Что такое sdram в оперативной памяти
Synchronouse DRAM
Синхронная оперативная память (SDRAM) — это первая технология оперативной памяти со случайным доступом (DRAM) разработанная для синхронизации работы памяти с тактами работы центрального процессора с внешней шиной данных. SDRAM основана на основе стандартной DRAM и работает почти также, как стандартная DRAM, но она имеет несколько отличительных характеристик, которые и делают ее более прогрессивной:
Синхронная работа SDRAM в отличие от стандартной и асинхронной DRAMs, имеет таймер ввода данных, таким образом системный таймер, который пошагово контролирует деятельность микропроцессора, может также управлять работой SDRAM. Это означает, что контроллер памяти знает точный цикл таймера на котором запрошенные данные будут обработаны. В результате, это освобождает процессор от необходимости находится в состоянии ожидания между моментами доступа к памяти.
Общие свойства SDRAM
Банки ячеек — это ячейки памяти внтри чипа SDRAM, которые разделяются на два, независимых банка ячеек. Поскольку оба банка могут быть задействованны одновременно, непрерывный поток данных может обеспечиваться простым переключением между банками. Этот метод называется чередованием, и он позволяет снизить общее количество циклов обращения к памяти и увеличить, в результате, скорость передачи данных. пакетный режим ускорения — это техника быстрой передачи данных, при которой автоматически генерируется блок данных (серия последовательных адресов), в каждый момент, когда процессор запрашивает один адрес. Исходя из предположения о том, что адрес следующих данных, которые будут запрошенных процессором, будет следующим, по отношению к предыдущему запрошенному адресу, который обычно истиный (это такое же предсказание, которое используется в алгоритме работы кэш-памяти). Пакетный режим может применятся как при операциях чтения (из памяти), так и при операциях записи (в память).
Теперь о фразе, что SDRAM более быстрая память. Даже при том, что SDRAM основана на стандартной DRAM архитектуре, комбинация указанных выше трех характеристик позволяет получит более быстрый и более эффективный процесс передачи данных. SDRAM уже может передавать данные со скоростью вплоть до 100MHz, что почти в четыре раза быстрее работы стандартной DRAM. Это ставит SDRAM в один ряд с более дорогой SRAM (статическое ОЗУ) используемой в качестве внешней кэш-памяти.
Почему именно SDRAM?
Поскольку оперативная память компьютера хранит в себе информацию, которая требуется CPU для функционирования, время прохождения данных между CPU и памятью является критичным. Более быстрый процессор может увеличить производительность системы только, если он не попадает в состояние цикла «поторопись и подожди», в то время, как остальная часть системы борется за то, чтобы оставаться в этом состоянии. К несчастью, с тех пор, как Intel представила пятнадцать лет тому назад свой процессор x286, обычные микросхемы памяти больше не в состоянии идти в ногу с чрезвычайно возросшей производительностью процессоров.
Стандартная, асинхронная DRAM работае без управления ввода таймером, который не требовался для передачи данных вплоть до второго десятилетия развития микропроцессоров. Начиная с этого момента, в системах с более быстрыми процессорами, которые используют стандартную DRAM необходимо принудительно устанавливать состояния ожидания (временные задержки), чтобы избежать переполнения памяти.Состояние ожидания, это когда микропроцессор приостанавливает исполнение всего, что он делает, пока другие компоненты не перейдут в режим приема команд.По этой причине, новые технологии памяти внедряются не только с целью увеличения скорости обмена, но также и с целью сокращения цикла поиска и выборки данных. Перед лицом возникших требований, изготовителями микросхем памяти были представлены серии новшеств, включающие память страничного режима, статического столбца, чередующиюся память, и FPM DRAM (быстространичного режима). Когда скорости процессоров возросли до частот 100MHz и выше, разработчики систем предложили для использования небольшой высокоскоростной внешний кэш SRAM (кэш второго уровня), а также новую быстродействующую память тиа EDO (расширенный доступ к данным) и BEDO (пакетно-расширенный доступ). FPM DRAM И EDO DRAM наиболее часто применяемая памяти в современных PC, но их асинхронная электрическая схема не предназначена для скоростей более 66MHz (максимум для BEDO). К несчастью, это фактор ограничивает сегодняшние системы, на основе процессоров типа Pentium с тактовой частотой более 133MHz, частотой по шине памяти величиной в 66MHz.
Первоначально, SDRAM была предложена в качестве более дешевой по стоимщсти альтернативы для дорогой видеопамяти VRAM (Video RAM), используемой в графических подсистемах. Тем не менее, она быстро получила применение во многих приложения и стала кандидатом номер один на роль основной памяти для следующих поколений PC.
Как работает SDRAM?
SDRAM производится на основе стандартной DRAM и работает также, как стандартная DRAM — осуществляя доступ с строкам и колонкам ячеек данных. Только SDRAM объединяет свои специфичные свойства синхронного функционирования банков ячеек, и пакетной работы, для эффективного устранения состояний задержек-ожидания. Когда процессору необходимо получить данные из оперативной памяти, он может получить их в требуемый момент. Таким образом, фактическое время обработки данных непосредственно не изменилось, в отличии от увеличения эффективности выборки и передачи данных. Для того, чтобы понять как SDRAM ускоряет процесс выборки и поиска данных в памяти, представьте себе, что центральный процессор имеет посыльного, который возит тележку по зданию оперативной памяти, и каждый раз ему нужно бросать или подбирать информацию. В здании оперативной памяти клерк, отвечающий за пересылку/получение информации, обычно тратит около 60ns, чтобы обработать запрос. Посыльный знает только, сколько требуется времени, чтобы обработать запрос, после того, как он получен. Но он не знает будет ли готов клерк, когда он приедет к нему, так что обычно он отводит немного времени на случай ошибки. Он ждет, пока клерк не будет готов получить запрос. Затем он ожидает обычное время, требующееся для обработки запроса. А затем, он задерживается, чтобы проверить, что запрошенные данные загружены в его тележку, прежде, чем отвезти тележку с данными обратно центральному процессору. Предположим, с другой стороны, что каждые 10 наносекунд пресылающий клерк в здании оперативной памяти должны быть снаружи и готовым получить другой запрос или ответить на запрос, который был получен ранее. Это делает процесс более эффективным, поскольку посыльный может прибыть именно в нужное время. Обработка запроса начинается в момент его получени. Информация посылается в CPU, когда она готова.
