Что понимают под быстродействием памяти

Объем и быстродействие памяти

Нейронные ансамбли, ответственные за субъективное отражение, активируются периодически, разряжаясь импульсами.

Из-за биений частот, слагающих ЭЭГ, актуализированные образы памяти как бы пульсируют с периодом биений.

Психологи давно уже выделили несколько типов памяти человека: иконическую, кратковременную и долговременную.

С одной стороны — память человека выглядит безбрежной. Это долговременная память. С другой — удивительно маленькой. Такова оперативная, или кратковременная (рабочая) память. А раньше ее называли объемом сознания. Единицами памяти, ее нейронными кодами служат пакеты волн, т.е. синхронных импульсных разрядов многих нейронов в составе одного ансамбля. Нейронных ансамблей огромное множество. Каждый из них хранит информацию о каком-то объекте памяти в виде устойчивого волнового узора. Ансамбль состоит из нескольких групп нейронов, число их варьирует. Чем больше нейронов вовлекается в ритмы какого-то ансамбля, тем выше вероятность осознания соответствующего образа.

Каждая единица памяти — это одно определенное понятие или команда, т.е. паттерн действия.

Емкость памяти — функция одной единственной физиологической константы (R=0,1). Это дробь Ливанова.

Из-за циклических колебаний возбудимости нейронных ансамблей образы долговременной памяти актуализируются не все сразу, а по очереди, причем некоторые чаще, другие реже. Если моменты актуализации разных образов совпадают, то такие единицы памяти имеют шанс объединиться. Таким образом, вырабатывается новое понятие. Так происходит научение, и реализуются акты творчества.

Диапазон ощущений

Из физиологических предпосылок вытекает органическая связь временных параметров восприятия стимулов с ощущением их интенсивности. Чем больше разнообразие нейронных кодов, тем шире диапазон ощущений.

Нейронные коды памяти

Нейронными кодами памяти служат циклически повторяющиеся волны импульсов, порождаемые нейронными ансамблями. Длительность одного цикла составляет 100 мс. Число ансамблей, последовательно вовлекаемых в активность за этот период, определяется константой Ливанова. Чаще всего оно равно 10. Каждый ансамбль за один цикл активности генерирует от 1 до 10 знаков из нейронных импульсов множества нервных клеток, образующих ансамбль. Минимальное число нейронов, обеспечивающее устойчивые, незатухающие колебания ансамблевой активности, составляет около 100 клеток. Максимальное число неизвестно (порядка сотен тысяч).

Литература:

Лекция 33

Психофизиология научения

1. Общие понятия. Механизмы научения.

2. Психофизиологические и биологические теории научения.

3. Подход к научению как процессу.

4. Представление о нейрофизиологических механизмах научения.

5. Специфика психофизиологического рассмотрения научения.

6. Системная психофизиология научения. Проблема элементов индивидуального опыта.

7. Фиксация этапов общения в виде элементов опыта.

8. Влияние истории научения на структуру опыта и организацию мозговой активности.

9. Связанные с событиями потенциалы мозга (ССП).

Научение это изменение поведения, происходящее в результате приобретения опыта. Это совокупность процессов, обеспечивающих выработку и закрепление форм реагирования, адекватных биологическим и социальным потребностям.

Механизмы научения

Принято различать три группы способов (механизмов) научения по степени участия в них организма как целого:

— оперантное поведение (или научение в результате оперантного обусловливания),

Реактивное поведение

—проявляется в том, что организм реагирует пассивно, но при этом трансформируются нейронные цепи и формируются новые следы памяти.

Среди разновидностей реактивного поведения различают:

г) условные рефлексы.

Привыкание (габитуация) заключается в том, что организм в результате изменений на уровне рецепторов, ретикулярной формации учится игнорировать какой-то повторный или постоянно действующий раздражитель, убедившись, что он не имеет особого значения для той деятельности, которая осуществляется, а также безопасен в витальном значении.

Сенсибилизация представляет собой обратный процесс. Повторение стимула ведёт к более сильной активации организма, который становится всё более чувствительным к данному стимулу.

