ΔΡΑΜΙ

Τσιπ RAM υψηλής ταχύτητας υπολογιστή που είναι διαφορετικό

ένα που χάνει το περιεχόμενό του αν δεν διαβαστεί μέσα σε 2 χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Τα μικροκυκλώματα οργανώνονται με τη μορφή τετράγωνου πίνακα, η τομή κάθε στήλης και σειράς του οποίου καθορίζει τη διεύθυνση των αντίστοιχων στοιχειωδών κελιών. Η διεύθυνση της γραμμής διαβάζεται όταν εφαρμόζεται ένας παλμός γραμμής στην είσοδο του πίνακα και η διεύθυνση στήλης διαβάζεται όταν εφαρμόζεται παλμός στήλης. Οι διευθύνσεις σειρών και στηλών μεταδίδονται μέσω ενός ειδικού πολυπλεξικού διαύλου διευθύνσεων MA (Multiplexed Address). Η δυναμική μνήμη υλοποιείται σε σύγχρονες και ασύγχρονες εκδόσεις. Στην τελευταία περίπτωση, ορισμός διεύθυνσης, παροχή σημάτων ελέγχου και ανάγνωση/εγγραφή δεδομένων

μπορεί να εκτελεστεί σε αυθαίρετους χρόνους.

ΤΥΠΟΙ DRAM

FPU DRAH "Fast Paged Dynamic RAM": Ένας βασικός τύπος μνήμης βίντεο που είναι πανομοιότυπος με αυτόν που υπάρχει στις μητρικές πλακέτες. Χρησιμοποιεί ασύγχρονη (τυχαία) πρόσβαση σε κελιά αποθήκευσης δεδομένων, στα οποία τα σήματα ελέγχου δεν συνδέονται αυστηρά με τη συχνότητα ρολογιού του συστήματος.

EDO DRAH/RAH "Μεγάλη Διαθεσιμότητα RAM": Ένα δυναμικό τσιπ μνήμης που διαφέρει από τη συμβατική δυναμική RAM. Τεχνική υποστήριξη αυτοματοποιημένων συστημάτων με αυξημένη ικανότητα εργασίας στη λεγόμενη λειτουργία σελίδας (που σχετίζεται με μείωση του αριθμού των κύκλων κατά την επιλογή παρακείμενων λέξεων του κειμένου). Ως αποτέλεσμα, η παραγωγικότητα του μηχανήματος αυξάνεται (κατά περίπου 5%). Χρησιμοποιείται ως κύρια μνήμη υπολογιστών που βασίζονται σε μικροεπεξεργαστές Pentium και Pentium Pro, καθώς και σε κάρτες βίντεο με συχνότητα διαύλου 40-50 MHz. Η μέγιστη απόδοση είναι περίπου 105 MB/s.

DDR SDRAM "Σύγχρονη δυναμική RAM διπλού ρυθμού δεδομένων" ή "Εκτεταμένη σύγχρονη δυναμική μνήμη RAM" διαφέρει από το SDRAH στο ότι προστίθεται μια μικρή στατική μνήμη στο τελευταίο για να λειτουργήσει ως προσωρινή μνήμη. Η χρήση πρόσθετης κρυφής μνήμης σάς επιτρέπει να μειώσετε τις χρονικές καθυστερήσεις και να επιτύχετε μέγιστη συχνότητα λειτουργίας 200 MHz. Ο σκοπός αυτής της προσωρινής αποθήκευσης είναι η αποθήκευση δεδομένων στα οποία γίνεται συχνή πρόσβαση και η ελαχιστοποίηση της πρόσβασης στην πιο αργή μνήμη DRAM. Η απόδοση και η ταχύτητα λειτουργίας ενός τέτοιου συνδυασμού διπλασιάζονται επίσης λόγω του γεγονότος ότι κατά την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ της κρυφής μνήμης SRAM και της ίδιας της DRAM, μπορεί να υπάρξει

χρησιμοποιείται ευρύτερος δίαυλος από ό,τι μεταξύ της κρυφής μνήμης SRAM και του ελεγκτή

ΔΡΑΜΙ. Αυτός ο τύπος αναπτυσσόμενης μνήμης κέρδισε τη μεγαλύτερη δημοτικότητα στην παραγωγή επιταχυντών γραφικών.

Το FB-DIMM "Fully Buffered Memory" βελτιώνει την απόδοση της RAM χρησιμοποιώντας τεχνολογία πρόσβασης δύο καναλιών. Η ανάγκη για αυτόν τον τύπο μνήμης προέκυψε λόγω της μείωσης του αριθμού των μονάδων που μπορούν να τοποθετηθούν σε έναν ελεγκτή βόρειας γέφυρας μικροεπεξεργαστή.

VRAH "Video RAM" ή "Video RAM": RAM υπολογιστή υψηλής ταχύτητας που προκύπτει από την ανάπτυξη δυναμικής RAM για το υποσύστημα γραφικών του υπολογιστή και τις εφαρμογές πολυμέσων του. Μερικές φορές αναφέρεται επίσης ως "DRAM διπλής θύρας". Διαφέρει από τα συμβατικά σχήματα δυναμικής RAM (DRAH) λόγω της ικανότητας ταυτόχρονης εκτέλεσης λειτουργιών εγγραφής και ανάγνωσης δεδομένων λόγω της παρουσίας δύο εισόδων (θυρών), γεγονός που παρέχει σημαντική (περίπου διπλάσια) αύξηση στην απόδοση του συστήματος. Χρησιμοποιείται σε προσαρμογείς γραφικών. Οι παράμετροί του είναι: εύρος ζώνης διαύλου 25-33 MHz, μέγιστο εύρος ζώνης 120 MB/s. Η VRAM είναι ένας από τους πιο ακριβούς τύπους μνήμης.

