง (CAS:Column
Address Strobe) และแถวแนวนอน (RAS:Row Address Strobe) เป็นโครงสร้างแบบเมทริกซ์ (Matrix) โดยจะมีวงจรควบคุมซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวงจรในชิปเซต
(Chipset) ควบคุมอยู่
โดยวงจรเหล่านี้จะส่งสัญญาณกำหนดแถวแนวตั้ง
และสัญญาณแถวแนวนอนไปยังหน่วยความจำเพื่อกำหนดตำแหน่งของข้อมูลในหน่วยความจำที่จะใช้งาน
จากหน้าที่และประโยชน์ของ
RAM ข้างต้น ยิ่งเราติดตั้ง RAM เข้าไปในระบบคอมพิวเตอร์มาก
ประสิทธิภาพและความเร็วในการรับ-ส่งข้อมูลก้จะดีขึ้นและเร็วขึ้นด้วย
แต่ทั้งนี้การเลือก RAM ต้องคำนึงถึงความเร็วการรับ-ส่งข้อมูล
(BUS) ระบบปฏิบัติการ และความจุของ Slot สำหรับเสียบ RAM ประกอบด้วย
ประเภทของแรม
(RAM)
โดยทั่วไปสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ คือ Static RAM
(SRAM) โดยมีรายระเอียดดังนี้
•Static RAM (SRAM) นิยมนำไปใช้เป็นหน่วยแครช
(Cache) ภายในตัวซีพียู เพราะมีีความเร็วในการทำงานสูงกว่า DRAM
มาก แต่ไม่สามารถทำให้มีขนาดความจุสูงๆได้
เนื่องจากกินกระแสไฟมากจนทำให้เกิดความร้อนสูง
•Dynamic
RAM(DRAM) นิยม
นำไปใช้ทำเป็นหน่วยความจำหลักของระบบในรูปแบบของชิปไอซี (Integrated
Circuit) บนแผงโมดุลของหน่วยความจำ RAM หลากหลายชนิด
เช่น SDRAM,DDR SDRAM,DDR-II และ RDRAM เป็นต้น โดยออกแบบให้มีขนาดความจุสูงๆได้ กินไฟน้อย และไม่เกิดความร้อนสูง
ชนิดของแรมหรือแรม
DRAM (ในปัจจุบัน)
DRAM ที่นำมาใช้ทำเป็ฯแผงหน่อยความจำหลักของระบบชนิดต่างๆในปัจจุบันดังนี้
SDRAM (Synchronous DRAM)
ตัวชืปจะใช้บรรจุภัณฑ์ (Package) แบบ TSOP (Thin Smail
Outine Package) ติดตั้งอยู่บน แผงโมดูล แบบ DIMM (Dual
Inline Memory Module) ที่มีร่องบากบริเวณแนวขาสัญญาน 2 ร่อง และมีจำนวนขาทั้งสิ้น 168 ขา ใช้แรงดันไฟ 3.3 โวลด์ ความเร็วบัสมีให้เลือกใช้ทั้งรุ่น PC-66 (66 MHz), PC-100
(100 MHz), PC-133 (133 MHz) และ PC-150 (150MHz) ปัจจุบันหมดความเป็นที่นิยมไปแล้ว จะพบได้ก็แต่เพียงในคอมพิวเตอร์รุ่นเก่าๆทั้งนั้น
DDR SDRAM (Double Date Rate SDRAM)
ตัวชิปจะใช้บรรจุภัณฑ์แบบ TSOP เช่นเดียวกับ SDRAM และมีขนาด ความยาวของแผงโมดูลเท่ากัน คือ 5.25 นิ้ว
ติดตั้งอยู่บนแผงโมดูลแบบ DIMM ที่มีร่องบากบริเวณแนวขาสัญญาณ
1 ร่อง และมีจำนวนขาทั้งสิ้น 184
ขาใช้แรงดันไฟ 2.5 โวลด์ รองรับความจุสูงสุดได้ 1 GB/แผง ความเร็วบัสในปัจจุบันมีใหเเลือกใช้ตั่งแต่ 133 MHz (DDR-266) ไปจนถึง 350 MHz (DDR-700) สำหรับ DRAM ชนิดนี้ปัจจุบันกำลังจะตกรุ่น