Импринтинг (запечатление) – наследственно запрограммированное и необратимое формирование определённой специфической формы реагирования. Например, привязанность новорожденных животных к первому движущемуся объекту, который попадает в его поле зрения в первые часы жизни.

Условные рефлексы – или классическое обусловливание, ассоциативное обусловливание, по И.П.Павлову – основной механизм индивидуального приспособительного поведения.

научение в результате оперантного обусловливания, представляет собой закрепление тех действий, последствия которых для организма желательны, и отказ от действий, приводящих к нежелательным последствиям. Различают три разновидности этого научения:

— метод проб и ошибок;

-формирование автоматизированных реакций;

Научение методом проб и ошибок заключается в том, что, перебирая способы достижения цели (преодоления препятствий), человек отказывается от неэффективных действий и находит решение задачи.

Формирование автоматизированных движений – это создание очень сложных поведенческих реакций поэтапно. Каждый этап при этом подкрепляется (положительное и отрицательное подкрепление, угасание, дифференцировка, генерализация).

Подражание представляет собой научение путём наблюдения и воспроизведения действий модели, не всегда понимая их значение. Оно свойственно, в основном, приматам. Различают две формы подражания: чистое подражание и викарное научение, т.е. научение с пониманием.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Быстродействие памяти ( ЗУ) определяется продолжительностью операции обращения к ЗУ. [1]

Быстродействие памяти характеризуется временем доступа к памяти и временем цикла памяти. [3]

Быстродействие памяти характеризуется, кроме того, временем цикла. Время цикла-это наименьший интервал времени, который может иметь место между двумя обращениями к памяти. Он зависит не только от характеристик, которые свойственны памяти, но и от других временных параметров микропроцессорной системы. Эти параметры могут быть такими, что очередное использование памяти возможно не раньше чем по истечении определенного промежутка времени после предыдущего обращения к ней. [4]

Однако быстродействие памяти определяют не только временем, но и способом выборки. По этому способу запоминающие устройства делятся на три категории: устройства с произвольной выборкой, с периодической и последовательной. [6]

Для повышения быстродействия памяти стремятся максимально использовать аппаратные средства. [7]

Такая организация записей увеличивает быстродействие памяти на дисках. [9]

Требования к емкости и быстродействию памяти являются противоречивыми. Чем больше быстродействие, тем технически труднее достигается и дороже обходится увеличение емкости памяти. Стоимость памяти составляет значительную часть общей стоимости ЭВМ. [12]

Требования к емкости и быстродействию памяти являются противоречивыми. Чем больше быстродействие, тем технически труднее достигается и дороже обходится увеличение емкости памяти. Стоимость памяти составляет значительную часть общей стоимости ЭВМ. В общем случае ЭВМ содержит сверхоперативную память ( СОП) или местную память, оперативную память, ( ОП), память с прямым доступом на магнитных барабанах и на магнитных дисках, память с последовательным доступом на магнитных лентах. Порядок перечисления устройств соответствует убыванию их быстродействия и возрастанию емкости. Каждый уровень иерархии может содержать несколько экземпляров ( модулей) соответствующих устройств для получения нужной емкости данного уровня памяти. На рис. 4.1 сплошными и штриховыми линиями показаны соответственно обычно и сравнительно редко реализуемые пути передачи данных между отдельными ступенями иерархической памяти. Иерархическая структура памяти позволяет экономически эффективно сочетать хранение больших объемов информации с быстрым доступом к информации в процессе обработки. [14]

Источник

Что понимают под быстродействием памяти

4. ИИЛ, или И2Л —интегральная инжекторная логика. Это разновидность ТТЛ, базовым элементом которой являются не биполярные транзисторы одного рода (pnp или npn), а горизонтально расположенного pnp транзистора и вертикально расположенного npn транзистора. Это позволяет создать высокую плотность элементов на БИС и СБИС. При этом потребляемая мощность равна 50 мкВт на элемент и время задержки сигнала – 10 нс.

5.

ЭСЛ —логические элементы с эмитерными связями. Эта логика также построена на биполярных транзисторах. Время задержки в них —0,5 —2 нс, потребляема мощность —25 —50 мВт.

