หน่วยความจ าหลัก มีหน้าที่ ในการเก็บข้อมูล และโปรแกรมที่จะ ให้ซีพียูเรียกไปใช้งานได้ หน่วยความจ าหลัก เป็นอุปกรณ์ ที่ท ามาจากไอซี เช่นเดียวกัน วงจรหน่วยความจ าเก็บข้อมูลในรูปตัวเลขฐานสอง ซึ่งก็ คือ สัญญาณทางไฟฟ้า การเก็บข้อมูลจะเก็บรวมกันเป็นกลุ่ม เช่น 8 บิต รวมกัน เป็น 1 ไบต์ หน่วยความจ าจะมีที่เก็บได้เป็นจ านวนมาก เช่นในเครื่อง คอมพิวเตอร์มีหน่วยความจ าหลัก 8 เมกะไบต์ หมายถึง สามารถเก็บข้อมูล หรือค าสั่งได้ 8 x 1024 x 1024 ไบต์ นั่นเอง (ประมาณ 2000 หน้ากระดาษ)
หน่วยความจ าของคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ที่รับและส่งสัญญาณไฟฟ้าในรูปแบบของรหัส โดยแทนด้วยตัวเลข 0 และ 1 ซึ่งแทนสถานะการมีสัญญาณไฟฟ้าต่ าและสถานะการมีสัญญาณไฟฟ้าสูง หรืออาจเปรียบเทียบได้กับสถานะของหลอดไฟฟ้าคือ สถานะปิด และ สถานะเปิด ตัวเลขฐานสอง สภาวะของประจุไฟฟ้า สถานะทางไฟฟ้า (หลอดไฟติด /ดับ) (เปิด/ปิด)
1
เปิด
2
หน่วยความจ าหลัก คือ หน่วยความจ าที่ต่อกับหน่วยประมวลผล กลางและหน่วยประมวลผลกลางสามารถใช้งานได้โดยตรง หน่วยความจ า ชนิดนี้จะเก็บข้อมูลและชุดค าสั่งในระหว่างการประมวลผลและมีกระแสไฟฟ้า เมื่อปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ข้อมูลในหน่วยความจ านี้จะหายไปด้วย หน่วยความจ าหลักที่ใช้ในระบบคอมพิวเตอร์ปัจจุบันเป็นชนิดที่ท า มาจากสารกึ่งตัวน า หน่วยความจ าชนิดนี้มีขนาดเล็ก ราคาถูก แต่เก็บ ข้อมูลได้มาก และสามารถให้หน่วยประมวลผลกลางน าข้อมูลมาเก็บและ เรียกค้นได้อย่างรวดเร็ว
เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องต้องอาศัยหน่วยความจ าหลัก เพื่อใช้ เก็บข้อมูลและค าสั่ง ซีพียูจะท าหน้าที่น าค าสั่ง จากหน่วยความจ าหลัก มา แปลงความหมายแล้วกระท าตาม เมื่อท าเสร็จ ก็จะน าผลลัพธ์มาเก็บไว้ ในหน่วยความจ าหลัก ซีพียูจะกระท า ตามขั้นตอนเช่นนี้เป็นวงรอบเรื่อยๆ ไป อย่างรวดเร็ว เรียกการท างานนี้ว่า วงรอบค าสั่ง (Execute cycle)