Какие преимущества в производительности?
Время доступа (комманды по адресу до выбора данных) одинаково для всех типов памяти, как видно из таблицы выше, поскольку их внутренняя архитектура в основном одинакова. Более показательным параметром является время цикла, который показывает, насколько быстро можгут быть осуществлены два последовательных доступа в чипе. Первый цикл считывания одинаков для всех четырех типов памяти — 50ns, 60ns или 70ns. Но реальные различия можно увидеть, посмотрев как быстро осуществляется второй, третий, четвертый, и т.д. цикл считывания. Для этого мы посмотрим на время цикла. Для «-6» FPM DRAM (60ns), второй цикл может быть осуществлен за 35ns. Сравните это с «-12» SDRAM (время доступа 60ns), когда второй цикл считывания проходит за 12ns. Это в три раза быстрее, и при этом, без какой-либо значительной переделки системы!
Каково место SDRAM среди будущей памяти PC?
В настоящее время, FPM DRAM и EDO DRAM составляют большинство основного потока памяти PC, но ожидается, что SDRAM быстро станет основной альтернативой стандартной DRAM. Модернизация с FPM памяти до EDO (плюс L2-кэш) увеличивает производительность на 50%, а модернизируя с EDO до BEDO или SDRAM обеспечивает дополнительный прирост производительности еще на 50%. Все-таки, многие поставщики готовых систем видят BEDO лишь как промежуточный этап между EDO и SDRAM из-за присущих BEDO ограничений по скорости. SDRAM, которую они ожидают будет основной памятью при выборе.
Текущие потребности исходят от приложений с интенсивной графикой и требующих больших вычислений, таких, как малтимедиа, серверы, digital set-top boxex (системы для домашнего использования, совмещающие в себе телевизор, музыкальный центр, веб-броузер и т.д.), коммутаторы ATM, и другое сетевое и коммуникационное оборудование, требующие высокой пропускной способности и скоротей передачи данных. В недалеком будущем, тем не менее, промышленные эксперты прогнозируют, что SDRAM станет новым стандартом памяти в персональных компьютерах.
Следующий шаг в развитии SDRAM уже сделан, это DDR SDRAM или SDRAM II
И сделала этот шаг компания Samsung, известная как крупнейший производитель чипов памяти с маркировкой SEC. Официально о выпуске новой памяти будет объявлено в ближайшее время, но уже известны некоторые подробности. Имя новой памяти «Double Data Rate SDRAM» или просто «SDRAM II». Соль в том, что новая синхронная память может передавать данные по восходящему и падающиму уровню сигнала шины, что позволяет увеличить пропускную способность до 1.6 Гб/сек при частоте шины в 100MHz. Это позволит увеличить вдвое пропускную способность памяти по сравнению с существующей SDRAM. Заявлено, что новый чипсет VIA VP3 будет обеспечивать возможность использования новой памяти в системах.
Будте осторожны при выборе SDRAM для применения в системах на основе чипсета i440LX
Как показала практика, материнские платы, сделанные на основе последнего чипсета i440LX очень чувствительно относятся к типу применямой памяти SDRAM. Это связано с тем, что новая спецификация Intel SPD для SDRAM, определяет дополнительные требования к содержанию специальной информации о используемом модуле DIMM, которая должна находиться в маленьком по объемам и размерам элементе электронно-программируемой памяти EPROM, располагающейся на самом модуле памяти. Однако это не означает, что любой модуль SDRAM имеющий на себе EPROM, соответствует спецификации SPD, но в частности, это означает что модуль без EPROM этой спецификации точно не соответствует. Некоторые платы на базе набора i440LX требуют для работы только такие специальные модули, однако большинство существующих прекрасно функционируют и с обычными модулями SDRAM. Данный шаг Intel, по введения стандарта на модули синхронной памяти, связан, прежде всего, со стремлением обеспечить надежную работу и совместимость памяти с будущим чипсетом i440BX, который уже будет поддерживать шинную частоту в 100MHz.
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library
Персональные инструменты
SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory)
SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory)— это синхронная динамическая память с произвольным доступом. SDRAM основана на основе стандартной DRAM и работает почти также, как стандартная DRAM, но она имеет несколько отличительных характеристик, которые и делают ее более прогрессивной.
Содержание
История
Появилась она в 1997 году, и начиная с чипсетов i430VX и i430TX, выпущенных в том же году, все наборы системной логики поддерживают этот тип памяти. Первоначально, SDRAM была предложена в качестве более дешевой по стоимости альтернативы для дорогой видеопамяти VRAM, используемой в графических подсистемах. Тем не менее, она быстро получила применение во многих приложения и стала кандидатом номер один на роль основной памяти для следующих поколений PC. [Источник 1]
Описание
Синхронная оперативная память (SDRAM) — это первая технология оперативной памяти со случайным доступом (DRAM) разработанная для синхронизации работы памяти с тактами работы центрального процессора с внешней шиной данных. SDRAM основана на основе стандартной DRAM и работает почти также, как стандартная DRAM, но она имеет несколько отличительных характеристик, которые и делают ее более прогрессивной.Синхронная работа SDRAM в отличие от стандартной и асинхронной DRAMs, имеет таймер ввода данных, таким образом системный таймер, который пошагово контролирует деятельность микропроцессора, может также управлять работой SDRAM. Это означает, что контроллер памяти знает точный цикл таймера на котором запрошенные данные будут обработаны. В результате, это освобождает процессор от необходимости находится в состоянии ожидания между моментами доступа к памяти (см. рисунок 1).