6. Элементы на МДП (МОП) —транзисторах. Это схемы, в которых биполярные транзисторы заменены на полевые. Время задержки таких элементов составляет от 1 до 10 нс, потребляемая мощность — от 0,1 до 1,0 мВт

7. КМОП —логика (комплементарная логика.) В этой логике используются симметрично включенные n-МОП и p-МОП транзисторы. Потребляема мощность в статическом режиме —50 мкВт, задержка —10 —50 нс.

1.2 Быстродействие и производительность памяти

Быстродействие памяти определяется временем выполнения операций записи и считывания данных. Основными параметрами любых элементов памяти являет­ся минимальное время доступа и длительность цикла обращения. Время досту­па (access time) определяется как задержка появления действительных данных на выходе памяти относительно начала цикла чтения. Длительность цикла опре­деляется как минимальный период следующих друг за другом обращений к па­мяти, причем циклы чтения и записи могут требовать различных затрат време­ни. В цикл обращения кроме активной фазы самого доступа входит и фаза вос­становления (возврата памяти к исходному состоянию), которая соизмерима по времени с активной фазой. Временные характеристики самих запоминающих элементов определяются их принципом действия и используемой технологией изготовления.

Производительность памяти можно характеризовать как скорость потока за­писываемых или считываемых данных и измерять в мегабайтах в секунду. Про­изводительность подсистемы памяти наравне с производительностью процессо­ра существенным образом определяет производительность компьютера. Выпол­няя определенный фрагмент программы, процессору придется, во-первых, загру­зить из памяти соответствующий программный код, а во-вторых, произвести тре­буемые обмены данными, и чем меньше времени потребуется подсистеме памя­ти на обеспечение этих операций, тем лучше.

Производительность памяти, как основной, так и кэша второго уровня, обычно характеризуют длительностью пакетных циклов чтения (Memory Burst Read Cycle). Пакетный режим обращения является основным для процессоров, использующих кэш (486 и выше); циклы чтения выполняются гораздо чаще, чем циклы записи (хотя бы потому, что процессору приходится все время считывать инструкции из памяти). Эта длительность выражается в числе тактов системной шины, требуемых для передачи очередной порции данных в пакете. Обозначение вида 5-3-3-3 для диаграммы пакетного цикла чтения соответствует пяти тактам на считывание первого элемента в цикле и трем тактам на считывание каждого из трех последующих элементов. Первое число характеризует латентность (latency) памяти — время ожидания данных, последующие — скорость передачи. При этом, конечно же, оговаривается и частота системной шины. По нынешним меркам хо­рошим результатом является цикл 5-1-1-1 для частоты шины 100 или 133 МГц. Однако для процессоров Pentium 4, у которых за каждый такт синхронизации си­стемной шины передается по четыре 64-битных слова данных, возможно, будет иной способ выражения производительности памяти.

Производительность подсистемы памяти зависит от типа и быстродействия применяемых запоминающих элементов, разрядности шины памяти и некото­рых «хитростей» архитектуры.

Банком памяти называют комплект микросхем или модулей (а также их по­садочных мест — «кроваток» для микросхем, слотов для SIММ или DIMM), обес­печивающий требуемую для данной системы разрядность хранимых данных. Ра­ботоспособным может быть только полностью заполненный банк. Внутри одно­го банка практически всегда должны применяться одинаковые (по типу и объе­му) элементы памяти.

В компьютерах на 486-х процессорах банком является один SIMM-72 или чет­верка SIMM-30. В компьютерах на процессорах 5-6 (а для АМD и 7-го) поколе­ний банком может быть пара SIMM-72 или один модуль DIMM или RIММ (эти модули могут содержать и несколько банков). На платы с чипсетом i850 для процессора Pentium 4 требуется установка пар RIMM (чтобы обеспе­чить производительность памяти, достойную новой микроархитектуры).

