ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 17
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Оперативная Память.
План:
1. Классификация памяти.
1.1. Энергозависимая и энергонезависимая память.
1.2. Статическое и динамическое ОЗУ.
1.3. Память с прямой и непрямой адресацией.
2. Динамическая память.
2.1. Память с асинхронным интерфейсом.
2.1.1. FP DRAM.
2.1.2. EDO DRAM.
2.2. Память с синхронным интерфейсом.
2.2.1. SDRAM.
2.2.2. ESDRAM.
2.2.3. SDRAM II.
2.2.4. SLDRAM.
2.2.5. RAMBUS (RDRAM)
3. Модули памяти.
3.1. SIPP (SIP).
3.2. SIMM.
3.3. DIMM.
1. Классификация памяти.
1.1. Энергозависимая и энергонезависимая память.
В ЭВМ первого поколения требования к сохранению данных в памяти компьютера были строже, чем требования к быстродействию оперативной памяти. Вследствие этого в них использовалась энергонезависимая память. Чаще всего в качестве энергонезависимой памяти использовались ферритовые сердечники. Память на ферритовых сердечниках работала медленно и неэффективно: ведь на перемагничивание сердечника требовалось время и затрачивалось много электрической энергии. Поэтому энергонезависимая память стала вытесняться энергозависимой - более быстрой, экономной и дешевой, памятью на полупроводниках.
1.2. Статическое и динамическое ОЗУ.
Статическая память (SRAM) основана на триггерах. Триггер - это элемент на транзисторах, который может находится в одном из двух устойчивых состояний (0 и 1). Статическое ОЗУ дорогой и неэкономичный вид ОЗУ.
Принцип устройства динамической память (DRAM) следующий: система металл-диэлектрик-полупроводник способна работать как конденсатор. Как известно, конденсатор способен некоторое время "держать" на себе электрический заряд. Обозначив "заряженное" состояние как 1 и "незаряженное" как 0, мы получим ячейку памяти емкостью 1 бит. Поскольку заряд на конденсаторе рассеивается через некоторый промежуток времени, то его необходимо периодически "подзаряжать" (регенерировать).
1.3. Память с прямой и непрямой адресацией.
Также память классифицируют по методу доступа: с прямой и непрямой адресацией.
При прямой адресации местонахождение требуемой памяти содержится в информации
, передаваемой по линиям адреса. Адрес в двоичном виде. Адресный дешифратор, встроенный в память преобразует двоичный код в сигнал обращения к требуемой ячейке памяти. Такая схема сокращает количество управляющих сигналов в два раза.
Непрямая адресация используется для организации cash и имеет меньшее время доступа. непрямая адресация означает, что доступ к нужным данным производится не по адресу, а по другим признакам, например, при просмотре части содержимого блока памяти.
2. Динамическая память.
DRAM организована в виде прямоугольного массива ячеек. Чтобы обратиться к ячейке, нам нужно выбрать ряд и колонку, в которой находится эта ячейка. Обычно это реализуется таким образом, что старшая часть адреса указывает на ряд, а младшая часть адреса указывает на ячейку в ряду ("колонку"). Исторически сложилось так, что адрес подается на DRAM чип в две фазы - адрес ряда с адресом колонки по одинаковым линиям. Сперва чип принимает адрес ряда и затем через несколько наносекунд по той же линии передается адрес колонки. Чип считывает данные и передает их на вывод. При цикле записи данные принимаются чипом вместе с адресом колонки. Для управления чипом используется несколько управляющих линий. RAS (Row Address Strobe) сигналы которыми передается адрес ряда и также активируется весь чип. CAS (Column Address Strobe) сигналы которыми передается адрес колонки. WE (Write Enable) указывающий, что произведенный доступ - это доступ записи. OE (Output Enable) открывает буфера используемые для передачи данных с чипа памяти на "хост" (процессор).
2.1. Память с асинхронным интерфейсом.
С асинхронным интерфейсом процессор должен ожидать, пока DRAM закончит выполнение своих внутренних операций. Они обычно занимают 60 нс.
2.1.1. FP DRAM.
Так как каждый доступ к классической DRAM требует передачи двух адресов, он был слишком медленным для 25 МГц машин. FP (Fast Page) DRAM это вариант классической DRAM, в котором нет необходимости передавать адрес ряда в каждом цикле доступа. До тех пор пока RAS линия активна, ряд остается выбранным и индивидуальные ячейки из этого ряда можно выбрать передачей только адреса колонки. Итак, в то время как ячейка памяти остается той же самой, время доступа меньше, потому что только одна фаза передачи адреса необходима в большинстве случаев.
