Hogyan működik a memória?

Belegondolt már abba, hogy az elektronikai eszközökben gyakorlatilag kivétel nélkül megtalálható valamilyen elektronikus memória? Nem csak PC-kben, hanem mobiltelefonokban, PDA-kban, multimédia-lejátszókban, az autók fedélzeti számítógépeiben, televíziókban - a sor pedig még sokáig folytatható. Habár technikailag az elektronikus tárolás bármilyen formáját hívhatjuk memóriának, többnyire a gyors, ideiglenes tárolóeszközöket jelöli a fogalom.

Számítógépek esetén képzeljük el, hogy a processzornak adatra van szüksége - emiatt a merevlemezhez fordul. Míg azonban a CPU másodpercenként több milliárd művelet elvégzésére képes, a winchester sok nagyságrenddel lassabban tudja csak kiszolgálni az igényeket. Ezért kellett egy köztes tároló, amit az egyszerűség kedvéért hívjunk memória alrendszernek (RAM). Az adatokat ebbe tölti be az operációs rendszer a merevlemezről, így, ha arra szükség van, a processzor relatíve gyorsan be tudja olvasni. A CPU által elvégzett számítási műveletek eredményei is ugyanide kerülnek, közvetlenül nem áramlik adat a központi vezérlőegység és a winchester között.

Utóbbit azonban nem helyettesíti, hiszen egységnyi adattároló területre vetítve - még a memóriaalapú háttértárolók (SSD-k) dinamikus fejlődése mellett is - nagyon drága a memória. Nem véletlen, hogy a napjainkban használt számítógépekben a merevlemezek kapacitását több száz gigabyte-ban (vagy néhány terabyte-ban) mérik, addig az átlagos PC-ben csak néhány (egy-kettő-négy) gigabyte-nyi memória található. Ráadásul amint megszűnik a tápellátás (azaz kikapcsoljuk a számítógépet), rögtön odavész a tartalma.

Kicsit bonyolódik a kép, ha eláruljuk, hogy magában a processzorban is van memória. Az elemi adatot tároló egyes regiszterek (az egyetlen olyan tárolóhely, amihez a CPU-ban levő feldolgozóegységek közvetlenül hozzáférnek) szintén memóriának számítanak, ahogy a cache is, ami egy újabb köztes állapot, csak ezúttal a RAM és a CPU regiszterei között.

Ez a sor hierarchikus láncot alkot: az összes adat a merevlemezen található, ahonnan a szükséges adattömeg a RAM-ba kerül. Innen az éppen használni kívánt adattömeg-rész a cache-be jut, az aktuális művelethez kellő információmorzsák pedig a regiszterekbe (ez a sor egyben az adott tártípus teljesítménybeli növekvő és kapacitásbeli csökkenő sorrendje is). Visszafelé fordított a sorrend; és természetesen az előfordulhat, hogy az egyes állomásokon "elidőzik" az adat - például azért nem kerül kiírásra a merevlemezre és törlésre a RAM-ból az információ, mert az eredménnyel belátható időn belül hamarosan újabb műveleteket kell végezni.

Forrás: Terminal.hu