1.3. Dimm модули.
Так как на платах Pentium с 64-разрядной шиной данных уже 72-контактные модули потребовалось ставить парами, постепенно и их попарно «объединили», результатом чего стало появлением первых модулей DIMM.
DIMM (Dual In-line Memory Module, двухсторонний модуль памяти) — форм-фактор модулей памяти DRAM. Данный форм-фактор пришёл на смену форм-фактору SIMM.
Основным отличием DIMM от предшественника является то, что контакты, расположенные на разных сторонах модуля являются независимыми, в отличие от SIMM, где симметричные контакты, расположенные на разных сторонах модуля, замкнуты между собой и передают одни и те же сигналы. Кроме того, DIMM реализует функцию обнаружения и исправления ошибок в 64 (без контроля чётности) или 72 (с контролем по чётности или коду ECC) линиях передачи данных, в отличие от SIMM c 32 линиями.
Конструктивно представляет собой модуль памяти в виде длинной прямоугольной платы с рядами контактных площадок с обоих сторон вдоль её длинной стороны, устанавливаемую в разъём подключения и фиксируемую по обоим её торцам защёлками. Микросхемы памяти могут быть размещены как с одной, так и с обеих сторон платы.
В отличие от форм-фактора SIMM, используемого для асинхронной памяти FPM и EDO, форм-фактор DIMM предназначен для памяти типа SDRAM. Изготавливались модули рассчитанные на напряжение питания 3,3 В и (реже) 5 В.
Модуль SO-DIMM предназначен для использования в ноутбуках или в качестве расширения памяти на плате, поэтому отличается уменьшенным габаритом.
Рис.5. Три разъёма на плате для подключения модулей DIMM (память SDRAM).
Рис.6. Модуль DIMM (память DDR SDRAM).
В дальнейшем, в модули DIMM стали упаковывать память типа DDR, DDR II и DDR III, отличающуюся повышенным быстродействием.
1.3.1. Разновидности dimm.
Существуют следующие типы DIMM:
72-pin SO-DIMM (не совместима с 72-pin SIMM) — используется для FPM DRAM и EDO DRAM
100-pin DIMM — используется для принтеров SDRAM
144-pin SO-DIMM — используется для SDR SDRAM
168-pin DIMM — используется для SDR SDRAM (реже для FPM/EDO DRAM в рабочих станциях/серверах)
172-pin MicroDIMM — используется для DDR SDRAM
184-pin DIMM — используется для DDR SDRAM
200-pin SO-DIMM — используется для DDR SDRAM и DDR2 SDRAM
214-pin MicroDIMM — используется для DDR2 SDRAM
204-pin SO-DIMM — используется для DDR3 SDRAM
240-pin DIMM — используется для DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM и FB-DIMM DRAM
2. Основные типы оперативной памяти.
2.1. Статическая оперативная память с произвольным доступом (sram).
Статическая оперативная память с произвольным доступом (SRAM, static random access memory) — полупроводниковая оперативная память, в которой каждый двоичный или троичный разряд хранится в схеме с положительной обратной связью, позволяющей поддерживать состояние сигнала без постоянной перезаписи, необходимой в динамической памяти (DRAM).
Тем не менее, сохранять данные без перезаписи SRAM может только пока есть питание, то есть SRAM остается энергозависимым типом памяти.
Произвольный доступ (RAM - random access memory) — возможность выбирать для записи/чтения любой из битов или байтов (зависит от особенностей конструкции), в отличие от памяти с последовательным доступом - SAM (sequental access memory).
2.1.1. Двоичная SRAM.
Типичная ячейка статической двоичной памяти (двоичный триггер) на КМОП-технологии состоит из двух перекрёстно (кольцом) включённых инверторов и ключевых транзисторов для обеспечения доступа к ячейке (рис. 7.).
Рис. 7. Шеститранзисторная ячейка статической двоичной памяти (бит) SRAM.
Часто для увеличения плотности упаковки элементов на кристалле в качестве нагрузки применяют поликремниевые резисторы. Недостатком такого решения является рост статического энергопотребления.
Линия WL (Word Line) управляет двумя транзисторами доступа. Линии BL и BL (Bit Line) - битовые линии, используются и для записи данных и для чтения данных.
Запись. При подаче «0» на линию BL или BL параллельно включенные транзисторные пары (M5 и M1) и (M6 и M3) образуют логические схемы 2ИЛИ, последующая подача «1» на линию WL открывает транзистор M5 или M6, что приводит к соответствующему переключению триггера.
Чтение. При подаче «1» на линию WL открываются транзисторы M5 и M6, уровни записанные в триггере выставляются на линии BL и BL и попадают на схемы чтения.
Восьмитранзисторная ячейка двоичной SRAM описана в [1].
Переключение триггеров через транзисторы доступа является неявной логической функцией приоритетного переключения, которая в явном виде, для двоичных триггеров, строится на двухвходовых логических элементах 2ИЛИ-НЕ или 2И-НЕ. Схема ячейки с явным переключением является обычным RS-триггером. При явной схеме переключения линии чтения и записи разделяются, отпадает нужда в транзисторах доступа (по 2 транзистора на 1 ячейку), но в самой ячейке требуются двухзатворные транзисторы.
В настоящее время появилась усовершенствованная схема с отключаемой сигналом записи обратной связью, которая не требует транзисторов нагрузки и соответственно избавлена от высокого потребления энергии при записи.
Преимущества SRAM
Быстрый доступ. SRAM — это действительно память произвольного доступа, доступ к любой ячейке памяти в любой момент занимает одно и то же время.
Простая схемотехника — SRAM не требуются сложные контроллеры.
Возможны очень низкие частоты синхронизации, вплоть до полной остановки синхроимпульсов.
Недостатки SRAM
Высокое энергопотребление.
Невысокая плотность записи (шесть-восемь элементов на бит[4], вместо двух у DRAM).
Вследствие чего — дороговизна килобайта памяти.
Тем не менее, высокое энергопотребление не является принципиальной особенностью SRAM, оно обусловлено высокими скоростями обмена с данным видом внутренней памяти процессора. Энергия потребляется только в момент изменения информации в ячейке SRAM.
Применение SRAM.
SRAM применяется в микроконтроллерах и ПЛИС, в которых объём ОЗУ невелик (единицы килобайт), зато нужны низкое энергопотребление (за счёт отсутствия сложного контроллера динамической памяти), предсказываемое с точностью до такта время работы подпрограмм и отладка прямо на устройстве.
В устройствах с большим объёмом ОЗУ рабочая память выполняется как DRAM. Для изготовления регистров и кеш-памяти используют SRAM.