Οι υπολογιστές χρησιμοποιούν μνήμη τυχαίας πρόσβασης (RAM) για την αποθήκευση και την ανάκτηση πληροφοριών με τρόπο που είναι εύκολα και άμεσα διαθέσιμος. Οι υπολογιστές χρησιμοποιούν δύο τύπους μνήμης τυχαίας πρόσβασης: δυναμική μνήμη RAM (DRAM) και στατική μνήμη τυχαίας πρόσβασης (RAM). Κάθε ένα από αυτά έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Η SRAM έχει πλεονέκτημα ταχύτητας και η DRAM είναι πολύ φθηνότερη. Οι περισσότεροι υπολογιστές χρησιμοποιούν και τους δύο τύπους, αλλά η DRAM είναι πολύ πιο κοινή και έχει απόδοση πλέονεργασία.
Το τσιπ DRAM περιέχει εκατομμύρια κυψέλες μνήμης, καθεμία από τις οποίες αποτελείται από ένα τρανζίστορ και έναν πυκνωτή. Κάθε ένα από αυτά τα κελιά μπορεί να περιέχει 1 bit πληροφοριών, το οποίο διαβάζεται από τον υπολογιστή ως 1 ή 0. Για να προσδιορίσει την ένδειξη bit, το τρανζίστορ ελέγχει για φόρτιση στον πυκνωτή. Εάν υπάρχει φόρτιση, τότε διαβάστε το 1. Εάν όχι, η ένδειξη είναι 0. Τα κελιά είναι διατεταγμένα σε τετράγωνη διαμόρφωση, με γραμμές και στήλες αριθμημένες σε χιλιάδες.

Το πρόβλημα με τη DRAM είναι ότι ο πυκνωτής χάνει ενέργεια πολύ γρήγορα και μπορεί να κρατήσει μια φόρτιση μόνο για ένα κλάσμα του δευτερολέπτου. Για να διατηρήσετε τη φόρτιση στον πυκνωτή και να αποθηκεύσετε πληροφορίες, χρειάζεται ένα κύκλωμα ανανέωσης. Αυτή η διαδικασία ενημέρωσης πραγματοποιείται εκατοντάδες φορές ανά δευτερόλεπτο και απαιτεί όλα τα κελιά να είναι διαθέσιμα ακόμα κι αν οι πληροφορίες δεν χρειάζονται. Καθώς διαβάζεται κάθε σειρά κελιών, η κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) του υπολογιστή αντικαθιστά κάθε bit πληροφοριών, φορτίζοντας τους πυκνωτές όπως απαιτείται.

Από την άλλη πλευρά, τα στατικά τσιπ RAM χρησιμοποιούν διαφορετική τεχνολογία. Οι κυψέλες μνήμης εκτελούν μια απότομη στροφή μεταξύ 0 και 1 χωρίς τη χρήση πυκνωτών, πράγμα που σημαίνει ότι δεν απαιτείται διαδικασία ανανέωσης και η πρόσβαση γίνεται μόνο όταν χρειάζονται πληροφορίες. Χωρίς την ανάγκη συνεχούς πρόσβασης σε όλες τις πληροφορίες, η SRAM είναι πολύ πιο γρήγορη από τη DRAM. Γενικά, αυτά τα τσιπ είναι πολύ πιο ενεργειακά αποδοτικά, αλλά αυτό οφείλεται μόνο στην περιορισμένη ανάγκη τους για πρόσβαση στη μνήμη και η κατανάλωση αυξάνεται με περισσότερη χρήση.

Το μεγαλύτερο μειονέκτημα της SRAM είναι ο χώρος. Κάθε τρανζίστορ σε ένα δυναμικό τσιπ RAM μπορεί να αποθηκεύσει ένα bit πληροφοριών και χρειάζονται τέσσερα έως έξι τρανζίστορ για να αποθηκεύσουν ένα bit χρησιμοποιώντας SRAM. Αυτό σημαίνει ότι ένα δυναμικό τσιπ RAM θα ​​περιέχει τουλάχιστον τέσσερις φορές περισσότερη μνήμη από ένα στατικό τσιπ RAM ίδιου μεγέθους, καθιστώντας τη SRAM πολύ πιο ακριβή. Η μνήμη DRAM χρησιμοποιείται πιο συχνά για τη μνήμη προσωπικού υπολογιστή και τα τσιπ SRAM προτιμώνται όταν υπάρχει πρόβλημα με την ενεργειακή απόδοση, όπως σε αυτοκίνητα, οικιακές συσκευές και ηλεκτρονικές συσκευές χειρός.

Η δυναμική μνήμη κερδίζει δυναμική

Oleg Stepanenko,Υπολογιστές + Προγράμματα

Η μνήμη - μια από τις πηγές της «νοημοσύνης» της μηχανής - αναγκάζεται να ακολουθεί συνεχώς στον απόηχο της ταχύτητας του μικροεπεξεργαστή. Η ισορροπία της απόδοσης μεταξύ αυτών των κεντρικών στοιχείων του συστήματος σε πρόσφατους χρόνουςκάπως ισοπεδωμένο και δεν εγείρει πλέον ένα μπερδεμένο ερώτημα: έχουμε υπολογίσει με ακρίβεια τους κύκλους αναμονής;

Η ιστορία της μνήμης δυναμικής τυχαίας πρόσβασης (DRAM, Dynamic Random Access Memory) είναι ένα παράδειγμα μιας εξαιρετικής μελέτης μιας επιτυχημένης ιδέας που κάποτε εμφανίστηκε στους ερευνητές.

Πώς η DRAM επιβραδύνει τον υπολογιστή σας

Κύτταρο - το βασικό στοιχείο της μνήμης

Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία CMOS, λόγω των αναμφισβήτητων τεχνικών πλεονεκτημάτων της, κατασκευάζονται σύγχρονα τσιπ ηλεκτρονικών στοιχείων υψηλής ταχύτητας με υψηλή πυκνότητα συσκευασίας.

