Разное

Sdram что это за память: Разница между DDR и SDRAM

Содержание

Что такое DDR SDRAM и зачем она нужна?

Современные процессоры уже перешагнули знаковый рубеж в 1 гигагерц, а системная память большинства ПК по-прежнему топчется вокруг частоты 100-133 Мгц. Память типа RDRAM, доказать необходимость которой для всех и для каждого пыталась компания Intel, признана ошибкой. Появление новых высокоскоростных стандартов, таких как графическая шина AGP4x с ее пропускной способностью в 1 Гб/сек, обнаружили сильную нехватку пропускной способности памяти PC133 SDRAM (1 Гб/сек), так как кроме обмена данными с видеокартой приходится обслуживать и других потребителей, до полосы пропускания жадных (процессор, шина PCI). Итак, назрела ситуация, когда что называется «верхи не могут, а низы не хотят». Необходимо было придумать решение, по возможности недорогое и доступное широким массам как покупателей, так и производителей.
Забегая немного вперед скажем, что индустрия родила Double Data Rate SDRAM, но чтобы понять, как она работает давайте разберемся откуда берутся все эти цифры полосы пропускания. Под полосой пропускания (bandwidth) следует понимать, как много данных может принять/передать память через шину данных за единицу времени (пиковое значение). Рассчитывается же она по следующей формуле:



Bandwidth = Частота FSB (шины) * Разрядность шины (в битах) * 1/8


Исходя из этого пропускная способность памяти PC100: 800Мб/сек, а PC133: 1064 Мб/сек. Справедливости ради стоит отметить, что быстродействие подсистемы памяти определяется не только пропускной способностью, но и некоторыми другими факторами, например латентностью (таймингами циклов чтения/записи). Но все же роль bandwidth определяющая. За примером далеко ходить не надо — многие современные видеокарты на чипе GeForce 256 уже выпускаются в 2-х вариантах: с памятью SDR SDRAM и DDR SDRAM (GeForce2 GTS только с DDR SDRAM/SGRAM), преимущество последних особенно в высоких разрешениях и глубине цвета очень существенно. При этом, когда говорят например о частоте DDR памяти 166Мгц, подразумевают эффективную частоту в 333 Мгц. Кстати, подобные высокопроизводительные видеокарты есть у нас в продаже.

Пиковая пропускная способность памяти различных типов


Так что же нового привносит память типа DDR SDRAM — память с удвоенной теоретической пропускной способностью. Достигается это тем, что память этого типа передает информацию по обоим фронтам сигнала. При этом модули памяти сохраняют ту же технологию производства чипов и архитектуру, а вот энергопотребление заметно снижается с нынешних 3.3В до 2.5В. Выпускается такая память в виде 184-контактных модулей DIMM под названиями PC1600 и PC200, работающих на частотах 100 и 133 Мгц, соответственно. Цифры в названии означают пиковую пропускную способность. Внедрение нового типа памяти не имело бы смысла, если бы не было материнских плат (читай чипсетов) ее поддерживающих. Но производители вовремя подсуетились и на рынок выходит сразу несколько чипсетов с поддержкой, в том числе DDR SDRAM. Так, компания AMD выпускает набор системной логики AMD760, Via Techlogies — Apollo Pro 266.


О выпуске материнских плат на основе этих чипсетов объявило большинство известных производителей, таких как Asus, Gigabyte, Abit и др. Однако, несмотря на все обещания, не стоит надеяться, что сразу после выпуска память DDR будет лишь ненамного дороже своей предшественницы. Некоторое время (месяца 2-3) будет сохранятся ажиотажный спрос на новинку, да и новые материнские платы будут несколько дороже. Кроме того, первые релизы материнских плат часто содержат некоторые схемотехнические недоработки, как и ранние версии биос. Поэтому если вам нужен компьютер сейчас, то смело можете его приобретать не дожидаясь ничего… А как только в продаже появятся материнские платы, основанные на новых чипсетах, мы — лаборатория Team Computers, обязуемся их протестировать и ознакомить Вас с результатами испытаний.




Дмитрий Егоров,
Лаборатория «ТИМ Компьютерс»

13 ноября 2000 года

Память стандарта SDRAM (Лекция) | МПС

МПС

ПЛАН ЛЕКЦИИ

– Организация и принципы работы

– Физическая организация

– Организация модулей памяти SDRAM

– Микросхема SPD

– Тайминги памяти

– DDR/DDR2 SDRAM:
Отличия от SDR SDRAM

 

Организация и принципы работы

В современных персональных компьютерах применяется память
стандарта SDRAM. Аббревиатура эта
расшифровывается как Synchronous Dynamic Random Access Memory
– синхронная динамическая память с произвольным доступом.

Под синхронностью
обычно понимается строгая привязка управляющих сигналов и временных диаграмм
функционирования памяти к частоте системной шины. Вообще говоря, изначальный
смысл понятия синхронности уже стал достаточно условным. Во-первых, частота
шины памяти может отличаться от частоты системной шины (существующий
«асинхронный» режим работы памяти DDR SDRAM, в которых частоты системной шины
процессора и шины памяти могут соотноситься как 133/166 или 166/200 МГц).
Во-вторых, существуют системы, в которых само понятие «системной шины»
становится условным – речь идет о платформах класса AMD Athlon
64 с интегрированным в процессор контроллером памяти. Частота «системной шины»
(под которой в данном случае понимается не шина HyperTransport
для обмена данными с периферией, а непосредственно «шина» тактового генератора)
в этих платформах является лишь опорной частотой, которую процессор умножает на
заданный коэффициент для получения собственной частоты. При этом контроллер
памяти всегда функционирует на той же частоте, что и сам процессор, а частота
шины памяти задается целым делителем, который может не совпадать с
первоначальным коэффициентом умножения частоты «системной шины». Так, например,
режиму DDR-333 на процессоре AMD Athlon 64 3200+
будут соответствовать множитель частоты «системной шины» 10 (частота процессора
и контроллера памяти 2000 МГц) и делитель частоты памяти 12 (частота шины
памяти 166.7 МГц). Таким образом, под «синхронной» операцией SDRAM в настоящее
время следует понимать строгую привязку временных интервалов
отправки команд и данных по соответствующим интерфейсам устройства памяти к
частоте шины памяти (проще говоря, все операции в ОЗУ совершаются строго по
фронту/срезу синхросигнала интерфейса памяти). Так, отправка команд и
чтение/запись данных может осуществляться на каждом такте шины памяти (по положительному
перепаду – «фронту» синхросигнала; в случае памяти DDR/DDR2 передача данных
происходит как по «фронту», так и по отрицательному перепаду – «срезу»
синхросигнала), но не по произвольным временным интервалам (как это
осуществлялось в асинхронной DRAM).

Понятие «динамической»
памяти, DRAM, относится ко всем типам оперативной памяти, начиная с самой
древней, «обычной» асинхронной динамической памяти и заканчивая современной
DDR2. Этот термин вводится в противоположность понятия «статической» памяти (SRAM) и означает, что содержимое каждой ячейки
памяти периодически необходимо обновлять (ввиду особенности ее конструкции,
продиктованной экономическими соображениями). В то же время, статическая
память, характеризующаяся более сложной и более дорогой конструкцией ячейки и
применяемая в качестве кэш-памяти в процессорах (а ранее – и на материнских
платах), свободна от циклов регенерации, т.к. в ее основе лежит не емкость
(динамическая составляющая), а триггер (статическая составляющая).

Наконец, стоит также упомянуть о «памяти с произвольным доступом» – Random Access Memory, RAM. Традиционно,
это понятие противопоставляется устройствам «памяти только для чтения» – Read-Only Memory, ROM. Тем не менее, противопоставление это не совсем
верно, т.к. из него можно сделать вывод, что память типа ROM не является
памятью с произвольным доступом. Это неверно, потому как доступ к устройствам
ROM может осуществляться в произвольном, а не строго последовательном порядке.
И на самом деле, наименование «RAM» изначально противопоставлялось ранним типам
памяти, в которых операции чтения/записи могли осуществляться только в
последовательном порядке (например, стример). В связи с этим, более правильно
назначение и принцип работы оперативной памяти отражает аббревиатура «RWM» (Read-Write Memory), которая, тем
не менее, встречается намного реже. Заметим, что русскоязычным сокращениям RAM
и ROM – ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) и ПЗУ (постоянное
запоминающее устройство), соответственно, подобная путаница не присуща.

Общий принцип организации и функционирования микросхем
динамической памяти (DRAM) практически един для всех ее типов – как
первоначальной асинхронной, так и современной синхронной. Исключение составляют
разве что экзотические варианты, тем не менее, существовавшие еще до появления
SDRAM, вроде Direct Rambus
DRAM (DRDRAM). Массив памяти DRAM можно рассматривать как матрицу (двумерный
массив) элементов, каждый из которых содержит одну или несколько физических
ячеек (в зависимости от конфигурации микросхемы), способных вмещать
элементарную единицу информации – один бит данных. Ячейки представляют собой
сочетание транзистора (ключа) и конденсатора (запоминающего элемента). Доступ к
элементам матрицы осуществляется с помощью декодеров адреса строки и адреса
столбца, которые управляются сигналами RAS# (сигнал выбора строки – Row Access Strobe)
и CAS# (сигнал выбора столбца – Column Access Strobe).

Из соображений минимизации размера
упаковки микросхемы, адреса строк и столбцов передаются по одним и тем же
адресным линиям микросхемы – иными словами, говорят о мультиплексировании
адресов строк и столбцов (упомянутые выше отличия в общих принципах
функционирования микросхем DRDRAM от «обычных» синхронных/ асинхронных DRAM
проявляются, в частности, здесь – адреса строк и столбцов передаются по разным
физическим интерфейсам). Так, например, 22-разрядный полный адрес ячейки
может разделяться на два 11-разрядных адреса (строки и столбца), которые
последовательно (через определенный интервал времени, определяемый «таймингом»
памяти
) подаются на адресные линии микросхемы памяти. Одновременно со
второй частью адреса (адреса столбца) по единому командно-адресному интерфейсу
микросхемы SDRAM подается соответствующая команда (чтения или записи данных).
Внутри микросхемы памяти адреса строки и столбца временно сохраняются в буферах
(защелках) адреса строки и адреса
столбца, соответственно.

