Оперативная память
и позолоченные печатные платы.
Введение стандарта PC100 в некоторой степени можно считать рекламной
уловкой, но все известные производители памяти и системных плат поддержали
эту спецификацию, а с появлением следующего поколения памяти переходят на
его производство.
Спецификация PC100 является очень критичной, одно описание с
дополнениями занимает больше 70 страниц.
Для комфортной работы с приложениями, требующими высокого
быстродействия, разработано следующее поколение синхронной динамической
памяти - SDRAM PC133. В продаже можно найти модули, поддерживающие эту
спецификацию, причем цена на них превышает цены соответствующих моделей
PC100 на 10-30%. Насколько это оправдано, судить довольно сложно.
Продвижением данного стандарта на рынок занимается уже не Intel, а их
главный конкурент на рынке процессоров AMD. Intel же решила поддерживать
память от Rambus, мотивируя это тем, что она лучше сочетается с шиной AGP
4x.
133-МГц чипы направлены на использование с новым семейством
микропроцессоров, работающих на частоте системной шины 133 МГц, и полностью
совместимы со всеми PC100-продуктами. Такими производителями, как VIA
Technologies, Inc., Acer Laboratories Inc. (ALi), OPTi Inc., Silicon
Integrated Systems (SiS) и Standard Microsystems Corporation (SMC),
разработаны чипсеты, поддерживающие спецификацию PC133.
Недавно появилась еще одна интересная технология - Virtual Channel
Memory. VCM использует архитектуру виртуального канала, позволяющую более
гибко и эффективно передавать данные с использованием каналов регистра на
чипе. Данная архитектура интегрирована в SDRAM. VCM, помимо высокой
скорости передачи данных, совместима с существующими SDRAM, что позволяет
делать апгрейд системы без значительных затрат и модификаций. Это решение
также нашло поддержку у некоторых производителей чипсетов.
Enhanced SDRAM (ESDRAM)
Для преодоления некоторых проблем с задержкой сигнала, присущих
стандартным DRAM-модулям, производители решили встроить небольшое
количество SRAM в чип, т. е. создать на чипе кэш. Одним из таких решений,
заслуживающих внимания, является ESDRAM от Ramtron International
Corporation.
ESDRAM - это по существу SDRAM плюс немного SRAM. При малой задержке и
пакетной работе достигается частота до 200 МГц. Как и в случае внешней кэш-
памяти, DRAM-кэш предназначен для хранения наиболее часто используемых
данных. Следовательно, уменьшается время доступа к данным медленной DRAM.
DDR SDRAM (SDRAM II)
DDR SDRAM (Double Date Rate SDRAM) является синхронной памятью,
реализующей удвоенную скорость передачи данных по сравнению с обычной
SDRAM.
DDR SDRAM не имеет полной совместимости с SDRAM, хотя использует метод
управления, как у SDRAM, и стандартный 168-контактный разъем DIMM. DDR
SDRAM достигает удвоенной пропускной способности за счет работы на обеих
границах тактового сигнала (на подъеме и спаде), а SDRAM работает только на
одной.
SLDRAM
Стандарт SLDRAM является открытым, т. е. не требует дополнительной
платы за лицензию, дающую право на производство чипов, что позволяет
снизить их стоимость. Подобно предыдущей технологии, SLDRAM использует обе
границы тактового сигнала. Что касается интерфейса, то SLDRAM перенимает
протокол, названный SynchLink Interface. Эта память стремится работать на
частоте 400 МГц.
У всех предыдущих DRAM были разделены линии адреса, данных и
управления, которые накладывают ограничения на скорость работы устройств.
Для преодоления этого ограничения в некоторых технологических решениях все
сигналы стали выполняться на одной шине. Двумя из таких решений являются
технологии SLDRAM и DRDRAM. Они получили наибольшую популярность и
заслуживают внимания. Ниже представлен модуль памяти DRDRAM.
[pic]
Модуль памяти DRDRAM
RDRAM (Rambus DRAM)
RDRAM представляет спецификацию, созданную Rambus, Inc. Частота работы
памяти равна 400 МГц, но за счет использования обеих границ сигнала
достигается частота, эквивалентная 800 МГц. Спецификация Rambus сейчас
наиболее интересна и перспективна.
Direct Rambus DRAM - это высокоскоростная динамическая память с
произвольным доступом, разработанная Rambus, Inc. Она обеспечивает высокую
пропускную способность по сравнению с большинством других DRAM. Direct
Rambus DRAMs представляет интегрированную на системном уровне технологию.
Технология Direct Rambus представляет собой третий этап развития
памяти RDRAM. Впервые память RDRAM появилась в 1995 г., работала на частоте
150 МГц и обеспечивала пропускную способность 600 Мбайт/с. Она
использовалась в станциях SGI Indigo2 IMPACTtm, в приставках Nintendo64, а
также в качестве видеопамяти. Следующее поколение RDRAM появилось в 1997 г.