Τσιπ DRAMπεριέχει ένα σύνολο στοιχειωδών κελιών, ένα από τα οποία φαίνεται στο Σχ. ένας.

Το τρανζίστορ στο δυναμικό στοιχείο λειτουργεί ως διακόπτης που ελέγχει τη μεταφορά φορτίου. Όταν μια λίγη πληροφορία γράφεται στον πυκνωτή, το κλειδί ανοίγει, φορτίζοντας τον πυκνωτή σε μια συγκεκριμένη τιμή.

Ανάγνωση πληροφοριών- μια μακρά διαδικασία, συμπεριλαμβανομένων των προπαρασκευαστικών εργασιών. Πρώτον, ένα ειδικό κύκλωμα προφόρτισης μεταδίδει ένα δυναμικό (τάση αναφοράς) και στις δύο γραμμές bit. Το κύκλωμα τροποποιεί επίσης το κελί, αποκαθιστώντας τη χωρητικότητα πληροφοριών μετά την ανάγνωση (εξ ου και το όνομα του τρόπου λειτουργίας - ανάγνωση με τροποποίηση)).

Περαιτέρω, για πρόσβαση στο τσιπ μνήμης, λαμβάνονται σήματα ελέγχου από τον ελεγκτή RAM, που θέτουν τον αριθμητικό δίαυλο σε ενεργή κατάσταση. Ταυτόχρονα, το δυναμικό αυξάνεται επίσης στην αριθμητική γραμμή του κυττάρου, το τρανζίστορ ανοίγει και κλείνει το κύκλωμα: η θήκη - αριθμητική γραμμή 1.

Εάν η χωρητικότητα είναι φορτισμένη, εκφορτίζεται στη γραμμή λέξεων, αυξάνοντας το δυναμικό της. Η τάση εφαρμόζεται μεταξύ των γραμμών λέξεων 1 και 2. Το ρεύμα που κυκλοφορεί σε αυτή την περίπτωση δημιουργεί μια φόρτιση (μονάδα) στο δίαυλο εξόδου. Εάν η χωρητικότητα δεν φορτίστηκε, τότε σχηματίζεται ρεύμα αντίθετης κατεύθυνσης στην έξοδο και το μηδέν αφαιρείται από το δίαυλο δεδομένων.

Η διαδικασία της γραφής είναι αντίθετη από την ανάγνωση.

Υπάρχουν πολλά προσωρινά χαρακτηριστικά της δυναμικής μνήμης, αλλά τα πιο σημαντικά είναι τρία:

 χρόνος προφόρτισης μνήμης - αντιπροσωπεύει την καθυστέρηση που σχετίζεται με την προφόρτιση των γραμμών bit με την τάση αναφοράς.

 χρόνος πρόσβασης στη μνήμη - ενεργοποίηση του αριθμητικού διαύλου, ως αποτέλεσμα του οποίου οι πληροφορίες τοποθετούνται στο δίαυλο δεδομένων εξόδου της μνήμης.

 χρόνος κύκλου - αποτελείται από καθυστερήσεις προφόρτισης και χρόνου πρόσβασης.

Η καθυστέρηση εξόδου δεδομένων DRAM μετράται σε τιμές από δεκάδες έως εκατοντάδες νανοδευτερόλεπτα.

Όταν ο επεξεργαστής "περπατάει"

Το σύστημα επιβραδύνεται όχι μόνο από καθυστερήσεις στα «έντερα» της μνήμης. Οποιαδήποτε πρόσβαση στη μνήμη RAM συνοδεύεται από τη μεταφορά στον ελεγκτή μνήμης μιας μεγάλης ομάδας σημάτων που περιπλέκουν το κύκλωμα. Ο όγκος της συσκευής σήματος αυξάνει τον λανθάνοντα χρόνο της προπαρασκευαστικής περιόδου του κύκλου ανταλλαγής δεδομένων. Περί τίνος πρόκειται?

Στη μνήμη DRAM, κάθε κελί μπορεί να βρεθεί από τις συντεταγμένες διευθύνσεών του διατεταγμένες σε σειρές και στήλες (Εικ. 2).

Όλα τα κελιά εμφανίζονται σε έναν κοινό αριθμητικό δίαυλο. Η επιλογή της κατάλληλης διεύθυνσης γραμμής και στήλης σάς επιτρέπει να προσδιορίσετε τη θέση του κελιού. Το περιεχόμενο πολλών κελιών, συνδυασμένο στην έξοδο, σχηματίζει μια ομάδα πληροφοριών - ένα byte ή μια λέξη, και ακολουθεί το δίαυλο δεδομένων μνήμης. Η χωρητικότητα του διαύλου δεδομένων εξωτερικής μνήμης επιτρέπει την αύξηση του εύρους ζώνης του. Ταυτόχρονα, η αύξηση της ταχύτητας της μνήμης δεν θα έχει κανένα αποτέλεσμα εάν δεν είναι σε θέση να λειτουργήσει με μικρές χρονικές καθυστερήσεις.

Η διεύθυνση μνήμης περιέχει τις πληροφορίες επιλογής: byte, τράπεζα, γραμμή και στήλη. Μπαίνει σε μία από τις θύρες του ελεγκτή RAM, μετατρέπεται σε δύο διευθύνσεις - σειρές και στήλες, οι οποίες εισέρχονται στη DRAM μέσω του διαύλου MA (Εικ. 3) με ορισμένο χρονικό διάστημα (ΔT1 στο Σχ. 4).

Ο ελεγκτής μνήμης είναι εξοπλισμένος με μια θύρα για την επικοινωνία με τον επεξεργαστή και μια άλλη θύρα για την επικοινωνία με συσκευές I/O στο δίαυλο συστήματος. Στα σύγχρονα chipset, η πρώτη θύρα ονομάζεται «βόρειος» και η άλλη «νότια». Με την ίδια επιτυχία, η θύρα AGP μπορεί να ονομαστεί "Δυτική" ... Δεδομένου ότι υπάρχουν πολλοί "αιτούντες" για την ανταλλαγή, υπάρχει ένας διαιτητής στην είσοδο του υποσυστήματος. Αυτός ο «αυστηρός θυρωρός» συνδέει συσκευές στη μνήμη σύμφωνα με προτεραιότητες. Αυτή η διαδικασία απαιτεί επίσης χρόνο.