การจำแนกรุ่นของ DDR SDRAM นอกจากจะจำแนกออกตามความเร็วบัสที่ใช้งาน
เช่น DDR-400 (400 MHz effective) ซึ่งคิดจาก 200 MHz
(ความถี่สัญญาณนาฬิกา๗ x 2 (จำนวนครั้งที่ใช้รับส่งข้อมูลในแต่ละรอบของสัญญาณนาฬิกา)
แล้ว ยังถูกจำแนกออกตามค่าอัตราความเร็วในการรับส่งข้อมูล (Bandwidth) ที่มีหน่วยความจำเป็นเมกะไบต์ต่อวินาที (MB/s) ด้วยเช่น
PC3200 ซึ่งคิดจาก 8 (ความกว้างของบัสขนาด
8 ไบต์ หรือ 64 บิต) x 200 MHz
(ความถี่สัญญาณนาฬิกา) x 2 (จำนวนครั่งที่ใช้รับส่งข้อมูลในแต่ละรอบสัญญาณนาฬิกา)เท่ากับอัตตราความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่
3,200 MB/s โดยประมาณนั่นเอง นอกจากนี้ยังมีรุ่นอื่นๆอีก
เช่น PC2100 (DDR-266), PC2700(DDR-33), PC3600 (DDR-450),
PC4000(DDR-500),PC4200(DDR-533), และ PC5600 (DDR-700) เป็นต้น
DDR-II SDRAM
ตัวชิปจะใช้บรรจุภัณฑ์แบบ FBGA (Fine-Pitch Ball Gril Array) ที่มีความต้านทานไฟฟ้าต่ำก่าแบบ
TSOP อีกทั่งยังสามารถออกแบบให้ตัวชิปมีขนาดเล็กแ ละบางลงได้
ชิปดังกล่าวถูกติดตั้งอยู่บนแผงโมดูลแบบ DIMM ที่มีร่องบากบริเวณแนวขาสัญญาณ
1 ร่อง และมีจำนวนขาทั่งสิ้น 240 ขา
ใช้แรงดันไฟเพียง1.8โวลต์ รองรับความจุได้สูงสุดถึง 4
GB ความเร็วบัสในบัจจุบันมีให้เลือกใช้ตั่งแต่ 200 MHz
(DDR2-400) ไปจนถึง 450 MHz (DDR2-900) สำหรับ
DRAM ชนิดนี้ปัจจุบันกำลังได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก
จนคาดว่าในอีกไม่ช่าจะเข้ามาแทนที่มาตรฐานเดิมคือ DDR SDRAM ในที่สุด
นอกจากรุ่นของ
DDR-II นอกจากจำแนกออกตามความเร็วของบัสที่ใช้งาน
เช่น DDR2-667 (667 MHz effective) ซึ่งคิดจาก 333
MHz (ความถี่สัญญาณนาฬิกา) x 2
จำนวนครั่งที่ใช้รับส่งข้อมูลในแต่ละรอบของสัญญาณนาฬิกา) แล้ว
ยังถูกจำแนกออกตามค่าแบนด์วิดธ์ (Bandwidth) ด้วย เช่น PC2-5400 ซึ่งคิดจาก 8 (ความกว้างของบัสขนาด 8 ไบต์) x 333 MHz ( ความถี่สัญญาณนาฬิกา) x 2
(จำนวนครั่งที่ใช้รับส่งข้อมูลในแต่ระรอบของสัญญาณนาฬิกา๗
เท่าอัตตราความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่ 5,400 MB/s โดยประมั่นเอง
นอกจากนี้ยังมีรุ่นอื่นๆอีกเช่น PC2-4300 (DDR-533),PC2-6400(DDR2-800) และ PC2-7200 (DDR2-900) เป็นต้น
RDAM (RAMBUS DRAN)
ถูกพัฒนาขึ้นมาโดยบริษัท
Rambus lnc โดยนำมาใช้งานครั้งแรกร่วมกับชิปเซ็ต