под названием Concurrent RDRAM. Новые модули были полностью совместимы с
первыми. Но за год до этого события в жизни компании произошло не менее
значимое событие. В декабре 1996 г. Rambus, Inc. и Intel Corporation
объявили о совместном развитии памяти RDRAM и продвижении ее на рынок
персональных компьютеров.
Сейчас стали появляться новые типы RAM микросхем и модулей.
Встречаются такие понятия, как FPM RAM, EDO RAM, DRAM, VRAM, WRAM, SGRAM,
MDRAM, SDRAM, SDRAM II (DDR SDRAM), ESDRAM, SLDRAM, RDRAM, Concurrent
RDRAM, Direct Rambus. Большинство из этих технологий используются лишь на
графических платах, и в производстве системной памяти компьютера
используются лишь некоторые из них.
Память типа SRAM
Существует тип памяти, совершенно отличный от других, - статическая
оперативная память (Static RAM – SRAM). Она названа так потому, что, в
отличии от динамической оперативной памяти , для сохранения ее содержимого
не требуется переодической регенерации. Но это не единственное ее
преимущество. SRAM имеет более высокое быстродействие, чем динамическая
оперативная память, и может работать на той же частоте, что и современные
процессоры.
Время доступа SRAM не более 2 нс, это означает, что такая память может
работать синхронно с процессорами на частоте 500 МГц или выше. Однако для
хранения каждого бита в конструкции SRAM используется кластер из 6
транзисторов. Использование транзисторов без каких либо конденсаторов
означает, что нет необходимости в регенерации. Пока подается питание, SRAM
будет помнить то, что сохранено.
Микросхемы SRAM не используются для всей системной памяти потому, что
по сравнению с динамической оперативной памятью быстродействие SRAM намного
выше, но плотность ее намного ниже, а цена довольно высокая. Более низкая
плотность означает, что микросхемы SRAM имеют большие габариты, хотя их
информационная емкость намного меньше. Большое число транзисторов и
кластиризованное их размещение не только увеличивает габариты SRAM, но и
значительно повышает стоимость технологического процесса по сравнению с
аналогичными параметрами для микросхем DRAM.
Несмотря на это, разработчики все-таки применяют память типа SRAM для
повышения эффективности РС. Но во избежание значительного увеличения
стоимости устанавливается только небольшой объем высокоскоростной памяти
SRAM, которая используется в качестве кэш-памяти. Кэш-память работает на
тактовых частотах, близких или даже равных тактовым частотам процессора,
причем обычно именно эта память используется процессором при чтении и
записи. Во время операции чтения данные в высокоскоростную кэш-память
предварительно записываются из оперативний памяти с низким быстродействием,
то есть из DRAM. Поэтому именно кэш-память позволяет сократить количество
“простоев” и увеличить быстродействие компьютера в целом.
Эффективность кэш-памяти выражается коэффициентом совпадения, или
коэффициентом успеха. Коэффициент совпадения равен отношению количества
удачных обращений в кэш к общему количеству обращений. Попадание – это
событие состоящее в том, что необходимые процессору данные предварительно
считываются в кэш из оперативной памяти; иначе говоря, в случае попадания
процессор может считывать данные из кэш-памяти. Неудачным обращением в кэш
считается такое, при котором контроллер кэша не предусмотрел потребности в
данных, находящихся по указанному абсолютному адресу. В таком случае
необходимые данные не были предваритель считаны в кэш-память, поэтому
процессор должен отыскать их в более медленной оперативной памяти, а не в
быстродействующем кэше.
Чтобы минимизировать время ожидания при считывании процессором данных
из медленной оперативной памяти, в современных персональных компьютерах
обычно предусмотрены два типа кэш-памяти: кэш-память первого уровня (L1) и
кэш-память второго уровня (L2). Кэш-память первого уровня также называется
встроенным, или внутренним кэшем; он непосредственно встроен в процессор и
фактически является частью микросхемы процессора.
Кэш-память второго уровня называется вторичным, или внешним кэшем; он
устанавливается вне микросхемы процессора.
Первоначально кэш-память проектировадлась как асинхронная, то есть не
была синхронизирована с шиной процессора и могла работать на другой
тактовой частоте. При внедрении набора микросхем системной логики 430FX в
начале 1995 года был разработан новый тип синхронной кэш-памяти. Она
работает синхронно с шиной процессора, что повышает ее быстродействие и
эффективность. В то же время был добавлен режим pipeline burst mode
(конвеерный монопольный режим). Он позволил сократить время ожидания за
счет уменьшения количества состояний ожидания после первой передачи данных.
Использование одного из этих режимов подразумевает наличие другого.
Разъемы SIMM и DIMM
В большинстве современных компьютеров вместо отдельных микросхем
памяти используются
| |  скачать работу |
Оперативная память |