Свойства
Банки ячеек
Банки ячеек — это ячейки памяти внтри чипа SDRAM, которые разделяются на два, независимых банка ячеек. Поскольку оба банка могут быть задействованны одновременно, непрерывный поток данных может обеспечиваться простым переключением между банками. Этот метод называется чередованием, и он позволяет снизить общее количество циклов обращения к памяти и увеличить, в результате, скорость передачи данных. пакетный режим ускорения — это техника быстрой передачи данных, при которой автоматически генерируется блок данных (серия последовательных адресов), в каждый момент, когда процессор запрашивает один адрес. Исходя из предположения о том, что адрес следующих данных, которые будут запрошенных процессором, будет следующим, по отношению к предыдущему запрошенному адресу, который обычно истиный (это такое же предсказание, которое используется в алгоритме работы кэш-памяти). Пакетный режим может применятся как при операциях чтения (из памяти), так и при операциях записи (в память).
Память
У SDRAM более быстрая память,чем у других видов памяти. Даже при том, что SDRAM основана на стандартной DRAM архитектуре, комбинация указанных выше трех характеристик позволяет получит более быстрый и более эффективный процесс передачи данных. SDRAM уже может передавать данные со скоростью вплоть до 100MHz, что почти в четыре раза быстрее работы стандартной DRAM. Это ставит SDRAM в один ряд с более дорогой SRAM (статическое ОЗУ) используемой в качестве внешней кэш-памяти.
Принцип работы
Особенности
Время доступа (комманды по адресу до выбора данных) одинаково для всех типов памяти, поскольку их внутренняя архитектура в основном одинакова. Более показательным параметром является время цикла, который показывает, насколько быстро могут быть осуществлены два последовательных доступа в чипе. Первый цикл считывания одинаков для всех четырех типов памяти — 50ns, 60ns или 70ns. Но реальные различия можно увидеть, посмотрев как быстро осуществляется второй, третий, четвертый, и т.д. цикл считывания. Наиболее значимые улучшения производительностьи при использовании SDRAM:
Синхронная память
При синхронной работе с памятью SDRAM обеспечивается синхронизация всех входных и выходных сигналов с тактами системного генератора. Однако управление памятью усложняется, так как приходится вводить дополнительные регистры- защелки, которые хранят адреса, данные и управляющие сигналы, в то время как процессор, передав их в память, продолжает работать с другими устройствами. После определенного числа тактовых циклов, количество которых считает специальный счетчик, данные становятся доступными и процессор может получить их с системной шины. Помимо организации синхронного доступа к данным, память SDRAM имеет еще ряд принципиальных отличий от асинхронной памяти. Весь массив памяти SDRAM модуля разделен на два независимых банка. Такое решение позволяет совмещать выборку данных из одного банка с установкой адреса в другом банке, то есть иметь одновременно две открытые страницы. Доступ к этим страницам чередуется (bank interleaving), и соответственно устраняются задержки, что обеспечивает создание непрерывного потока данных. В SDRAM-памяти, как и в BEDO-памяти, организована конвейерная обработка данных, что позволяет производить обращение по новому адресу столбца ячейки памяти на каждом тактовом цикле. В микросхеме SDRAM имеется счетчик для наращивания адресов столбцов ячеек памяти с целью обеспечения быстрого доступа к ним. Существовало два типа синхронной динамической SDRAM-памяти: РС100 и РС133. Числа 100 и 133 определяют частоту системной шины, которую поддерживает эта память. Соответственно, память PC 100 поддерживает максимальную частоту 100 МГц, а РС133 — 133 МГц. По своей внутренней архитектуре, способам управления и внешнему дизайну модули памяти РС100 и РС133 были полностью идентичны. Можно сказать, что память PC 133 — это разогнанный вариант PC 100. Память принято характеризовать различными параметрами, среди которых основным (точнее, первым из называемых) является пропускная способность канала данных — максимальное количество байт, передаваемых по каналу данных за единицу времени (за одну секунду). Память PC 100 и PC 133 имеет 64-битную (восьмибайтную) шину данных, то есть за каждый такт можно передать 8 байт данных. Следовательно, чтобы определить пропускную способность памяти, нужно умножить количество тактов передачи за одну секунду на количество байт, передаваемых за один такт. Количество тактов обращений к памяти за одну секунду — это частота работы памяти. Таким образом, пропускная способность канала памяти определяется по формуле:
Следует иметь в виду, что здесь речь идет о максимально возможной пропускной способности, которая реализуется только в случае последовательной передачи данных (в режиме страничного доступа), когда данные передаются с каждым тактом обращения. В то же время при этом не учитывается количество тактов, необходимых для получения доступа к самой строке, а также для настроек (пробуждения) модуля памяти. Поэтому другими важными характеристиками памяти являются время доступа и время цикла.