Δίαυλος μεταξύ επεξεργαστή και ελεγκτή RAM - FSB(Front Side Bus) - χρονισμένο από το ρολόι συστήματος. Ελλείψει δεδομένων στη μνήμη cache, η πρόσβαση στη μνήμη RAM μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής.

Κατά τη διάρκεια του πρώτου και του δεύτερου κύκλου ρολογιού, τα σήματα ελέγχου και διεύθυνσης αποστέλλονται από τον δίαυλο FSB στον ελεγκτή RAM (το # κοντά στο σήμα υποδηλώνει ότι το ενεργό του επίπεδο είναι χαμηλό). Τα σήματα αναλύονται και ελέγχονται από τη λογική RAM.

Δύο ή τρία (ανάλογα με την ποιότητα της DRAM) ρολόι ξοδεύονται για την εκκίνηση του κυκλώματος αποκρυπτογράφησης και την επιλογή της κατάλληλης γραμμής.

Κάθε ένα από τα στοιχεία της ομάδας διευθύνσεων περιορίζεται από παλμούς σημάτων ελέγχου RAS#(Σειρά AddressStrobe) και CAS#(Διεύθυνση στήλης Strobe) ( ρύζι. 4).

Όταν γίνεται πρόσβαση σε γραμμές γραμμής, ενεργοποιείται η αριθμητική γραμμή και διαβάζονται όλα τα κελιά σε αυτήν τη γραμμή. Τα αντίστοιχα δυναμικά από τους πυκνωτές παρέχονται στα bit ελαστικά. Η ενεργοποίηση των διαύλων στηλών, η σύνδεση των γραμμών bit στην προσωρινή μνήμη δεδομένων και η ανάκτηση δεδομένων από το κελί μνήμης απαιτούν επίσης δύο έως τρεις κύκλους ρολογιού. Ένας άλλος κύκλος δαπανάται για την παράδοση δεδομένων στο buffer δεδομένων DRAM. Σε έναν κύκλο, δαπανάται για την παράδοση δεδομένων στον ελεγκτή RAM και στη συνέχεια στον επεξεργαστή. Έτσι, σε έναν κύκλο πρόσβασης στη μνήμη, το σύστημα δημιουργεί συνολικά 9–11 κύκλους ρολογιού. Κατά την ανάγνωση δεδομένων, θα πρέπει να ληφθούν υπόψη δύο ακόμη κύκλοι που δαπανήθηκαν για την αποκατάσταση της φόρτισης της κυψέλης.

Για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι προγραμματιστές έχουν δημιουργήσει διάφορους τύπους μνήμης. κατείχαν διαφορετικά χαρακτηριστικά, χρησιμοποίησαν διαφορετικές τεχνικές λύσεις. Βασικός κινητήρια δύναμηανάπτυξη της μνήμης ήταν η ανάπτυξη υπολογιστών και κεντρικών μονάδων επεξεργασίας. Χρειάζεται συνεχώς για την αύξηση της ταχύτητας και της ποσότητας RAM.

μνήμη σελίδας

Η λειτουργία σελίδας DRAM (PM DRAM) ήταν ένας από τους πρώτους τύπους RAM υπολογιστών που κατασκευάστηκαν. Η μνήμη αυτού του τύπου δημιουργήθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1990, αλλά με την αύξηση της απόδοσης του επεξεργαστή και την ένταση των πόρων των εφαρμογών, ήταν απαραίτητο να αυξηθεί όχι μόνο η ποσότητα της μνήμης, αλλά και η ταχύτητα λειτουργίας της.

Γρήγορη μνήμη σελίδας

Η γρήγορη μνήμη σελίδας (γρήγορη λειτουργία σελίδας DRAM, FPM DRAM) εμφανίστηκε το 1995. Η μνήμη δεν έχει υποστεί ριζικά νέες αλλαγές και η αύξηση της ταχύτητας λειτουργίας επιτεύχθηκε αυξάνοντας το φορτίο στο υλικό της μνήμης. Αυτός ο τύπος μνήμης χρησιμοποιήθηκε κυρίως για υπολογιστές με Επεξεργαστές Intel 80486 ή παρόμοιους επεξεργαστές από άλλες εταιρείες. Η μνήμη μπορούσε να λειτουργήσει σε συχνότητες 25 και 33 MHz με χρόνο πλήρους πρόσβασης 70 και 60 ns και χρόνο κύκλου λειτουργίας 40 και 35 ns, αντίστοιχα.

EDO DRAM -- βελτιωμένη μνήμη εξόδου

Με την εμφάνιση των επεξεργαστών Intel Pentium, η μνήμη FPM DRAM αποδείχθηκε εντελώς αναποτελεσματική. Επομένως, το επόμενο βήμα ήταν η μνήμη με βελτιωμένη έξοδο (Αγγλικά εκτεταμένα δεδομένα DRAM, EDO DRAM). Αυτή η μνήμη εμφανίστηκε στην αγορά το 1996 και άρχισε να χρησιμοποιείται ενεργά σε υπολογιστές με επεξεργαστές Intel Pentium και ανώτερους επεξεργαστές. Η απόδοσή του αποδείχθηκε ότι ήταν 10-15% υψηλότερη σε σύγκριση με τη μνήμη DRAM FPM. Η συχνότητα λειτουργίας του ήταν 40 και 50 MHz, αντίστοιχα, ο χρόνος πλήρους πρόσβασης ήταν 60 και 50 ns και ο κύκλος λειτουργίας ήταν 25 και 20 ns. Αυτή η μνήμη περιέχει ένα μάνδαλο δεδομένων των δεδομένων εξόδου, το οποίο παρέχει κάποια διοχέτευση της εργασίας για τη βελτίωση της απόδοσης ανάγνωσης.

