O‘zbekiston respublikasi axborot texnologiyalari va kommunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligi muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti axborot texnologiyalarining dasturiy ta’minoti kafedrasi Mustaqil

Ikkilamchi xotira (bu asosan disklardir) bu chiziqli birlik adresga ega bo'lgan joy va ularni ketma-ket joylashgan baytlar taslikil qiladi. Ikkilamchi xotiraning tezkor xotiradan farqi shundaki, u alohida energiyaga katta hajmga va samarali foydalanish imkoniyatiga ega. Har xil ko'rinishdagi xotiralar ierarxiyaga murojaat vaqti kamayib borishi, sig`imi oshishi tarzida birlashishi mumkin.

Xotiraning yuuqaori sathlaridan qidiriladi. Agar u yerdan topilmasa, ma`lumotlar katta nomerli satxlarda ham saqlanadi. Shu sababli u keying sathdan qidira boshlaydi. Agar kearkli ma`lumotni topsa uni yuqori satxga yuboradi.

Mahalliylik (lokalliylik) Ma`lum bo`lishicha bu usulda boshqarishni tahkil etish xotira satxlariga kirishni va aloqa chastotasini kamaytiradi. Bu yerda muhim rolni chegaralangan vaqt davomida xotira adresslarining kichik bo`lagi bilan ishlash xossasi o`ynaydi. Bu empiric jihatdan kuzatiladigan xossa lokallilik prinsipi yoki murojaatlarni lokallashtirish deyiladi.
Prossessor keshi qurilmaning bir qismi xisoblanadi. Shuning uchun OTning xotira menejeri asosan ma`lumotlarni kompyuterning asosiy va ichki xotira qismiga taqsimlash bilan shug`ullanadi. Ba`zi sxemalarda tezkor va ichki xotira o`rtasidagi oqimni dasturchi boshqaradi. Ammo bu bog`lanish dasturchi vaqtini yo`qotadi. Shu sababli bu ishni OTga yuklashga harakat qilinadi.
Mantiqiy xotira – xotirani yacheykali chiziqli to`plami ko`rinishida apparat tashkil etish dasturchining dastur va ma`lumotlar saqlanishi ko`rinishi haqidagi tasavvuri bilan mos kelmaydi. Ko`pgina dasturlar bir-biriga bog`liq bo`lmagan holda yaratilgan modullardan tashkil topgan.
Ba`zan jarayon tarkibiga kiruvchi hamma modullar xotirada ketma-ket joylashadi va chiziqli addresslar maydonini tashkil qiladi. Biroq ko`pincha modullar xotiraning turli joylarida joylashtiriladi va turlicha foydalaniladi.
Mantiqiy adressning fizik address bilan bog`lanishi dastur operatorning bajarilishigacha yoki bajarilish vaqtida amalga oshirilishi shart. Bu holda ko`rsatmalarni va ma`lumotlarni xotiraga bog`lash quyidagi qadamlar bo`yicha amalga oshiriladi.

• 
  Kompilatsiya bosqichi
  
• 
  Yuklash bosqichi
  
• 
  Bajarilish boshqichi
  

Xotiraning boshqaruv tizimi funksiyasi:
-Xotiradan samarali foydalanishni ta’minlash uchun operatsion tizim quyidagi funksiyalarni bajarishi lozim.
-Fizik xotirani aniq bir sohasida jarayon adreslar to`plamini aks ettirish:
-Qarana-qarshi jarayonlar o`rtasida xotirani taqsimlash.

RAM (tasodifiy kirish xotirasi) - bu operatsion tizim ( OT ), amaliy dasturlar va joriy foydalanilayotgan ma'lumotlar saqlanadigan hisoblash qurilmasidagi uskuna bo'lib, ularga qurilma protsessoriga tezda erishish mumkin . RAM - bu kompyuterning asosiy xotirasi. Qattiq disk ( HDD ), qattiq disk ( SSD ) yoki optik disk kabi boshqa saqlash turlaridan ko'ra uni o'qish va yozish tezroq .

