Асинхронная DRAM

Основные параметры памяти

Быстродействие определяется временем выполнения операций записи и чтения, оценивается временем доступа и длительностью цикла.

Время доступа – задержка появления действительных данных на выходе памяти относительно начала цикла чтения. Длительность цикла – минимальный период следующих друг за другом обращений к памяти. Эти характеристики определяются принципом действия и технологией изготовления.

Производительность характеризуется скоростью потока записываемых или считываемых данных и измеряется в Мбайт/с. Производительность подсистемы памяти зависит от типа и быстродействия запоминающих элементов, разрядности шины памяти и особенностей архитектуры. Разрядность шины памяти – это количество байт или бит, с которыми операция чтения или записи может быть выполнена одновременно. Разрядность основной памяти обычно согласуется с разрядностью внешней шины процессора (4 байта для i486, 8 байт для Pentium и выше). Именно с целью повышения производительности у 32-битных процессоров внешняя шина, связывающая процессор с памятью, имеет разрядность 64 бита.

Банк памяти – комплект микросхем или модулей, обеспечивающих требуемую разрядность хранимых данных. В ПК на i-486 банком является один SIMM-72 или четверка SIMM-30. В процессорах 5-6 поколений банком может быть пара SIMM-72 или 1 модуль DIMM. Для Pentium-4 с чипсетом i850 требуется установка пар RIMM

Асинхронная память характерна тем, что подача сигналов обращения RAS (строка) и CAS (столбец), выбирающих одну из элементарных ячеек памяти выполняется в произвольные моменты времени.

FPM DRAM – модификация DRAM с быстрым страничным обменом. Принцип действия этой памяти основан на предположении о последовательном доступе к данным, расположенным в пределах одной строки матрицы памяти. Страница – это строка матрицы. Быстродействие такой памяти составляет порядка 70 нсек. Системы управления памятью в процессе считывания активирует адреса строк и столбцов, осуществляет проверку данных и передачу информации в систему. В наилучшем случае данный вид памяти реализует временную схему пакета 5-3-3-3.

EDO DRAM – это продвинутая FPM. Доступ тоже страничный, но на выходе микросхемы стоит регистр-защелка выходных данных, который работает по принципу конвейера: содержимое ячейки удерживается в регистре-защелке, в это время на вход матрицы подается адрес следующей ячейки. Время цикла внутри страницы уменьшается до 25 нс. Микросхемы EDO DRAM применяются в модулях SIMM-72 и DIMM. EDO- модули поддерживаются не всеми чипсетами. Применяются как в основной памяти, так и в видеопамяти графических адаптеров.

BEDO DRAM – это тот же EDO, но с реализацией блочного или пакетного доступа. В первом такте сигнала CAS данные поступают на вход регистров-защелок, во втором такте – на выходы. При обращении к BEDO задается адрес одной ячейки в строке, а за счет сигнала CAS считывается эта ячейка и три следующих, т.е пакет. В результате удлинения конвейера выходные данные как бы отстают на один такт сигнала CAS, зато следующие данные появляются без тактов ожидания процессора. Таким образом, обеспечивается лучший цикл чтения 5*1*1*1, (5 тактов на первое данное, затем по 1 такту), на частоте 66МГц. Задержка появления первых данных пакетного цикла окупается повышенной частотой приема последующих. BEDO DRAM применяется в модулях SIMM-72 и DIMM. На этом эволюция асинхронной памяти остановилась, т.к при ней возможны задержки и это ограничивает частоту системной шины – 66МГц.

Синхронная память (SDRAM)

Микросхемы SDRAM – это конвейеризированные устройства, которые на основе обычных ячеек обеспечивают цикл 5*1*1*1 при частоте шины в 100 МГц и выше. В синхронной памяти обеспечивается синхронизация всех входных и выходных сигналов с тактами системного генератора.

Весь массив SDRAM разделен на два независимых банка. Это позволяет совмещать выборку из одного банка с установкой адреса в другом банке, т.е иметь две открытые страницы, доступ к которым чередуется, что дает ускорение, Эти микросхемы оптимизированы для пакетной передачи.

По тактовой частоте микросхемы SDRAM делятся на три группы: РС66 (66,6 МГц), РС100 (100МГц), РС133(133МГц).

DDR SDRAM –эта память представляет собой дальнейшее развитие синхронной памяти (переводится - удвоенная скорость данных. Синхронизация осуществляется по переднему и заднему фронтам синхросигналов. На частоте 100МГц эта память в составе 8-байтных модулей DIMM дает производительность 1600Мбайт/с..