Важно заметить, что с динамической матрицей памяти связан
особый буфер статической природы, именуемый «усилителем уровня» (SenseAmp), размер
которого равен размеру одной строки, необходимый для осуществления операций
чтения и регенерации данных, содержащихся в ячейках памяти. Поскольку последние
физически представляют собой конденсаторы, разряжающиеся при совершении каждой
операции чтения, усилитель уровня обязан восстановить данные, хранящиеся в
ячейке, после завершения цикла доступа.

Кроме того, поскольку конденсаторы со временем теряют свой
заряд (независимо от операций чтения), для предотвращения потери данных
необходимо периодически обновлять содержимое ячеек. В современных типах памяти,
которые поддерживают режимы автоматической регенерации (в «пробужденном»
состоянии) и саморегенерации (в «спящем» состоянии),
обычно это является задачей внутреннего контроллера
регенерации
, расположенного непосредственно в микросхеме памяти.

Схема обращения к ячейке памяти в самом общем случае может
быть представлена следующим образом:

1. На адресные линии микросхемы памяти подается адрес
строки. Наряду с этим подается сигнал RAS#, который помещает адрес в буфер
(защелку) адреса строки.

2. После стабилизации сигнала RAS#, декодер адреса строки
выбирает нужную строку, и ее содержимое перемещается в усилитель уровня (при
этом логическое состояние строки массива инвертируется).

3. На адресные линии микросхемы памяти подается адрес
столбца вместе с подачей сигнала CAS#, помещающего адрес в буфер (защелку)
адреса столбца.

4. Поскольку сигнал CAS# также служит сигналом вывода
данных, по мере его стабилизации усилитель уровня отправляет выбранные
(соответствующие адресу столбца) данные в буфер вывода.

5. Сигналы CAS# и RAS# последовательно дезактивируются, что
позволяет возобновить цикл доступа (по прошествии промежутка времени, в течение
которого данные из усилителя уровня возвращаются обратно в массив ячеек строки,
восстанавливая его прежнее логическое состояние).

Так выглядела реальная схема доступа к ячейке DRAM в самом
первоначальном ее варианте, реализованном еще до появления первых реально
используемых микросхем/модулей асинхронной памяти типа FPM (Fast
Page Mode) DRAM. Тем не
менее, нетрудно заметить, что эта схема является достаточно неоптимальной.
Действительно, если нам требуется считать содержимое не одной, а сразу
нескольких подряд расположенных ячеек, отличающихся только адресом столбца, но
не адресом строки, то нет необходимости каждый раз подавать сигнал RAS# с одним
и тем же адресом строки (т. е. выполнять шаги 1-2). Вместо этого, достаточно
удерживать сигнал RAS# активным на протяжении промежутка времени,
соответствующего, например, четырем последовательным циклам чтения (шаги 3-4, с
последующей дезактивацией CAS#), после чего дезактивировать сигнал RAS#. Именно
такая схема применялась в асинхронной памяти типа FPM DRAM и более поздней EDO
(Enhanced Data Output)
DRAM. Последняя отличалась опережающей подачей адреса
следующего столбца, что позволяло достичь меньших задержек при операциях
чтения. В современных микросхемах SDRAM схема обращения к ячейкам памяти
выглядит аналогично.

Физическая организация

Микросхема DRAM фактически представляет собой двумерный
массив (матрицу) элементов, состоящих из одного или нескольких элементарных
физических ячеек. Очевидно, что главной характеристикой этого массива является его емкость, выражающаяся количеством бит информации,
которую он способен вместить. Часто можно встретить понятия «256-Мбит»,
«512-Мбит» микросхем памяти – речь здесь идет именно об этом параметре. Однако
составить эту емкость можно разными способами – здесь имеется в виду не
количество строк и столбцов, а размерность или «вместимость» индивидуального
элемента. Последняя прямо связана с количеством линий данных, т.е. шириной
внешней шины данных микросхемы памяти (но не обязательно с коэффициентом
пропорциональности в единицу, что будет видно ниже, при рассмотрении отличий
памяти типа DDR и DDR2 SDRAM от «обычной» SDRAM). Ширина шины данных самых
первых микросхем памяти составляла всего 1 бит, в настоящее же время наиболее
часто встречаются 4-, 8- и 16- (реже – 32-) битные микросхемы памяти.
Таким образом, микросхему памяти емкостью 512 Мбит можно составить, например, из
128М (134 217 728) 4-битных элементов, 64М (67 108 864) 8-битных элементов или
32М (33 554 432) 16-битных элементов – соответствующие конфигурации
записываются как «128Mx4», «64Mx8» и «32Mx16». Первая из этих цифр именуется
глубиной микросхемы памяти (безразмерная величина), вторая – шириной
(выраженная в битах).

Существенная отличительная особенность микросхем SDRAM от
микросхем более ранних типов DRAM заключается в разбиении массива данных на несколько логических банков (как
минимум – 2, обычно – 4). Не следует путать это понятие с понятием «физического
банка» (называемого также «рангом» (rank) памяти),
определенным для модуля, но не микросхемы памяти. Внешняя шина данных каждого
логического банка (в отличие от физического, который составляется из нескольких
микросхем памяти для «заполнения» шины данных контроллера памяти)
характеризуется той же разрядностью (шириной), что и разрядность (ширина)
внешней шины данных микросхемы памяти в целом (x4, x8 или x16). Иными словами,
логическое разделение массива микросхемы на банки осуществляется на уровне
количества элементов в массиве, но не разрядности элементов. Таким образом,
рассмотренные выше реальные примеры логической организации 512-Мбит микросхемы
при ее «разбиении» на 4 банка могут быть записаны как 32Mx4x4 банка, 16Mx8x4
банка и 8Mx16x4 банка, соответственно. Тем не менее, намного чаще на маркировке
микросхем памяти встречаются именно конфигурации «полной» емкости, без учета ее
разделения на отдельные логические банки, тогда как подробное описание организации
микросхемы (количество банков, строк и столбцов, ширину внешней шины данных
банка) можно встретить лишь в подробной технической документации на данный вид
микросхем SDRAM.

Разбиение массива памяти SDRAM на банки было введено,
главным образом, из соображений минимизации задержек поступления данных в
систему – после осуществления любой операции со строкой памяти, после
дезактивации сигнала RAS#, требуется определенное время для осуществления ее
«подзарядки». И преимущество «многобанковых»
микросхем SDRAM заключается в том, что можно обращаться к строке одного банка,
пока строка другого банка находится на «подзарядке». Можно расположить данные в
памяти и организовать к ним доступ таким образом, что далее будут запрашиваться
данные из второго банка, уже «подзаряженного» и готового к работе. В этот
момент вполне естественно «подзаряжать» первый банк и так далее. Такая схема
доступа к памяти называется «доступом с чередованием банков» (Bank Interleave).

Организация модулей памяти SDRAM

Основные параметры логической организации микросхем памяти –
емкость, глубину и ширину, можно распространить и на физические модули памяти
типа SDRAM. Понятие емкости (или объема) модуля очевидно – это максимальный
объем информации, который данный модуль способен в себя вместить. Теоретически
он может выражаться и в битах, однако «потребительской» характеристикой модуля
памяти является его объем (емкость), выраженный в байтах – точнее, учитывая
современный уровень используемых объемов памяти, – в мега-
или гигабайтах.

Ширина модуля – это разрядность его интерфейса шины данных,
которая соответствует разрядности шины данных контроллера памяти и для всех
современных типов контроллеров памяти SDRAM (SDR, DDR и DDR2) составляет 64
бита. Таким образом, все современные модули характеризуются шириной интерфейса
шины данных «x64». Соответствие между 64-битной шириной шины данных контроллера
памяти (64-битным интерфейсом модуля памяти) и шириной внешней шины данных
микросхем памяти, которая обычно составляет всего 4, 8 или 16 бит, достигается
вследствие того, что интерфейс шины данных модуля составляется простым
последовательным «слиянием» внешних шин данных индивидуальных микросхем модуля
памяти. Такое «заполнение» шины данных контроллера памяти принято называть
составлением физического банка памяти. Таким образом, для составления одного
физического банка 64-разрядного модуля памяти SDRAM необходимо и достаточно
наличие 16 микросхем x4, 8 микросхем x8 (это наиболее часто встречаемый
вариант) или 4 микросхем x16.

Оставшийся параметр – глубина модуля, являющаяся
характеристикой емкости модуля памяти, выраженной в количестве «слов»
определенной ширины, вычисляется простым делением полного объема модуля на
разрядность внешней шины данных (всё выражено в битах). Так, типичный 512-МБ
модуль памяти SDR/DDR/DDR2 SDRAM имеет глубину, равную 512МБайт * 8 (бит/байт)
/ 64 бита = 64М. Соответственно, произведение ширины на глубину дает полную
емкость модуля и определяет его организацию, или геометрию, которая в данном
примере записывается в виде «64Мx64».

При использовании достаточно «широких» микросхем x8 или x16
ничего не мешает поместить и большее их количество, соответствующее не одному,
а двум физическим банкам – 16 микросхем x8 или 8 микросхем x16. Так различают однобанковые (single-rank) и двухбанковые (dual-rank) модули. Двухбанковые
модули памяти наиболее часто представлены конфигурацией «16 микросхем x8», при
этом один из физических банков (первые 8 микросхем) расположен с лицевой
стороны модуля, а второй из них (оставшиеся 8 микросхем) – с тыльной.
Наличие более одного физического банка в модуле памяти нельзя считать
определенным преимуществом, т.к. может потребовать увеличения задержек
командного интерфейса, которые рассмотрены в соответствующем разделе.

