Методи звертання до пам'яті

Асинхронна пам'ять DRAM використовувалася у всіх комп'ютерах до кінця 90-х. Доступ до такої пам'яті може здійснюватися тільки в межах вікна фіксованої мінімальної тривалості. Якщо процесор уже передав дані в межах вікна, то йому доведеться чекати наступного вікна для передачі наступної порції даних, через що кілька тактів процесора можуть бути загублені. Робота в асинхронному режимі змушує процесор дотримувати фіксованого розкладу при передачі даних.

Усі види асинхронної пам'яті на даний момент застаріли. Хоча вона все ще зустрічається в деяких системах. (Наприкінці 2001 року мікросхеми SDRAM DIMM продавалися за ціною 15 центів за Мбайт, тоді як асинхронна пам'ять коштувала від 1,5 до 12 доларів за Мбайт у залежності від її обсягу і типу).

На сьогоднішній день доступні наступні типи асинхронної пам'яті.

а) Fast Page Mode – FPM DRAM (динамічна пам'ять зі швидким сторінковим доступом). Такі мікросхеми широко використовувалися в 486-х і більш старих системах. Їх можна встановлювати на перші моделі Pentium. FPM не підтримується сучасними чипсетами. Хоча мікросхему FPM DRAM можна перенести зі старої системи Socket 5 або Socket 7 на нову Socket 7, інше застосування цієї пам'яті придумати складно.

б) Extended Data Out – EDO DRAM (динамічна пам'ять із продовженою видачею даних). Пам'ять EDO іноді називають Hyper Page Mode DRAM, вона працює трохи швидше, ніж FPM. Її можна знайти в різних формах-факторах і вона широко використовувалася в нових системах до кінця 1998 року. EDO DRAM коштує зараз так дорого, що часто буває вигідно замінити наявну плату, процесор і пам'ять на сучасні, замість того щоб купувати пам'ять EDO. Незважаючи на це, існує і розумний підхід до модернізації системи з пам'яттю EDO. На багато комп'ютерів з цією пам'яттю можна встановлювати і мікросхеми SDRAM DIMM, що швидше, дешевше і доступніше. Необхідно тільки замінити пам'ять EDO на РС133 SDRAM DIMM.

в) Burst Extended Data Out – BEDO DRAM (динамічна пам'ять із продовженою пакетною видачею даних). Небагато швидша, ніж EDO, але поступається формату SDRAM. Тому пам'ять BEDO не одержала широкого поширення.

г) Синхронна пам'ять DRAM (SDRAM) використовує той же генератор тактових імпульсів, що і процесор. Ніякого вікна тепер не потрібно, тому що пам'ять і процесор контролюються одному зовнішньому джерелу. Це дозволяє процесору передавати дані в пам'ять і зчитувати їх звідти в будь-який такт, а не чекати приходу чергового вікна. Синхронна пам'ять DRAM випускається в наступних варіантах:

- JEDEC SDRAM – “звичайна” пам'ять SDRAM. Іноді її називають РС66 SDRAM, щоб відрізняти від РС100 і РС133. Мікросхеми РС66, зняті зі старої системи, можуть використовуватися в кожній іншій, що також працює на тактовій частоті зовнішньої шини 66 МГц, включаючи системи з процесорами Celeron і Pentium II старих моделей.

- С100 SDRAM – пам'ять, що відповідає специфікації Intel PC 100 і може функціонувати на номінальній частоті зовнішньої шини 100 Мгц. Як і РС66, PC 100 SDRAM на даний момент застаріла.

- РС133 SDRAM – пам'ять, що відповідає специфікації Intel PC 133 і здатна функціонувати на номінальній частоті зовнішньої шини 133 Мгц. Цей тип пам'яті працює без проблем практично у всіх системах з тактовими частотами зовнішньої шини 66, 100 і 133 Мгц і найчастіше є оптимальним варіантом при покупці пам'яті SDRAM. РС133 випускається в двох варіантах, що відрізняються затримкою CAS. CAS-3 PC 133 SDRAM поширена ширше. CAS-2 PC 133 SDRAM має меншу затримку і тому трохи швидше працює на материнській платі, що здатна скористатися цією перевагою.

У червні 2002 року пам'ять РС133 SDRAM частіше всіх інших видів встановлювалася в дешеві системи. Однак в інших сегментах ринку її вже витіснила пам'ять DDR-SDRAM.

Double Data Rate – DDR-SDRAM. Відповідно до назви має подвоєну швидкість передачі даних в одному такті. Пропускна здатність пам'яті підвищується вдвічі. Поява DDR-SDRAM було природним результатом розвитку звичайного стандарту SDRAM, що тепер іноді називають Single Data Rate SDRAM або SDR-SDRAM, щоб уникнути плутанини. Мікросхеми DDR-SDRAM DIMM іменуються відповідно до їх реальної пропускної здатності. Наприклад, мікросхеми, що працюють на 100 Мгц, завдяки подвійному накачуванню вважаються працюючими на ефективній частоті 200 Мгц і тому іменуються РС200. Аналогічно, мікросхеми, призначені для частоти системної шини 133 Мгц, називаються РС266, і нарешті, з 166 Мгц виходять чіпи РСЗЗЗ.