i850 และซีพียู Pemtium 4 ของ Intel
ในยุคเริ่มต้น ปัจจุบันไม่ค่อยได้รับความนิยมเท่าที่ควร
โดยชิปเซ็ตและเมนบอร์ดของ Intel เพียงบางรุ่นเท่านั้นที่สนับสนุน
ตัวชิปจะใช้บรรจุภัณฑ์แบบ CSP (Chip-Scale Package) ติดตั้งอยู่บนแผงโมดูลแบบ
RIMM (Rambus Inline Memory Module) ที่มีร่องบากบริเวณแนวขาสัญญาณ
2 ร่อง ใช้แรงดันไฟ 2.5 โวลต์
และรองรับความจุสูงสุดได้มากถึง 2 GB ปัจจุบัน RDRAM ที่มีวางขายในท้องตลาด สามารถแบ่งได้ออกเป็น 2 กลุ่ม
คือ
•RDRAM
(16บิต) เป็น RDRAM แบบ Single Channel
ที่มีความกว้างบัส 1 แชนแนลขนาด 16 บิต (2ไบต์) มีจำนวลขาทั้งสิ้น 184 ขา การจำแนกรุ่นโดย มากจำแนกออกตามความเร็วบัสที่ใช้งาน เช่น PC-800
(800 MHz),PC-1066(1,066 MHZ) และ PC-1200 (1,200 MHz) เป็นต้น
•RDRAM(32บิต) เป็น RDRAM แบบ Dual Channel ที่มีความกว้างบัส 2 แชแนลขนาด 32 บิต (4ไบต์) มีจำนวนขาทั้งสิ้น 242 ขา การจำแนกรุ่นโดยมากจะจำแนกออกตามค่าแบนด์วิดธ์ (Bandwidth) ที่ได้รับ เช่น RIMM 3200(PC-800),RIMM 4200(PC-1066),RIMM
4800(PC-1200) และ RIMM 6400 (PC-1600) เป็นต้น
นอกจากนี้ในอนาคตยังอาจพัฒนาให้มีความกว้างบัสเพิ่มมากขึ้นถึง
4 แชนแนลขนาด 64 บิต(8
ไบต์) ที่ทำงานด้วยความเร็วบัสสูงถึง 1,333 และ
1,600 MHz effective ออกมาด้วย โดยจะให้แบนด์วิดธ์มากถึง 10.6
และ 12.8 GB/s ตามลำดับ
หมายเหตุ
ขอบคุณข้อมูลบางส่วนจาก www.vcharkarn.com/vblog/41021/1
รอม (Rom)
|
|
|
รอม คือ หน่วยความจำชนิดหนึ่ง ที่มีโปรแกรม หรือข้อมูลอยู่แล้ว
และพร้อมที่จะนำมาต่อกับ ไมโครโปรเซสเซอร์ได้โดยตรง ซึ่งโปรแกรม
หรือข้อมูลนั้นจะไม่สูญหายไป แม้ว่าจะไม่มีการจ่ายไฟเลี้ยงให้แก่ระบบ
ข้อมูลที่เก็บอยู่ใน ROM
จะสามารถอ่านออกมาได้ แต่ไม่สามารถเขียนข้อมูลเข้าไปได้
เว้นแต่จะใช้วิธีการพิเศษซึ่งขึ้นกับชนิดของ ROM
ชนิดของROM
Manual
ROM
ROM (READ-ONLY MEMORY) ข้อมูลทั้งหมดที่อยู่ใน ROM จะถูกโปรแกรม โดยผู้ผลิต (โปรแกรม มาจากโรงงาน) เราจะใช้ ROM ชนินี้ เมื่อข้อมูลนั้น ไม่มีการเปลี่ยนแปลง และมีความต้องการใช้งาน เป็นจำนวนมาก ผู้ใช้ไม่สามารถ เปลี่ยนแปลงข้อมูลภายใน ROM ได้ โดย ROM จะมีการใช้ technology ที่แตกต่างกันตัวอย่างเช่น BIPOLAR, CMOS, NMOS, PMOS PROM (Programmable ROM) PROM (PROGRAMMABLE READ-ONLY MEMORY) ข้อมูลที่ต้องการโปรแกรมจะถูกโปรแกรมโดยผู้ใช้เอง โดยป้อนพัลส์แรงดันสูง (HIGH VOLTAGE PULSED) ทำให้ METAL STRIPS หรือ POLYCRYSTALINE SILICON ที่อยู่ในตัว IC ขาดออกจากกัน ทำให้เกิดเป็นลอจิก “1” หรือ “0” ตามตำแหน่ง ที่กำหนดในหน่วยความจำนั้นๆ เมื่อ PROM ถูกโปรแกรมแล้ว ข้อมูลภายใน จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้อีก หน่วยความจำชนิดนี้ จะใช้ในงานที่ใช้ความเร็วสูง ซึ่งความเร็วสูงกว่า หน่วยความจำ ที่โปรแกรมได้ชนิดอื่นๆ
o EPROM (Erasable
Programmable ROM)
EPROM (ERASABLE PROGRAMMABLE READ-ONLY MEMORY) ข้อมูลจะถูกโปรแกรม โดยผู้ใช้โดยการให้สัญญาณ ที่มีแรงดันสูง (HIGH VOLTAGE SIGNAL) ผ่านเข้าไปในตัว EPROM ซึ่งเป็นวิธีเดียวกับที่ใช้ใน PROM แต่ข้อมูลที่อยู่ใน EPROM เปลี่ยนแปลงได้ โดยการลบข้อมูลเดิมที่อยู่ใน EPROM ออกก่อน แล้วค่อยโปรแกรมเข้าไปใหม่ การลบข้อมูลนี้ทำได้ด้วย การฉายแสง อุลตร้าไวโอเลตเข้าไปในตัว IC โดยผ่าน ทางกระจกใส ที่อยู่บนตัว IC เมื่อฉายแสง ครู่หนึ่ง (ประมาณ 5-10 นาที) ข้อมูลที่อยู่ภายใน ก็จะถูกลบทิ้ง ซึ่งช่วงเวลา ที่ฉายแสงนี้ สามารถดูได้จากข้อมูล ที่กำหนด (DATA SHEET) มากับตัว EPROM และ มีความเหมาะสม ที่จะใช้ เมื่องานของระบบ มีโอกาส ที่จะปรับปรุงแก้ไขข้อมูลใหม่
o EAROM (Electrically
Alterable ROM)
EAROM (ELECTRICALLY ALTERABLE READ-ONLY MEMORY) EAROM หรืออีกชื่อหนึ่งว่า EEPROM (ELECTRICAL ERASABLE EPROM) เนื่องจากมีการใช้ไฟฟ้าในการลบข้อมูลใน ROM เพื่อเขียนใหม่ ซึ่งใช้เวลาสั้นกว่าของ EPROM การลบขึ้นอยู่กับพื้นฐานการใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกัน ดังนั้น EAROM (ELECTRICAL ALTERABLE ROM) จะอยู่บนพื้นฐานของเทคโนโลยีแบบ NMOS ข้อมูลจะถูกโปรแกรมโดยผู้ใช้เหมือนใน EPROM แต่สิ่งที่แตกต่างก็คือ ข้อมูลของ EAROM สามารถลบได้โดยทางไฟฟ้าไม่ใช่โดยการฉายแสงแบบ EPROM
โดยทั่วไปจะใช้ EPROM เพราะเราสามารถหามาใช้
และทดลองได้ง่าย มีราคาถูก วงจรต่อง่าย ไม่ยุ่งยาก
และสามารถเปลี่ยนแปลงโปรแกรมได้ นอกจากระบบ ที่ทำเป็นการค้าจำนวนมาก จึงจะใช้ ROM
ประเภทโปรแกรมสำเร็จ
|
รีจิสเตอร์ (Register)
เป็นหน่วยความจำขนาดเล็ก ที่ทำงานได้เร็วมาก
ในระบบคอมพิวเตอร์ หน่วยความจำเหล่านี้ ใช้เก็บ
ข้อมูลที่จำเป็นในการคำนวณ
หรือสถานะการทำงานของหน่วยประมวลผลกลาง และมักถูกอ้างถึงบ่อย ใน
ระหว่างการคำนวณของหน่วยประมวลผล
เพื่อให้โปรแกรมที่ทำงานอยู่ สามารถเข้าถึงข้อมูลที่จำเป็นเหล่านี้
ได้อย่างรวดเร็ว