 

Еще до появления первого типа синхронной динамической
оперативной памяти SDR SDRAM стандартом JEDEC предусматривается, что на каждом
модуле памяти должна присутствовать небольшая специализированная микросхема
ПЗУ, именуемая микросхемой последовательного
обнаружения присутствия
(Serial Presence Detect, SPD). Эта
микросхема содержит основную информацию о типе и конфигурации модуля, временных
задержках («таймингах»), которых необходимо
придерживаться при выполнении той или иной операции на уровне микросхем памяти,
а также прочую информацию, включающую в себя код производителя модуля, его
серийный номер, дату изготовления и т.п. Последняя ревизия стандарта SPD
модулей памяти DDR2 также включает в себя данные о температурном режиме
функционирования модулей, которая может использоваться, например, для
поддержания оптимального температурного режима посредством управления
синхронизацией памяти (так называемый «троттлинг памяти», DRAM Throttle).
Более подробную информацию о микросхеме SPD и о том, как выглядит ее
содержимое, можно получить в статье журнала iXBT «SPD – схема последовательного детектирования».

Тайминги
памяти

Теорией характеристик микросхем/модулей памяти являются «тайминги памяти». Понятие «таймингов»
происходит от задержек, возникающими при любых операциях с содержимым ячеек памяти
в связи со вполне конечной скоростью функционирования устройств SDRAM как
интегральных схем. Задержки, возникающие при доступе в память, также принято
называть «латентностью» памяти (этот термин не совсем корректен
и пришел в обиход с буквальным переводом термина latency,
означающего «задержка»).

Схема
доступа к данным микросхемы SDRAM

1. Активизация строки

Перед осуществлением любой операции с данными, содержащимися
в определенном банке микросхемы SDRAM (чтения – команда READ, или записи –
команда WRITE), необходимо «активизировать» соответствующую строку в
соответствующем банке. С этой целью на микросхему подается команда активизации
(ACTIVATE) вместе с номером банка (линии BA0-BA1 для 4-банковой микросхемы) и
адресом строки (адресные линии A0-A12, реальное количество которых зависит от
количества строк в банке, в рассматриваемом примере 512-Мбит микросхемы памяти
SDRAM их число составляет 213 = 8192).

Активизированная строка остается открытой (доступной) для
последующих операций доступа до поступления команды подзарядки банка (PRECHARGE), по сути, закрывающей данную строку.
Минимальный период «активности» строки – от момента ее активации до момента
поступления команды подзарядки, определяется минимальным временем активности строки (Row
Active Time, tRAS).

Повторная активизация какой-либо другой
строки того же банка не может быть осуществлена до тех пор, пока предыдущая
строка этого банка остается открытой (т.к. усилитель уровня, содержащий буфер
данных размером в одну строку банка и описанный в разделе «Микросхемы SDRAM:
Физическая организация и принцип работы», является общим для
всех строк данного банка микросхемы SDRAM). Таким образом, минимальный
промежуток времени между активизацией двух различных строк одного и того же
банка определяется минимальным временем
цикла строки
(Row Cycle
Time, tRC).

В то же время после активизации определенной строки
определенного банка микросхеме SDRAM ничего не мешает активизировать какую-либо
другую строку другого банка (в этом и заключается рассмотренное выше
преимущество «многобанковой» структуры микросхем
SDRAM) на следующем такте шины памяти. Тем не менее, в реальных условиях
производителями устройств SDRAM обычно здесь также умышленно вводится
дополнительная задержка, именуемая задержкой
между активациями строк
(Row-to-Row Delay, tRRD). Причины введения
этой задержки не связаны с функционированием микросхем памяти как таковых и
являются чисто электрическими – операция активизации строки потребляет весьма
значительное количество электрического тока, в связи с
чем частое их осуществление может приводить к нежелательным избыточным
нагрузкам устройства по току.

2. Чтение/запись
данных

Следующий временной параметр функционирования устройств
памяти возникает в связи с тем, что активизация строки памяти сама по себе
требует определенного времени. В связи с этим, последующие (после ACTIVATE)
команды чтения (READ) или записи (WRITE) данных не могут быть поданы на
следующем такте шины памяти, а лишь спустя определенный временной интервал, задержку между подачей адреса строки и
столбца
(RAS#-to-CAS# Delay,
tRCD).

Итак, после прошествия интервала времени, равного tRCD, при чтении данных в микросхему памяти подается
команда READ вместе с номером банка (предварительно активизированного командой
ACTIVATE) и адресом столбца. Устройства памяти типа SDRAM ориентированы на
чтение и запись данных в пакетном (Burst) режиме. Это
означает, что подача всего одной команды READ (WRITE) приведет к считыванию из
ячеек (записыванию в ячейки) не одного, а нескольких подряд расположенных
элементов, или «слов» данных (разрядность каждого из которых равна ширине
внешней шины данных микросхемы – например, 8 бит). Количество элементов данных,
считываемых одной командой READ или записываемых одной командой WRITE,
называется длиной пакета (Burst Length) и обычно составляет
2, 4 или 8 элементов (за исключением экзотического случая передачи целой строки
(страницы) – «Full-Page Burst»,
когда необходимо дополнительно использовать специальную команду BURST TERMINATE
для прерывания сверхдлинной пакетной передачи данных). Для микросхем памяти
типа DDR и DDR2 параметр Burst Length
не может принимать значение меньше 2 и 4 элементов, соответственно в связи с
особенностями их архитектуры.

Существует две разновидности команды чтения. Первая из них
является «обычным» чтением (READ), вторая называется «чтением с автоматической
подзарядкой» (Read with Auto-Precharge, «RD+AP»). Последняя отличается тем, что
после завершения пакетной передачи данных по шине данных микросхемы
автоматически будет подана команда подзарядки строки (PRECHARGE), тогда как в
первом случае выбранная строка микросхемы памяти останется «открытой» для
осуществления дальнейших операций.

После подачи команды READ, первая порция данных оказывается
доступной не сразу, а с задержкой в несколько тактов шины памяти, в течение которой данные, считанные из
усилителя уровня, синхронизируются и передаются на внешние выводы микросхемы.
Задержка между подачей команды чтения и фактическим «появлением» данных на шине
считается наиболее важной и именуется наверняка известной многим задержкой сигнала CAS# (CAS# Latency, tCL). Последующие порции
данных (в соответствии с длиной передаваемого пакета) оказываются доступными
без каких-либо дополнительных задержек, на каждом последующем такте шины памяти
(по 1 элементу за такт для устройств SDR, по 2 элемента в случае устройств
DDR/DDR2).

Операции записи данных осуществляются аналогичным образом.
Точно также существуют две разновидности команд записи – простая запись данных
(WRITE) и запись с последующей автоматической подзарядкой строки (Write with Auto-Precharge,
«WR+AP»). Точно также при подаче команды WRITE/WR+AP на микросхему памяти
подаются номер банка и адрес столбца. Наконец, точно также запись данных
осуществляется «пакетным» образом. Отличия операции записи от операции чтения
следующие. Во-первых, первую порцию данных, подлежащих записи, необходимо
подать по шине данных одновременно с подачей по адресной шине команды WRITE/WR+AP,
номера банка и адреса столбца, а последующие порции, количество которых
определяется длиной пакета – на каждом последующем такте шины памяти.
Во-вторых, вместо «задержки сигнала CAS#» (tCL)
важной здесь является иная характеристика, именуемая периодом восстановления после записи (Write
Recovery Time, tWR). Эта величина определяет минимальный промежуток
времени между приемом последней порции данных, подлежащих записи, и готовности
строки памяти к ее закрытию с помощью команды PRECHARGE. Если вместо закрытия
строки требуется последующее считывание данных из той же самой открытой строки,
то приобретает важность другая задержка, задержка
между операциями записи и чтения
(Write-to-Read Delay, tWTR).

3. Подзарядка строки

Цикл чтения/записи данных в строки памяти, который в общем
случае можно назвать циклом доступа к строке памяти, завершается закрытием
открытой строки банка с помощью команды подзарядки строки – PRECHARGE,  которая может подаваться автоматически при
операциях «RD+AP» или «WR+AP». Последующий доступ к этому банку микросхемы
становится возможным не сразу, а по прошествии интервала времени подзарядки строки (Row Precharge Time, tRP). За этот период времени осуществляется собственно
операция «подзарядки», т.е. возвращения элементов данных, соответствующих всем
столбцам данной строки с усилителя уровня обратно в ячейки строки памяти.

Соотношения между таймингами

Как указано выше, для пакетного считывания заданного
количества данных (2, 4 или 8 элементов) необходимо осуществить следующие
операции:

1.       
активизировать строку в банке памяти с помощью
команды ACTIVATE;

2.        
подать команду чтения данных READ;

3.       
считать данные, поступающие на внешнюю шину
данных микросхемы;

4.       
закрыть строку с помощью команды подзарядки
строки PRECHARGE (как вариант, это делается автоматически, если на втором шаге
использовать команду «RD+AP»).

Временной промежуток между первой и второй операцией
составляет «задержку между RAS# и CAS#» (tRCD), между
второй и третьей – «задержку CAS#» (tCL). Промежуток
времени между третьей и четвертой операциями зависит от длины передаваемого
пакета. Строго говоря, в тактах шины памяти он равен длине передаваемого пакета
(2, 4 или 8), поделенного на количество элементов данных, передаваемых по
внешней шине за один ее такт – 1 для устройств типа SDR, 2 для устройств типа
DDR. Условно назовем эту величину «tBL».

Микросхемы SDRAM позволяют осуществлять третью и четвертую
операции в каком-то смысле почти «параллельно». Чтобы быть точным – команду
подзарядки строки PRECHARGE можно подавать за некоторое количество тактов (x) до наступления того момента, на котором происходит
выдача последнего элемента данных запрашиваемого пакета, не опасаясь при этом
возникновения ситуации «обрыва» передаваемого пакета (последняя возникнет, если
команду PRECHARGE подать после команды READ с временным
промежутком, меньшим x). Не вдаваясь в
подробности, достаточно отметить, что x составляет величину, равную величине задержки сигнала CAS# за
вычетом единицы (x = tCL -
1).

Промежуток времени между четвертой операцией и последующим
повтором первой операции цикла составляет «время подзарядки строки» (tRP).

