7. Основная память. Методы повышения производительности. Типы динамической памяти.

Является единственным вид памяти, к которой процессор может обращаться непосредственно. Основная память делится на ОЗУ и ПЗУ. ОЗУ – Random Access Memory (RAM), ПЗУ – Read Only Memory (ROM).

Емкость основной памяти достаточно велика, чтобы её реализовать на одной микросхеме. Несколько микросхем используются так же для обеспечения необходимой разрядности памяти. Объединяют информационные входы микросхем и получают требуемую разрядность. Объединение микросхем называется модулем памяти, которые объединяются в банки памяти.

Для обеспечения достоверности часто используют дополнительные микросхемы памяти. В первых видах памяти использовали бит паритета, сейчас используют различные коды.

Расслоение памяти.

Д ля увеличения производительности памяти используют память с расслоением.

Имеем N последовательных адресов, находящихся в N различных банках памяти, причем в i-том банке памяти располагаются только адреса, имеющие следующий вид:

, где , а – количество слов в банке.

Специфические свойства памяти.

Организ-я основной памяти предлагает наличие некоторой организации – матрицы.

Контроллер памяти генерирует (мультиплексирует) данный адрес на адрес строки и адрес столбца, причем обращение к строке осуществляется по импульсу –RAS, обращение к столбцу по импульсу –CAS.

Используя данное свойство, можно однократно выставлять адрес строки, затем менять адрес столбца и читать последовательно ячейки памяти, увеличив тем самым скорость доступа.

На данном принципе основана блочная и страничная организация памяти.

При блочной организации памяти на одно обращение к строке выдается 4 обращения к столбцам. При страничной организации после выдачи адреса строки память работает как статический буфер. Значения столбцов обновляются после получения нового адреса строки.

Память бывает двух видов:

- Динамическая – менее быстродействующая, требует регенерации (транзистор + емкость).

- Статическая – не требует регенерации, но более дорогостоящая, так как требует больше транзисторов.

Типы динамической памяти.

Микросхемы памяти, где используется страничный режим и его модификации принято обозначать формулой: X-Y-Y-Y, где: X – количество тактов системной шины, необходимое для доступа к первой ячейке последовательности, Y – количество тактов шины необходимое для доступа к последующим ячейкам последовательности.

1 . Память типа FPM (Fast Page Mode): 5-3-3-3. Режим быстрого страничного доступа.

Данный тип динамической памяти может быть описан следующей временной диаграммой:

Полный адрес выдается только при обращении к первому элементу последовательности. Импульс –RAS активен при всем режиме обмена. Данные появляются на выходе по активности –CAS.

2 . EDO – Extended Data Out. Формула 5-2-2-2.

Отличие – использование специального регистра-защелки. Он позволяет сохранять данные на выходах микросхем даже при отсутствии активности –CAS.

3. BEDO: 5-1-1-1.

Кроме регистра защелки используется внутренний счетчик адреса колонок, для пакетного режима работы.

Реализация позволяет выставлять адрес в начале, а далее счетчик сам инкрементирует адрес столбца.

4. SDRAM: 5-1-1-1.

Главное отличие – синхронная память, то есть в данной памяти присутствует тактовый импульс. Частота равна частоте системной шины без тактов ожидания.

В этой памяти так же есть импульсы –RAS и –CAS, но работа синхронизируется по тактовому импульсу. Синхронизация позволяет получить 3-х кратный выигрыш в производительности. На этой памяти возможна организация конвейера.

5. RDRAM: память фирмы Rambus.

Данная память построена по закрытому стандарту фирмы Rambus и основное отличие заключается в том, что память является последовательной. Управляющие и информационные сигналы передаются по одним и тем же линиям. Так как интерфейс последовательный, то это позволило увеличить интерфейс до 400 МГц и пропускную способность до 1.6 Гб/с.

6. DDR. Похожа на SDRAM – память параллельного способа обмена, основное отличие от SDRAM в том, что она работает по обоим фронтам тактового импульса.

DDR2, DDR3 – увеличивается только тактовая частота, остальные изменения незначительны.