На відміну від чипів SDR-SDRAM DIMM, назви яких відповідають тактовим частотам, чіпи DDR-SDRAM DIMM позначаються за їх пропускною здатністю. Ширина шини даних – 64 біт (8 байт). Таким чином, чип РС200 DDR-SDRAM DIMM передає 8 байт 200 мільйонів разів у секунду, що дає підсумкову пропускну здатність 1600 млн байт/с. Модуль з такими чіпами буде називатися РС1600 DIMM. Модулі DDR-SDRAM з чіпами РС266 називаються РС2100, а модулі з чіпами РСЗЗЗ – РС2700. DDR-SDRAM зараз є основною технологією виробництва пам'яті для масового ринку комп'ютерних систем. Усі стандартні сучасні процесори і чіпсети Intel і AMD підтримують DDR-SDRAM.

Виходячи з того, що якщо удвічі швидше – це добре, то учетверо швидше повинно бути ще краще, Kentron і VIA Technologies розробляють пам'ять з пропускною здатністю у чотири рази більшою Quad Band Memory (QBM), що іноді називають Quad Data Rate SDRAM (QDR-SDRAM).

Докладніше про різні типи SDRAM можна прочитати в специфікаціях Intel PC SDRAM Specifications на сторінці http://developer.intel.com/technology/ memory/pcsdrarn/spec/index.htrn.

Перераховані вище типи пам'яті DRAM взаємодіють із системою через шини адрес, керування і даних, у кожної з яких мається безліч складових ліній. Необхідність керування цими широкими паралельними шинами обмежує продуктивність. Протокольні типи DRAM використовують вузькі, але дуже швидкі канали з протоколами, що регламентують передачу адреси, яка керує командами і даними. Існує два стандарти протокольних DRAM.

- Rambus RDRAM. Існує три основних види пам'яті Rambus: базовий {Base), паралельний (Concuirent) і прямій (Direct) Rambus. Перші два на даний момент виходять із застосування і використовуються тільки в пристроях типу ігрових приставок. У персональних комп'ютерах використовується тільки пам'ять із прямим доступом Direct Rambus. Стандарт Rambus RDRAM був розроблений спільно фірмами Intel і Rambus. Пам'ять RDRAM може працювати з частотами зовнішньої шини 100 і 133 Мгц. На даний момент існує три її види: РС600, РС700 і РС800. Як і у випадку з DDR-SDRAM, модулі RDRAM іменуються відповідно до пропускної здатності. Однак у системах іменування присутні деякі розходження. RDRAM передає дані по 16 або 18 біт паралельно (на відміну від SDRAM з 64-розрядною шиною), причому в будь-якому випадку передаються 2 байти даних. Таким чином, РС600 забезпечує пікову пропускну здатність 1200 млн байт/с, РС700 - 1400 млн байт/с і РС800 - 1600 млн байт/с.

Отже, продуктивність модулів РС800 RDRAM і РС1600 DDR-SDRAM виявляється однаковою. Насправді це вірно, якщо розглядати тільки пікову пропускну здатність. У реальності RDRAM забезпечує більш високу середню пропускну здатність, тому що цей тип пам'яті більш ефективний, чим SDRAM, у більшості типових додатків. Ефективність SDRAM лежить між 40 і 70%, тоді як ефективність RDRAM складає близько 80%. Середня пропускна здатність РС800 RDRAM може бути порядку 1280 млн байт/с, тоді як РС1600 DDR-SDRAM видає набагато менше, і навіть РС2100 не може зрівнятися по середній пропускній здатності з РС800 RDRAM.

З цього погляду може показатися, що RDRAM – це кращий вибір, але з кількох причин дане твердження рідке виявляється вірним.

По-перше, більшість додатків виявляються нездатні реалізувати виграш у пропускній здатності, що дає RDRAM. Хоча сучасні процесори типу Pentium 4 теоретично здатні використовувати дуже широку смугу пропускання пам'яті, на практиці лише деякі додатки вимагають настільки значну пропускну здатність, що її не можуть забезпечити модулі PC 1600, не говорячи вже про РС2100 DDR-SDRAM. По-друге, RDRAM звичайно коштує значно дорожче, ніж DDR-SDRAM (хоча в червні 2002 року RDRAM і DDR-SDRAM коштували приблизно однаково). По-третє, пропускна здатність – лише один з параметрів продуктивності мікросхем пам'яті. Затримка, тобто величина інтервалу часу між відправленням запиту і початком прийому відповіді, не менш важлива, чим пропускна здатність. Незважаючи на те, що фірма Rambus стверджує зворотне, реальні мікросхеми RDRAM мають досить велику затримку. Що ще гірше, ця затримка зростає. Затримка чипів DDR-SDRAM обумовлена властивостями самих чіпів і не залежить від кількості модулів DIMM, встановлених у системі. Встановлення додаткових модулів RDRAM приводить до лінійного росту затримки.

- Synchronous Link DRAM (SLDRAM). Цей стандарт є відкритий, не приналежним ніяким фірмам і заснований на використанні протоколу стандарт пам'яті SDRAM. SLDRAM зачахнула, не встигнувши набути розповсюдження. Це вмираючий стандарт, що не одержав підтримки виробників чіпсетів і мікросхем пам'яті. Веб-сайт SLDRAM (http://www.sldram.com) усе ще існує, але сама технологія уже вмерла.

Поиск по сайту: