Недавно делал доклад по оперативной памяти и вот
решил: не пропадать же добру. После прочтения статьи каждый будет знать,
чем отличается DIMM от DDR :)
Любая оперативная память представляет собой таблицу,
состоящую из столбцов и строк. В каждой ячейке таблицы находится единственное
значение (0 или 1). По принципу действия вся память делится на две большие
группы: DRAM и SRAM.
DRAM (Dynamic RAM) – динамический
вид оперативной памяти.
Каждая ячейка такой памяти состоит из малого числа элементов (конденсатор
и несколько транзисторов). Основой ячейки является конденсатор, уровень
заряда (высокий – низкий) которого говорит о значении, находящемся в
ячейке. Так как конденсаторы имеют очень малые размеры, заряд с них
постоянно стекает, следовательно необходимо очень часто этот заряд восстанавливать
– проводить регенерацию. Регенерация производится контроллером памяти.
Из всего этого следует, что при исчезновении напряжения все данные из
памяти будут потеряны.
SRAM (Static RAM) – статическая оперативная
память.
Значение, помещённое в ячейку такой памяти, сохраняется там на долгое
время и не требует регенерации. Каждая ячейка состоит из нескольких
транзисторов и плотность их расположения довольно низкая, поэтому невозможно
получить большой объём такой памяти в одной микросхеме. Из-за использования
большого количества элементов цена её довольно высока, но в результате
этого память может работать на очень высоких частотах, сравнимых с частотами
процессоров. Поэтому её применяют в качестве кэш(cache)-памяти, когда
малого объёма при высокой скорости бывает достаточно.
Всё нижеследующее относится только к DRAM.
Основные типы DRAM:
1) FPM DRAM = Fast Page Mode DRAM
FPM DRAM – динамическая память, работающая в режиме
ускоренного страничного обмена. Так как память представляет собой табличную
структуру то при адресации памяти сначала указывается строка и после
этого столбец. В режиме ускоренного страничного обмена при адресации
первой ячейки указывается и строка, и столбец. При адресации следующих
нескольких ячеек строка остаётся той же, столбцы же идут по порядку.
А так как строку указывать не надо, то на адресацию этих ячеек тратится
меньше времени. Обычно адресацию обозначают формулой. Для FPM DRAM формула:
6-3-3-3. Это значит, что на адресацию первой ячейки тратится 6 тактовых
циклов. Три следующие ячейки адресуются в два раза быстрее.
Параметры памяти этого типа:
Частота: 33 Мгц
Время доступа: 50 нс
Питание памяти: 5 В
2) EDO DRAM = Extended Data Out DRAM
Данная память появилась в 1995 году. Как и FPM DRAM она работает в режиме
ускоренного страничного обмена. Основной её особенностью является возможность
считывания ячейки памяти во время обращения к следующей ячейке. Это
значит, что в то время как одна ячейка ещё не успела считаться, идёт
подготовка к считыванию следующей, то есть новый цикл обращения к памяти
начинается до завершения предыдущего.
Параметры памяти:
Формула: 6-2-2-2
Частота 66 МГц
Время доступа: 60-70 нс
Питание: 5 В; 3.3 В
Хотя у этого типа памяти и большое время доступа, но
за счёт особенностей доступа, описанных выше, частота работы EDO DRAM
выше, чем у FPM DRAM.
3) SDRAM = Synchronous DRAM
Это тип динамической памяти, работа которого синхронизирована с шиной
памяти. В результате этого нет необходимости в циклах ожидания, необходимых
для асинхронной памяти.
В SDRAM впервые реализован 64-разрядный интерфейс обмена данными. Память
этого типа изготавливалась в виде 168-pin модулей.
Параметры:
Формула: 5-1-1-1
Частота: сначала 66 и 100 МГц
В 1998 году Intel выпустила спецификацию PC100, которая представляла
собой многостраничный документ, описывающий требования к памяти, работающей
на частоте 100 МГц. Основным параметром такой памяти является время
доступа – 8 нс. При времени доступа 10 нс и частоте 100 МГц (максимальная
частота = 1/время доступа) память могла работать нестабильно. Через
некоторое время была выпущена спецификация PC133, описывающая уже требования
к памяти, работающей на 133 МГц. Intel в это время переходит на другой
вид памяти – Rambus, а спецификацию поддерживает AMD.
Пропускная способность:
PC100 – 0.8 ГБ/с(ГБайт/с)
PC133 – 1.06 ГБ/с
Максимальная пропускная способность определяется как произведение частоты
памяти на её разрядность (не забывая, что 1 Байт = 8 бит).