В то же время, минимальному времени активности строки (от
подачи команды ACTIVATE до подачи команды PRECHARGE, tRAS),
по его определению, как раз отвечает промежуток времени между началом первой и
началом четвертой операции. Отсюда вытекает первое важное соотношение между таймингами памяти:

min(tRAS) = tRCD + tCL + (tBL
— (tCL
— 1)) — 1.

Вычитание единицы производится вследствие того, что период tRAS не включает в себя такт, на котором осуществляется
подача команды PRECHARGE. Сокращая это выражение, получаем:

min(tRAS) = tRCD + tBL.

Вывод, вытекающий из детального рассмотрения схемы доступа к
данным, содержащимся в памяти типа SDRAM, заключается в том, что минимальное
значение tRAS, как это ни странно, не зависит от
величины задержки CAS#, tCL. Зависимость первого от
последнего –заблуждение, довольно часто встречающееся
в различных руководствах по оперативной памяти.

В качестве примера первого
соотношения
рассмотрим типичную высокоскоростную память типа DDR с
величинами задержек (tCL-tRCD-tRP) 2-2-2. При
минимальной длине пакета BL = 2 (минимально возможной для DDR) необходимо
затратить не менее 1 такта шины памяти для передачи пакета данных. Таким
образом, в этом случае минимальное значение tRAS
оказывается равным 3 (столь малое значение tRAS не
позволяет выставить подавляющее большинство контроллеров памяти). Передача
более длинных пакетов, состоящих из 4 элементов (BL = 4, tBL = 2),
увеличивает это значение до 4 тактов, наконец, для передачи максимального по
длине 8-элементного пакета (BL = 8, tBL = 4)
требуемое минимальное значение tRAS составляет 6
тактов. Отсюда следует, что, поскольку большинство контроллеров памяти не
позволяют указать значение tRAS < 5, разумно
настроить подсистему памяти таким образом, чтобы длина передаваемого пакета
была максимальной (BL = 8, в том случае, если этот параметр присутствует в
настройках подсистемы памяти в BIOS материнской платы), а величина tRAS принимала значение, равное 6. Альтернативный вариант –
BL = 4, tRAS = 5.

Второе важное
соотношение
между таймингами вытекает из того
факта, что полный цикл пакетного чтения данных – от 1-й стадии до ее повторения
– называется  минимальным временем цикла строки, tRC.
Поскольку первые три стадии не могут занимать время, меньшее tRAS, а последняя занимает время,
строго равное tRP, из этого следует:

tRC = tRAS
+ tRP.

Некоторые контроллеры памяти (например, интегрированный
контроллер памяти процессоров AMD64) позволяют независимо устанавливать
значения таймингов tRAS и tRC, что, в принципе, может привести к несоблюдению
указанного выше равенства. Тем не менее, какого-то смысла это неравенство иметь не будет и лишь будет означать, что значение одного из
настроенных параметров (tRAS или tRC) будет автоматически подстроено в большую сторону для
соблюдения равенства.

Схемы таймингов

Четыре важнейших параметра таймингов
памяти, расположенных в такой последовательности: tCL-tRCD-tRP-tRAS,
принято называть «схемой таймингов». Такие схемы
(например, 2-2-2-5 или 2.5-3-3-7 для памяти типа DDR; 3-3-3-9, 4-4-4-12 и
5-5-5-15 для памяти типа DDR2) достаточно часто можно встретить в спецификациях
на модули оперативной памяти.

Строго говоря, такая последовательность не соответствует
фактической последовательности возникновения задержек при доступе в микросхему
памяти (так, tRCD располагается перед tCL, а tRAS – «где-то
посередине»), поэтому на самом деле она отражает основные тайминги
памяти, расположенные в порядке их значимости. Действительно, наиболее значимой
является величина задержки CAS# (tCL), проявляющая
себя при каждой операции чтения данных, тогда как параметры tRCD
и tRP актуальны лишь при операциях на уровне строки
памяти в целом (ее открытия и закрытия, соответственно).

Задержки командного интерфейса

Особой категорией таймингов, не
связанных с доступом к данным, находящимся в ячейках микросхем SDRAM, можно
считать задержки командного интерфейса
или обратную им характеристику – «скорость подачи команд» (command
rate). Эти задержки связаны с функционированием
подсистемы памяти на уровне не индивидуальных микросхем, а составляемых ими
физических банков. При инициализации подсистемы памяти
каждому сигналу выбора кристалла (chip select), ассоциированному с определенным физическим банком
памяти, в регистрах чипсета присваивается определенный
номер (как правило, по емкости физических банков – например, по убывающей),
уникальным образом идентифицирующий данный физический банк при каждом
последующем запросе (все физические банки разделяют одни и те же, общие шины
команд/адресов и данных). Чем больше физических банков памяти
присутствует на общей шине памяти, тем больше электрическая емкостная нагрузка
на нее, с одной стороны, и тем больше задержка распространения сигнала (как
прямое следствие протяженности пути сигнала) и задержка кодирования/декодирования
и работы логики адресации и управления, с другой.

Так возникают задержки на уровне командного интерфейса,
которые на сегодняшний день наиболее известны для платформ, основанных на
процессорах семейства AMD Athlon 64 с интегрированным
контроллером памяти, поддерживающим память типа DDR SDRAM. Разумеется,
это не означает, что задержки командного интерфейса присущи лишь этому типу
платформ – для этого типа платформ, как правило, в настройках подсистемы памяти
в BIOS есть настройка параметра «Command Rate: 1T/2T», тогда как в других современных платформах
(например, семейства Intel Pentium 4 с чипсетами Intel 915, 925, 945, 955 и 975 серий) настройки
задержек командного интерфейса отсутствуют в явном виде
и, по всей видимости, регулируются автоматически. На платформах AMD Athlon 64 включение режима «2T» приводит к тому, что все
команды подаются (наряду с соответствующими адресами) на протяжении не одного,
а двух тактов шины памяти, что серьёзно сказывается на производительности, но
может быть оправдано с точки зрения стабильности
функционирования подсистемы памяти.

DDR/DDR2 SDRAM: Отличия
от SDR SDRAM

Оба типа микросхем (DDR SDRAM, SDR SDRAM), как правило,
имеют одинаковую логическую организацию (при одинаковой емкости), включая
4-банковую организацию массива памяти, и одинаковый командно-адресный
интерфейс. Фундаментальные различия между SDR и DDR лежат в организации
логического слоя интерфейса данных. По интерфейсу данных памяти типа SDR SDRAM
данные передаются только по положительному перепаду («фронту») синхросигнала.
При этом внутренняя частота функционирования микросхем SDRAM совпадает с
частотой внешней шины данных, а ширина внутренней шины данных SDR SDRAM (от
непосредственно ячеек до буферов ввода-вывода) совпадает с шириной внешней шины
данных. В то же время, по интерфейсу данных памяти типа DDR (а также DDR2)
данные передаются дважды за один такт шины данных – как по положительному
перепаду синхросигнала («фронту»), так и по отрицательному («срезу»).

Возникает вопрос: как можно организовать удвоенную скорость
передачи данных по отношению к частоте шины памяти? Возможны два решения –
можно либо увеличить в 2 раза внутреннюю частоту функционирования микросхем
памяти (по сравнению с частотой внешней шины), либо увеличить в 2 раза внутреннюю
ширину шины данных (по сравнению с шириной внешней шины). Достаточно наивно
было бы полагать, что в реализации стандарта DDR было применено первое решение,
но и ошибиться в эту сторону довольно легко, учитывая «чисто маркетинговый»
подход к маркировке модулей памяти типа DDR, якобы функционирующих на удвоенной
частоте (так, модули памяти DDR с реальной частотой шины 200 МГц именуются
«DDR-400»). Тем не менее, гораздо более простым и эффективным – исходя как из
технологических, так и экономических соображений – является второе решение,
которое и применяется в устройствах типа DDR SDRAM. Такая архитектура,
применяемая в DDR SDRAM, называется архитектурой «2n-предвыборки»
(2n-prefetch). В этой архитектуре доступ к данным осуществляется «попарно» –
каждая одиночная команда чтения данных приводит к отправке по внешней шине
данных двух элементов (разрядность которых, как и в SDR SDRAM, равна
разрядности внешней шины данных). Аналогично, каждая команда записи данных
ожидает поступления двух элементов по внешней шине данных. Именно это обстоятельство объясняет, почему величина «длины пакета» (Burst Length, BL) при передаче
данных в устройствах DDR SDRAM не может быть меньше 2.

Устройства
типа DDR2 SDRAM являются логическим продолжением развития архитектуры «2n-prefetch»,
применяемой в устройствах DDR SDRAM. Вполне естественно ожидать, что
архитектура устройств DDR2 SDRAM именуется «4n-prefetch» и подразумевает, что
ширина внутренней шины данных оказывается уже не в два, а в четыре раза больше
по сравнению с шириной внешней шины данных. Однако речь здесь идет не о
дальнейшем увеличении количества единиц данных, передаваемых за такт внешней
шины данных – иначе такие устройства уже не именовались бы устройствами «Double Data Rate 2-го поколения».
Вместо этого дальнейшее «расширение» внутренней шины данных позволяет снизить
внутреннюю частоту функционирования микросхем DDR2 SDRAM в два раза по
сравнению с частотой функционирования микросхем DDR SDRAM, обладающих равной
теоретической пропускной способностью. С одной стороны, снижение внутренней
частоты функционирования микросхем, наряду со снижением номинального питающего
напряжения с 2.5 до 1.8 V (вследствие применения нового 90-нм технологического
процесса), позволяет ощутимо снизить мощность, потребляемую устройствами памяти.
С другой стороны, архитектура 4n-prefetch микросхем DDR2 позволяет достичь
вдвое большую частоту внешней шины данных по сравнению с частотой внешней шины
данных микросхем DDR – при равной внутренней частоте функционирования самих
микросхем. Именно это и наблюдается в настоящее время – модули памяти
стандартной скоростной категории DDR2-800 (частота шины данных 400 МГц) на
сегодняшний день достаточно распространены на рынке памяти, тогда как последний официальный стандарт DDR ограничен скоростной категорией
DDR-400 (частота шины данных 200 МГц).

