Co to jest pamięć konwencjonalna?

W informatyce istnieje wiele różnych typów pamięci. ROM i RAM, DRAM i SRAM oraz NAND i NOR flash. Każdy z tych rodzajów pamięci ma swoje miejsce. Wiele z nich znajduje swoje miejsce — tam, gdzie można się ich spodziewać — w komputerze. Niektóre z nich to jednak przestarzałe technologie, które w zasadzie trafiły do ​​podręczników historii. Na przykład ROM jest prawie całkowicie zastąpiony znacznie tańszą i nadpisywalną pamięcią flash. Zazwyczaj ta pamięć flash będzie typu NOR, ale może to być również pamięć typu NAND.

Innym terminem dotyczącym pamięci, który trafia do podręczników historii, jest „pamięć konwencjonalna”.

Krótka lekcja historii na komputerze

Komputery istnieją już od dość dawna. Jednak przez lata były duże, drogie i niezbyt potężne. To ograniczyło ich przypadki użycia do organizacji gotowych za nie zapłacić. Problemem było również dostępne oprogramowanie. Nie można było po prostu pobrać nowej przeglądarki, oprogramowania biurowego czy zdjęć kotów. Po pierwsze, internet jeszcze nie powstał; nie było skąd pobrać. Nie było też przeglądarek, bo nie było co przeglądać. Nie było też zdjęć kotów, ponieważ większość wczesnych komputerów była oparta wyłącznie na tekście.

Wczesne komputery były zwykle budowane do określonych celów. W wielu przypadkach mogły wykonać tylko jedno zadanie, do którego zostały zaprojektowane. To ograniczyło ich przypadki użycia, zwłaszcza biorąc pod uwagę metki cenowe.

IBM PC był komputerem, który zmienił wiele rzeczy. Nie wynalazł internetu, przeglądarek ani zdjęć kotów. Zamiast tego był to komputer ogólnego przeznaczenia. Co więcej, został zaprojektowany dla mas. Chociaż nie było tanie, nie było też nieosiągalne. Na szczęście to się przyjęło. Komputer sprzedawał się dobrze. Tak dobrze, że termin PC jest nadal używany, nawet jeśli wypada z łask. Inne firmy komputerowe wypuściły dziesiątki sprzętu, oprogramowania i jawnych klonów kompatybilnych z komputerami PC.

Ta popularność pomogła nadać ton rynkowi komputerowemu. Nie wszystko jednak było różowe. Ograniczenia w komputerze PC zostały również upieczone w kolejnych komputerach. Kwestie te zostały ogólnie rozwiązane, ale niektóre są mniej dokładne niż inne.

Intela 8086

Procesorem, który umożliwił powstanie komputera PC, był Intel 8086. Był to przełomowy pierwszy procesor ogólnego przeznaczenia. Niestety, jego ograniczenia nałożyły ograniczenia kompatybilności na długo po tym, jak stało się to nieistotne.

Jednym z ograniczeń 8086 było to, że mógł zaadresować tylko 1 MB pamięci. Teraz to nie tylko 1 MB pamięci RAM. To cała przestrzeń do zmapowania czegokolwiek w pamięci. Obejmuje to pamięć ROM systemu BIOS i systemu operacyjnego, grafikę i inne urządzenia peryferyjne mapowane w pamięci. Z tego pierwsze 640 KB z 1 MB pamięci przeznaczono na użycie pamięci RAM. Nazywano to konwencjonalnym obszarem pamięci. Pozostałe 384 MB pamięci zostało określone jako górny obszar pamięci.

Wskazówka: w kontekście pamięci 1 MB powinien być dokładniej reprezentowany jako 1 MB. W systemie jednostek i przedrostków SI przedrostek M oznacza 1000K, 1000 jednostek. Zakłada to jednak system o podstawie dziesiątej, a komputery używają bitów o podstawie 2. Standardowy bajt to 8 bitów, 1 KB to 1024 bajty, a 1 MB to 1024 KB.

Prowadzi to do pomyłki z przedrostkami SI do 1000, a nie 1024, co można założyć. W związku z tym pojemności pamięci – powinny – ale nie zawsze są wymienione w KiB, MiB, GiB i tak dalej. Ten efekt wpływa również na to, dlaczego dyski twarde wydają się znacznie mniejsze niż w reklamie. Dysk SSD o pojemności 1 TB ma tylko 1000 GB zamiast 1024 GB. Daje to 0,9095TiB, czyli 10% różnicy w pojemności.

Dziedzictwo

Z biegiem czasu wprowadzono szereg obejść i zmian, które umożliwiły obsługę większych pojemności pamięci. Nowoczesne systemy operacyjne nie pozwalają już oprogramowaniu na dostęp do rzeczywistych adresów pamięci, zamiast tego używają adresów pamięci wirtualnej, które komputer następnie mapuje automatycznie. To ukrywa rzeczywistą fizyczną strukturę pamięci przed oprogramowaniem. Częściowo ukrywa to, że segmentacja pamięci spowodowana tym limitem pamięci doprowadziła do zdefiniowania segmentów. Nowoczesne komputery nie muszą już tego robić, ale nadal reprezentują szczegóły, zaczynając od 0, dając im pełny dostęp do całej przestrzeni adresowej.

Wniosek

Pamięć konwencjonalna odnosi się do pierwszych 680 KB z 1 MB adresowalnej pamięci, jaką posiadał oryginalny IBM PC. Było to ograniczenie sprzętowe narzucone przez ograniczoną przestrzeń adresową procesora Intel 8086 używanego przez komputer. Jako systemową pamięć RAM zastosowano pamięć konwencjonalną. Pozostała część pamięci została przydzielona do pamięci ROM dla systemu BIOS, systemu operacyjnego i innych urządzeń peryferyjnych mapowanych w pamięci, takich jak grafika.

Pierwsze 640KiB pamięci nie jest już traktowane jako unikalne. Termin ten jest już całkowicie przestarzały, ponieważ komputery 64-bitowe są w stanie teoretycznie zaadresować 16 EiB pamięci, chociaż obecnie są ograniczone do „tylko” 256 TiB. Ponadto adresy pamięci fizycznej nie są już dostępne. Zamiast tego używane są adresy pamięci wirtualnej.