SDRAM -- σύγχρονη DRAM

Λόγω της κυκλοφορίας νέων επεξεργαστών και της σταδιακής αύξησης της συχνότητας του διαύλου συστήματος, η σταθερότητα της μνήμης EDO DRAM άρχισε να μειώνεται αισθητά. Αντικαταστάθηκε από σύγχρονη μνήμη (Αγγλικά σύγχρονη DRAM, SDRAM). Νέα χαρακτηριστικά αυτού του τύπου μνήμης ήταν η χρήση μιας γεννήτριας ρολογιού για τον συγχρονισμό όλων των σημάτων και η χρήση επεξεργασίας πληροφοριών με σωλήνωση. Η μνήμη λειτουργούσε επίσης αξιόπιστα σε υψηλότερες συχνότητες διαύλου συστήματος (100 MHz και άνω).

Εάν για τη μνήμη FPM και EDO υποδεικνύεται ο χρόνος ανάγνωσης του πρώτου κελιού στην αλυσίδα (χρόνος πρόσβασης), τότε για το SDRAM υποδεικνύεται ο χρόνος ανάγνωσης των επόμενων κελιών. Μια αλυσίδα είναι πολλά διαδοχικά κελιά. Χρειάζεται πολύς χρόνος (60-70 ns) για την ανάγνωση του πρώτου κελιού, ανεξάρτητα από τον τύπο της μνήμης, αλλά ο χρόνος για την ανάγνωση των επόμενων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο. Οι συχνότητες λειτουργίας αυτού του τύπου μνήμης θα μπορούσαν να είναι 66, 100 ή 133 MHz, ο χρόνος πλήρους πρόσβασης - 40 και 30 ns και ο χρόνος κύκλου λειτουργίας - 10 και 7,5 ns.

Με αυτόν τον τύπο μνήμης χρησιμοποιήθηκε η τεχνολογία Virtual Channel Memory (VCM). Το VCM χρησιμοποιεί μια αρχιτεκτονική εικονικών καναλιών που επιτρέπει πιο ευέλικτη και αποτελεσματική μεταφορά δεδομένων χρησιμοποιώντας κανάλια εγγραφής στο τσιπ. Αυτή η αρχιτεκτονική είναι ενσωματωμένη στο SDRAM. Το VCM, εκτός από τον υψηλό ρυθμό μεταφοράς δεδομένων, ήταν συμβατό με την υπάρχουσα SDRAM, γεγονός που επέτρεψε την αναβάθμιση του συστήματος χωρίς σημαντικό κόστος και τροποποιήσεις. Αυτή η λύση βρήκε υποστήριξη από ορισμένους κατασκευαστές chipset.

Ενισχυμένο SDRAM (ESDRAM)

Για να ξεπεραστούν ορισμένα από τα προβλήματα καθυστέρησης που είναι εγγενή στην τυπική μνήμη DRAM, αποφασίστηκε να δημιουργηθεί μια μικρή ποσότητα SRAM στο τσιπ, δηλαδή να δημιουργηθεί μια κρυφή μνήμη στο τσιπ.

Το ESDRAM είναι ουσιαστικά SDRAM με μικρή ποσότητα SRAM. Με χαμηλή καθυστέρηση και έκρηξη, επιτυγχάνονται συχνότητες έως 200 MHz. Όπως συμβαίνει με μια εξωτερική κρυφή μνήμη, η κρυφή μνήμη SRAM έχει σχεδιαστεί για να αποθηκεύει και να ανακτά τα δεδομένα με τη μεγαλύτερη πρόσβαση. Εξ ου και η μείωση του χρόνου πρόσβασης δεδομένων για αργή μνήμη DRAM.

Μια τέτοια λύση ήταν η ESDRAM από την Ramtron International Corporation.

Μαζική EDO RAM

Η EDO RAM (διάσπαση εκτεταμένης εξόδου δεδομένων DRAM, BEDO DRAM) έχει γίνει μια φθηνή εναλλακτική λύση στη μνήμη SDRAM. Βασισμένο στο EDO DRAM, το βασικό χαρακτηριστικό του ήταν η τεχνολογία ανάγνωσης δεδομένων μπλοκ προς μπλοκ (ένα μπλοκ δεδομένων διαβάστηκε σε έναν κύκλο ρολογιού), που το έκανε ταχύτερο από το SDRAM. Ωστόσο, η αδυναμία λειτουργίας σε συχνότητα διαύλου συστήματος μεγαλύτερη από 66 MHz δεν το επέτρεπε αυτός ο τύποςη μνήμη γίνεται δημοφιλής.

Ένας ειδικός τύπος RAM -- Video RAM (VRAM) -- αναπτύχθηκε από την SDRAM για χρήση σε κάρτες γραφικών. Κατέστησε δυνατή την παροχή συνεχούς ροής δεδομένων κατά τη διαδικασία ενημέρωσης της εικόνας, η οποία ήταν απαραίτητη για την υλοποίηση εικόνων υψηλής ποιότητας. Με βάση τη μνήμη VRAM, εμφανίστηκε η προδιαγραφή τύπου μνήμης RAM (WRAM) των Windows, μερικές φορές συσχετίζεται κατά λάθος με λειτουργικά συστήματα της οικογένειας Windows. Η απόδοσή του έχει γίνει 25% υψηλότερη από την αρχική μνήμη τύπου SDRAM, χάρη σε ορισμένες τεχνικές αλλαγές.

Σε σύγκριση με τη συμβατική SDRAM, η διπλή ταχύτητα δεδομένων SDRAM (DDR SDRAM ή SDRAM II) έχει διπλασιάσει το εύρος ζώνης. Αρχικά, αυτός ο τύπος μνήμης χρησιμοποιήθηκε σε κάρτες βίντεο, αλλά αργότερα εμφανίστηκε η υποστήριξη chipset για DDR SDRAM.

