Wat is conventioneel geheugen?

Bij computers zijn er veel verschillende soorten geheugen. ROM en RAM, DRAM en SRAM, en NAND en NOR flash. Elk van deze soorten geheugen heeft zijn plaats. Veel daarvan vinden hun plaats – waar je ze zou verwachten – in een computer. Sommige hiervan zijn echter verouderde technologie, die in wezen naar de geschiedenisboeken is verwezen. Zo wordt ROM bijna volledig vervangen door het veel goedkopere en overschrijfbare flashgeheugen. Meestal is die flits NOR-flits, maar het kan ook een NAND-flits zijn.

Een andere geheugenterm die naar de geschiedenisboeken is verwezen, is 'conventioneel geheugen'.

Een korte geschiedenisles op de pc

Computers bestaan ​​al vrij lang. Jarenlang waren ze echter groot, duur en niet bijzonder krachtig. Dit beperkte hun use cases tot organisaties die ervoor wilden betalen. Beschikbare software was ook een probleem. Je kon niet zomaar een nieuwe browser, kantoorsoftware of foto's van katten downloaden. Ten eerste was het internet nog niet gemaakt; er was nergens te downloaden. Er waren ook geen browsers omdat er niets te bladeren was. Er waren ook geen kattenfoto's, aangezien de meeste vroege computers alleen op tekst waren gebaseerd.

Vroege computers werden meestal voor specifieke doeleinden gebouwd. In veel gevallen konden ze alleen die ene taak uitvoeren waarvoor ze waren ontworpen. Dit beperkte hun use-cases, vooral gezien de prijskaartjes.

De IBM-pc was de computer die veel dingen veranderde. Het heeft internet, browsers of kattenfoto's niet uitgevonden. In plaats daarvan was het een computer voor algemeen gebruik. Sterker nog, het is ontworpen voor de massa. Hoewel niet goedkoop, was het ook niet onbetaalbaar. Gelukkig sloeg dit aan. De pc verkocht goed. Zo goed dat de term pc nog steeds wordt gebruikt, ook al raakt deze uit de gratie. Andere computerbedrijven brachten tal van pc-compatibele hardware, software en regelrechte klonen uit.

Deze populariteit hielp de toon zetten voor de computermarkt. Niet alles was echter rooskleurig. Beperkingen in de pc werden ook ingebakken in volgende computers. Die kwesties zijn over het algemeen behandeld, maar sommige zijn minder grondig dan andere.

De Intel 8086

De CPU die de pc mogelijk maakte, was de Intel 8086. Hij was baanbrekend als de eerste universele CPU. Helaas legden de beperkingen compatibiliteitsbeperkingen op lang nadat het irrelevant was.

Een van de beperkingen van de 8086 was dat hij in totaal slechts 1 MB geheugen kon adresseren. Dat is niet alleen 1 MB RAM. Dat is de hele ruimte om iets in het geheugen in kaart te brengen. Dat omvat de ROM voor het BIOS en het besturingssysteem, grafische afbeeldingen en andere randapparatuur met geheugentoewijzing. Hiervan werd de eerste 640 KB van de 1 MB geheugenruimte toegewezen voor RAM-gebruik. Dit werd het conventionele geheugengebied genoemd. De resterende 384 MB geheugen werd het bovenste geheugengebied genoemd.

Tip: in geheugencontexten zou 1 MB nauwkeuriger moeten worden weergegeven als 1 MiB. In het SI-eenheid- en voorvoegselsysteem betekent het voorvoegsel M 1000K, 1000 eenheden. Dit veronderstelt echter een systeem met basis tien en computers gebruiken bits die basis 2 zijn. De standaardbyte is 8 bits, 1 KB is 1024 bytes en 1 MB is 1024 KB.

Dit leidt tot verwarring met de SI-voorvoegsels tot en met 1000, niet 1024, wat mag worden aangenomen. Als zodanig zouden geheugencapaciteiten dat moeten zijn, maar worden ze niet altijd vermeld in KiB, MiB, GiB, enzovoort. Dit effect beïnvloedt ook waarom harde schijven veel kleiner lijken dan geadverteerd. Een SSD van 1 TB heeft slechts 1000 GB in plaats van 1024 GiB. Dat komt uit op 0.9095TiB, een capaciteitsverschil van 10%.

Nalatenschap

Er waren in de loop van de tijd een aantal tijdelijke oplossingen en wijzigingen die ondersteuning voor grotere geheugencapaciteiten mogelijk maakten. Moderne besturingssystemen staan ​​niet langer toe dat de software toegang heeft tot werkelijke geheugenadressen, maar gebruikt in plaats daarvan virtuele geheugenadressen die de computer vervolgens automatisch toewijst. Dit verbergt de daadwerkelijke fysieke structuur van het geheugen voor de software. Een deel van wat het verbergt, is dat de geheugensegmentatie veroorzaakt door deze geheugenlimiet ertoe leidde dat segmenten werden gedefinieerd. Moderne computers hoeven dit niet meer te doen, maar vertegenwoordigen nog steeds de details, beginnend bij 0, waardoor ze volledige toegang hebben tot de volledige adresruimte.

Conclusie

Conventioneel geheugen verwijst naar de eerste 680KiB van de 1MiB aan adresseerbare geheugenruimte die de originele IBM-pc had. Dit was een hardwarebeperking die werd opgelegd door de beperkte adresruimte van de Intel 8086 CPU die door de pc werd gebruikt. Conventioneel geheugen werd gebruikt als systeem-RAM. De rest van de geheugenruimte werd toegewezen aan ROM voor het BIOS, het besturingssysteem en andere randapparatuur met geheugentoewijzing, zoals grafische afbeeldingen.

De eerste 640KiB geheugen wordt niet langer als uniek behandeld. De term is nu grondig achterhaald, met 64-bits computers die theoretisch 16EiB aan geheugen kunnen adresseren, hoewel ze momenteel beperkt zijn tot "slechts" 256TiB. Bovendien zijn fysieke geheugenadressen niet langer toegankelijk. In plaats daarvan worden virtuele geheugenadressen gebruikt.