Питание: 3.3 В
4) DDR SDRAM = Double Data Rate SDRAM
Синхронная память с удвоенной скоростью передачи данных по сравнению
с обычной SDRAM. Удвоенная пропускная способность достигается за счёт
работы на обеих границах тактового сигнала (на подъёме и спаде). Разрядность
шины памяти как и у SDRAM – 64 бит. DDR SDRAM изготавливалась в виде
184-pin модулей.
Сначала этот вид памяти работал на частотах 200 МГц (РС1600) и 266 МГц
(РС2100). В названии указывается не частота, а пропускная способность.
На данный момент максимальная частота – 533 МГц (РС4300) (на самом деле
может и выше, я могу ошибаться).
Питание: 2.5 В
Так как этот вид памяти самый популярный пока, рассмотрим подробнее
его параметры. Все они могут быть изменены из BIOS’а, и все они влияют
на производительность компьютера. Но только очень качественная память
может работать при установке наилучших значений параметров. Если компьютер
не работает после изменения их значений, необходимо сбросить BIOS.
Итак, параметры (чем меньше значение параметра, тем лучше):
CAS Latency (Column Address Strobe Latency) – количество тактов, которые
должны пройти, прежде чем память отдаст команду на чтение из ячейки.
Сильно влияет на производительность. По умолчанию обычно стоит – 2.5т,
можно установить 2т.
Следующие 3 параметра определяют внутренние задержки
памяти:
TRP (precharge-to-active) – по умолчанию – 3т, минимально – 2т;
TRAS (active-to-precharge) – по умолчанию – 6т, минимально – 5т;
TRCD (active-to-CMD) – по умолчанию – 3т, минимально 2т.
DRAM Command Rate – задержка при передаче данных между
чипсетом и памятью. По умолчанию – 2т, минимально – 1т.
5) DDR2 SDRAM
Новый вид памяти, который уже используется в видеокартах. Совсем скоро
появится и оперативка этого типа. Чем она кардинально отличается от
DDR я пока не знаю. Частота на это время 400 МГц.
Питание: 1.8 В
Модули: 240-pin.
6) RDRAM = Rambus DRAM
Эта память начала разрабатываться компанией Rambus ещё в 1995 году.
В 1999 году она получила поддержку от Intel, которая начала использовать
её, пытаясь обогнать AMD с её DDR.
Как и DDR, Rambus работала на удвоенной частоте. Частоты были 800 МГц
(РС800) с пропускной способностью 1.6 ГБ/с и 1066 МГц (РС1066)
Сами модули были 16-разрядные, 184-pin. Поэтому для работы на 32-разрядной
шине необходимо устанавливать чётное количество модулей (парами).
Позже появились 32-разрядные модули. Они имели большее количество контактов
(вроде 232-pin) и обозначались как РС3200 (800 МГц) и РС4200 (1066 МГц).
Здесь в названии использовалась пропускная способность памяти.
Питание у Rambus DRAM – 2.5 В.
Остаётся только добавить, что RDRAM память была очень дорогой плюс не
очень хорошее отношение к компании Rambus сделало невыгодным использование
этой памяти в компьютере и затормозило развитие Intel, в результате
чего AMD с её DDR смогла сделать большой шаг вперёд.
7) Rambus XDR = Rambus eXtreme Data Rate
Совершенно новый вид памяти, пока не готовый к массовому выпуску. Компания
Rambus не сдалась после провальной RDRAM и продолжила разработки памяти.
Предполагается, что XDR будет со следующими параметрами:
Шина памяти: 128 бит
Частота: 3.2 и 6.4 ГГц
Пропускная способность: до 100 ГБ/с
С типами оперативной памяти вроде всё. Теперь о том,
куда эта память втыкается.
Слоты:
1) SIMM = Single In-line Memory Module
Модуль памяти с однорядным расположением выводов.
Более старые – 30-контактные модули. Ёмкость – 256 кБ, 1, 4, 8, 16 МБ.
Менее старые – 72-контактные модули. Ёмкость – 1-128 МБ.
В компах с 64-разрядной шиной памяти эти модули необходимо устанавливать
парами. При 32-разрядной шине – без разницы.
В виде этих модулей выпускаются(-лись) следующие типы
памяти: FPM, EDO.ъ
2) DIMM = Dual In-line Memory Module
Модули памяти с двухрядным расположением выводов.
Модули 64-разрядные (можно устанавливать в нечётном количестве)
В виде этих модулей выпускаются(-лись) следующие типы
памяти: FPM, EDO, SDRAM, DDR SDRAM
3) RIMM = Rumbus In-line Memory module
Слот для памяти Rumbus DRAM. Больше сказать нечего
