Статическое озу sram

В большинстве систем основной объём памяти реализован на микросхемах DRAM. Однако для повышения быстродействия в ПК используется высокоскоростная кэш-память. Обычно она построена на технологииSRAM(Staticrandomaccessmemory). В отличие отDRAMтехнологияSRAMне требует постоянного обновления содержимого. Кроме того, контроллер памяти может считывать содержимое памяти без его разрушения. Поэтому время доступа к МСSRAMсоставляет 10нс и меньше. В МСSRAMдля хранения 1-го бита информации не используются конденсатор, заряд которого необходимо обновлять, но используется несколько транзисторов (5-6), поэтому МСSRAMобладает меньшей ёмкостью, чем МСDRAMтакого же размера. Высокое быстродействие понижает ёмкость и повышает цену. Высокая цена делает МСSRAMболее пригодной для реализации кэш-памяти, а не ОЗУ.

Компоновка модулей ram

Обычно модуль RAMсодержит несколько МС памяти. Существует 2 категории МС памяти:SIMMиDIMM.SIMM(SingleinLineMemoryModule) – память с односторонним расположением выводов,DIMM(DualinLineMemoryModule) – модуль с двухрядным расположением выводов.SIMM– 72 контактный разъем может одновременно передавать 32 разряда данных,DIMM– 168 контактов – 64 разряда.

Банки памяти

Модули памяти вставляются в гнезда системной платы, которая иногда называется банками памяти. Точнее говоря, банк соответствует группе гнезд, которые обеспечивают передачу данных в количестве, соответствующем разрядности системной шины. Предположим, системная шина 64 разряда. Если используется 32 разряда модулей для обеспечения необходимого количества разрядов нужно объединить 2 модуля. При установке памяти обычно следует формирование банка. В рассмотренном примере нельзя использовать один модуль памяти для 64 разрядной шины, т.к. он предоставляет только 32 разряда данных. Необходимо установить 2 модуля. Конструкция системной платы может накладывать и другие ограничения на установленные модули памяти. Часто требуется, чтобы модули одного банка имели один размер, т.е. нельзя вставить в первое гнездо модуль, использующий 32 МБ, а во второй 128 МБ.

Для некоторых системных плат необходимо, чтобы модули одного банка имели одинаковое быстродействие. Часто допускается установка модулей различной емкости в различные банки. Например, вставить 2 модуля емкостью по 32 МБ в первое гнездо, а затем поместить в 2 следующие гнезда модули по 16 МБ.

Скоростной показатель работы мс памяти

Название RAMозначает, что ЦПУ может производить обращение к любой ячейке памяти, каждый раз затрачивая одинаковое время. В отличие от этого время доступа дискового накопителя к некоторым секторам зависит от расстояния, на которое необходимо переместить головку чтения/записи для обнаружения необходимых дорожек, а также время ожидания, пока сектор повернется к головке. Промежуток времени, необходимый для возврата значения модулем памяти , называетсявременем доступа (accesstime). Время доступа зависит от технологии изготовления МС памяти. Например, если доступ к МСDRAMобычно находится в диапазоне 60-70 нс., время доступа кSRAM< 10 нс. В последние годы появились новые технологии производства

Например вставить 2 модуля по 32 МБ в первые 2 гнезда а затем поместить в 2 следующих гнезда модули по 16 МБ.

Скоростные показатели работы микросхем памяти.

Название RAMозначает, что ЦПУ производя обращение к любой ячейке памяти каждый раз затрачивает одинаковое время. В отличие от этого время доступа дискового накопителя к некоторому сектору зависит от расстояния, на которое необходимо переместить головку чтения/записи для обнаружения необходимой дорожки, а также время ожидания пока сектор повернется к головке. Промежуток времени необходимый для возвращения значения модуля памяти называется временем доступа (accesstime). Время доступа зависит от технологии изготовления памяти. Например, если доступ кPRAMобычно находится в диапазоне 60 -70 нс время доступа кSRAM<10нс. В последние годы появились новые технологии производства микросхем памяти. Обычно каждый разработчик преследует цель снижения времени доступа к памяти.

Технологические решения модулей памяти.