С шиной на 133 МГц при 64 битной шине производительность обмена составляет 2128 Мбайт/сек

Микросхемы DDR2 SDRAM обеспечивают обмен данными на четырехкратной частоте синхронизации. Поэтому скорость передачи данных возрастает в два раза. Память DDR 2 отличается и более низким напряжением питания:1,8 В вместо 2.5.В. Модули этой памяти имеют 230 контактов против 184 у DDR.

SLDRAM экономически выгодна при объеме ОЗУ не менее 256 Мбайт. В этом типе памяти адреса, команды, сигналы управления передаются в пакетном режиме по однонаправленной шине команд. Одновременно по другой, двунаправленной шине передаются данные, причем передача происходит на обоих фронтах тактовых импульсов. Всего за 4 такта передается вся информация, описывающая массив данных. Максимальная скорость передачи у этих микросхем превышает 1 Гбайт/сек на каждый разряд при частоте 400 МГц.

ESDRAM – улучшенная синхронная память является более быстрой версией синхронной памяти. Принцип ее работы заключается в том, что из динамической памяти в кэш целиком переносится вся строка, в которой находится считываемая ячейка. После этого считывание производится уже из кэш, а в основной памяти можно выбирать нужную строку или производить регенерацию. Недостаток этой памяти – усложнение контроллера, он должен учитывать возможность подготовки к чтению новой строки.

CDRAM – динамическая память с кэш-памятью. Это улучшенный вариант ESDRAM. Эта память имеет раздельные адресные линии для статического кэша и динамического ядра памяти. Кэш расположен внутри микросхемы, поэтому его эффективность выше. Объем одного блока данных, помещаемого в кэш, уменьшен до 128 бит.

RDRAM (Rambus DRAM) – микросхемы синхронной памяти, имеющей интерфейс, отличающийся от SDRAM. Первые микросхемы RDRAM имели 1-байтный интерфейс, работали на частоте 250-300 МГц и обеспечивали производительность 600Мбайт/с. Дальнейшим развитием стал фирменный стандарт DRDRAM, обеспечивающий производительность до 1600Мбайт/с на двухбайтной шине данных при частоте 400МГц.

Подсистема памяти RDRAM состоит из контроллера памяти, канала и микросхем памяти. Двухбайтная шина данных и разрядность памяти не зависит от числа установленных микросхем. Эти микросхемы появились потому, что обычные динамические ОЗУ достигают потолка при частоте в 300 МГц. Микросхемы представляют собой высокоскоростную динамическую память с произвольным доступом, интегрированную на системном уровне.

VCM - память с виртуальной шиной. В ней можно обращаться к памяти одновременно с несколькими процессами (запись данных,перенос содержимого на жесткий диск, обращения графического процессора). Каждый процесс использует виртуальную шину, которая взаимодействует с реальной, что повышает производительность на 25 %. Данные при записи не сразу заносятся в память, а помещаются в буфер, виртуальный канал, кв котором хранятся, пока память не будет готова их принять.

Технология IRAM предполагает размещение процессора и памяти в одном кристалле. Это дает возможность считывания и записи данных длинными словами (в пределах 16384 бит), что обеспечивает высокую производительность системы.

MRAM – магнитная оперативная память, принцип действия которой заключается в том, что запоминающим элементом служит магнитная среда, заключенная между металлическими пленками, образующими линии записи и чтения данных. Такую память можно применять в виде и динамической и статической памяти.

Статическая память. Она применяется в качестве кэш-памяти, может быть синхронной и асинхронной, запоминающим элементом у нее служит триггер.

Асинхронная статическая память используется в течение многих лет в качестве кэш-памяти. Обращение к ней происходит быстрее, чем к динамической, но все равно требуются такты ожидания.

Синхронная SB SRAM – пакетная синхронная статическая память, которая при частотах шины порядка 66 МГц является наиболее быстрой и выдает пакетные циклы в режиме 2-1-1-1. Когда частота больше 66 МГц, эта память не справляется с нагрузкой и выдает данные пакетами по 3-2-2-2, что медленнее. Кроме того, она дорогая.

PB SRAM – конвейерная пакетная статическая память, которая распараллеливает операции с использованием входных и выходных регистров. Такая память наиболее быстрая при частотах выше 75 МГц. Заполнение регистров требует дополнительного начального цикла, но заполненные регистры обеспечивают быстрый переход к следующему адресу. (Выдача данных пакетами с циклом 3-1-1-1).

1-T SRAM – новый тип памяти, в котором каждый разряд реализован на одном транзисторе. Фактически это технология динамической памяти, так как приходится осуществлять регенерацию памяти, но интерфейс связи с памятью выполнен в стандарте статической памяти, циклы регенерации скрыты от контроллера памяти. Размер кристалла с транзисторами на 80% меньше, чем с триггерами, а потребление меньше на 75 %.

Дата добавления: 2014-12-16