หน่วยความจำทั่วไปคืออะไร?

ในการคำนวณมีหน่วยความจำหลายประเภท ROM และ RAM, DRAM และ SRAM และ NAND และ NOR แฟลช หน่วยความจำแต่ละประเภทเหล่านี้มีที่มา หลายสิ่งเหล่านี้พบสถานที่ของพวกเขา - ที่คุณอาจคาดหวัง - ในคอมพิวเตอร์ อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้บางส่วนเป็นเทคโนโลยีที่ล้าสมัย โดยพื้นฐานแล้วถูกมอบให้กับหนังสือประวัติศาสตร์ ตัวอย่างเช่น ROM ถูกแทนที่เกือบทั้งหมดด้วยหน่วยความจำแฟลชที่ถูกกว่าและเขียนทับได้ โดยทั่วไป แฟลชนั้นจะเป็นแฟลช NOR แต่ก็อาจเป็นแฟลช NAND ได้เช่นกัน

คำศัพท์อีกคำหนึ่งที่ใช้กับหนังสือประวัติศาสตร์คือ "หน่วยความจำทั่วไป"

บทเรียนประวัติศาสตร์โดยย่อบนพีซี

คอมพิวเตอร์มีมานานแล้ว เป็นเวลาหลายปี พวกมันมีขนาดใหญ่ ราคาแพง และไม่มีประสิทธิภาพเป็นพิเศษ ซึ่งจำกัดกรณีการใช้งานไว้เฉพาะองค์กรที่ยินดีจ่าย ซอฟต์แวร์ที่มีอยู่ก็เป็นปัญหาเช่นกัน คุณไม่สามารถดาวน์โหลดเบราว์เซอร์ใหม่ ซอฟต์แวร์สำนักงาน หรือรูปภาพแมวได้ ประการแรก อินเทอร์เน็ตยังไม่ถูกสร้างขึ้น ไม่มีที่ให้ดาวน์โหลด นอกจากนี้ยังไม่มีเบราว์เซอร์เพราะไม่มีอะไรให้เรียกดู นอกจากนี้ยังไม่มีภาพแมวเนื่องจากคอมพิวเตอร์ในยุคแรก ๆ ส่วนใหญ่เป็นแบบข้อความเท่านั้น

คอมพิวเตอร์ในยุคแรก ๆ มักจะสร้างขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ ในหลายกรณี พวกเขาสามารถทำงานเดียวเท่านั้นที่พวกเขาได้รับการออกแบบมาให้ทำ สิ่งนี้จำกัดกรณีการใช้งานโดยเฉพาะเมื่อพิจารณาจากป้ายราคา

IBM PC เป็นคอมพิวเตอร์ที่เปลี่ยนแปลงหลายสิ่งหลายอย่าง มันไม่ได้คิดค้นอินเทอร์เน็ต เบราว์เซอร์ หรือรูปภาพแมว แต่เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานทั่วไปแทน ยิ่งไปกว่านั้น มันถูกออกแบบมาสำหรับคนทั่วไป ถึงจะไม่ถูก แต่ก็ไม่ถึงกับแพง โชคดีที่สิ่งนี้ติดอยู่ พีซีขายดี ดีที่คำว่าพีซียังคงใช้อยู่แม้ว่ามันจะไม่ได้รับความนิยมก็ตาม บริษัทคอมพิวเตอร์อื่นๆ ได้เผยแพร่คะแนนของฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ และการโคลนที่เข้ากันได้กับพีซี

ความนิยมนี้ช่วยกำหนดทิศทางของตลาดคอมพิวเตอร์ แม้ว่าทุกอย่างจะไม่เป็นสีดอกกุหลาบ ข้อ จำกัด ในพีซียังถูกรวมเข้ากับคอมพิวเตอร์รุ่นต่อ ๆ ไป โดยทั่วไปแล้วปัญหาเหล่านี้จะได้รับการจัดการ แต่บางปัญหาก็ละเอียดน้อยกว่าปัญหาอื่นๆ

อินเทล 8086

CPU ที่ทำให้พีซีเป็นไปได้คือ Intel 8086 ซึ่งเป็นซีพียูที่ใช้งานทั่วไปรุ่นแรกที่ก้าวล้ำ น่าเสียดายที่ข้อจำกัดของมันทำให้เกิดข้อจำกัดด้านความเข้ากันได้เป็นเวลานานหลังจากที่มันไม่เกี่ยวข้องกัน