จากการท างานเป็นวงรอบของซีพียูนี้เอง การอ่านเขียนข้อมูลลงใน หน่วยความจ าหลัก จะต้องท าได้อย่างรวดเร็ว เพื่อให้ทันการท างานของซีพียู โดยปกติถ้าให้ซีพียูท างานที่มีความถี่ของสัญญาณนาฬิกา 2,000 เมกะเฮิรตซ์ หน่วยความจ าหลักที่ใช้ทั่วไปมักจะมีความเร็วไม่ทันช่วงติดต่ออาจมีเพียง 100 เมกะเฮิรตซ์ หน่วยความจ าหลักที่ใช้กับไมโครคอมพิวเตอร์ จึงต้องก าหนดคุณลักษณะในเรื่องช่วงเวลา เข้าถึงข้อมูล (Access time) ค่าที่ใช้ทั่วไปอยู่ในช่วงประมาณ 60 นาโนวินาที ถึง 125 นาโนวินาที (1 นาโนวินาทีเท่ากับ 10 ยกก าลัง -9 วินาที) แต่อย่างไรก็ตาม มีการ พัฒนาให้หน่วยความจ า สามารถใช้กับซีพียูที่ท างานเร็วขนาด 33 เมกะเฮิรตซ์ โดยการ สร้าง หน่วยความจ าพิเศษมาคั่นกลางไว้ ซึ่งเรียกว่า หน่วยความจ าแคช (cache memory) ซึ่งเป็นหน่วยความจ าที่เพิ่มเข้ามา เพื่อน าชุดค าสั่ง หรือข้อมูลจากหน่วยหลัก มาเก็บไว้ก่อน เพื่อให้ซีพียูเรียกใช้ได้เร็วขึ้น
หน่วยความจ าหลักแบ่งตามลักษณะการเก็บข้อมูล
แบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ
1. หน่วยความจ าแบบลบเลือนได้ (Volatile memory) 2. หน่วยความจ าไม่ลบเลือน (Nonvolatile memory)
1. หน่วยความจ าแบบลบเลือนได้ (Volatile memory) คือหน่วยความจ า ที่เก็บข้อมูลไว้แล้ว หากไฟฟ้าดับ คือไม่มีไฟฟ้าจ่ายให้ กับวงจรหน่วยความจ า ข้อมูลที่เก็บไว้จะหายไปหมด เรียกหน่วยความจ านี้ว่า แรม (RAM)
2. หน่วยความจ าไม่ลบเลือน (Nonvolatile memory) คือ หน่วยความจ าเก็บข้อมูลได้ โดยไม่ขึ้นกับ ไฟฟ้าที่เลี้ยงวงจร เรียกหน่วยความจ านี้ว่า รอม (ROM) ซึ่งเป็นชิป (Chip) ต่างๆ ที่อยู่ บนแผงวงจร หน่วยความจ าหลักแบ่งตามลักษณะการเก็บข้อมูล
หน่วยความจ าหลักแบ่งตามสภาพการใช้งาน
แบ่งได้เป็น 3 ประเภท คือ
1. หน่วยความจ าที่ซีพียูอ่านได้อย่างเดียว ไม่สามารถเขียนลงไปได้ เรียกว่า รอม (Read Only Memory : ROM)
2. หน่วยความจ าที่เขียนหรืออ่านข้อมูลได้ เรียกว่า แรม (RAM : Random Access Memory)
3. หน่วยความจ าความเร็วสูง (Cache Memory) หรือ หน่วยความจ าแคช
1. หน่วยความจ าที่ซีพียูอ่านได้อย่างเดียว ไม่สามารถเขียนลงไปได้ เรียกว่า รอม (Read Only Memory : ROM) รอมเป็นหน่วยความจ าที่เก็บ ข้อมูลหรือโปรแกรมไว้ถาวร เช่นเก็บโปรแกรมควบคุม การจัดการพื้นฐาน ของระบบ ไมโครคอมพิวเตอร์ (bios) รอม ส่วนใหญ่เป็นหน่วยความจ าไม่ลบ เลือนแต่อาจยอมให้ผู้พัฒนาระบบ ลบข้อมูลและ เขียนข้อมูลลงไปใหม่ได้