Версии
Время доступа
Время доступа (RAS to active time, Tras) — это время, проходящее с момента обращения к памяти до момента считывания данных. Данная величина приблизительно одинакова для всех типов динамической памяти и составляет примерно 50 не. Время доступа актуально при случайном доступе к памяти, то есть когда последовательные считываемые ячейки памяти принадлежат различным строкам. Если же говорить о блочной передаче, то более показательной характеристикой является время цикла, то есть время между двумя последовательными обращениями к ячейкам памяти. Первый цикл обращения всегда равен времени доступа, то есть около 50 Не. Но при последующих циклах обращения в пределах одной страницы время существенно меньше и составляет 10 Не для памяти РС100 и 7,5 Не для РС133 (7,5 не — длительность одного такта при частоте шины 133 МГц). Например, при цепочке 5-1-1-1 данные появляются без задержек, то есть с каждым тактовым импульсом. Сумма всех цифр цепочки показывает количество тактов, необходимых для получения четырех элементов. Так, для памяти PC 133 реализуется схема 5-1-1-1, которая означает, что для доступа к данным требуется восемь тактов. Для рассмотренной ранее памяти EDO реализуется схема 5-2-2-2 и для доступа требуется 11 тактов, а для памяти FPM схема 5-3-3-3 дает 14 тактов. Микросхемы SDRAM-памяти каждый раз перед началом процесса чтения настраиваются (подготовительный период) посредством установки специальных регистров. Регистр режимов устанавливается перед первым обращением к памяти и затем переустанавливается по мере необходимости. После такта записи в регистр режимов обязательно должен следовать пустой такт. Настройке посредством установки регистров подлежат следующие параметры: длина пакетного цикла, порядок счета адресов внутри пакетного цикла, CAS-латентность и тип операции с памятью. Длина пакетного цикла (Burst Length, BL) — это количество обращений к последовательным ячейкам памяти в пределах одной страницы, когда адресация колонок осуществляется за счет использования внутреннего счетчика адресов. В соответствии с параметром BL настраивается цикл работы счетчика адресов. Длина пакетного цикла может быть равна 1, 2, 4, 8 или Full Page (последнее значение определяется длиной строки и обычно равно 256). Порядок счета адресов внутри пакетного цикла может быть либо последовательный, либо чередующийся (interleave). CAS-латентность (CAS latency) определяет задержку по времени в тактах, которая происходит с момента подачи сигнала CAS (с момента получения адреса столбца) до выдачи первого слова данных на шину. Для SDRAM-памяти эта задержка может составлять два или три такта.
Тип операции
SDRAM
Основное отличие SDRAM от предшествующих типов памяти заключается в том, что сигналы ее синхронизированы с тактовым генератором системной платы.[Посмотреть]
Давайте-ка посмотрим, что я тут начиркал: по отдельной линии передается синхронизирующий сигнал, по шине управления передается команда, скажем на считывание. После этого формируется адрес и по шине адреса передается в память. Затем начинается передача информации по шине данных. В этот момент может быть сформирован и передан новый адрес. И так постоянно.
Память SDRAM: что мы имеем?
Новости
Сегодня практически все компьютеры на базе процессоров семейства Р6 оснащаются синхронной динамической оперативной памятью в виде 168-контактных, 64-х битных модулей DIMM (Synchronous DRAM Dual In-line Memory Modules).
Первоначально вся память была асинхронной. При асинхронной передаче гарантируется, что определенная операция будет закончена за фиксированный промежуток времени (около 60-70 нс). Работа асинхронной памяти не привязана к тактовой частоте системной шины, и данные появляются на этой шине в произвольные моменты времени. С системной шины данные считываются контролером, который синхронизирован тактовой частотой, и если данные появляются в ближайший момент за фронтом тактового импульса, то они будут считаны только с началом следующего тактового импульса, т.е. возникает задержка с обработкой данных. Осуществляя специальные режимы доступа, проектировщики памяти смогли улучшить работу обычной памяти. В памяти FPM (Fast Page Mode) применялся режим постраничной адресации и при этом удалось увеличить тактовую частоту до 40 МГц.
Следующим шагом на пути улучшения памяти был переход к стандарту EDO (Extended data output), который характеризовался увеличенным по сравнению с FPM временем хранения данных на выходе микросхемы памяти. В сочетании с пакетным режимом передачи данных (Burst Mode) эта память обеспечила хорошую производительность и с успехом применяется и сейчас в системах, не требующих более 66 МГц системной шины. Но процессор, работающий с асинхронной памятью, вынужден праздно ждать DRAM, чтобы завершить внутренние действия, для чего обычно требуется 60 нс.
При синхронной работе с памятью DRAM выдает информацию на системную шину по тактам системного генератора. При этом управление памятью усложняется, так как приходится вводить дополнительные «защелки», которые хранят адреса, данные и управляющие сигналы, в то время как процессор, передав их в память, продолжает работать с другими устройствами. После определенного числа тактовых циклов, количество которых считает специальный счетчик, данные становятся доступными и процессор может получить их с системной шины. При этом для описания быстродействия памяти вместо продолжительности цикла доступа стали применять минимально допустимый период тактовой частоты. Так, если говорят, что модуль 10 нс, это означает, что он тактируется последовательностью импульсов с частотой 100 МГц.
Именно частота системного генератора является характеристикой любого применяемого в системе синхронного модуля памяти. При этом не нужны делители или умножители частоты, нет необходимости в расчете времени подачи управляющих сигналов (стробов). Запись информации в модуль также упрощается, так как адреса, данные и стробы «защелкиваются» тактовым генератором без вмешательства центрального процессора, который ранее был вынужден контролировать синхронизацию хранения данных в памяти и запись в память.
На частотах до 83 МГц не было никакой реальной причины переходить с EDO на SDRAM. Цена SDRAM была значительно выше, а производительность возрастала незначительно. С появлением системной шины 100 МГц все изменилось. EDO DRAM уже не могла устойчиво работать на данной частоте, а производительность SDRAM на частоте 100 МГц была выше.
Для первых SDRAM, работающих с чипсетами Intel TX и VX, предусматривалась тактовая частота 66 МГц. Но вскоре появились чипсеты, работающие на частоте шины 100 МГц. Производимые SDRAM-модули могли довольно устойчиво работать на частотах более 66 МГц, а некоторые образцы этой памяти даже и сейчас работают на частоте 100 МГц. Планируя обеспечить потребности в памяти для 66-мегагерцовых систем, многие производители выпустили слишком много 66-мегагерцовых SDRAM-модулей. Хотя уже год назад существовали настоящие 10- и 8-наносекундные чипы памяти SDRAM, но производство 100-мегагерцовых SDRAM-модулей не форсировалось, т.к. запаздывала спецификация, получившая название РС100 и вышедшая только в феврале 1998 года.