ข้อจำกัดอย่างหนึ่งของ 8086 คือสามารถระบุหน่วยความจำทั้งหมดได้เพียง 1MB เท่านั้น ตอนนี้ไม่ใช่แค่ 1MB ของ RAM นั่นคือพื้นที่ทั้งหมดเพื่อแมปทุกสิ่งกับหน่วยความจำ ซึ่งรวมถึง ROM สำหรับ BIOS และระบบปฏิบัติการ กราฟิก และอุปกรณ์ต่อพ่วงที่แมปหน่วยความจำอื่นๆ ในจำนวนนี้มีการจัดสรรพื้นที่หน่วยความจำ 640KB แรกจาก 1MB สำหรับการใช้งาน RAM สิ่งนี้เรียกว่าพื้นที่หน่วยความจำทั่วไป หน่วยความจำที่เหลืออีก 384MB ถูกเรียกว่าพื้นที่หน่วยความจำด้านบน

เคล็ดลับ:ในบริบทของหน่วยความจำ 1MB ควรแสดงเป็น 1MiB ได้แม่นยำยิ่งขึ้น ในหน่วย SI และระบบคำนำหน้า คำนำหน้า M หมายถึง 1,000K, 1,000 หน่วย ซึ่งสันนิษฐานว่าเป็นระบบฐานสิบ แม้ว่าคอมพิวเตอร์จะใช้บิตที่เป็นฐาน 2 ไบต์มาตรฐานคือ 8 บิต 1KB คือ 1024 ไบต์ และ 1MB คือ 1024KB

สิ่งนี้นำไปสู่ความสับสนกับคำนำหน้า SI ถึง 1,000 ไม่ใช่ 1024 ซึ่งอาจสันนิษฐานได้ ด้วยเหตุนี้ ความจุของหน่วยความจำ – ควรเป็น – แต่ไม่ได้แสดงรายการใน KiB, MiB, GiB และอื่น ๆ เสมอไป ผลกระทบนี้ยังส่งผลต่อสาเหตุที่ทำให้ฮาร์ดไดรฟ์มีขนาดเล็กกว่าที่โฆษณาไว้มาก SSD ขนาด 1TB มีเพียง 1,000GB มากกว่า 1024GiB ที่ออกมาเป็น 0.9095TiB ความแตกต่างของความจุ 10%

มรดก

มีวิธีแก้ไขปัญหาชั่วคราวจำนวนหนึ่งและการเปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาหนึ่งซึ่งเปิดใช้งานการรองรับความจุหน่วยความจำที่มากขึ้น ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ไม่อนุญาตให้ซอฟต์แวร์เข้าถึงที่อยู่หน่วยความจำจริงอีกต่อไป แทนที่จะใช้ที่อยู่หน่วยความจำเสมือนที่คอมพิวเตอร์แมปโดยอัตโนมัติ สิ่งนี้จะซ่อนโครงสร้างทางกายภาพที่แท้จริงของหน่วยความจำจากซอฟต์แวร์ ส่วนหนึ่งของสิ่งที่ซ่อนอยู่คือการแบ่งส่วนหน่วยความจำที่เกิดจากการจำกัดหน่วยความจำนี้นำไปสู่การกำหนดกลุ่ม คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ไม่จำเป็นต้องทำเช่นนี้อีกต่อไป แต่ยังคงแสดงรายละเอียดโดยเริ่มจาก 0 ทำให้พวกเขาสามารถเข้าถึงพื้นที่ที่อยู่ทั้งหมดได้อย่างเต็มที่

บทสรุป

หน่วยความจำทั่วไปอ้างอิงถึง 680KiB แรกจาก 1MiB ของพื้นที่หน่วยความจำที่สามารถระบุตำแหน่งได้ซึ่ง IBM PC ดั้งเดิมมี นี่เป็นข้อ จำกัด ของฮาร์ดแวร์ที่กำหนดโดยพื้นที่ที่อยู่ จำกัด ของ CPU Intel 8086 ที่ใช้โดยพีซี หน่วยความจำทั่วไปถูกใช้เป็น RAM ของระบบ พื้นที่หน่วยความจำที่เหลือถูกจัดสรรให้กับ ROM สำหรับ BIOS ระบบปฏิบัติการ และอุปกรณ์ต่อพ่วงที่แมปหน่วยความจำอื่นๆ เช่น กราฟิก

หน่วยความจำ 640KiB แรกไม่ถือว่าซ้ำกันอีกต่อไป คำนี้ล้าสมัยไปแล้ว โดยคอมพิวเตอร์ 64 บิตสามารถระบุตำแหน่งหน่วยความจำได้ 16EiB ในทางทฤษฎี แม้ว่าปัจจุบันจะจำกัดไว้ที่ "เท่านั้น" 256TiB นอกจากนี้ ไม่สามารถเข้าถึงที่อยู่หน่วยความจำกายภาพได้อีกต่อไป จะใช้ที่อยู่หน่วยความจำเสมือนแทน