10. Модули памяти. Организация банков памяти.

Модуль памяти – объединение нескольких микросхем (чаще 9-ти) на маленькой печатной плате с одним разъемом. Обычно их емкость 256кб – 1Мб. Модули обладают теми же характеристиками, что и микросхемы, они могут быть статическими, динамическими, энергонезависимыми.

Современные модули памяти имеют шину данных разрядностью 1,4 – 8 байт, кроме основных информационных бит модули могут иметь дополнительные биты для контроллера.

1) модули без контролей бит – могут быть 8, 32, 64бита, допускается независимое побайтное обращение с помощью отдельных сигналов CAS.

2) модули с контролем паритета – разрядность 9, 36, 72 бита, допускают независимое побайтное обращение, контрольные биты, приписаны к соответствующим байтам.

3) модули с генератором паритета – используется генератор паритета по чтению, поддерживает побайтное обращение, биты контроля приписаны к соответствующему байту.

4) модули с контролем по схеме ЕСС – разрядность 36, 40, 72, 80 бит, поддерживает побайтное обращение, но биты контроля привязаны к одному или нескольким сигналам CAS, т.к. коды ЕСС подразумевают обращение сразу к слову.

Для автоматического определения наличия и типа установленного модуля используются различные варианты идентификации. Идентификация выполняется при считывании информации в модуле или начальном тестировании. Есть два вида:

- метод параллельной идентификации – начали использовать для модулей: SIPP, SIMM-30. Используется два дополнительных проводника, по которым передается необходимая информация: объем, быстродействие, тип применяемой памяти.

- метод последовательной идентификации – на модуль устанавливается специальная микросхема энергонезависимой памяти, содержащая всю информацию о конфигурации модуля. Модули DIMM -144, 168. Большое преимущество - при появлении дополнительных новых характеристик модуля нет необходимости вносить аппаратные изменения, этот вопрос решается программно. Модули SIMM, SIPP представляют собой небольшую печатную плату с односторонним краевым разъемом. Контакты модуля чаще позолоченные или другие сплавы. Модули монтируются в корпуса SOJ или TSOP, качество или тип микросхемы определяется требуемой разрядностью и объемом данных хранимых. Стандартные модули используют напряжение питания 5В.

По логической организации модули могут быть 1 ил 2 сторонние. Односторонние – модули, у которых микросхемы смонтированы на одной передней стороне.

Существуют модули, у которых на другой стороне смонтировано такое количество, которое необходимо добавить память.

SIMM могут быть SIMM-32, 36, 72, время доступа 60, 70, 80нсек. В большинстве материнских плат существует четыре гнезда для SIMM, поэтому часто используются модули-расширители памяти. Каждый модуль-расширитель имеет четыре дополнительных гнезда, которые дают возможность в один разъем подключать четыре модуля SIMM.

SIPP – малораспространенный модуль, имеет 30 штырьковых выводов и совпадает по разводке с модулем SIММ – 30pin. Данный модуль очень хрупкий и не выдерживает многократной установки в разъемы.

DIMM – имеет 168 контактов (независимых печатных выводов), разрядность шины – 8 байт; модуль на плату устанавливается вертикально в специальные разъемы (слоты). Имеет ключевые перегородки, по которым передаются питающие напряжение, и ограничивается использованием типа модуля. Модули используют напряжение 3,3В, 5В; толщина модуля с микросхемами не более 9мм (корпус SOJ) и не более 4мм (корпус TSOP); модули очень похожи на SIMM, но предоставляют больший объем памяти при меньшем использовании места на материнской плате. По внутренней архитектуре близки к SIMM-72, но имеют удвоенную адресацию (удвоенное количество линий CAS). Удвоенно количество сигналов разрешения записи; количество сигналов выхода из буфера. Модуль может иметь разрядность 64, 72, 80 бит. Модули на микросхемах емкостью 4-64 Мбита имеют объем 8-256Мбайт, а модули на 256Мб – 512 Мбайт и более.

Банк набирается из микросхем или модулей DRAM, количество, которое обеспечивает нужную разрядность памяти. Микросхемы одного банка имеют общие линии сигналов RAS, собственные для каждого банка. В банк входит комплект микросхем или модулей, разъемы для них, работоспособным может быть только полностью заполненный банк; внутри одного банка должны (почти всегда) находится одинаковые по типу и объему элементы памяти. Если объем памяти набирается несколькими банками, то для повышения производительности памяти используется чередование банков.

Чередование банков – расположение системных блоков данных, поочередно в разных банках, тогда при последовательном обращении к данным банки работают поочередно. И во время активной фазы работы одного банка, другие восстанавливаются, не требуя тактов ожидания процессора, если же будет обращение не к последовательным битам, то такты ожидания неизбежны.

Теоретически, чем больше банков, тем выше производительность.

Практически, чаще всего используются 2 или 3 банка.

Вероятность возникновения тактов ожидания процессора при использовании двух банков – 50%, при использовании четырех – 35%.

Банки нумеруются, начиная с нуля, и заполнение банков выполняется следующим образом: надо заполнить банк с низшим номером, а потом перейти к заполнению следующего.

Технологии использования чередования банков не требует установки нового оборудования или материальных затрат, поэтому является очень удобным средством для повышения производительности памяти.