Όλες οι προηγούμενες DRAM είχαν ξεχωριστές γραμμές διεύθυνσης, δεδομένων και ελέγχου, οι οποίες επιβάλλουν περιορισμούς στην ταχύτητα των συσκευών. Για να ξεπεραστεί αυτός ο περιορισμός, σε ορισμένες τεχνολογικές λύσεις, όλα τα σήματα άρχισαν να εκτελούνται στον ίδιο δίαυλο. Δύο από αυτές τις λύσεις είναι οι τεχνολογίες DRDRAM και SLDRAM. Έχουν λάβει τη μεγαλύτερη δημοτικότητα και αξίζουν προσοχή. Το πρότυπο SLDRAM είναι ανοιχτό και, όπως η προηγούμενη τεχνολογία, το SLDRAM χρησιμοποιεί και τα δύο άκρα του ρολογιού. Όσον αφορά τη διεπαφή, το SLDRAM υιοθετεί ένα πρωτόκολλο που ονομάζεται Interface SynchLink και στοχεύει να λειτουργεί στα 400 MHz.

Το DDR SDRAM λειτουργεί στα 100, 133, 166 και 200 ​​MHz, έχει χρόνο πλήρους πρόσβασης 30 και 22,5 ns και κύκλο λειτουργίας 5, 3,75, 3 και 2,5 ns.

Δεδομένου ότι η συχνότητα ρολογιού κυμαίνεται από 100 έως 200 MHz και τα δεδομένα μεταδίδονται με 2 bit ανά παλμό ρολογιού, τόσο στην μπροστινή όσο και στην άκρη του παλμού ρολογιού, η πραγματική συχνότητα μετάδοσης δεδομένων κυμαίνεται από 200 έως 400 MHz. Τέτοιες μονάδες μνήμης ονομάζονται DDR200, DDR266, DDR333, DDR400.

Direct RDRAM ή Direct Rambus DRAM

Ο τύπος μνήμης RDRAM είναι μια εξέλιξη της εταιρείας Rambus. Η υψηλή απόδοση αυτής της μνήμης επιτυγχάνεται από μια σειρά από χαρακτηριστικά που δεν βρίσκονται σε άλλους τύπους μνήμης. Το αρχικό πολύ υψηλό κόστος της μνήμης RDRAM οδήγησε στο γεγονός ότι οι κατασκευαστές ισχυρών υπολογιστών προτιμούσαν τη λιγότερο ισχυρή, αλλά φθηνότερη μνήμη DDR SDRAM. Συχνότητες λειτουργίας μνήμης - 400, 600 και 800 MHz, χρόνος πλήρους πρόσβασης - έως 30 ns, χρόνος κύκλου λειτουργίας - έως 2,5 ns.

Δομικά, ένας νέος τύπος RAM DDR2 SDRAM κυκλοφόρησε το 2004. Με βάση την τεχνολογία DDR SDRAM, αυτός ο τύπος μνήμης, λόγω τεχνικών αλλαγών, παρουσιάζει υψηλότερη απόδοση και έχει σχεδιαστεί για χρήση σε σύγχρονους υπολογιστές. Η μνήμη μπορεί να λειτουργήσει σε ταχύτητες διαύλου 200, 266, 333, 337, 400, 533, 575 και 600 MHz. Σε αυτήν την περίπτωση, η πραγματική συχνότητα μετάδοσης δεδομένων θα είναι 400, 533, 667, 675, 800, 1066, 1150 και 1200 MHz, αντίστοιχα. Ορισμένοι κατασκευαστές μονάδων μνήμης, εκτός από τις τυπικές συχνότητες, παράγουν επίσης δείγματα που λειτουργούν σε μη τυπικές (ενδιάμεσες) συχνότητες. Προορίζονται για χρήση σε υπερχρονισμένα συστήματα όπου απαιτείται χώρος κεφαλής. Χρόνος πλήρους πρόσβασης -- 25, 11,25, 9, 7,5 ns ή λιγότερο. Χρόνος κύκλου λειτουργίας -- 5 έως 1,67 ns.

Αυτός ο τύπος μνήμης βασίζεται σε τεχνολογίες DDR2 SDRAM με διπλάσια ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων στο δίαυλο μνήμης. Διαφέρει στη μειωμένη κατανάλωση ενέργειας σε σύγκριση με τους προκατόχους. Η συχνότητα εύρους ζώνης κυμαίνεται από 800 έως 2400 MHz (η συχνότητα εγγραφής είναι πάνω από 3000 MHz), η οποία παρέχει περισσότερο εύρος ζώνης από όλους τους προκατόχους.

Σχέδια μνήμης DRAM

Ρύζι. 4. Διάφορα πακέτα DRAM. Από πάνω προς τα κάτω: DIP, SIPP, SIMM (30-pin), SIMM (72-pin), DIMM (168-pin), DIMM (184-pin, DDR)

Εικ.5.

Ρύζι. 6. Μονάδα DDR2 σε πακέτο SO-DIMM 204 ακίδων

Η μνήμη DRAM εκτελείται δομικά τόσο με τη μορφή ξεχωριστών μικροκυκλωμάτων σε πακέτα DIP, SOIC, BGA, όσο και με τη μορφή μονάδων μνήμης του τύπου: SIPP, SIMM, DIMM, RIMM.

Αρχικά, τα τσιπ μνήμης παράγονταν σε πακέτα DIP (για παράδειγμα, η σειρά K565RUxx), στη συνέχεια άρχισαν να παράγονται σε πιο προηγμένα τεχνολογικά πακέτα για χρήση σε μονάδες.