ลักษณะของ รอม (Read Only Memory : ROM) • ใช้บรรจุโปรแกรมส าคัญ ที่ใช้ในการสตาร์ทอัพเครื่อง • เก็บโปรแกรมค าสั่งไว้อย่างถาวร • ไม่ต้องใช้กระแสไฟฟ้าเลี้ยง ข้อมูลก็จะยังคงอยู่ • เขียนหรือบันทึกข้อมูลค าสั่งได้เพียงครั้งเดียว ในขั้นตอนการผลิตเครื่องจาก โรงงาน ไม่สามารถแก้ไขเปลี่ยนแปลงได้อีก ซึ่งเป็นชุดค าสั่งที่ติดตั้งในรอมอย่าง ถาวรมาตั้งแต่การผลิตของบริษัท เรียกว่า เฟิร์มแวร์ หน่วยความจ าหลักแบ่งตามสภาพการใช้งาน
2. หน่วยความจ าที่เขียนหรืออ่านข้อมูลได้ การเขียนหรืออ่านจะเลือกที่ ต าแหน่งใดก็ได้ เราเรียกหน่วยความจ าประเภทนี้ว่า แรม (RAM : Random Access Memory) แรมเป็น หน่วยความจ าแบบลบเลือนได้ เป็น หน่วยความจ าหลักที่สามารถน าโปรแกรม และข้อมูลจากอุปกรณ์ภายนอก หรือหน่วยความจ ารองมาบรรจุไว้ หน่วยความจ าแรมต่างจากรอม คือ สามารถเก็บข้อมูลได้เฉพาะเวลาที่มีไฟฟ้าเลี้ยงวงจรอยู่เท่านั้น หากปิดเครื่อง ข้อมูล จะหายได้หมดสิ้น เมื่อเปิดเครื่องใหม่อีกครั้ง จึงจะน าข้อมูลหรือ หน่วยความจ าหลักแบ่งตามสภาพการใช้งาน
ลักษณะของ RAM
• เป็นชิป (Chip) ที่ท าหน้าที่เป็นหน่วยความจ าหลัก
• ใช้เก็บข้อมูลหรือค าสั่งทั้งก่อนและหลังการประมวลผล
• สามารถเก็บข้อมูลได้ชั่วคราวขณะที่มีไฟฟ้าเท่านั้น
• ผู้ใช้สามารถเขียน/อ่าน/ลบ/เปลี่ยนแปลงข้อมูลบน RAMได้ ดังนั้นความจุ
(Capacity) และความเร็วในการเขียน/อ่าน(Access Time)ข้อมูลของ RAM จะมีผล ต่อประสิทธิภาพ
1 ไบต์ (Byte) 1 กิโลไบต์ (KB) 1 เมกะไบต์ (MB) 1 จิกะไบต์ (GB) 1 เทระไบต์ (TB) หน่วยความจ าหลักแบ่งตามสภาพการใช้งาน 1 ตัวอักษร 1024 ไบต์ (Byte) 1024 กิโลไบต์ (KB) 1024 เมกะไบต์ (MB) 1024 จิกะไบต์ (GB) หน่วยวัดขนาดความจุของ RAM
3.หน่วยความจ าความเร็วสูง(Cache Memory) หรือหน่วยความจ าแคช
เป็นหน่วยความจ าขนาดเล็กที่มีความเร็วสูง ท าหน้าที่เหมือนที่พักค าสั่ง และ ข้อมูลระหว่างการท างาน เพื่อให้การท างานโดยรวมเร็วขึ้น แบ่งเป็นสอง ประเภท คือ แคชภายใน (Internal Cache) และแคชภายนอก (External Cache) โดยแคชภายใน หรือ L1 หรือ Primary Cache เป็นแคชที่อยู่ในซีพียู ส่วนแคชภายนอก เป็นชิปแบบ SRAM ติดอยู่บนเมนบอร์ด ท างานได้ช้ากว่า แบบแรก แต่มีขนาดใหญ่กว่า เรียกอีกชื่อได้ว่า L2 หรือ Secondary Cache
http://www.radompon.com/ictelearning/contentictm1/u01/u105.html http://monster-mafia.exteen.com/20110223/entry-2
https://sites.google.com/site/kroonom/hnwy-khwam-cahlak