Технология	год	Время доступа
FPM(Fastpagemode)ускоренный страничный обмен	1987	50нс
ОЗУ с расширенными возможностями вывода ED(extendeddataout)	1995	50нс
Синхродинамическая ОЗУ SDRAM(synchronousDRAM)	1997	66 МГцPC66 SDRAM
SDRAM	1998	100 МГцPC100
Динамическая ОЗУ RAMBUS RDRAM-RAMBUS	1999	800МГц 16 разрядов

Чередование адресов памяти

В процессе обращения к памяти много времени затрачивается на вычисления, которые контроллер затрачивает для поиска значений в микросхемах памяти. Данные в микросхемах памяти организованы в виде строк и столбцов. Количество строк и столбцов зависит от компоновки микросхем. Чтобы определить местонахождение байта в микросхеме памяти, контроллер должен сначала узнать, в какой строке содержатся данные. После этого контроллер определяет начальный столбец данных. Чередование адресов памяти – давно разработанный прием с ускоренными операциями памяти. Значение байтов помещается в различные банки памяти. Пока контроллер первого банка ведет поиск строки и столбца первого байта, контроллер второго банка выполняет такие же операции, в результате чего оба байта становятся доступными одновременно.

Ускоренный страничный обмен FPM

Технология с FPMобеспечена новыми быстродействующими системами за счет того, что микросхемы памяти запоминают адрес строки для предыдущей операции. В результате снижается время доступа к памяти. Например, если первое обращение состоит 60 нс, из них 15 нс соответствует поиску строки, последующие обращения к соседним ячейкам памяти в той же строке будут продолжаться лишь 45нс.FPMпредусматривает раздел памяти на страницы фиксированного размещения, в зависимости от конструктивного решения может составлять от 512 байт до 4кбт. Все ячейки одной страницы имеют один адрес строки. Отслеживая ссылки на страницы, контроллер может временного доступа для последовательности ссылок на ячейки памяти . ОЗУ с расширенными возможностями выводаEDO

В 1995 году Pentiumреализовал возможностиEDOвместоFPM.McEDOкак иMcFPMобеспечил снижение время доступа при последовательности ссылках на ячейки памяти .

Кроме того технология EPORAXхарактеризуется сокращением продолжительности цикла за счет устранения продолжительности времени для установления адреса столбца. Причина в том что операция поиска последующего столбца, выполняется пока МС даст вывод данных, обслуживания предыдущих запросов.

Синхронная динамическая ОЗУ SDRAM.

Несмотря на улучшение скорости показатели МС они по прежнему ограничивают быстроту системы т.к. такт частоты модуля памяти отличается от тактической частоты системной шины. В конце 90-х годов появляется МС SDRAM. Эффект производительности системы достигли за счет синхронной операционной МС памяти и системной шины. Поэтому скорость показателя МСSDRAMуказывает в Гц. Чтобы определить предложение цикла модуляSDRAMдостаточно единожды раделить на значения частоты в герцах.

Например, если микросхема памяти работает с тактовой частотой 100 МГц, ее время доступа составляет 10 нс. Для дальнейшего увеличения оперативной памяти производители обеспечивают поддержку системной шины, работающей на частоте 200 МГц. С этой целью были выпущены микросхемы синхронизирующие динамическое ОЗУ с двойной скоростью передающие данные DDRSDRAM–doubledataratesynchronousdynamicRAM), а так же усовершенствованы микросхемыSDRAM(ESDRAMEnhacedSDRAM). ТехнологияDDRповышает быстродействие операций за счет того , что данные передается дважды в течение одного такта. В микросхемах ЕSDRAMувеличение быстродействия достигается за счет использования собственного встроенного буфера ( КЭШ – память )

Память RAMBUS

Технология RAMBUSв 99 году повысила производительность системы за счет использования высокоскоростной специальной шины для передачи данных междуRAMи ЦПУ. Эта шинаRAMBUSпередает 16разрядные данные с частотой 800 МГц. В технологииRAMBUSиспользуется специальная микросхема памяти –RIMM(RAMBUSinlineMemorymode) линейный модуль памятиRAMBUS. МодульRIMMвставляется в специальное гнездо, имеющее 168 контактов. Уникальная особенность шиныRIMMсостоит в том, что каждому ее гнезду должен быть соeдинен модульRIMMили специальный модуль связанности, который обеспечивает целостность шины.

Видеопамять VIDEORAM

Большинство видеокарт содержит устройство памяти для хранения текущих видеоизображений. Для ускорения функциональности многие видеокарты содержат специальные МС двойного режима, которые поддерживают операции R/W. С помощью этой МС контроллер видеокарты может обновлять содержание видеопамяти, пока ЦАП карты поддерживает содержимое памяти, чтобы вывести изображение на монитор.