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2004.08.28

情シス1.6:メモリと仮想記憶

アイテックライブブックスのコンピュータアーキテクチャでは、仮想記憶の章を

以前はプログラマにとって、プログラム作成時の主記憶の容量が大きな壁となっていました。今回は、その主記憶の容量制限からプログラマを解放するお話をしましょう。

と紹介しています。

この中で紹介されているページング方式やセグメント方式をIntel系のプロセッサが取り入れて行く様子を書いているのが、第1回でも引用した

Windowsの歴史、メモリの歴史 (1)

80286の後継として、より性能が向上した80386が開発された。最も大きな特徴は、32bitプロテクト モードと、仮想8086モード、およびページング方式の仮想記憶機構を新たに装備した点にある。

(略)

これにより、従来の64Kbytesや1Mbytesの壁に悩まされることなく、アプリケーションを作成できるようになった。ただしこのモードを活用するためには、リアル モードのプログラムとは異なる、32bitプロテクト モード専用のプログラム(および、それをサポートしたOS)が必要となるので、実際に80386の真価が発揮されるのはずっと後(Windows/386以降)になってからである。

一方、下記の記事ではグラフィック機器への応用との間でのジレンマを描いている。

マイクロプロセッサの25年

より豊富な命令とより高性能とより大きなメモリ空間という応用からの要求に対して,インテルの 8086(1978 年),ザイログの Z 8000(1979 年),モトローラの 68000(1979 年)などの 16 bit マイクロプロセッサが開発された.マイクロプロセッサがいよいよ本格的にコンピュータらしくなる時代であった(表2).1973 年にゼロックスのパロアルト研究所で,初代 WYSWYG(What You See is What You Get)パソコンとなったマッキントッシュ誕生に大きな影響を与えた Alto が開発された.しかし,1975 年当時は 16 Kbit DRAM が量産体制に入ったばかりで,グラフィックス機器への応用は時期が早すぎ,8086 と Z 8000 は,メモリ空間の拡張にプログラムやデータを 64 KByte の大きさで一つの論理的なブロックとして取り扱うセグメント方式を採用した


頭脳放談:第6回 DRAM戦国時代の勝者は?

DRAMというものは、アーキテクチャ的にはRAS(Row Address Strobe:DRAMの行アドレスを与えるタイミング信号)とCAS(Column Address Strobe:DRAMの列アドレスを与えるタイミング信号)でアドレスを入力してアクセスする「トロい」メモリであり続け、毎年向上を続けるプロセッサの速度とのギャップが開いていく、そういうものだった。そのため、プロセッサ設計者はそのギャップを埋めるためにキャッシュに代表される階層記憶を毎年毎年、開く差の分だけより複雑かつ巧妙にすることに血道を上げていた。

Rambusが登場したころ、これだけ性能の高いメイン メモリ向けのメモリシステムがあれば、大容量のキャッシュなど不要になると思ったものだ。一方で正直、こんなものが一般に普及するのか(?)という懐疑的な側面もあった。

(略)

しかしご存じのとおり、 NINTENDO 64やPlayStation 2といったゲーム機への採用をてこにして、一応はメジャーな製品にまで成長させたのだから凄いものだ。

が、Rambus自体がストレートに普及したのではない。IntelがRambus寄りのロードマップを発表したにもかかわらず、対応チップセットの開発が遅れ、SDRAM対応にしたかと思うと、不具合で全品リコールになったり、紆余曲折を経て、チップセットのトップの座をVIAに明け渡したり、Rambusが他社を知的所有権の侵害で訴訟を起こしたり、と紹介されている。2000年9月の記事なので、その後の展開は別に探さなければならないと思う。

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とりあえず、情報処理の試験に出てくる用語が丸暗記にならないよう、Webの記事から引用して絡ませてみるという試みのハードウェア編はここで一区切り。

次週は、ネタが見つかれば、基本ソフトウェア編でもやってみようかと思います。

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