รีจีสเตอร์ คือวงจรเก็บข้อมูล หรือหน่วยความจำย่อยนั่นเอง
ในหน่วยประมวลผลอาจจะมีรีจีสเตอร์ได้
มากมายหลายตัวแล้วแต่การออกแบบของผู้ผลิต
โดยรีจิสเตอร์แต่ละตัวจะเก็บข้อมูลเหมือนกับหน่วยความ
จำ 1 ตำแหน่ง แต่การที่มันอยู่ในหน่วยประมวลผลเลยทำให้มันเรียกใช้ได้ง่ายเพราะไม่ต้องส่ง
แอดเดรส
Address ไปทางบัสแอดเดรส Bus
Address แล้วอ่านข้อมูลเข้ามา แต่สามารถเรียกใช้ได้โดยตรงจาก
สัญญาณภายในนอกจากนี้ การที่รีจิสเตอร์มีจำนวนไม่มากนัก
จึงทำให้การเรียกใช้ข้อมูลจากรีจิสเตอร์ทำได้
เร็วกว่าจากหน่วยความจำมาก
รีจิสเตอร์จะส่งข้อมูลกลับไปกลับมากับหน่วยคำนวณในระหว่างการทำงาน
การใช้รีจิสเตอร์นี้จำทำให้หน่วยประมวลผลทำงานเร็วขึ้น
เพราะข้อมูลที่จะใช้คำนวณนั้นจะดึงมาจากหน่วย
ความจำก็จริง แต่การคำนวณมักจะมีหลายขั้นตอน
ถ้าในทุกขั้นตอนต้องดึงข้อมูลจากหน่วยความจำเข้ามาส่ง
ผ่านการคำนวณแล้วส่งไป
เก็บที่หน่วยความจำอีกก็จะทำให้การทำงานช้ามาก จึงต้องมีรีจิสเตอร์เป็นตัวเก็บ
ผลลัพธ์เหล่านั้นไว้
เมื่อได้ผลลัพธ์ในขั้นสุดท้ายแล้ว จึงส่งออกไปเก็บในหน่วยความจำเพียงเที่ยวเดียว
สรุปความหมาย
- เป็นส่วนประกอบหนึ่งใน Microprocessor ทำหน้าที่ในการเก็บข้อมูลชั่วคราว
- หน่วยความจำขนายย่อยที่เก็บผลจากการคำนวณ
โดยแยกพื้นที่ส่วนหนึ่งของหน่วยความจำภายใน
ไมโครโปรเซสเซอร์มาใช้
นั่นคือ Register เป็นหน่วยความจำส่วนหนึ่งใน CPU
Register แบ่งได้
4 กลุ่ม
1.รีจิสเตอร์ทั่วไป (General Register)
มีหน้าที่เก็บข้อมูล หรือผลลัพธ์จากการคำนวณ
AX : Accumulator Register (สำหรับการอ้างอิงแบบ 16 Bit)
BX : Base Register
CX : Counting
Register
DX : Data Register
ถ้าเป็น EAX,
EBX, ECX, EDX จะเป็น Register สำหรับ 32
Bit
2.รีจิสเตอร์เซกเมนต์
(Segment Register)
มีหน้าที่อ้างอิงตำแหน่งในหน่วยความจำเมื่อต้องการอ่าน หรือเขียนข้อมูล
CS : Code Segment Register
DS : Data Segment Register
ES : Extra Segment Register
SS
: Stack segment Register
3
รีจิสเตอร์ Pointer และ
Index (Pointer and Index Register)
มีหน้าที่ในการชี้ตำแหน่งต่าง ๆ ในหน่วยความจำที่ต้องการติดต่อ
BP : Base Pointers Register
SP : Stack
Pointer Register
SI : Source
Index Register
DI : Destination Index Register
4.รีจิสเตอร์แฟลก
(Flag Register)
ทำหน้าที่เก็บสถานะการประมวลผลจากบางคำสั่ง
เช่น CMP, TEST เป็นต้น
ส่วน
IP คือ Instruction Pointer
Register