DRAM — Традиция

DRAM (Dynamic Random Access Memory) — один из видов компьютерной памяти с произвольным доступом (RAM), наиболее широко используемый в качестве ОЗУ современных компьютеров.

Конструктивно память DRAM состоит из «ячеек» размером в 1 или 4 бит, в каждой из которых можно хранить определённый объём данных. Совокупность «ячеек» такой памяти образуют условный «прямоугольник», состоящий из определённого количества строк и столбцов. Один такой «прямоугольник» называется страницей, а совокупность страниц называется банком. Весь набор «ячеек» условно делится на несколько областей.

Физическое представление[править]

В современных компьютерах физически память представляет собой электрическую плату — модуль, на котором расположены микросхемы памяти и разъём, необходимый для подключения модуля к материнской плате. Роль «ячеек» играют конденсаторы и транзисторы, расположенные внутри микросхем памяти. Конденсаторы заряжаются в случае, когда в «ячейку» заносится единичный бит, либо разряжаются в случае, когда в «ячейку» заносится нулевой бит. Транзисторы необходимы для удержания заряда внутри конденсатора. При отсутствии подачи электроэнергии к оперативной памяти, происходит разряжение конденсаторов, и память опустошается. Это динамическое изменение заряда конденсатора является основополагающим принципом работы памяти типа DRAM.
Элементом памяти типа DRAM является чувствительный усилитель (англ. sense amp), подключенный к каждому из столбцов «прямоугольника». Он, реагируя на слабый поток электронов, устремившихся через открытые транзисторы с обкладок конденсаторов, считывает всю страницу целиком. Именно страница является минимальной порцией обмена с динамической памятью, потому что обмен данными с отдельно взятой ячейкой невозможен.

Характеристики памяти DRAM[править]

Основными характеристиками DRAM являются тайминги и рабочая частота.
Для обращения к ячейке, контроллер задаёт номер банка, номер страницы в нём, номер строки и номер столбца, на все запросы тратится время, помимо этого довольно большая затрата уходит на открытие и закрытие банка после самой операции. На каждое действие требуется время, называемое таймингом. Основными таймингами DRAM являются: задержка между подачей номера строки и номера столбца, называемая временем полного доступа (англ.  RAS to CAS delay), задержка между подачей номера столбца и получением содержимого ячейки, называемая временем рабочего цикла (англ. CAS delay), задержка между чтением последней ячейки и подачей номера новой строки (англ. RAS precharge). Тайминги измеряются в наносекундах, и чем меньше величина этих таймингов, тем быстрее работает оперативная память. Рабочая частота измеряется в мегагерцах, и увеличение рабочей частоты памяти приводит к увеличению её быстродействия.

В отличие от статической памяти типа SRAM (англ. static random access memory), которая является конструктивно более сложным и более дорогим типом памяти RAM и используется в основном в кэш-памяти, память DRAM изготавливается на основе конденсаторов небольшой ёмкости, которые быстро теряют заряд, поэтому информацию приходится обновлять через определённые периоды времени, во избежание потерь данных. Этот процесс называется регенерацией памяти. Он реализуется специальным контроллером, установленным на материнской плате или на кристалле центрального процессора. На протяжении времени, называемого шагом регенерации, в DRAM перезаписывается целая строка «ячеек», и через 8-64 мс обновляются все строки памяти.

Процесс регенерации памяти в классическом варианте существенно «тормозит» работу системы, поскольку в это время обмен данными с памятью невозможен. Регенерация, основанная на обычном переборе строк, не применяется в современных типах DRAM. Существует несколько более экономичных вариантов этого процесса — расширенный, пакетный, распределенный; наиболее экономичной является скрытая регенерация.

Из новых технологий регенерации можно выделить тип регенерации PASR (англ. Partial Array Self Refresh), применяемый компанией Samsung в чипах памяти SDRAM с низким уровнем энергопотребления. Регенерация «ячеек» выполняется только в период ожидания в тех банках памяти, в которых имеются данные. Параллельно с этой технологией реализуется метод TCSR (англ. Temperature Compensated Self Refresh), который предназначен для регулировки скорости процесса регенерации в зависимости от рабочей температуры.

На протяжении долгого времени разработчиками создавались различные типы памяти. Они обладали разными характеристиками, в них были использованы разные технические решения. Основной движущей силой развития памяти было развитие ЭВМ и центральных процессоров. Постоянно требовалось увеличение быстродействия и объёма оперативной памяти.

Страничная память[править]

Страничная память (англ. page mode DRAM, PM DRAM) являлась одним из первых типов выпускаемой компьютерной оперативной памяти. Память такого типа выпускалась в начале 90-х годов, но с ростом производительности центральных процессоров и ресурсоёмкости приложений требовалось увеличивать не только объём памяти, но и скорость её работы.

Быстрая страничная память[править]

Быстрая страничная память (англ. fast page mode DRAM, FPM DRAM) появилась в 1995 году. Принципиально новых изменений память не претерпела, а увеличение скорости работы достигалось путём повышенной нагрузки на аппаратную часть памяти. Данный тип памяти в основном применялся для компьютеров с процессорами Intel 486 или аналогичных процессоров других фирм. Память могла работать на частотах 25 МГц и 33 МГц с временем полного доступа 70 нс и 60 нс и с временем рабочего цикла 40 нс и 35 нс соотвественно.

Память с усовершенствованным выходом[править]

Но с появлением процессоров Intel Pentium II память FPM DRAM оказалась совершенно неэффективной. Поэтому следующим шагом стала память с усовершенствованным выходом (англ. extended data out DRAM, EDO DRAM). Эта память появилась на рынке в 1996 году и стала активно использоваться на компьютерах с процессорами Intel Pentium и выше. Её производительность оказалась на 10-15 % выше по сравнению с памятью типа FPM DRAM. Её рабочая частота была 40 МГц и 50 МГц, соответственно, время полного доступа — 60 нс и 50 нс, а время рабочего цикла — 25 нс и 20 нс. Эта память содержит регистр-защелку (data latch) выходных данных, что обеспечивает некоторую конвейеризацию работы для повышения производительности при чтении.

Синхронная DRAM[править]

В связи с выпуском новых процессоров и постепенным увеличением частоты системной шины, стабильность работы памяти типа EDO DRAM стала заметно падать. Ей на смену пришла синхронная память (англ. synchronous DRAM, SDRAM). Новыми особенностями этого типа памяти являлись использование тактового генератора для синхронизации всех сигналов и использование конвейерной обработки информации. Также память надёжно работала на более высоких частотах системной шины (100 МГц и выше). Недостатками данного типа памяти являлась его высокая цена, а также его несовместимость со многими чипсетами и материнскими платами в силу своих новых конструктивных особенностей. Рабочие частоты этого типа памяти могли равняться 66 МГц, 100 МГц или 133 МГц, время полного доступа — 40 нс и 30 нс, а время рабочего цикла — 10 нс и 7.5 нс.

Пакетная EDO RAM[править]

Пакетная память EDO RAM (англ. burst extended data output DRAM, BEDO DRAM) стала дешёвой альтернативой памяти типа SDRAM. Основанная на памяти EDO DRAM, её ключевой особенностью являлась технология поблочного чтения данных (блок данных читался за один такт), что сделало её работу быстрее, чем у памяти типа SDRAM. Однако невозможность работать на частоте системной шины более 66 МГц не позволила данному типу памяти стать популярным.

Video RAM[править]

Cпециальный тип оперативной памяти Video RAM (VRAM) был разработан на основе памяти типа SDRAM для использования в видеоплатах. Он позволял обеспечить непрерывный поток данных в процессе обновления изображения, что было необходимо для реализации изображений высокого качества. На основе памяти типа VRAM, появилась спецификация памяти типа Windows RAM (WRAM), иногда её ошибочно связывают с операционными системами семейства Windows. Её производительность стала на 25 % выше, чем у оригинальной памяти типа SDRAM, благодаря некоторым техническим изменениям.

DDR SDRAM[править]

По сравнению с обычной памятью типа SDRAM, в памяти SDRAM с удвоенной скоростью передачи данных (англ.  double data rate SDRAM, DDR SDRAM, или SDRAM II) была вдвое увеличена пропускная способность. Первоначально память такого типа применялась в видеоплатах, но позднее появилась поддержка DDR SDRAM со стороны чипсетов. Она работает на частотах в 100 МГц и 133 МГц, её время полного доступа — 30 нс и 22.5 нс, а время рабочего цикла — 5 нс и 3.75 нс.

Direct RDRAM, или Direct Rambus DRAM[править]

Тип памяти RDRAM является разработкой компании Rambus. Высокое быстродействие этой памяти достигается рядом особенностей, не встречающихся в других типах памяти. Первоначальная очень высокая стоимость памяти RDRAM привела к тому, что производители мощных компьютеров предпочли менее производительную, зато более дешевую память DDR SDRAM. Рабочие частоты памяти — 400 МГц, 600 МГц и 800 МГц, время полного доступа — до 30 нс, время рабочего цикла — до 2.5 нс.

DDR2 SDRAM[править]

Конструктивно новый тип оперативной памяти DDR2 SDRAM был выпущен в 2004 году. Основываясь на технологии DDR SDRAM, этот тип памяти за счет технических изменений показывает более высокое быстродействие и предназначен для использования на современных компьютерах. Память может работать на частотах в 200 МГц, 266 МГц, 333 МГц и 400 МГц. Время полного доступа — 25 нс, 11.25 нс, 9 нс, 7.5 нс. Время рабочего цикла — 5 нс, 3.75 нс, 3 нс, 3.5 нс.

Различные корпуса DRAM. Сверху вниз: DIP, SIP, SIMM (30-контактный), SIMM (72-контактный), DIMM (168-контактный), DIMM (184-контактный, DDR)

Элементы памяти типа DRAM конструктивно выполняют либо в виде отдельных микросхем в корпусах типа DIP, либо в виде модулей памяти типа: SIP (Single In-Line Package), SIMM (Single In-line Memory Module), DIMM (Dual In-line Memory Module), RIMM (Rambus In-line Memory Module).
Микросхемы в корпусах типа DIP выпускались до использования модулей памяти. Эти микросхемы имеют два ряда контактов, расположенных вдоль длинных сторон чипа и загнутых вниз.