Большая масса ныне существующих чипов памяти SDRAM являются 10 нс и, согласно спецификации, не позволяют модулю памяти устойчиво работать на частотах 100 MГц и более, хотя их и называют «100-мегагерцовыми». Технология изготовления памяти, работающей на частоте более 100 МГц, чрезвычайно сложна и требует специального отношения ко всем элементам цифрового тракта передачи данных. Спецификация модулей памяти PC100, разработанная Intel, содержит более 250 страниц текста. Этой спецификацией Intel сильно ограничила число возможных производителей памяти, настолько высоки требования к технологии изготовления SDRAМ.
Предвидя сложности функционирования систем с SDRAM от разных производителей, а также для облегчения установки SDRAM в систему, Intel разработал спецификацию на последовательную EEPROM-память, названную Serial Presence Detect (SPD).
В последнее время у пользователей огромной популярностью пользуются модули памяти с 8-наносекундными микросхемами SDRAM. Считается, что такая память быстрее 10-наносекундной и может работать на частоте шины чуть ли не до 133 МГц.
Это не совсем так. Одним из важнейших параметров памяти, влияющих на ее быстродействие, является CAS Latency. Он обозначает минимальное количество циклов тактового сигнала от момента запроса данных сигналом CAS (выборка столбца) до их появления и устойчивого считывания с выводов модуля. Значения CL может быть «2» или «3». Чем меньше число, тем чип быстрее и стоит дороже. Если сравнить два модуля PC100 с микросхемами 10 нс и 8 нс, то быстрее на 100 МГц будет работать тот, у которого параметр CL меньше (т.е. равен 2). И нередко это именно SDRAM 10 нс. Правда, такие модули обычно не работают на частоте более 100 МГц, в то время как 8-наносекундные модули теоретически могут устойчиво функционировать до 125 МГц (иногда выше).
Позже и гигант Intel решил наряду с развитием памяти Rumbus временно поддержать проект PС133. Так появились процессоры Pentium III с добавлением «В», означающим, что он рассчитан на частоту системной шины (FSB) 133 МГц. Спецификация PC133 почти ничем не отличается от PC100.
Напомню, что стандарт PC133 SDRAM Unbuffered DIMM был принят 7 июня 1999 года. С этого момента производители смогли официально начать производство и продажу SDRAM-модулей стандарта PC133.
В сентябре 1999 года VIA Technologies Inc. опубликовала список производителей, чьи чипы соответствуют стандарту PC133. Вот они: Micron, Infineon, Samsung, Hitachi, Toshiba, Mitsubishi, Fujitsu, Mosel Vitelic.
Модуль SDRAM PC133 полностью совместим по контактам и конструктивному исполнению модулю SDRAM PC100, но должен быть построен на базе чипов со временем доступа не более 7.5 нс. Пока память PC133 дороже памяти РС100.
Сегодня у многих пользователей, имеющих платформу на базе чипсета i440BX, возникает желание поднять частоту FSB до 133 МГц. При этом система работает довольно устойчиво с памятью PC133, так как ВХ-чипсет такой разгон безболезненно позволяет, но при этом нет стабильной работы через AGP-порт, так как тактирующая частота АGР станет 88 МГц (что на 22 МГц больше допустимой 66 МГц). Есть проблемы и с функционированием PCI устройств. По тесту памяти при использовании модулей PC133 и чипсета ВХ с FSB 133 МГц на компьютерах РІІ-РIII 450 МГц с объемом памяти 128 Мб и выше мы получаем увеличение производительности не более чем на 10% по сравнению с такой же системой, в которой установлена память PC100. Много ли это? Решать Вам.
И напоследок несколько практических советов по покупке памяти. Сразу отмечу, что стопроцентно сказать заранее, какой тип памяти подойдет для Вашего ПК невозможно. Нужно пробовать и экспериментировать. Поэтому старайтесь договориться с продавцом о системе «money back».
Быстрый анализ типа DIMM-модуля, установленного в системном блоке, может быть произведен также программой dimm_id. На программу распространяются все ограничения, рассмотренные выше: наличие South Bridge PIIX4, работа под DOS. Однако она может быть также запущена в окне под Windows. Программа DIMM_ID указывает номер банка памяти, в который установлен DIMM-модуль, наименование фирмы производителя, номер партии и серийный номер продукта, тип памяти и ее размер и, самое главное, максимальную частоту системной шины, с которой может работать данный DIMM-модуль. К недостаткам программы относится, в первую очередь, ограниченное число распознаваемых ведущих производителей DIMM-модулей: Hyundai, Samsung, TI, Fujitsu, Micron, Vanguard, Siemens. В остальных случаях она указывает на «неизвестного» производителя. Существует еще программка spd_tool. Но с ней я еще не работал, так что пробуйте сами.
Да, и еще относительно памяти PC133! В силу ряда причин, Intel в свое время отказалась от PC133. В результате стандарты ушли вперед, а мы получили поле в SPD I-Spec, которое для памяти PC133 будет соответствовать PC100. Это не глюки программ, а сделано для совместимости со старыми матерями. К тому же производители модулей памяти могут занести в SPD-контроллер заведомо ложную или не полную информацию. Помните об этом и. удачи всем многострадальным пользователям персоналок!
DDR – DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory – динамическая синхронизированная память с произвольным порядком выборки и удвоенной передачей данных). Появился этот тип памяти где-то в 1998 году и был сразу взят на вооружение производителями видеокарт. Оно, впрочем, и понятно – твори, что хочешь на плате, лишь бы выходной сигнал соответствовал стандарту. Затем DDR широко распространилась и на материнские платы. На сегодняшний день, этот тип памяти, пожалуй, наиболее применяемый (ежели можно так выразится) в персональных компьютерах. Ведь DDR сочетает в себе приемлемую скорость и при этом относительную дешевизну. Какими фишками это достигается? Давайте разбираться…
Принцип работы DDR SDRAM очень схож с обычной SDRAM (отсюда и второе название DDR SDRAM – SDRAM 2). Память разбита на страницы, каждая страница разбита на банки.. Работа памяти синхронизирована с тактовым генератором системной платы. Короче, говоря, подробно обо всем этом Вы можете прочитать в статье «SDRAM». Перейдем сразу лучше к различиям. Основное отличие заключается в том, что за один цикл происходит два обращения к данным: по фронту и срезу импульса тактового сигнала системной шины. Говоря простым языком, чтение/запись происходит два раза за один такт. На этом остановимся поподробнее.
