4.2. Общая структура микросхемы памяти.

Для адресации ячеек памяти используют особенности матричной структуры. (Слайд 9). Полный адрес ячейки состоит из адресов строки и столбца. Для считывания (записи) информации на микросхему сначала пода­ется сигнал RAS (Row Adress Strobe — импульс доступа к строке), а затем (одновременно или с небольшой задержкой) — код адреса строки. После этого через нормируемое время задержки должен быть подан код адреса столбца, перед которым проходит сигнал CAS (Column Adress Strobe — импульс доступа к столбцу). Под временем выборки микросхемы подразумевают промежуток между сигналами RAS. Сле­дующее обращение к памяти возможно только через некоторое время, необходимое для восстановления внутренних цепей. Этот промежу­ток называют временем перезарядки, причем оно составляет почти 90% от общего времени выборки. Данные из ячеек через усилители поступают в регистр, откуда они становятся доступными после открытия линии DOUT (Data OUT). При операциях записи дан­ные поступают по линии DIN (Data IN), а цикл выполняется в обрат­ном порядке.

Помимо массива ячеек памяти микросхема содержит декодер адре­сов строк и столбцов, который получает сигналы RAS и CAS от кон­троллера памяти. К указанным элементам необходимо добавить датчики-усилители, схему регенерации, порты ввода-вывода, адресные и команд­ные линии. Сейчас параметры конкретной модели памяти записывают в отдельную микросхему информационного модуля SPD (Serial Presence Detect), откуда они считываются чипсетом.

Прямой доступ. Любое системное устройство, обладающее правом прямого доступа к памяти (по одному из каналов DMA — Direct Memory Access), при необходимости посылает запрос, содержащий адрес и размер блока данных, а также управляющие сигналы. Так как доступ к памяти по каналам DMA одновременно могут иметь несколько устройств (например, процессор, видеокарта, кон­троллер шины PCI, жесткий диск), образуется очередь запросов, хотя каждому потребителю ресурсов памяти требуются собственные дан­ные, часто расположенные не только в разных микросхемах, но и в разных банках памяти. Тем самым образуются значительные задержки при получении / записи данных.

4.3. Банк памяти.

Под этим термином понимается микросхема (или группа) на модуле памяти SDRAM (Слайд 10).

На одном модуле SDRAM (DIMM) монтируется несколько комп­лектов микросхем, каждый из которых имеет полную ширину шины данных. На модуле образуется четыре или более банков, доступ к которым происходит незави­симо.

В связи с тем, что ширина шины данных в специфической памяти типа RDRAM существенно меньше (например, в модулях РС600 и РС800 — 16 бит), микросхема емкостью 128 Мбит разбита на 32 банка памяти. Таким образом, двухканальный вариант RDRAM имеет 64 банка памяти. Этим также объясняется ее высокая стоимость.

4.4. Скорость работы памяти.

В синхронной памяти SDRAM для запуска управляющих сигналов используется внешний импульс от шины памяти, поступающий с той же частотой, на которой она работает. (типовые значения времени прохождения управляющих импульсов — 12, 10, 8, 7 и 6 нс).

Для модулей SDRAM указывают максимально допустимую рабочую частоту в мегагерцах, например РС100 или РС133. Для памяти DDR SDRAM принято указывать частоту считывания данных: напри­мер, при физической частоте 200 МГц память маркируется как DDR400. Такой же принцип реализован в маркировке памяти Rambus: РС800, РС1066 и т.д.

Важным параметром скорости работы памяти является величина CL (CAS Latency) - время задержки (измеряемое в тактах шины памяти), протекающее от подачи сигнала CAS до начала пересылки данных.

Чтобы отличать модули DDR SDRAM от старых модулей РС100/133 (принцип маркировки по тактовой частоте показался разработчикам устаревшим, а также из рекламных соображений) модули памяти стали маркироваться числом, показывающим пропускную способность канала модуль - процессор.

Например, числа в маркировке современных (на конец 2008 года) модулей Р2700, Р3200, Р4000, Р4200, Р5400, Р6400, Р8000, Р8800, Р9200, Р9600, Р10600, Р12800, Р14400, Р16000 рассчитываются по формуле:

Пропускная способность в Мбайт/с = (Частота синхронизации в МГц * Ширина шины в битах ) / 8

ВЫВОД. Эта формула показывает, что производительность системы процессор - память можно увеличить двумя способами — повысить тактовую частоту и увеличить разрядность шины данных.

Т.К. системная шина может работать на частоте до 2600 МГц, то производителями используется двойная маркировка модулей памяти — и по производительности, и по частоте.

Пример. Маркировка DDR 400MHz и DDR PC3200 обозначает один и тот же модуль.

За один период тактовой частоты читается несколько порций данных с результирующей частотой (FSB), в несколько раз превышающей тактовую частоту: учетверенная такт­овая частота 100 МГц — это 400 МГц, а 133 МГц — 533 МГц. Если же используется двухканальная память или поочередное чтение из двух банков данных, то результирующая частота может увеличиться до 800 МГц.