Модули SIP[править]

Модули типа SIP представляют собой прямоугольные платы с контактами в виде маленьких штырьков. Этот тип памяти в настоящее время практически не используется, так как был вытеснен модулями памяти типа SIMM.

Модули SIMM[править]

Модули типа SIMM представляют собой прямоугольную плату с контактной полосой вдоль одной из сторон, модули фиксируется в разъеме поворотом с помощью защелок. Наиболее распространены 30- и 72-контактные SIMM. Широкое распространение нашли SIMM на 4, 8, 16, 32 и даже 64 Мбайт.

Модули DIMM[править]

Модули типа DIMM наиболее распространены в виде 168-контактных модулей, устанавливаемых в разъем вертикально и фиксируемых защелками. В портативных устройствах широко применяются SO DIMM — разновидность DIMM малого размера (англ. SO — small outline), они предназначены в первую очередь для портативных компьютеров. Наиболее часто встречаются 72- и 144-контактные модули типа SO DIMM. Память типа DDR SDRAM выпускается в виде 184-контактных DIMM-модулей, а для памяти типа DDR2 SDRAM выпускаются 240-контактные модули.

Модули RIMM[править]

Модули типа RIMM менее распространены, в таких модулях выпускается память типа Direct RDRAM. Они представлены 184-контактными прямоугольными платами, которые обязательно должны устанавливаться только в парах, а пустые разъёмы на материнской плате занимаются специальными заглушками. Это связано с особенностями конструкции таких модулей.

Оперативная память (RAM) | ATLEX.Ru

У оперативной памяти много названий. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) определяет назначение — запоминать и хранить временную информацию, требующуюся процессору при выполнении операций. Английская аббревиатура RAM (Random Access Memory) означает память с произвольным доступом, то есть запрос к требуемой ячейке памяти происходит напрямую, другие блоки не затрагиваются. Также этот вид памяти называют энергозависимым, а значит, данные сохраняются в ней до тех пор, пока включено устройство, в котором она установлена. В разговорах ИТ-специалистов фигурирует слово «оперативка», но чаще всего это просто «память»: компьютера, телефона, серверная и т.п. Разберем, для чего нужна оперативная память, рассмотрим наиболее важные характеристики, влияющие на быстродействие и производительность и заслуживающие внимания при выборе, а также коснемся особенностей серверного ОЗУ.

Функции оперативной памяти

В компьютере помимо оперативного установлено и постоянное запоминающее устройство — ПЗУ, более известное как жесткий диск или винчестер. Это энергонезависимый тип памяти, который сохраняет всю информацию даже после отключения питания компьютера. Для выполнения работы центральному процессору требуется информация, хранящаяся на жестком диске. Данные копируются с винчестера в своеобразный буфер, которым и является оперативная память, а по окончании работы, после сохранения (если требуется) измененных данных обратно на винчестер, ОЗУ очищается. Кроме процессора информацию, хранящуюся в оперативной памяти, с целью быстродействия могут использовать другие компоненты системы — видеокарта и т.д.

Итак, оперативная память ускоряет процесс взаимодействия ЦПУ с винчестером, и соответственно приводит к увеличению производительности оборудования в целом. Поэтому важно понимать, какие именно параметры оперативной памяти позволят добиться наибольшей эффективности, а при каких условиях система вовсе не станет функционировать.

Типы памяти

Статическая память (SRAM — Static RAM) — быстрая, но не дешевая, часто находит применение в кэш-памяти процессоров, видеокарт и т.п.

Динамическая память (DRAM — Dynamic RAM) — не такая быстрая, как статическая, но зато более дешевая и находит повсеместное применение в компьютерах и других устройствах, поэтому о ней расскажем подробнее.

Широко распространены поколения динамической памяти DDR SDRAM (англ. Double Data Rate Synchronous DRAM), характеризующиеся удвоенной скоростью передачи данных:

  • DDR SDRAM
  • DDR2 SDRAM
  • DDR3 SDRAM
  • DDR4 SDRAM

Отличаются между собой количеством контактов, разъемом, повышением производительности и снижением потребления электроэнергии от поколения к поколению. На сегодня самыми популярными являются модули DDR3 и DDR4.

Частота функционирования

Параметр, характеризующий передачу данных между ОЗУ и процессором за единицу времени, — частота — также влияет на быстродействие системы. Высокий показатель означает большее количество переданной информации. Измеряется в мегагерцах и пишется рядом с типом памяти: DDR3-1200, где 1200 (МГц) — это частота передачи данных.

Пропускная способность

Быстродействие системы зависит также от пропускной способности ОЗУ — объема информации, обрабатываемой за единицу времени. Измеряется в мегабайтах в секунду, в характеристиках планки памяти обозначается так: PC3-10600, где 10600 (МБ/с) — максимально возможная скорость обработки данных.

Тайминги

Другой показатель, влияющий на производительность вычислительного устройства, характеризуется временем отсрочки выполнения команд оперативной памятью — таймингами (латентностью), ответственными за подготовку памяти к работе во избежание искажения данных. Чем ниже показатель тайминга, тем продуктивнее ОЗУ. На планке памяти маркируются либо 4 типа таймингов (2-2-3-6), либо первое из значений (CL2).

Объем оперативной памяти

Одной из главных характеристик, на которую чаще всего ориентируются при выборе оперативной памяти, является ее объем, измеряемый в мегабайтах и гигабайтах. Очевидно, что чем больше объем оперативной памяти, тем быстрее будет работа компьютера. Но есть нюансы. Во-первых, количество и тип слотов на материнской плате физически ограничивает число и тип планок памяти, которые можно установить в компьютер. А во-вторых, даже если взять модули максимального объема, от разрядности процессора зависит, будут ли в полной мере использоваться все эти гигабайты, или же деньги потрачены впустую. Дело в том, что 32-разрядные процессоры поддерживают не более 4 ГБ ОЗУ. 64-разрядные ЦПУ могут работать и с большим объемом.

Особо следует отметить, что при выборе парных планок оперативной памяти важно, чтобы все параметры были одинаковые, иначе система будет функционировать с наименьшими значениями или не будет работать вовсе. Кроме того, необходимо учитывать, какие модули памяти поддерживают процессор и материнская плата.

Серверная оперативная память

Помимо максимальной производительности и быстродействия, от памяти для сервера требуется высокая надежность и бесперебойная работа. Возникающие в процессе непрерывной работы случайные ошибки отрицательно воздействуют на производительность сервера и могут приводить к потере данных. Чтобы избежать этого, в ОЗУ для сервера обязательно применяется технология ECC (Error Correcting Code) — исправление наиболее вероятных ошибок путем избыточного кодирования информации.

Планки памяти, поддерживающие технологию коррекции ошибок, имеют добавочные микросхемы, содержащие ECC-код. Из-за этого цена серверной оперативной памяти возрастает. Материнская плата, чипсет и процессор должны поддерживать модули ECC-памяти, что тоже оказывает влияние на увеличение общей стоимости оборудования.

Еще один тип серверной памяти — буферизованная, или регистровая память. На планке имеется одна или более микросхем регистров для буферизации данных, поступающих от контроллера памяти. Такая конструктивная особенность снижает нагрузку на контроллер, благодаря чему можно установить большее количество модулей памяти.

Вы можете выбрать выделенные серверы от ATLEX.  (обозначения PC66, PC100, PC133)

  • DDR SDRAM (обозначения PC266, PC333 и т.д. или PC2100, PC2700)
  • RDRAM (PC800)
  • Теперь для последующих объяснений, расскажу про тайминги и частоты. Тайминг — это задержка между отдельными операциями, производимыми контроллером при обращении к памяти. 

    Если рассмотреть состав памяти, получим: всё её пространство представлено в виде ячеек (прямоугольники), которые состоят из определённого количества строк и столбцов. Один такой «прямоугольник» называется страницей, а совокупность страниц называется банком. 

    Для обращения к ячейке, контроллер задаёт номер банка, номер страницы в нём, номер строки и номер столбца, на все запросы тратится время, помимо этого довольно большая затрата уходит на открытие и закрытие банка после самой операции чтения/записи. На каждое действие требуется время, оно и называется таймингом. 

    Теперь рассмотрим поподробнее каждый из таймингов.  это параметр, который устанавливает размер предвыборки памяти относительно начального адреса обращения. Чем больше его размер, тем выше производительность памяти.

    Ну вот, вроде разобрались с основными понятиями о таймингах, теперь рассмотрим подробнее номиналы памяти (PC100, PC2100, DDR333 и т.д.) 

    Существует два типа обозначений для одной и той же памяти: одно — по «эффективной частоте» DDRxxx, а второе — по теоретической пропускной способности PCxxxx. 

    Обозначение «DDRxxx» исторически развилось из последовательности названий стандартов «PC66-PC100-PC133» — когда было принято скорость памяти ассоциировать с частотой (разве что ввели новое сокращение «DDR» для того, чтобы отличать SDR SDRAM от DDR SDRAM). Одновременно с памятью DDR SDRAM появилась память RDRAM (Rambus), на которой хитрые маркетологи решили ставить не частоту, а пропускную способность — PC800. При этом ширина шины данных как была 64 бита (8 байт) — так и осталась, то есть те самые PC800 (800 МБ/с) получались умножением 100 МГц на 8.  в отличие от Base и Concurrent, имеет 16-битную шину и работает на частоте 400 MHz. Пропускная способность Direct RDRAM составляет 1.6 Gb/s (учитывая двунаправленную передачу данных), что уже по сравнению с SDRAM (1 Gb/s для РС133) выглядит довольно неплохо. Обычно, говоря о RDRAM, подразумевают DRDRAM, поэтому буква «D» в названии часто опускается. При появлении этого типа памяти Intel создала чипсет для Pentium 4 — i850. 

    Самый большой плюс Rambus памяти это то, что чем больше модулей — тем больше пропускная способность, например до 1.6 Gb/s на один канал и до 6.4 Gb/s при четырех каналах. 