DDR SDRAM управляется инверсными тактовыми сигналами СК. Управляющие и адресные сигналы регистрируются по положительному фронту тактового сигнала, точнее при переходе сигнала с низкого уровня напряжения на более высокий, а вот данные передаются по обоим фронтам сигнала (у сигнала два фронта – положительный СК и отрицательный /СК). Такая схема работы требует более четкой синхронизации. Для этого введен дополнительный стробовый сигнал DQS. На фига он нужен? Говоря просто, этот сигнал необходим для согласования передачи данных при чтении из памяти и контроллером при записи в память. До кучи, следует отметить, что при передаче данных по фронту и срезу сигнала синхронизации критичным будет лишь время задержки распространения сигнала. Вот и пришлось использовать этот строб-сигнал.
При тактовой частоте системной шины 100 МГц скорость передачи данных будет равна 1600 Мбайт/сек, а при 133 МГц – 2100 Мбайт/сек. Отсюда следуют названия памяти DDR – РС1600 и РС2100. Максимальная же пропускная способность при результирующей частоте в 400 Мгц может достигать 3,2 Гбайт/сек.
Следует упомянуть тот факт, что микросхемы SDRAM и DDR физически не совместимы: в первом случае микросхемы имеют 168 контактов, во втором – 184. Отсюда несколько разное расположение ключа. Кроме этого, не все чипсеты поддерживают тот или иной тип памяти. Да и какой смысл?
В ближайшее время на рынке должна появится DDR 2. В этом типе памяти данные будут передаваться не 2 раза, а 4, что позволит повысить максимальную пропускную способность до 6,4 Гбайт/сек и это позволит продлить жизнь DDR в мире инфотехнологий.
Но напрашивается вопрос: как долго проживет DDR? Здесь не все просто. Считалось, что DDR SDRAM есть альтернатива RDRAM. Пусть она чуть медленнее, зато дешевле. Но на сегодня не все так однозначно. Цены на RDRAM понемногу падают, а производительность DDR растет. К тому же обе технологии поддерживаются акулами мира персональных компьютеров, так что невольно приходит в голову мысль: выиграет гонку не та технология, которая лучше, а та, которую лучше продвинут. Благо примеров из жизни можно привести достаточно.
Спецификации RLDRAM II
Компании Infineon Technologies и Micron Technology опубликовали совместно разработанные спецификации нового типа памяти DRAM II с пониженным временем задержки (RLDRAM II). Этот тип памяти характерен высокой пропускной способностью и малым временем задержки при обращении по случайному адресу. Память RLDRAM II имеет восьмибанковую архитектуру, должна работать на тактовой частоте 400 МГц (честных, а не таких как у DDR) и обеспечивать пропускную способность 28.8 Гб/сек.
Кроме того, к особенностям RLDRAM II можно отнести способность работать в режимах мультиплексной и немультиплексной адресации, программируемый уровень выходного сопротивления и напряжение питания ядра 1.8 В.
Применять такую память планируется в системах высокоскоростного доступа к данным, коих можно не задумываясь перечислить огромное количество. Выпускать память будут в соответствии со стандартом FBGA (корпус микросхемы имеет размер 11х18.5 миллиметров).
В отличие от мелких производителей, крупные бренды всегда проводят четкое распределение выпускаемых микросхем памяти по некоторым группам. Что и позволяет наладить массовый выпуск модулей памяти с четко определенными характеристиками. Как раз определением этих характеристик по надписям, имеющимся на самом модуле, мы сейчас и займемся.
Оговорюсь сразу, что в обзоре рассматриваeться маркировка только DDR (Double Data Rate) SDRAM модулей памяти.
Мемориальный Samsung
Начнем наши «исследования» с изделий самого крупного в общемировом масштабе изготовителя «памятной» продукции. А именно, с модулей памяти, производимых компанией Samsung Semiconductor.
Стандартные модули памяти, выпускаемые Samsung, имеют маркировку, представленную на рисунке 3. Пронумеровав символы этой маркировки, мы будем просто сопоставлять каждому символу его порядковый номер. 
Буква М в самом начале «шифра» означает не что иное, как Memory Module, т.е. определяет вид данной продукции как модуль памяти.
[2]-й символ определяет конфигурацию модуля (Module Configuration) и может иметь два значения. «3»-ка означает модуль типа DIMM (наиболее распространенный тип в современных ПК). А цифра «4» в этой позиции скажет о том, что перед нами SODIMM (данные модули памяти применяются в ноутбуках).
[3 4]-й символ указывают на ширину шины данных модуля (Data Bit) и некоторые иные свойства. Список возможных вариантов здесь довольно длинный. Рассмотрим его подробнее.
«12» свидетельствует о том, что это х72 184pin 1U Register DIMM, т.е. c 72-битной шиной, 184-контактный, одноюнитовый (низкопрофильный) регистровый модуль памяти. Такие применяются, например, в «тонких» стоечных серверах. Шина данных в 72 бит указывает на использование модулем памяти кода коррекции ошибок ЕСС.
«24» — x64 244pin U-DIMM (64-битный 244-контактный нерегистровый (не имеющий дополнительных буферов, т.е. небуферизированный) модуль памяти).
«28» — x72 208pin Register DIMM (надеюсь, подробных пояснений по расшифровке здесь и далее уже не требуется).
«32» — x32 160pin U-DIMM (х32 означает 32-битную шину данных).
«38» — x72 276pin Register DIMM of Socket Type (модуль сокетного типа, т.е. вставляемый в разъем типа процессорного, а не в типичный длинный слотовый).