Σε πολλές SIMM και στη συντριπτική πλειονότητα των DIMM, εγκαταστάθηκε SPD (Serial Presence Detect) - ένα μικρό τσιπ μνήμης EEPROM που αποθηκεύει παραμέτρους της μονάδας (χωρητικότητα, τύπος, τάση λειτουργίας, αριθμός τραπεζών, χρόνος πρόσβασης κ.λπ.), οι οποίες ήταν μέσω προγραμματισμού διαθέσιμο ως προς τον εξοπλισμό στον οποίο εγκαταστάθηκε η μονάδα (χρησιμοποιείται για την αυτόματη ρύθμιση παραμέτρων) και στους χρήστες και τους κατασκευαστές.

Μονάδες SIPP

Οι μονάδες SIPP (Single In-line Pin Package) είναι ορθογώνιες σανίδες με επαφές με τη μορφή μιας σειράς μικρών ακίδων. Αυτός ο τύπος σχεδίασης δεν χρησιμοποιείται πλέον πρακτικά, καθώς αντικαταστάθηκε περαιτέρω από μονάδες τύπου SIMM.

SIMM

Οι μονάδες SIMM (Single In-line Memory Module) είναι μακριές ορθογώνιες σανίδες με έναν αριθμό μαξιλαριών κατά μήκος μιας από τις πλευρές της. Τα δομοστοιχεία στερεώνονται στον σύνδεσμο (πρίζα) με τη βοήθεια μάνδαλων, τοποθετώντας την πλακέτα σε μια ορισμένη γωνία και πιέζοντάς την μέχρι να φτάσει σε κατακόρυφη θέση. Οι ενότητες παράγονται για 4, 8, 16, 32, 64, 128 MB.

Οι πιο συνηθισμένες είναι οι SIMM 30 και 72 ακίδων.

DIMM

Οι μονάδες DIMM (Dual In-line Memory Module) είναι μακριές ορθογώνιες σανίδες με σειρές μαξιλαριών κατά μήκος των δύο πλευρών, τοποθετημένες κάθετα στον σύνδεσμο σύνδεσης και στερεωμένες στα δύο άκρα με μάνδαλα. Μπορούν να τοποθετηθούν τσιπ μνήμης είτε στη μία είτε και στις δύο πλευρές της πλακέτας.

Οι μονάδες μνήμης SDRAM είναι πιο κοινές ως DIMM 168 ακίδων, DDR SDRAM ως 184 ακίδων και DDR2, DDR3 και FB-DIMM SDRAM ως 240 ακίδων.

SO-DIMM

Για φορητές και συμπαγείς συσκευές (μητρικές πλακέτες τύπου Mini-ITX, φορητοί υπολογιστές, φορητοί υπολογιστές, tablet, κ.λπ.), καθώς και για εκτυπωτές, εξοπλισμό δικτύου και τηλεπικοινωνιών κ.λπ., δομικά μειωμένες μονάδες DRAM (τόσο SDRAM όσο και DDR SDRAM) -- SO -DIMM (Small outline DIMM) -- ανάλογα των μονάδων DIMM σε συμπαγή σχεδιασμό για εξοικονόμηση χώρου.

RIMM

Οι μονάδες RIMM (Rambus In-line Memory Module) είναι λιγότερο συνηθισμένες, παράγουν μνήμη RDRAM. Αντιπροσωπεύονται από ποικιλίες 168 και 184 ακίδων και στη μητρική πλακέτα τέτοιες μονάδες πρέπει να εγκατασταθούν μόνο σε ζεύγη, διαφορετικά ειδικές μονάδες στέλεχος εγκαθίστανται σε κενές υποδοχές (αυτό οφείλεται στα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά τέτοιων μονάδων). Υπάρχουν επίσης μονάδες 242 ακίδων PC1066 RDRAM RIMM 4200 που δεν είναι συμβατές με υποδοχές 184 ακίδων και μια μικρότερη έκδοση του RIMM -- SO-RIMM, που χρησιμοποιούνται σε φορητές συσκευές.

Μνήμη τυχαίας προσπέλασης

Λειτουργία διπλής ταχύτητας

Λειτουργία παρτίδας

Λειτουργία ριπής - μια λειτουργία στην οποία ένα αίτημα για ένα συγκεκριμένο

Η μνήμη διευθύνσεων επιστρέφει ένα πακέτο δεδομένων που είναι αποθηκευμένα όχι μόνο σε αυτή τη διεύθυνση,

αλλά και σε αρκετές επόμενες διευθύνσεις.

Η χωρητικότητα μιας κυψέλης μνήμης των σύγχρονων VM είναι συνήθως ίση με ένα byte, ενώ

ενώ ο δίαυλος δεδομένων έχει τυπικά πλάτος τέσσερα byte. Ακολουθηστε-

Επομένως, μία πρόσβαση στη μνήμη απαιτεί διαδοχική πρόσβαση σε τέσσερις γειτονικές

ny κελιά - πακέτο1. Δεδομένης αυτής της περίστασης, τα IC μνήμης χρησιμοποιούν συχνά

υπάρχει μια τροποποίηση της λειτουργίας σελίδας, που ονομάζεται ομάδα ή παρτίδα

τρόπος. Όταν υλοποιηθεί, η διεύθυνση στήλης εισάγεται στο IC μόνο για το πρώτο κελί -

ki πακέτο και η μετάβαση στην επόμενη στήλη γίνεται ήδη μέσα στο τσιπ.

Αυτό επιτρέπει σε κάθε πακέτο να αποκλείει τρεις από τις τέσσερις λειτουργίες εισαγωγής.

στη στήλη διεύθυνση IC και συνεπώς να μειώσει περαιτέρω τον μέσο χρόνο πρόσβασης.

Ένα σημαντικό βήμα στην περαιτέρω ανάπτυξη της τεχνολογίας τσιπ μνήμης ήταν το

DDR (Double Data Rate) - διπλασιάστηκε ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων. Ουσία

μέθοδος είναι η μεταφορά δεδομένων και στις δύο μέτωπες του παλμού συγχρονισμού

tion, δηλαδή δύο φορές σε μια περίοδο. Έτσι, η απόδοση αυξάνεται

vatsya στο ίδιο δύο φορές.

