Основная память
Это единственный тип памяти, который может обращаться к процессору непосредственно.
ОЗУ (RAM) - Random Access Memory, память компьютера с постоянно обновляемым при работе программ содержимым.
ПЗУ (ROM) - read-only memory, энергонезависимая память, используется для хранения массива неизменяемых данных (например BIOS).
Основная память реализуется на нескольких микросхемах. Их объединение образует модуль памяти. Модули памяти объединяются в банк памяти для обеспечения требуемой ёмкости памяти.
2 типа памяти:
Статическая (не требует регенерации, на триггерах) – КЭШи.
Динамическая (конденсатор + запирающий транзистор, требуется регенерация меньше быстродействие) – ОЗУ.
Ёмкости быстро теряют заряд, поэтому информацию приходится обновлять через определённые промежутки времени во избежание потерь данных. Этот процесс называется регенерацией памяти.
Достоверность памяти – обеспечение надёжности памяти. (в первых моделях использовался механизм проверки на чётность, т.е. был бит паритета – вместо 8-ми микросхем – 9).
Отказ ячейки памяти – потеря работоспособности, требуется замена элемента памяти.
Память с расслоением.
Используется для повышения производительности.
Параллелизм обращения к микросхемам банка памяти:
Каждый банк памяти содержит слова, которые имеют адреса вида
K*N+i, где 0<K<M-1 (M – количество слов в банке памяти).
Можно достичь в N раз > производительности (при пакетном режиме) путём одновременного считывания из N банков памяти.
Использование специфических свойств динамической памяти
К
онтроллер
памяти к какому-либо элементу делит
адрес на адрес стройки и адрес столбцы.
При этом при обращении к строке происходит
буферизация битов всей строки, прежде
чем произошло обращение к столбцу. В
результате при обращении к первому
элементу берётся адрес строки и столбца,
к следующему – только адрес столбца.
ум-е времени доступа
ув-е производительности.
3 режима работы:
Блочный.
На 1 обращение к строке выдаётся 4 обозначения столбца.
Страничный.
Память при подаче строба строки работает как статический буфер. Адрес столбца обновляется или после подачи строба строки или после подачи импульса регенерации.
Режим статического столбца.
В отличие от страничного нет необходимости переключать строб адреса столбца.
Микросхемы памяти, где реализуется страничный режим, можно описать по следующей формуле:
x – y – y – y, где
x – количество тактов системной шины, необходимое для доступа к 1-й ячейке последовательности.
y - количество тактов системной шины, необходимое для доступа к последующим ячейкам последовательности.
Типы динамической памяти.
FPM – Fast Page Mode
Память быстрого страничного доступа
R1 – полный адрес, C1 – адрес столбца
5 – 3 – 3 – 3
Полный адрес передаётся только при первом обращении к строке. Активизация буферного регистра адреса столбца происходит не по сигналу CAS, а по заднему фронту RAS.
EDO – Extended Data Out
Расширение FPM. 5 – 2 – 2 – 2.
Используется дополнительный регистр-защёлка выходных данных для стробирования данных на выходе и для конвейерной обработки. Регистр прозрачен при CAS=0. При CAS=1 стробирует данные на шине (наличие данных до следующего спада). Следовательно, длину импульса можно уменьшить и увеличить быстродействие.
BEDO – Burst EDO, пакетное EDO.
Расширение FPM. 5 – 1 – 1 – 1.
Кроме регистра-защёлки используется внутренний счётчик адреса колонок для пакетного цикла обмена. Это позволяет выставлять адрес колонки только в начале пакетного цикла, а во 2, 3, 4 передачах импульсы CAS только запрашивают очередные данные. В результате удлинения конвейера выходные данные как бы отстают на 1 такт CAS, зато следующие данные появляются без тактов ожидания процессора.
SDRAM
Синхронная память. CAS, RAS + тактовый сигнал, по которому синхронизируются все остальные стробы.
5 – 1 – 1 – 1
Увеличена тактовая частота – 3-кратный выигрыш в производительности, т.к. устраняется эффект «гонок сигналов»
RDRAM
Фирма Rambus.
Построена на базе специализированного интерфейса типа Rambus.
Контроллер располагается в том числе и на самой плате памяти, часть контроллера – на системной плате.
Является последовательной, т.е. данные, адреса, управляющие сигналы – по одним и тем же цепям.
Частота – порядка 400МГц, пропускная способность до 1,6Гб/с.
Достоинства:
Использование специализированного последовательного интерфейса.
Высокая пропускная способность.
Конвейеризация.
Недостатки:
Закрытый интерфейс.
Сложный контроллер.
Большие начальные задержки при доступе к памяти.
Более высокая стоимость.
Большие требования к технологическому процессу.
DDR SDRAM
Double Data Rate. Работает по обоим фронтам тактового импульса. большая полоса пропускания.
DDR2 работает на удвоенной частоте работы шины, не является обратно совместимой с DDR. Пропускная способность до 8,5Гб/с.
DDR3. Осн.идея – удвоение размера выборки данных, двукратное увеличение ширины внутренней шины, соединяющей устройства хранения и буфер ввода/вывода. Пониженное напряжение питания – 1,5В.
DDR4 – лучшее энергопотребление, лучшие способы контроля чётности и ошибок.
Рекомендации по выборы динамической памяти:
Необходимо учитывать конструктивное исполнение.
Учитывать спецификацию по быстродействию (поддержка системной платой на заданной частоте системной шины и с учётом возможных перспектив замены процессора).
Каждый банк памяти должен быть заполнен однотипными модулями.
При установке большого количества микросхем может наблюдаться меньшая надёжность и устойчивость системы.