    Имеется также два недостатка, довольно значительных:

    1. Лапки золотые, и приходят в негодность, если плату памяти вытащить, и вставить в слот больше 10 раз (примерно).

    2. Завышенная цена, но многие находят очень хорошее применение этой памяти и готовы заплатить за них большие деньги. 

    Вот, пожалуй, и всё, мы разобрались с таймингами, названиями и номиналами, теперь я расскажу немного о различных немаловажных мелочах. : 

    Память типа DDR (Double Data Rate — удвоенная скорость передачи данных) обеспечивает передачу данных по шине «память-чипсет» дважды за такт, по обоим фронтам тактирующего сигнала. Таким образом, при работе системной шины и памяти на одной и той же тактовой частоте, пропускная способность шины памяти оказывается вдвое больше, чем у обычной SDRAM. 

    В обозначении модулей памяти DDR обычно используются два параметра: или рабочую частоту (равную удвоенному значению тактовой частоты) — например, тактовая частота памяти DR-400 равна 200 МГц; или пиковую пропускную способность (в Мб/с). У той же самой DR-400 пропускная способность приблизительно равна 3200 Мб/с, поэтому она может обозначаться как РС3200. В настоящее время память DDR потеряла свою актуальность и в новых системах практически полностью вытеснена более современной DDR2. тем не менее, для поддержания «на плаву» большого количества старых компьютеров, в которые установлена память DDR, выпуск ее все еще продолжается. : 

    Память стандарта DDR третьего поколения — DDR3 SDRAM в скором времени должна заменить нынешнюю DDR2. Производительность новой памяти удвоилась по сравнению с предыдущей: теперь каждая операция чтения или записи означает доступ к восьми группам данных DDR3 DRAM, которые, в свою очередь, с помощью двух различных опорных генераторов мультиплексируются по контактам I/O с частотой, в четыре раза превышающей тактовую частоту. Теоретически эффективные частоты DDR3 будут располагаться в диапазоне 800 МГц — 1600 МГц (при тактовых частотах 400 МГц — 800 МГц), таким образом, маркировка DDR3 в зависимости от скорости будет: DDR3-800, DDR3-1066, DDR3-1333, DDR3-1600. Среди основных преимуществ нового стандарта, прежде всего, стоит отметить существенно меньшее энергопотребление (напряжение питания DDR3 — 1,5 В, DDR2 — 1,8 В, DDR — 2,5 В). 

    Минусом DDR3 против DDR2 (и, тем более, по сравнению с DDR) можно назвать большую латентность. Модули памяти DDR3 DIMM для настольных ПК будут обладать 240-контактной структурой, привычной нам по модулям DDR2; однако физической совместимости между ними не будет (благодаря «зеркальной» цоколевке и различному расположению ключей разъема). : 

    На любом модуле памяти DIMM присутствует небольшой чип SPD (Serial Presence Detect), в котором производителем записывается информация о рабочих частотах и соответствующих задержках чипов памяти, необходимые для обеспечения нормальной работы модуля. Информация из SPD считывается BIOS на этапе самотестирования компьютера еще до загрузки операционной системы и позволяет автоматически оптимизировать параметры доступа к памяти. 
    Виды / типы модулей оперативной памяти

    Есть довольно немало видов оперативной памяти (ОЗУ). В этой статье описанны их характеристики для того, чтобы можно было иметь представление о различной оперативной памяти, т.к. не каждый способен отличить типы оперативной памяти… 

    FPM 

    FPM (Fast Page Mode) — вид динамической памяти. Его название соответствует принципу работы, так как модуль позволяет быстрее получать доступ к данным которые находятся на той же странице, что и данные, переданные во время предыдущего цикла. Эти модули использовались на большинстве компьютеров с процессорами 486 и в ранних системах с процессорами Pentium, ориентировочно в 1995 году. 

    EDO 

    Модули EDO (Extended Data Out) появились в 1995 году как новый тип памяти для компьютеров с процессорами Pentium. Это модифицированный вариант FPM. В отличие от своих предшественников, EDO начинает выборку следующего блока памяти в то же время, когда отправляет предыдущий блок центральному процессору. 

    SDRAM 

    SDRAM (Synchronous DRAM) — вид памяти со случайным доступом, работающий на столько быстро, чтобы его можно было синхронизировать с частотой работы процессора, исключая режимы ожидания. Микросхемы разделены на два блока ячеек так, чтобы во время обращения к биту в одном блоке шла подготовка к обращению к биту в другом блоке. Если время обращения к первой порции информации составляло 60 нс, все последующие интервалы удалось сократить до 10 нс. Начиная с 1996 года большинство чипсетов Интел стали поддерживать этот вид модулей памяти, сделав его очень популярным вплоть до 2001 года. 

    SDRAM может работать на частоте 133 МГц, что почти в три раза быстрее, чем FPM и в два раза быстрее EDO. Большинство компьютеров с процессорами Pentium и Celeron, выпущенных в 1999 году использовали именно этот вид памяти. 

    DDR 

    DDR (Double Data Rate) стал развитием SDRAM. Этот вид модулей памяти впервые появился на рынке в 2001 году. Основное отличие между DDR и SDRAM заключается в том, что вместо удвоения тактовой частоты для ускорения работы, эти модули передают данные дважды за один такт. Сейчас это основной стандарт памяти, но он уже начинает уступать свои позиции DDR2. 

    DDR2 

    DDR2 (Double Data Rate 2) — более новый вариант DDR, который теоретически должен быть в два раза более быстрым. Впервые память DDR2 появилась в 2003 году, а чипсеты, поддерживающие ее — в середине 2004. Эта память, также как DDR, передает два набора данных за такт. Основное отличие DDR2 от DDR — способность работать на значительно большей тактовой частоте, благодаря усовершенствованиям в конструкции.  

    RAMBUS (RIMM) — это вид памяти, который появился на рынке в 1999 году. Он основан на традиционной DRAM но с кардинально измененной архитектурой. Дизайн RAMBUS делает обращение к памяти более «разумным», позволяя получать предварительный доступ к данным, немного разгружая центральный процессор. Основная идея, использованная в этих модулях памяти, заключается в получении данных небольшими пакетами но на очень высокой тактовой частоте. Например, SDRAM может передавать 64 бит информации при частоте 100 МГц, а RAMBUS — 16 бит при частоте 800 МГц. Эти модули не стали успешными, так как у Интел было много проблем с их внедрением. Модули RDRAM появились в игровых консолях Sony Playstation 2 и Nintendo 64.

    Синхронная память DRAM »Примечания по электронике

    SDRAM — это название любой динамической памяти DRAM с произвольным доступом, где работа внешнего интерфейса синхронизируется с помощью внешнего тактового сигнала — отсюда и название синхронной DRAM.


    Учебное пособие по памяти SDRAM Включает:
    Что такое память SDRAM
    SDRAM архитектура
    SDRAM синхронизация и управление
    DDR / DDR1 SDRAM
    DDR2 SDRAM
    DDR3 SDRAM
    DDR4 SDRAM
    Стандарт JEDEC 79

    Вернуться на:
    Типы и технологии памяти


    SDRAM, или синхронная динамическая память с произвольным доступом, представляет собой разновидность полупроводниковой памяти DRAM, которая может работать на более высоких скоростях, чем обычная DRAM.

    Память

    SDRAM широко используется в компьютерах и другой вычислительной технике. После того, как была представлена ​​SDRAM, на массовый рынок вышли следующие поколения оперативной памяти с двойной скоростью передачи данных — DDR, которая также известна как DDR1, DDR2, DDR3 и DDR4.

    Использование SDRAM было настолько эффективным, что потребовалось всего около четырех лет после его внедрения в 1996/7, прежде чем его использование превысило использование DRAM в ПК из-за его большей скорости работы.

    В настоящее время память на основе SDRAM является основным типом динамической RAM, используемой во всем спектре вычислений.

    SDRAM разработка

    Основная идея SDRAM существует уже много лет. Первые идеи появились еще в 1970-х годах. Концепция SDRAM также использовалась в некоторых ранних процессорах Intel.

    Одним из первых коммерческих предложений SDRAM был KM48SL2000, который был представлен Samsung в 1993 году. Хотя он не сразу получил всеобщее признание, внедрение было относительно быстрым. Повышенная скорость SDRAM означала, что примерно на рубеже веков, т.е.е. 2000 SDRAM фактически заменила стандартную технологию DRAM в большинстве компьютерных приложений.

    Чтобы обеспечить взаимозаменяемость технологии SDRAM, JEDEC, отраслевой орган по стандартам полупроводников, принял свой первый стандарт SDRAM в 1993 году. Это способствовало созданию открытого общего стандарта для разработки SDRAM. Это также позволило разработчикам иметь возможность использовать продукцию более чем одного производителя и иметь жизнеспособный вариант второго источника.

    После того, как была установлена ​​базовая SDRAM, началась дальнейшая разработка.Форма SDRAM, известная как двойная скорость передачи данных, DDR SDRAM появилась в 2000 году с JEDEC Release 1 их стандарта 79C, который был обновлен до версии 2 в мае 2002 года, а затем до версии C в марте 2003 года.

    За

    DDR SDRM последовала следующая версия под названием DDR2 SDRAM. Впервые он был представлен в середине 2003 года, когда были доступны две тактовые частоты: 200 МГц (обозначаемая как PC2-3200) и 266 МГц (PC2-4200). Первые предложения DDR2 SDRAM уступали предыдущей DDR SDRA, но к концу 2004 года ее производительность была улучшена, превзойдя производительность форматов DDR.

    Позже была выпущена следующая версия SDRAM. Первые прототипы, известные как DDR3 SDRAM, были анонсированы в начале 2005 года. Однако только в середине 2007 года стали доступны первые компьютерные материнские платы, использующие DDR3.

    Дальнейшие разработки включают следующую фазу SDRAM, которой будет DDR4 SDRAM.

    Что такое SDRAM: основы

    Традиционные формы памяти, включая DRAM, работают асинхронно. Они реагируют на изменения по мере изменения входных данных управления, а также могут работать только тогда, когда им предоставляются запросы, обрабатывая их по одному.