Εκτός από αυτές που αναφέρθηκαν, χρησιμοποιούνται και άλλες μέθοδοι αύξησης της ταχύτητας.

ενέργειες του IC μνήμης, όπως η συμπερίληψη ενός βοηθητικού

προσωρινή μνήμη και ανεξάρτητες διαδρομές δεδομένων, επιτρέποντας μία

Οι περισσότεροι από τους τύπους λειτουργικών τσιπ που χρησιμοποιούνται σήμερα

Η μνήμη δεν μπορεί να αποθηκεύσει δεδομένα χωρίς εξωτερική πηγή τροφοδοσίας, π.χ.

είναι πτητικές (volatile memory). Η ευρεία χρήση τέτοιων

συσκευές συνδέονται με μια σειρά από τα πλεονεκτήματά τους σε σύγκριση με τα μη πτητικά

τύποι RAM (non-volatile memory): μεγαλύτερη χωρητικότητα, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας

ιόν, υψηλότερη απόδοση και χαμηλό κόστος αποθήκευσης μιας μονάδας

σωροί πληροφοριών.

Η πτητική μνήμη RAM μπορεί να χωριστεί σε δύο κύριες υποομάδες: di-

δυναμική μνήμη (DRAM - Dynamic Random, Access Memory) και στατική

μνήμη (SRAM - Στατική μνήμη τυχαίας πρόσβασης).

ΣΤΟ στατική RAMτο στοιχείο αποθήκευσης μπορεί να αποθηκεύσει τις καταγεγραμμένες πληροφορίες

λειτουργία επ' αόριστον (παρουσία τάσης τροφοδοσίας). θυμάμαι

κύριο στοιχείο δυναμική μνήμη RAMδυνατότητα αποθήκευσης πληροφοριών μόνο για

ένα αρκετά σύντομο χρονικό διάστημα, μετά το οποίο χρειάζονται πληροφορίες

επαναφέρετε ξανά, διαφορετικά θα χαθεί. Δυναμική μνήμη, καθώς και στατική

θερμός, πτητικός.

Ο ρόλος του στοιχείου αποθήκευσης στη στατική μνήμη RAM παίζεται από μια σκανδάλη. Τέτοιος

Το flip-flop είναι ένα κύκλωμα δύο καταστάσεων, συνήθως

που αποτελείται από τέσσερα ή έξι τρανζίστορ (Εικ. 5.7). Κύκλωμα με τέσσερα τρανζίστορ

Το storami παρέχει μεγαλύτερη χωρητικότητα του μικροκυκλώματος, και κατά συνέπεια μικρότερη

κόστος, ωστόσο, ένα τέτοιο κύκλωμα έχει μεγάλο ρεύμα διαρροής, όταν η πληροφορία είναι απλά

αποθηκευμένο. Επίσης, μια σκανδάλη τεσσάρων τρανζίστορ είναι πιο ευαίσθητη

έκθεση σε εξωτερικές πηγές ακτινοβολίας, η οποία μπορεί να προκαλέσει απώλεια

σχηματισμοί. Η παρουσία δύο πρόσθετων τρανζίστορ επιτρέπει σε κάποιο βαθμό

αντισταθμίσει τις ελλείψεις του κυκλώματος τεσσάρων τρανζίστορ που αναφέρθηκε παραπάνω, αλλά, το πιο σημαντικό,

Όχι - για να αυξήσετε την ταχύτητα της μνήμης.

Το στοιχείο αποθήκευσης της δυναμικής μνήμης είναι πολύ πιο απλό. Αυτό αποτελείται

από έναν πυκνωτή και ένα τρανζίστορ μπλοκαρίσματος (Εικ. 5.8).

Η παρουσία ή η απουσία φορτίου στον πυκνωτή ερμηνεύεται ως 1 ή Ο

αντίστοιχα. Η απλότητα του κυκλώματος σας επιτρέπει να επιτύχετε υψηλή πυκνότητα διαμονής

και, ως αποτέλεσμα, μείωση του κόστους. Το κύριο μειονέκτημα αυτής της τεχνολογίας

λόγω του γεγονότος ότι το φορτίο που συσσωρεύεται στον πυκνωτή χάνεται με την πάροδο του χρόνου. Ακόμη και

με ένα καλό διηλεκτρικό με ηλεκτρική αντίσταση αρκετών teraohms

(1012 ohm) που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή στοιχειωδών πυκνωτών ZE, για-

η σειρά χάνεται αρκετά γρήγορα. Οι διαστάσεις ενός τέτοιου πυκνωτή είναι μικροσκοπικές

kie, και η χωρητικότητα είναι της τάξης των 10-15 F. Με τέτοια χωρητικότητα σε έναν πυκνωτή

συσσωρεύονται μόνο περίπου 40.000 ηλεκτρόνια. Μέσος χρόνος διαρροής φόρτισης

Η δυναμική μνήμη είναι εκατοντάδες ή και δεκάδες χιλιοστά του δευτερολέπτου, επομένως

η χρέωση πρέπει να αποκατασταθεί εντός δεδομένης χρονικής περιόδου, διαφορετικά

οι αποθηκευμένες πληροφορίες θα χαθούν. Περιοδική ανάκτηση φόρτισης

που ονομάζεται αναγέννησηκαι πραγματοποιείται κάθε 2-8 ms.

Σε διάφορους τύπους IC δυναμικής μνήμης, τρία κύρια

μέθοδοι αναγέννησης:

Ένα σήμα RAS (ROR - Μόνο RAS Ανανέωση).

Σήμα CAS που προηγείται του σήματος RAS (CBR - CAS Πριν από το RAS).

Αυτόματη αναγέννηση (SR - Self Refresh).

Η αναγέννηση από ένα RAS χρησιμοποιήθηκε στα πρώτα τσιπ DRAM.