«44» — x72 244pin Register DIMM.
«46» — x72 294pin Register DIMM with PLL.
«47» — x72 294pin Register DIMM with PLL (512MB DIR2).
«63» — x64 172pin U-DIMM (сокр. от Unbuffered DIMM).
«64» — x64 160pin U-DIMM.
«66» — x64 168pin U-DIMM.
«68» — x64 184pin U-DIMM (вот он, типичный модуль — продукт массового спроса, с 64-битной шиной данных, 184-контактный, небуферизированный).
«70» — x64 200pin U-DIMM (200-контактные небуферизированные 64-битные модули — это обычно SODIMM, используемые в современных ноутбуках).
«72» — x64 184pin Register DIMM.
«73» — x64 184pin Register DIMM with FET switch.
«74» — x72 168pin U-DIMM.
«78» — x64 240pin U-DIMM.
«81» — x72 184pin U-DIMM.
«83» — x72 184pin Register DIMM.
«85» — x72 200pin U-DIMM.
«88» — x72 200pin Register DIMM.
«89» — x64 200pin Register DIMM.
«91» — x72 240pin U-DIMM.
«93» — x72 240pin Register DIMM.
«98» — x72 276pin Register DIMM of Pin Type (регистровый (буферизированный) модуль с кодом коррекции ошибок штырькового типа. Признаюсь, даже не представляю себе, как «это» выглядит :-)).
[5]-й символ описывает требования модуля к параметрам напряжения питания и особенность самого изделия (Feature, Voltage). Разновидности здесь такие. «С» — Network-Dram, 2.5V (модуль для сетевых устройств, рассчитанный на напряжение питания 2.5 В). «Н» — обозначает 3.3 В DDR SDRAM модуль, «L» — планку DDR SDRAM, рассчитанную на напряжение питания 2.5 В. Ну и «Т» укажет, что вы обзавелись модулем с памятью DDR II, требующим 1.8 В напряжения.
[6 7]-й символ ы дают возможность оценить «насыщенность» отдельных чипов модуля ячейками памяти (Depth) в миллионах штук.
К описанию характеристик отдельных чипов памяти, я думаю, мы вскоре обратимся в отдельной статье, так как тема довольно интересна. Сейчас же проведем небольшой ликбез по принципам организации модулей памяти. Например, для рассматриваемого в этой статье 256-Мб модуля памяти от Samsung характерно наличие 8-ми микросхем с организацией 32Мх8 (т.е. в каждом чипе 32 миллиона ячеек емкостью по 8 бит). Итого, каждая такая микросхема «умещает» 32 Мб данных. В сумме 8 чипов дают 256 Мб (8х32=256) общей емкости модуля, а 8-битовые ячейки каждого модуля в сумме (8х8) дают 64 бит требуемой ширины шины данных модуля. А вот, например, в описываемом далее 128-Мб модуле Micron при той же 32-Мб емкости одной микросхемы организация чипов памяти 16Мх16 (т.е. в каждой микросхеме 16 млн. ячеек емкостью по 16 бит). Потому для достижения 64-бит ширины шины там использовано всего 4 микросхемы памяти (4х16=64), а общая емкость модуля соответственно 4х32 Мб=128 Мб. Тут ликбезу и конец, а кто вникнул — молодец.
Диапазон миллионов 🙂 ячеек в чипах памяти, судя по официальной информации от Samsung, довольно широк:
«01» — 1M (1 миллион ячеек);
«02» — 2M (2 миллиона ячеек);
«09» — 8M (для 128 Mб/512 Mб модулей);
«17» — 16M (для 128 Mб/512 Mб модулей);
«29» — 128M (для 128 Mб/512 Mб модулей);
«33» — 32M (для 128 Mб/512 Mб модулей);
«64» — 64M (64 миллиона ячеек);
«65» — 64M (для 128 Mб/512 Mб модулей).
[8]-й символ следует интерпретировать сразу как целый набор параметров: «# bank in Comp., Interface., Refresh». Сие указывает на допустимое количество банков этого типа памяти в компьютере, интерфейс «общения» модуля с ПК, частоту обновления. Допустимые значения здесь следующие:
«0» — 4 bank, Mixed interface, 64ms/4K Refresh (15.6us);
«1» — 4 bank, SSTL_2, 64ms/4K Refresh (15.6us) (4 банка, с сигнальным интерфейсом SSTL-2, утвержденным JEDEC, 64 миллисекунды уходит на обновление 4 тыс. ячеек (блока, пакета) памяти, одна ячейка обновляется за
«2» — 4 bank, SSTL_2, 64ms/8K Refresh (7.8us) (интерпретация аналогична);
«3» — 8 bank, SSTL_2, 128ms/16K Refresh (7.8us);
«5» — 4 bank, SSTL (1.8V,1.8V) 64ms/8K (7.8us) (отличается интерфейсом SSTL с пониженным 1.8-В питанием).
«0» — x4 (4-битная ячейка памяти);
«3» — x8 (8-битная ячейка памяти);
«4» — x16 (16-битная ячейка памяти);
«5» — x32 (32-битная ячейка памяти);
«6» — x16+x32 (комбинирование 16- и 32-битных ячеек);
«7» — x4 Stack(Uniframe) (4-пакетная, с фиксированным размером передачи);
«8» — x4 Stack(Flexframe) (4-пакетная, с варьирующим размером передачи пакетов);
«9» — x8 Stack(Flexframe) (8-пакетная, с варьирующим размером передачи пакетов).
[10]-й символ указывает на поколение, к которому принадлежат микросхемы памяти, установленные на модуле (Components Generation). «М» — первое поколение, «А» — второе, «В» — третье, «С» — четвертое, «D» — пятое, «Е» — шестое, «F» — седьмое, «G» — восьмое и «Н» — девятое.