Если устанавливаемый объем памяти набирается несколькими банками, по­является резерв повышения производительности за счет чередования банков (bank interleaving). Идея чередования заключается в том, что смежные блоки данных (разрядность такого блока данных соответствует разрядности банка) располага­ются поочередно в разных банках. Тогда при весьма вероятном последователь­ном обращении к данным банки будут работать поочередно, причем активная фаза обращения к одному банку может выполняться во время фазы восстанов­ления другого банка, то есть применительно к обоим банкам не будет простоя во время фазы восстановления. Частота передачи данных в системе с чередованием двух банков может быть удвоенной по отношению к максимальной частоте paботы отдельного банка. Для реализации чередования чипсет должен обеспечивать возможность перекоммутации адресных линий памяти в зависимости от установленного количества банков и иметь для них (банков) раздельные линии управляющих сигналов. Чем больше банков участвуют в чередовании, тем выше (теоретически) предельная производительность. Чаще всего используется чередование двух или трех банков (two way interleaving, three way interleaving). В чередовании может участвовать и большее число банков. Из разбиения на мелкие банки можно извлечь и другую выгоду. Поскольку современные процессоры; способны параллельно выставлять несколько запросов на транзакции с памятью, скрытые фазы обработки запросов, обусловленные необходимым временем доступа, относящихся к разным банкам, могут выполняться одновременно.

Источник

Скорость и производительность оперативной памяти

Скорость и производительность памяти, как показатель, немного сложна в понимании. Это потому, что существуют разные способы обозначения скорости памяти и процессоров.

Скорость и производительность памяти

Скорость памяти первоначально обозначалась в наносекундах (ns). Но скорость новых форм памяти обычно определяется в мегагерцах (МГц) и мегабайтах в секунду (Мбит/с). Первоначально, скорость процессора обозначалась в мегагерцах (МГц). Но большинство скоростей текущих процессоров определяются в гигагерцах (ГГц). Хотя эти разные единицы скорости могут запутать, их относительно просто перевести из одного в другой.

Так как различные условия оценки скорости чипа сбивают с толку, было бы интересно посмотреть, как именно они соотносятся. В таблице ниже показана зависимость между часто используемыми тактовыми частотами (МГц) и временем представляемого наносекундного (ns) цикла.

Зависимость между мегагерцами (МГц) и временем цикла в наносекундах (ns)

Как видно из таблицы, по мере увеличения тактовой частоты время цикла пропорционально уменьшается, и наоборот.

В течение эволюции ПК, основная память (то, что мы называем оперативной памятью) с трудом выдерживала скорости процессора, требуя для перехвата запросов процессора из более медленной основной памяти, нескольких уровней высокоскоростной кэш-памяти. Однако, в последнее время, использующие DDR2, DDR3 и DDR4 SDRAM системы, имеют скорость передачи данных (пропускную способность) шины памяти, которая может быть равна пропускной способности внешней процессорной шины. Когда скорость шины памяти равна скорости процессорной шины (или даже несколько больше), производительность основной памяти наиболее близка к оптимальной для этой системы.

Память и производительность

К 2000 году доминирующая процессорная шина и скорость памяти увеличились до 100 МГц и даже 133 МГц, соответственно, PC100 и PC133 SDRAM. С начала 2001 года, стала популярной память SDRAM с двойной скоростью передачи данных (DDR) с частотой 200 МГц и 266 МГц.

В 2013 была выпущена DDR4, с частотой 1600 МГц и ожидаемой в будущем скоростью до 3200 МГц. Системы на базе DDR4, начали выходить на рынок в конце лета 2014. В таблице ниже перечислены основные типы и уровни производительности памяти ПК.

Типы памяти и уровни производительности

МГц = миллион циклов в секунду
MTps = миллионов переводов в секунду
Мбит/с = миллион байт в секунду
DIMM = двойной встроенный модуль памяти
SODIMM = Малый DIMM
SIMM = один встроенный модуль памяти

Если возможно, выбирайте модули с более низким значением CL, потому что чипсет материнской платы считывает эту спецификацию из SPD (последовательного обнаружения присутствия) ПЗУ на модуле и посредством улучшенных таймингов контроллера памяти, использует более низкую задержку.

На рисунке показаны тайминг памяти и информация SPD, о которой сообщает CPU-Z ( www.cpuid.com ) для системы с DDR3-1600 SDRAM.

Скриншоты CPU-Z, отображающие информацию о памяти / SPD для системы с DDR3-1600 SDRAM.

Источник