2.1.2. EDO DRAM.
EDO (Extended Data Out) DRAM это вариант FP DRAM. В FP DRAM адрес колонки должен оставаться верным во время всего периода передачи данных. Буфера данных активизируются только во время цикла передачи адреса колонки, по сигналу уровня активности CAS сигнала. Данные должны быть считаны с шины данных памяти до того как в чип поступит новый адрес колонки. EDO память сохраняет данные в буферах вывода после того как CAS сигнал возвращается в неактивное состояние и адрес колонки убирается. Адрес следующей колонки может передаваться параллельно с чтением данных. Это предоставляет возможность использовать частичное совпадение при чтении. В то время как ячейки памяти EDO RAM одинаковы по скорости с FP DRAM, последовательный доступ может осуществляться быстрее.
2.2. Память с синхронным интерфейсом.
2.2.1. SDRAM.
Аббревиатура SDRAM расшифровывается как Synchronic DRAM (динамическое ОЗУ с синхронным интерфейсом). В DRAM с синхронным управлением происходит защелкивание информации от процессора под управлением системных часов. Триггеры запоминают адреса, сигналы управления и данные. Это позволяет процессору выполнять другие задачи. После определенного количества циклов данные становятся доступными, и процессор может их считывать. Таким образом, уменьшается время простоя процессора во время регенерации памяти.
Другое преимущество синхронного интерфейса- это то, что системные часы задают временные границы, необходимые DRAM. Это исключает необходимость наличия множества стробирующих импульсов, обязательных для асинхронного интерфейса. Это, во-первых, уменьшает трафик по локальной шине (нет "лишних" сигналов), а во-вторых, позволяет упростить операции ввода-вывода. В-третьих, все операции ввода/вывода на локальной шине стали управляться одними и теми же синхроимпульсами.
2.2.2. ESDRAM.
Следующим оригинальным решением, увеличившим частоту работы SDRAM, явилось создание кэша SRAM на самом модуле динамического ОЗУ. Так появилась спецификация Enhanced SDRAM (ESDRAM). Это позволило поднять частоту работы модуля до 200 МГц. Назначение кэша на модуле точно такое же, что и кэш второго уровня процессора- хранение наиболее часто используемых данных.
2.2.3. SDRAM II.
Спецификация SDRAM II (или DDR SDRAM) не имеет полной совместимости с SDRAM. Эта спецификация позволяет увеличить частоту работы SDRAM за счет работы на обеих границах тактового сигнала, то есть на подъеме и спаде.
2.2.4. SLDRAM.
Как и SDRAM II, эта спецификация использует обе границы тактового сигнала и имеет в себе SRAM. Однако благодаря протоколу SynchLink Interface эта память способна работать на частоте до 400 Мгц.
2.2.5. RAMBUS (RDRAM).
В основе RAMBUS лежит простая идея: мы берем любой хороший DRAM, встраиваем в чип статический буфер, и предоставляем специальный, электронно настраивающийся интерфейс работающий на чистоте 250-400 Мгц. Интерфейс как минимум вдвое быстрее чем применяющийся в SDRAM, и в то время как время случайного доступа обычно медленнее, последовательный доступ производится очень быстро.
3. Модули памяти.
3.1. SIPP (SIP).
Эти модули представляют собой маленькие платы с несколькими напаянными микросхемами DRAM. SIPP является сокращением слов Single Inline Package. SIPP-модули соединяются с системной платой с помощью контактных штырьков. Под контактной колодкой находятся 30 маленьких штырьков, которые вставляются в соответствующую панель системной платы. Модули SIPP имели определенные вырезы, которые не позволяли вставить их в разъемы неправильным образом.
3.2. SIMM.
Аббревиатура SIMM расшифровывается как Single Inline Memory Module (Модуль памяти с однорядным расположением выводов). Модули SIMM могут иметь объем 256 Кбайт, 1, 2, 4, 8, 16 и 32 Мбайт. Соединение SIMM-модулей с системной платой осуществляется с помощью колодок. Модуль вставляется в пластмассовую колодку под углом 70 - градусов, а потом зажимается пластмассовым держателем. Модули SIMM для соединения с системной платой имеют не штырьки, а позолоченные полоски (так называемые pin, пины).
3.3. DIMM.
Аббревиатура DIMM расшифровывается как Dual Inline Memory Module (Модуль памяти с двойным расположением выводов). В модуле DIMM имеется 168 контактов, которые расположены с двух сторон платы и разделены изолятором. Следует отметить, что разъем DIMM имеют много разновидностей DRAM. К тому же вплоть до последнего времени модули DIMM не имели средств самоконфигурирования (в отличие от SIMM-модулей). Поэтому для облегчения выбора нужного модуля пользователям на материнских платах разные типы DIMM имеют от одного до трех вырезов на модуле памяти. Они предотвращают от неправильного выбора и неправильной установки модулей памяти.