Tasodifiy kirish xotirasi o'zgaruvchan. Bu shuni anglatadiki, ma'lumotlar kompyuter yoqilgan ekan, operativ xotirada saqlanadi, lekin kompyuter o'chirilganida yo'qoladi. Kompyuter qayta ishga tushirilganda, operatsion tizim va boshqa fayllar RAMga, odatda HDD yoki SSD dan qayta yuklanadi.
O'zgaruvchanligi tufayli RAM doimiy ma'lumotlarni saqlay olmaydi. RAMni odamning qisqa muddatli xotirasiga, qattiq diskni esa insonning uzoq muddatli xotirasiga solishtirish mumkin. Qisqa muddatli xotira zudlik bilan bajariladigan ishlarga qaratilgan, lekin u bir vaqtning o'zida faqat cheklangan miqdordagi faktlarni ko'zda tuta oladi. Insonning qisqa muddatli xotirasi to‘ldirilsa, u miyaning uzoq muddatli xotirasida saqlanadigan faktlar bilan yangilanishi mumkin.
Kompyuter ham shu tarzda ishlaydi. Agar RAM to'ldirilsa, kompyuter protsessori RAMdagi eski ma'lumotlarni yangi ma'lumotlar bilan qoplash uchun qattiq diskka qayta-qayta o'tishi kerak. Bu jarayon kompyuterning ishlashini sekinlashtiradi.
Kompyuterning qattiq diski to'liq ma'lumotlarga to'lib ketishi va boshqa qabul qila olmasligi mumkin, ammo RAMda xotira tugamaydi. Biroq, RAM va xotira xotirasining kombinatsiyasi butunlay ishlatilishi mumkin.
RAMga qo'llaniladigan tasodifiy kirish atamasi har qanday xotira manzili sifatida ham tanilgan har qanday saqlash joyiga to'g'ridan-to'g'ri kirish mumkinligidan kelib chiqadi. Dastlab, tasodifiy kirish xotirasi atamasi oddiy asosiy xotirani oflayn xotiradan ajratish uchun ishlatilgan.
Oflayn xotira odatda magnit lentaga taalluqli bo'lib, undan ma'lum bir ma'lumot qismiga faqat lentaning boshidan boshlab manzilni ketma-ket aniqlash orqali kirish mumkin edi. Operativ xotira ma'lumotlarni saqlash va to'g'ridan-to'g'ri ma'lum joylardan olish imkonini beradigan tarzda tashkil etilgan va boshqariladi.
Qattiq disk va CD-ROM kabi boshqa saqlash turlariga ham to'g'ridan-to'g'ri yoki tasodifiy kirish mumkin, ammo tasodifiy kirish atamasi ushbu boshqa saqlash turlarini tavsiflash uchun ishlatilmaydi.
RAM kontseptsiyasi bo'yicha har bir qutida 0 yoki 1 bo'lishi mumkin bo'lgan qutilar to'plamiga o'xshaydi. Har bir quti ustunlar bo'ylab va qatorlar ostida hisoblash orqali topiladigan noyob manzilga ega. RAM qutilari to'plami massiv deb ataladi va har bir quti hujayra sifatida tanilgan.
Muayyan hujayrani topish uchun operativ xotira tekshirgichi ustun va satr manzilini chipga o'yilgan nozik elektr chizig'i bo'ylab yuboradi. RAM massividagi har bir satr va ustun o'z manzil qatoriga ega. O'qilgan har qanday ma'lumotlar alohida ma'lumotlar liniyasiga qaytadi.
Operativ xotira jismonan kichik va mikrochiplarda saqlanadi. U saqlashi mumkin bo'lgan ma'lumotlar miqdori jihatidan ham kichikdir. Oddiy noutbukda 8 gigabayt operativ xotira, qattiq diskda esa 10 terabayt bo'lishi mumkin.
Boshqa tomondan, qattiq disk ma'lumotlarni vinil yozuvga o'xshash magnitlangan yuzasida saqlaydi. Shu bilan bir qatorda, SSD ma'lumotlarni xotira chiplarida saqlaydi, ular RAMdan farqli o'laroq, o'zgarmasdir. Ular doimiy quvvatga ega bo'lishga bog'liq emas va quvvat o'chirilgandan keyin ma'lumotlarni yo'qotmaydi. RAM mikrochiplari xotira modullariga yig'iladi. Bular kompyuterning anakartidagi uyalarga ulanadi. Anakart uyalarini protsessorga ulash uchun avtobus yoki elektr yo'llari to'plami ishlatiladi.
Ko'pgina shaxsiy kompyuterlar foydalanuvchilarga ma'lum chegaragacha RAM modullarini qo'shish imkonini beradi. Kompyuterda ko'proq RAMga ega bo'lish protsessor qattiq diskdan ma'lumotlarni o'qishi kerak bo'lgan vaqtni qisqartiradi, bu operativ xotiradan ma'lumotlarni o'qishdan ko'ra ko'proq vaqt talab etadi. Operativ xotiraga kirish vaqti nanosekundlarda , xotira xotirasiga kirish vaqti esa millisekundlarda.
Kerakli RAM miqdori foydalanuvchi nima qilayotganiga bog'liq. Videoni tahrirlashda, masalan, tizimda kamida 16 GB operativ xotira bo'lishi tavsiya etiladi, lekin ko'proq ma'qul. Photoshop yordamida fotosuratlarni tahrirlash uchun Adobe tizimga Mac kompyuterida Photoshop CC dasturini ishga tushirish uchun kamida 3 Gb RAM bo'lishini tavsiya qiladi. Biroq, agar foydalanuvchi bir vaqtning o'zida boshqa ilovalar bilan ishlayotgan bo'lsa, hatto 8 Gb tezkor xotira ham ishlarni sekinlashtirishi mumkin.
RAM turlari
RAM ikkita asosiy shaklda keladi:
Dinamik tasodifiy kirish xotirasi ( DRAM ) odatdagi hisoblash qurilmasining operativ xotirasini tashkil qiladi va avval aytib o'tganimizdek, saqlangan ma'lumotlarni saqlash uchun unga quvvat kerak bo'ladi.
Har bir DRAM xujayrasi elektr kondansatkichda saqlanadigan zaryad yoki zaryadsizlikka ega. Kondensatordan oqishlarni qoplash uchun ushbu ma'lumotlar har bir necha millisekundda elektron zaryad bilan doimiy ravishda yangilanishi kerak. Tranzistor kondensatorning qiymatini o'qish yoki yozish mumkinligini aniqlaydigan eshik vazifasini bajaradi.
Statik tasodifiy kirish xotirasi ( SRAM ) ham ma'lumotni ushlab turish uchun doimiy quvvatga muhtoj, lekin uni DRAM kabi doimiy ravishda yangilab turish shart emas.
SRAMda zaryadni ushlab turadigan kondansatör o'rniga tranzistor kalit vazifasini bajaradi, uning bir pozitsiyasi 1, ikkinchisi esa 0 vazifasini bajaradi. Statik operativ xotira faqat bitta kerak bo'lgan dinamik operativ xotiraga nisbatan bir bit ma'lumotni saqlash uchun bir nechta tranzistorlarni talab qiladi. Bit uchun tranzistor. Natijada, SRAM chiplari ekvivalent DRAM miqdoridan ancha katta va qimmatroq.
Biroq, SRAM sezilarli darajada tezroq va DRAMga qaraganda kamroq quvvat sarflaydi. Narxlar va tezlikdagi farqlar shuni anglatadiki, statik RAM asosan kompyuter protsessorida kesh xotirasi sifatida kichik hajmda ishlatiladi.
RAM tarixi: RAM va SDRAM
Operativ xotira dastlab asinxron edi , chunki operativ xotira mikrochiplari kompyuter protsessoridan farqli soat tezligiga ega edi. Bu muammo edi, chunki protsessorlar kuchliroq bo'lib, operativ xotira protsessorning ma'lumotlar uchun so'rovlarini bajara olmadi.
1990-yillarning boshlarida soat tezligi sinxron dinamik operativ xotira yoki SDRAM ni joriy qilish bilan sinxronlashtirildi . Kompyuter xotirasini protsessordan keladigan kirishlar bilan sinxronlash orqali kompyuterlar vazifalarni tezroq bajarishga muvaffaq bo'ldi.
Biroq, dastlabki yagona ma'lumot tezligi SDRAM (SDR SDRAM) tezda o'z chegarasiga yetdi. Taxminan 2000-yilda ikki tomonlama ma'lumotlar tezligi sinxron tasodifiy kirish xotirasi (DDR SRAM) ishlab chiqildi. Bu ma'lumotlarni bir soat siklida, boshida va oxirida ikki marta ko'chirdi.
DDR SDRAM uch marta DDR2, DDR3 va DDR4 bilan rivojlandi va har bir iteratsiya ma'lumotlar uzatish tezligini oshirdi va quvvat sarfini kamaytirdi. Biroq, har bir DDR versiyasi oldingi versiyalar bilan mos kelmaydi, chunki har bir iteratsiyada ma'lumotlar kattaroq partiyalarda qayta ishlanadi.
GDDR SDRAM
Grafik ikki ma'lumot tezligi (GDDR) SDRAM grafik va video kartalarda qo'llaniladi. DDR SDRAM kabi, texnologiya protsessor soat siklining turli nuqtalarida ma'lumotlarni ko'chirish imkonini beradi. Biroq, u yuqori kuchlanishlarda ishlaydi va DDR SDRAMga qaraganda kamroq qat'iy vaqtga ega.
2D va 3D videolarni ko‘rsatish kabi parallel vazifalar bilan kirish vaqti unchalik talab qilinmaydi va GDDR GPU ishlashi uchun zarur bo‘lgan yuqori tezlik va xotira o‘tkazish qobiliyatini ta’minlaydi.
DDRga o'xshab, GDDR rivojlanishning bir necha avlodlarini bosib o'tdi, ularning har biri ko'proq ishlash va kam quvvat sarfini ta'minlaydi. GDDR6 grafik xotiraning so'nggi avlodidir.
RAM va virtual xotira
Kompyuter, ayniqsa, bir vaqtning o'zida bir nechta dasturlarni ishga tushirganda, xotirada qisqarishi mumkin. Operatsion tizimlar virtual xotira yaratish orqali jismoniy xotira kamchiliklarini qoplashi mumkin .
Virtual xotira yordamida ma'lumotlar vaqtinchalik operativ xotiradan disk xotirasiga o'tkaziladi va virtual manzil maydoni RAMdagi faol xotira va HDDdagi nofaol xotira yordamida ilova va uning ma'lumotlarini saqlaydigan qo'shni manzillarni hosil qilish uchun kengaytiriladi. Virtual xotiradan foydalanib, tizim bir vaqtning o'zida ishlaydigan kattaroq dasturlarni yoki bir nechta dasturlarni yuklashi mumkin, bu esa har biriga ko'proq RAM qo'shmasdan cheksiz xotiraga ega bo'lgandek ishlashga imkon beradi.
Virtual xotira operativ xotiradan ikki baravar ko'p manzillarni boshqarishga qodir. Dasturning ko'rsatmalari va ma'lumotlari dastlab virtual manzillarda saqlanadi va dastur bajarilgandan so'ng, bu manzillar haqiqiy xotira manzillariga aylanadi.
Virtual xotiraning kamchiliklaridan biri shundaki, u kompyuterni sekinlashtirishi mumkin, chunki ma'lumotlar virtual va jismoniy xotira o'rtasida taqqoslanishi kerak. Faqat jismoniy xotira bilan dasturlar bevosita operativ xotiradan ishlaydi.
RAM va flesh xotira
Flash xotira va RAM ikkalasi ham qattiq holatdagi chiplardan iborat. Biroq, ular ishlab chiqarish usuli, ishlash xususiyatlari va narxidagi farqlar tufayli kompyuter tizimlarida turli rollarni o'ynaydi. Fleshli xotira xotirani saqlash uchun ishlatiladi. Operativ xotira xotiradan olingan ma'lumotlar bo'yicha hisob-kitoblarni amalga oshiradigan faol xotira sifatida ishlatiladi.
RAM va flesh xotira o'rtasidagi muhim farqlardan biri shundaki, ma'lumotlar NAND flesh xotirasidan butun bloklarda o'chirilishi kerak. Bu uni RAMga qaraganda sekinroq qiladi, bu erda ma'lumotlar alohida bitlarda o'chirilishi mumkin.
Biroq, NAND flesh-xotirasi RAMga qaraganda arzonroq va u ham o'zgarmasdir. RAMdan farqli o'laroq, u quvvat o'chirilgan bo'lsa ham ma'lumotlarni saqlashi mumkin. Tezligi pastligi, o'zgarmasligi va arzonligi tufayli flesh ko'pincha SSD disklarida xotirani saqlash uchun ishlatiladi.
RAM va ROM
Faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira yoki ROM bu kompyuter xotirasi bo'lib, faqat o'qilishi mumkin bo'lgan ma'lumotlarni o'z ichiga oladi, unga yozilmaydi. ROMda kompyuter har safar yoqilganda ishlatiladigan yuklash dasturlari mavjud. Odatda uni o'zgartirish yoki qayta dasturlash mumkin emas.
ROMdagi ma'lumotlar o'zgarmasdir va kompyuter quvvati o'chirilganida yo'qolmaydi. Natijada, ma'lumotlarni doimiy saqlash uchun faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira ishlatiladi. Tasodifiy kirish xotirasi esa faqat vaqtinchalik ma'lumotlarni saqlashi mumkin. ROM odatda bir necha megabayt xotirani, operativ xotira esa bir necha gigabaytni tashkil qiladi.
Trendlar va kelajak yo'nalishlari
Rezistiv tasodifiy kirish xotirasi (RRAM yoki ReRAM ) - bu qattiq dielektrik materialning qarshiligini o'zgartirishi mumkin bo'lgan uchmaydigan xotira. ReRAM qurilmalarida turli kuchlanishlar qo'llanilganda qarshilik o'zgarib turadigan memristor mavjud.
ReRAM kislorod bo'sh joylarini hosil qiladi, bu oksid moddasi qatlamidagi jismoniy nuqsonlardir. Ushbu vakansiyalar yarimo'tkazgichning elektronlari va teshiklariga o'xshash ikkilik tizimdagi ikkita qiymatni ifodalaydi.
ReRAM NAND flesh kabi boshqa uchuvchan bo'lmagan saqlash texnologiyalariga nisbatan yuqori kommutatsiya tezligiga ega. Shuningdek, u NAND chirog'iga qaraganda yuqori saqlash zichligi va kamroq quvvat sarfini va'da qiladi. Bu ReRAM-ni sanoat, avtomobilsozlik va narsalarning interneti ilovalari uchun ishlatiladigan sensorlarda xotira uchun yaxshi imkoniyatga aylantiradi.
Sotuvchilar yillar davomida ReRAM texnologiyasini ishlab chiqish va chiplarni ishlab chiqarishga kirishish uchun kurashdilar. Ayni paytda bir nechta sotuvchilar ularni etkazib berishmoqda.
Intelning Optane kabi 3D XPoint texnologiyasi oxir-oqibat dinamik RAM va NAND flesh xotira o'rtasidagi bo'shliqni to'ldirishi mumkin. 3D XPoint tranzistorsiz, o'zaro faoliyat nuqtali arxitekturaga ega bo'lib, unda selektorlar va xotira hujayralari perpendikulyar simlarning kesishmasida joylashgan. 3D XPoint DRAM kabi tez emas, lekin u doimiy xotiradir.
Ishlash va narx jihatidan 3D XPoint texnologiyasi tez, ammo qimmat DRAM va sekinroq, arzonroq NAND flesh o'rtasida. Texnologiyaning rivojlanishi bilan operativ xotira va saqlash o'rtasidagi farqni yo'qotishi mumkin.
5G va RAM bozori
2019 yil fevral oyida JEDEC Solid State Technology Assotsiatsiyasi JESD209-5, past quvvatli ikki tomonlama ma'lumot tezligi 5 (LPDDR5) ni nashr etdi. LPDDR5 oxir-oqibat 6400 MT/s kiritish/chiqarish tezligida ishlaydi, bu LPDDR4 ning birinchi versiyasidan 50 foizga yuqori. Bu turli xil ilovalar uchun xotira tezligi va samaradorligini sezilarli darajada oshiradi. Bunga smartfonlar, planshetlar va ultra yupqa noutbuklar kabi mobil hisoblash qurilmalari kiradi.
LPDDR5 2014 yilda nashr etilganida LPDDR4 uchun 3200 MT/s ga nisbatan 6400 MT/s maʼlumot uzatish tezligi bilan nashr etildi.
2019-yil iyul oyida Samsung Electronics sanoatdagi birinchi 12 gigabitli LPDDR5 mobil DRAMni ommaviy ishlab chiqarishni boshladi. Samsung ma'lumotlariga ko'ra, u kelajakdagi smartfonlarda 5G va AI xususiyatlarini yoqish uchun optimallashtirilgan.
2019 yilning yoziga kelib, DRAM narxlari avvalgi darajalardan tushkun bo'lib qoldi, ammo shunga qaramay o'zgaruvchan. O'zgaruvchanlikka bir qator o'zgaruvchilar hissa qo'shdi, jumladan:
ta'minot ko'pligi
Janubiy Koreya va Yaponiya o'rtasidagi bozor tarangligi (dunyodagi ikkita eng yirik xotira chiplari ishlab chiqaruvchisi Samsung va SK Hynix joylashgan)
keyingi avlod mobil chipi LPDDR5 ning joriy etilishi
5G texnologiyasini qo'llashning ortishi
Chiplardan foydalanadigan avtomobillar va taqiladigan qurilmalar kabi narsalar internetida ( IoT ) maishiy elektronikaga talabning kutilayotgan ortishi.

Foydalanilgan adabiyotlar

http://library.ziyonet.uz/
https://osdev.fandom.com/
https://minussv.ru/