Символ под номером [11] указывает на тип упаковки чипов памяти (Package). «G» — UBGA (60 ball FBGA), «K» — TSOP2-400 for DDP, «N» — STSOP2, «P» — POC, «S» — BOC (Smaller), «T» — TSOP2-400, «U» — TSOP2-400F-LF, «V» — STSOP2-LF, «Z» — BOC-LF. Поскольку статья не посвящена проблематике упаковке микросхем, то растолковывать вышеприведенные «шифры» мы здесь не будем. Эту тему рациональнее затронуть в будущей статье, посвященной чипам памяти.
«0» — None (в комментариях, я думаю, не нуждается — случай, когда память напаяна на материнскую плату). «1», «2», «3» — соответственно первая, вторая и третья ревизия платки модуля.
«L» — Low Cost (то есть низкостоимостный, удешевленный за счет применения дешевых материалов).
«М» — New PC2700 (в общем, DDR 333 и все тут),
«Т» — вариант регистрового модуля, по характеристикам идентичный предыдущему.
«N» — Non ECC U-DIMM PCB (небуферизированный модуль памяти без кода коррекции ошибок),
«S» — PCB 6 Layer (шестислойный дизайн платы DIMM).
[14]-й символ указывает на энергетическую прожорливость модуля (Power).
«С» — модуль с нормальным энергопотреблением и самонастраивающимися параметрами.
«L» — малопотребляющий, самонастраивающийся модуль.
Они показывают скорость
[15 16]-й символ ы представляют особый интерес. Так как именно здесь зашифрованы скоростные характеристики модуля памяти, в частности и по так любимому в народе параметру CL. (CAS Latency):
«A0» — 10 ns, CL2 (время доступа к ячейке памяти 10 наносекунд, CAS Latency = 2 такта. (То есть минимальное количество «холостых» циклов тактового сигнала на шине памяти от момента запроса данных сигналом CAS (Column Access Strobe, обращение к строке памяти, например, для чтения данных из ОЗУ) и до их появления и устойчивого считывания из модуля памяти составит два).
«AA» — 7.5 ns, CL2, tRCD2, tRP2
«CC» — 5ns, CL3, tRCD3, tRP3
Значения CL здесь даны для штатного режима работы памяти. Напомню, что, скажем, для 5-нс модуля штатной частотой является 200 МГц (200х106=1/(5х10-9)). Если у модуля частота ниже штатной, то время CL можно уменьшать, что приведет к росту быстродействия. Если же у DIMM частота работы выше штатной, то значение CL нужно увеличивать, чтобы сохранить устойчивость работы. Изменяя этот параметр, производители «разнообразят» линейку своей продукции, выпуская так называемые оверклокерские модули памяти (как говорят на Западе, «для энтузиастов»). Например, 200-МГц модуль DDR 400 МГц с CL2 прекрасно работает как DDR 433 МГц с CL3. А «содрать» с наивного юзера за последний можно больше. Такая вот арифметика.
Подробнее на вопросе «развода» пользователей мы остановимся при рассмотрении модулей Kingston. Но это будет потом, а пока вернемся к продукции Samsung. В отношении которой можно уточнить еще следующее. Для памяти DDR 400 при значении символов [15 16] «C4» тайминги памяти выглядят как «CL-tRCD-tRP=3-4-4», то есть вариант «CC» (DDR400, тот же CL=3), имеющий тайминги «CL-tRCD-tRP=3-3-3», явно предпочтительнее по своим рабочим параметрам. (Напомню, что чем меньше значения CL, tRCD, tRP, тем лучше.) Практически все модули памяти DDR 400 от Samsung, предназначенные для массовой продажи, имеют обозначения [15 16] именно «C4» или «СС».
Для массовой памяти от Samsung DDR 333 наиболее распространенным значением [15 16] является «CB3». Соответственно, эти 166-MГц (DDR 333) модули имеют следующие временные характеристики (CL-tRCD-tRP=2.5-3-3).
17-й символ ы обычно на маркировке модуля отсутствуют. Это так называемый Customer List Reference, то есть здесь могут указываться какие-то рекомендуемые особенности модуля в отношении его эксплуатации определенной категорией потребителей.
А теперь попробуем определиться, что же за модуль Samsung попал к нам в руки. На его наклейке уже написано «256 MB DDR PC2700 CL 2.5». Из надписи чуть повыше «PC270U» мы можем даже узнать, что модуль небуферизированный (нерегистровый). Подобные «письмена» существенно облегчают жизнь рядовому пользователю, позволяя сразу определиться с важнейшими характеристиками модуля: емкость 256 Мб, память типа PC2700 (т.е. DDR 333), значение CAS Latency=2.5 такта. Однако подобные надписи встретишь далеко не на каждом модуле, а потому настоящим кладязем знаний для нас является надпись на стикере, носящая благозвучное название Module Code Information и «гласящая»: M368L3223ETN-CB3.
«М» — речь, безусловно, идет о модуле памяти Samsung.
«L» — этот девайс рассчитан на напряжение питания 2.5 В.
«32» — модуль составлен из микросхем памяти, каждая из которых содержит 32 миллиона запоминающих ячеек.
«2» — в систему может быть установлено 4 банка такой памяти. Интерфейс общения модуля с компьютером соответствует спецификации SSTL-2. Блоки по 8 тыс. ячеек памяти в модуле обновляются за 64 миллисекунд, а на обновление одной ячейки тратится около 7.8 микросекунд.
«3» — ячейки памяти в чипах имеют емкость 8 бит.
«Е» — в модуле использованы микросхемы 6-го поколения с упаковкой чипов TSOP2-400 — «Т».
«N» говорит о том, что данная планочка памяти без претензий на коррекцию ошибок и буферизацию.
«С» — изделие рассчитано на нормальное, а не пониженное энергопотребление.
«В3» — данный модуль обладает временем доступа в 6 нс (т.е. номинальная рабочая частота (1/6)х1000=166.7 МГц, как и положено модулю DDR 333 (166х2=333) при значении CL, равном 2.5.