    SDRAM может работать более эффективно. Он синхронизируется с часами процессора и, следовательно, с шиной

    .

    SDRAM имеет синхронный интерфейс и имеет внутренний конечный автомат, конвейерно обрабатывающий входящие инструкции. Это позволяет SDRAM работать более сложным образом, чем асинхронная DRAM. Это позволяет ему работать на гораздо более высоких скоростях.

    В результате SDRAM способна поддерживать одновременно открытыми два набора адресов памяти.Путем передачи данных поочередно из одного набора адресов, а затем из другого, SDRAM сокращает задержки, связанные с асинхронной RAM, которая должна закрыть один адресный банк перед открытием следующего.

    Термин конвейерная обработка используется для описания процесса, посредством которого SDRAM может принять новую инструкцию до того, как она завершит обработку предыдущей. Другими словами, он может эффективно обрабатывать сразу две инструкции.

    При записи за одной командой записи может сразу же следовать другая, не дожидаясь сохранения исходных данных в самой памяти SDRAM.

    Для чтения запрошенных данных появляется фиксированное количество тактовых импульсов после того, как была представлена ​​инструкция чтения. Можно отправлять дополнительные инструкции в течение периода задержки, который называется задержкой SDRAM.

    Типы SDRAM: версии DDR и т. Д.

    Технология

    SDRAM претерпела огромное развитие. В результате было введено несколько последовательных семейств памяти, каждое из которых имеет улучшенную производительность по сравнению с предыдущим поколением.

    • SDR SDRAM: Это базовый тип SDRAM, который был впервые представлен.Теперь его заменили другие типы, указанные ниже. Это называется SDRAM с одной скоростью передачи данных или просто SDRAM.
    • DDR SDRAM: DDR SDRAM, также известная как DDR1 SDRAM, получила свое название из-за того, что это SDRAM с двойной скоростью передачи данных. Этот тип SDRAM обеспечивает передачу данных в два раза быстрее, чем традиционный тип памяти SDRAM. Это достигается путем передачи данных дважды за цикл.
    • DDR2 SDRAM: DDR2 SDRAM может работать с внешней шиной в два раза быстрее, чем ее предшественник, и она была впервые представлена ​​в 2003 году.
    • DDR3 SDRAM: DDR3 SDRAM — это дальнейшее развитие типа SDRAM с удвоенной скоростью передачи данных. Это обеспечивает дальнейшее улучшение общей производительности и скорости.
    • DDR4 SDRAM: DDR4 SDRAM была следующим поколением DDR SDRAM. Она обеспечивала повышенную производительность для удовлетворения требований дня. Он был представлен во второй половине 2014 года.
    • DDR5 SDRAM: Развитие технологии SDRAM продвигается вперед, и в настоящее время разрабатывается новое поколение SDRAM, обозначенное как DDR5.Спецификация была выпущена в 2016 году, и ожидается, что первое производство будет произведено в 2020 году. DDR5 снизит энергопотребление при одновременном удвоении пропускной способности и емкости.

    Более подробная информация о каждом типе DDR SDRAM приводится на следующих страницах.

    Ввиду того, что SDRAM используется в больших объемах, постоянно ведутся разработки, чтобы гарантировать соответствие производительности требованиям. SDRAM DDR4 была последней из выпущенных, и разработка продолжается, поскольку существует огромная потребность во все более эффективных формах полупроводниковой памяти.

    Другие электронные компоненты:
    Резисторы
    Конденсаторы
    Индукторы
    Кристаллы кварца
    Диоды
    Транзистор
    Фототранзистор
    FET
    Типы памяти
    Тиристор
    Разъемы
    Разъемы RF
    Клапаны / трубки
    Аккумуляторы
    Переключатели
    Реле

    Вернуться в меню «Компоненты». . .

    Что такое SDRAM? (с иллюстрациями)

    SDRAM означает Synchronous Dynamic Random Access Memory , и это быстрый метод обеспечения вычислительной мощности.Он может работать на частоте 133 МГц, что намного быстрее, чем у более ранних технологий RAM.

    Микросхемы SDRAM могут одновременно принимать более одной команды записи.

    Память этого типа надежно защищает свои биты данных, храня их каждый в отдельном конденсаторе.Преимущество этого заключается в том, что он позволяет избежать повреждения и поддерживает «нетронутые» данные. Недостатком является то, что те же самые конденсаторы, которые так полезны для хранения битов SDRAM, также очень плохо удерживают электроны под контролем; в результате появляется часть имени Dynamic , поскольку для поддержания целостности данных требуются обновления. Когда все это динамическое обновление и хранение завершено, в результате получается плотный пакет данных, один из самых плотных в мире бизнеса.

    Наклейка DDR-SDRAM, разновидность памяти.

    Часть имени Synchronous дополнена подпрограммой, которая выстраивается в линию с системной шиной и процессором компьютера, так что все операции выполняются одновременно. В частности, внутренние часы компьютера приводят в действие весь механизм. Как только часы посылают сигнал о том, что прошла другая единица времени, микросхемы памяти начинают работать.В дополнение к плотному пакету данных DRAM он позволяет использовать более сложную структуру памяти, что приводит к чрезвычайно мощному методу хранения данных и доступа к ним.

    Еще одно преимущество SDRAM — это конвейерная обработка. Поскольку микросхемы очень плотные и сложные, они могут одновременно принимать более одной команды записи.Это означает, что микросхема может обрабатывать одну команду, одновременно принимая другую, даже если эта новая команда должна дождаться своей очереди в конвейере. Предыдущие микросхемы ОЗУ требовали проприетарного доступа, позволяющего одновременно выполнять только одну команду по всей микросхеме. Таким образом, чипы быстрее своих предшественников.

    Это в основном описывает чипы с отдельными данными или SDR SDRAM.Еще более новый вид микросхемы — это DDR SDRAM с двойной скоростью передачи данных. Это позволяет увеличить пропускную способность за счет двукратной передачи данных по конвейеру для каждой единицы времени, определяемой внутренними часами компьютера. Один перенос происходит в начале новой единицы времени, а другой — в конце.

    Микросхемы SDRAM

    впервые вышли на передний план в 1997 году.Всего за три года они стали доминирующей силой в микросхемах памяти во всем вычислительном спектре.

    Что такое память DDR? (с изображением)

    Синхронная динамическая оперативная память с удвоенной скоростью передачи данных, или сокращенно DDR SDRAM, — это тип компьютерной памяти, используемый в компьютерах Pentium III или более поздних версий. DDR RAM — это основная рабочая память компьютера, в которой хранятся программные инструкции и данные для использования центральным процессором (ЦП) через контроллер шины.Память DDR принадлежит к архитектурному семейству модулей памяти с двойным расположением каналов (DIMM) и является более быстрой формой SDRAM.

    Микросхемы DDR SDRAM могут одновременно принимать более одной команды записи.

    Каждый модуль памяти ddr имеет одну выемку на соединительной стороне и две выемки на стороне, которые прикрепляются к защелкам на материнской плате ПК, чтобы удерживать его на месте.ОЗУ DDR может иметь одностороннюю или двустороннюю конфигурацию микросхем. DDR для настольных ПК имеет 184 контакта по сравнению с 168 контактами в SDRAM. Версии для ноутбуков, называемые SO-DIMM, содержат 200 контактов.

    Существует три основных типа оперативной памяти ddr. DDR или DDR1 имеет тактовую частоту от 100 МГц до 200 МГц.240-контактная память DDR2 заменяет DDR1 и в четыре раза увеличивает скорость SDRAM, достигая максимума в 266 МГц. DDR3, 240-контактный модуль, потребляет меньше энергии и передает данные в восемь раз быстрее, чем SDRAM. DDR3 также является самым дорогим и наименее распространенным типом памяти ddr.

    Одно из основных различий между SDRAM и памятью ddr связано со способом использования тактового сигнала при обмене данными.SDRAM передает 64 бита данных в ЦП, используя нарастающий фронт тактового сигнала. Напротив, ddr ram передает данные с использованием как нарастающего, так и спадающего фронтов системных часов без изменения тактовой частоты. Это означает, что за один раз можно передать до 128 бит, что в два раза быстрее, чем SDRAM. Чем быстрее используется метод обмена данными, тем больше повышается производительность.

    Чтобы определить максимальную пропускную способность компьютерной памяти этого типа, умножьте частоту шины памяти на количество каналов — 1 для SDRAM, 2 для DDR, 4 для DDR2 и 8 для DDR3 — и 64, количество переданных битов.Затем разделите произведение на 8, количество бит в байте.

    Таким образом, для материнской платы с минимальной частотой шины 100 пиковая скорость передачи будет 1600 мегабайт в секунду (МБ / с). Для компьютеров, использующих шину 133 МГц, пик составляет 2100 МБ / с (DDR-266 или PC-2100).Наконец, модуль DDR2 с тактовой частотой 266 МГц достигает пикового значения 8500 МБ / с.

    Стандартные названия модулей памяти также включают измерения пропускной способности. DDR-200 или PC-1600 соответствуют модулю DDR1 с тактовой частотой 100 МГц и скоростью передачи 1600 МБ / с. DDR2-400 или PC2-3200 аналогично относится к модулю DDR2 с тактовой частотой 100 МГц и скоростью передачи 3200 МБ / с.

    Помимо скорости, память ddr также потребляет меньше энергии, чем SDRAM, работая при 2,5 В (2,6 В для DDR-400) по сравнению с 3,3 В SDRAM. Дополнительный продукт DDR для мобильных устройств, называемый MDDR, потребляет значительно меньше напряжения, чем память ddr для настольных компьютеров.

    К сожалению, память ddr не обратно совместима со старыми формами памяти.Таким образом, модули DDR2 не могут заменить DDR RAM. Фактически, объем используемой компьютерной памяти определяется набором микросхем материнской платы, и не каждая материнская плата поддерживает более высокие скорости. Лучше всего проконсультироваться с инструкциями по материнской плате или ПК перед обновлением памяти.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    2021 © Все права защищены. Карта сайта