Čo je konvenčná pamäť?

Vo výpočtovej technike existuje veľa rôznych typov pamäte. ROM a RAM, DRAM a SRAM a NAND a NOR flash. Každý z týchto typov pamäte má svoje miesto. Mnohé z nich nachádzajú svoje miesto – tam, kde by ste ich mohli očakávať – v počítači. Niektoré z nich sú však zastaranou technológiou, v podstate zapísanou do historických kníh. Napríklad ROM je takmer úplne nahradená oveľa lacnejšou a prepisovateľnou flash pamäťou. Typicky to bude blesk NOR flash, ale môže to byť aj blesk NAND.

Ďalším pamäťovým pojmom, ktorý sa používa v historických knihách, je „konvenčná pamäť“.

Krátka lekcia histórie na PC

Počítače sú tu už pomerne dlho. Celé roky však boli veľké, drahé a nijako zvlášť výkonné. To obmedzilo ich prípady použitia na organizácie ochotné za ne zaplatiť. Problémom bol aj dostupný softvér. Nemohli ste si len tak stiahnuť nový prehliadač, kancelársky softvér alebo obrázky mačiek. Po prvé, internet ešte nebol vytvorený; nebolo kde stiahnuť. Nechýbali ani prehliadače, pretože nebolo čo prehliadať. Neexistovali ani obrázky mačiek, pretože väčšina prvých počítačov bola založená iba na texte.

Prvé počítače mali tendenciu stavať sa na špecifické účely. V mnohých prípadoch mohli vykonávať iba jedinú úlohu, na ktorú boli navrhnuté. To obmedzilo ich prípady použitia, najmä vzhľadom na cenovky.

IBM PC bol počítač, ktorý zmenil veľa vecí. Nevynašiel internet, prehliadače ani obrázky mačiek. Namiesto toho to bol počítač na všeobecné použitie. Ešte lepšie je, že bol navrhnutý pre masy. Aj keď to nebolo lacné, nebolo to ani nedostupné. Našťastie sa to uchytilo. PC sa predávalo dobre. Až tak dobre, že výraz PC sa stále používa, aj keď už upadá. Iné počítačové spoločnosti vydali množstvo PC kompatibilného hardvéru, softvéru a úplných klonov.

Táto popularita pomohla nastaviť tón na trhu s počítačmi. Nie všetko však bolo ružové. Obmedzenia v PC sa preniesli aj do nasledujúcich počítačov. Tieto otázky sa vo všeobecnosti riešili, ale niektoré sú menej dôkladné ako iné.

Intel 8086

Procesor, ktorý umožnil vznik PC, bol Intel 8086. Bol prelomový ako prvý univerzálny CPU. Bohužiaľ, jeho obmedzenia viedli k obmedzeniam kompatibility ešte dlho potom, čo to bolo irelevantné.

Jedným z obmedzení 8086 bolo, že mohol adresovať celkovo iba 1 MB pamäte. Teraz to nie je len 1 MB RAM. To je celý priestor na mapovanie čohokoľvek do pamäte. To zahŕňa ROM pre BIOS a operačný systém, grafiku a ďalšie periférie s mapou pamäte. Z toho prvých 640 kB z 1 MB pamäťového priestoru bolo pridelených na využitie RAM. Toto sa nazývalo konvenčná pamäťová oblasť. Zvyšných 384 MB pamäte bolo označovaných ako horná pamäťová oblasť.

Tip: V pamäťovom kontexte by mal byť 1 MB presnejšie reprezentovaný ako 1 MiB. V systéme jednotiek SI a predpôn predpona M znamená 1000K, 1000 jednotiek. To však predpokladá systém so základnou desiatkou a počítače používajú bity so základom 2. Štandardný bajt je 8 bitov, 1 kB je 1 024 bajtov a 1 MB je 1 024 kB.

To vedie k zámene s predponami SI cez 1000, nie 1024, čo možno predpokladať. Ako také by mali byť kapacity pamäte, ale nie sú vždy uvedené v KiB, MiB, GiB atď. Tento efekt tiež ovplyvňuje, prečo sa pevné disky zdajú byť oveľa menšie, ako sa uvádza v reklame. 1TB SSD má len 1000 GB namiesto 1024GiB. To vychádza na 0,9095 TiB, čo je 10% rozdiel v kapacite.

Legacy

Postupom času sa vyskytlo množstvo riešení a zmien, ktoré umožnili podporu väčších kapacít pamäte. Moderné operačné systémy už neumožňujú softvéru pristupovať k skutočným adresám pamäte, namiesto toho používajú adresy virtuálnej pamäte, ktoré potom počítač automaticky mapuje. To skryje skutočnú fyzickú štruktúru pamäte pred softvérom. Časť toho, čo skrýva, je, že segmentácia pamäte spôsobená týmto limitom pamäte viedla k definovaniu segmentov. Moderné počítače to už nemusia robiť, ale stále reprezentujú detaily od 0, čo im dáva plný prístup k celému adresnému priestoru.

Záver

Konvenčná pamäť sa vzťahuje na prvých 680 kB z 1 MiB adresovateľného pamäťového priestoru, ktorý mal pôvodný IBM PC. Išlo o hardvérové ​​obmedzenie spôsobené obmedzeným adresným priestorom procesora Intel 8086, ktorý používa počítač. Ako systémová RAM bola použitá konvenčná pamäť. Zvyšok pamäte bol pridelený ROM pre BIOS, operačný systém a ďalšie periférie s mapovaním pamäte, ako je napríklad grafika.

Prvých 640 kB pamäte sa už nepovažuje za unikát. Tento termín je už úplne zastaraný, pričom 64-bitové počítače sú schopné teoreticky adresovať 16EiB pamäte, hoci v súčasnosti sú obmedzené na „iba“ 256TiB. Navyše, adresy fyzickej pamäte už nie sú prístupné. Namiesto toho sa používajú adresy virtuálnej pamäte.