איך פועל הזיכרון עם המעבד

הרכיבים העיקריים במערכת מחשב, על פני לוח האם:

לעתים קרובות מתייחסים אל המעבד המרכזי כאל המוח של המחשב. זהו המקום שבו נעשה החישוב הממשי. מערך השבבים תומך במעבד המרכזי ובדרך כלל מכיל כמה בקרים שמנהלים את הדרך בה מידע עובר בין המעבד ורכיבים אחרים במערכת. לחלק מהמערכות יש יותר ממערך שבבים אחד.

בקר הזיכרון הוא חלק ממערך השבבים, והוא מבסס את זרם המידע בין הזיכרון והמעבד המרכזי.

אפיק הוא נתיב של נתונים במחשב, מורכב ממספר חוטים מקבילים שאליהם מחוברים המעבד מרכזי, הזיכרון וכל התקני הקלט / פלט. עיצוב האפיק, או ארכיטקטורת האפיק, קובעת איך וכמה מהר יכולים נתונים לנוע לעבר לוח האם. יש כמה סוגים שונים של אפיקים במערכת, תלוי במהירויות הנדרשות לכל רכיב ורכיב. האפיק של הזיכרון רץ מבקר הזיכרון לשקעים של זיכרון המחשב. מערכות יותר חדשות הן בעלות ארכיטקטורת אפיק זיכרון שבה אפיק קדמי (FSB ) רץ מהמעבד המרכזי לזיכרון העיקרי ואפיק אחורי (BSB ) רץ מבקר הזיכרון לזיכרון המטמון 2L.

מהירות הזיכרון

כאשר המעבד המרכזי צריך מידע מהזיכרון, הוא שולח  בקשה שמנוהלת על ידי בקר הזיכרון. בקר הזיכרון שולח את הבקשה לזיכרון ומדווח למעבד המרכזי מתי המידע יתאפשר לו לקריאה. מחזור זה - מהמעבד המרכזי לבקר הזיכרון לזיכרון וחזרה למעבד המרכזי - יכול להשתנות באורכו לפי מהירות הזיכרון וגורמים אחרים,כמו מהירות האפיק.

מהירות הזיכרון לעתים נמדדת במגה הרץ, או במונחים של זמן גישה - הזמן הממשי שדרוש למסירת נתונים - נמדד בננו שניות.

בכל דרך בה הוא נמדד, מהירות הזיכרון מצביעה על כמה מהר מודול הזיכרון עצמו יכול למסור בקשה מרגע שהבקשה הזאת מתקבלת.

זמן גישה (ננו שניות, ns)

זמן גישה נמדד מהזמן בו מודול הזיכרון מקבל בקשת נתונים ועד שהנתונים הללו נעשים נגישים. נהגו לסמן שבבי זיכרון ומודולי זיכרון עם זמני גישה שנעים בין 80 ננו שניות ל 50 ננו שניות. עם מדידות של זמן הגישה (הכוונה למדידות בננו שניות), מספרים נמוכים יותר מצביעים על  מהירויות יותר מהירות.

מגה הרץ (MHz)

בתחילת טכנולוגית ה DRAM הסינכרונית, שבבי זיכרון היו בעלי היכולת לתזמן את עצמם עם שעון המערכת של המחשב, מה שמקל על מדידת המהירות במגה הרץ, או במיליוני מחזורים בשנייה. מכיוון שזו אותה דרך בה מהירות נמדדת ביתר המערכת, קל יותר להשוות בין המהירויות של רכיבים שונים ותזמון הפונקציות שלהם. כדי להבין את עניין המהירות טוב יותר, חשוב להבין את שעון המערכת.

שעון המערכת

שעון המערכת של המחשב נמצא על לוח האם. הוא שולח אות לכל רכיבי המחשב האחרים בקצב, כמו מטרונום. קצב זה לרוב מצויר כגל מרובע, כמו זה: 

עם זאת, במציאות, אות השעון הממשי, כאשר מביטים בו עם משקף תנודות (אוסצילוסקופ), הוא נראה יותר כמו הדוגמה הבאה:

כל גל באות כזה מודד מחזור אחד של השעון. אם שעון מערכת רץ ב 100 מגה הרץ, זה אומר שיש 100 מיליון מחזורי שעון בשנייה אחת. כל פעולה במחשב מתוזמן על ידי מחזורי השעון האלה, וכל ביצוע פעולה לוקח מספר מסוים של מחזורי שעון. כאשר מעובדת בקשת זיכרון, למשל, בקר הזיכרון יכול לדווח למעבד שהנתונים שהתבקשו יגיעו תוך שישה מחזורי שעון.

המעבד המרכזי והתקנים אחרים יכולים לרוץ מהר יותר או לאט יותר משעון המערכת. רכיבים במהירויות שונות פשוט דורשות גורם הכפלה או חילוק כדי לסנכרן אותם. למשל, כאשר שעון מערכת של 100 מגה הרץ פועל עם מעבד מרכזי של 400 מגה הרץ, כל התקן מבין שכל מחזור של שעון המערכת שווה לארבעה מחזורי שעון על המעבד המרכזי; הם משתמשים בגורם של ארבע על מנת לתזמן את הפעולות שלהם.

הרבה אנשים מניחים שהמהירות של המעבד הוא המהירות של המחשב, אבל רוב הזמן אפיק המערכת ורכיבים אחרים רצים במהירויות שונות.