Как выбрать оперативную память. Sdram что это за память.

Для сравнения, скорость чтения жесткого диска сегодня составляет 100-150 Мбайт/с. Производительность твердотельных накопителей составляет 500-600 Мбайт/с.

Оперативная память DDR SDRAM: что это, разновидности и особенности

Многие устройства оперативной памяти имеют различные интерфейсы и определенные частоты. Почти каждое вычислительное устройство нуждается в оперативной памяти (т.е. памяти с произвольным доступом).

Устройства (например, настольные компьютеры, смартфоны, ноутбуки, планшеты, HDTV, графические компьютеры, портативные игровые системы и т.д.) Объем доступной оперативной памяти варьируется в зависимости от модели и типа устройства. По сути, вся оперативная память нужна для одной и той же цели.

Далее мы поговорим обо всех известных типах оперативной памяти, уделив особое внимание DDR SDRAM.

Оперативная память – что это такое

Если вы расшифруете слово RAM, то поймете, что это функциональная память или просто оперативная память, которая обеспечивает персональные компьютеры виртуальным пространством памяти, необходимым для управления информацией и решения задач в реальном времени. Можно считать, что это своего рода многоразовая бумага, на которой можно писать цифры, заметки или даже карандашные рисунки. Когда на бумаге не хватает места, вы удаляете то, что вам больше не нужно. Аналогично, если вам нужно больше места для работы с временной информацией (точнее, с программным обеспечением или программами), вы используете память. На больших листах бумаги вы можете записывать все больше и больше идей одновременно, прежде чем стирать их. Большая рабочая память персонального компьютера разделяет информацию перед стиранием таким же образом.

Рабочая память бывает разных форм (т.е. физическое подключение или взаимодействие с конкретными компьютерными системами) и объемов (измеряется в Гб или Мб), скоростей (измеряется в ГГц или МГц) и архитектур. Эти и другие аспекты следует учитывать при модернизации систем с памятью, поскольку компьютерные системы (например, материнские платы или аппаратное обеспечение) должны соответствовать строгим критериям. Ниже описаны правила совместимости:

• Операционная система не сможет сочетать различные поколения и типы оперативной памяти.
• Оперативная память не всегда обратно совместима.
• Память ноутбука не подойдет к настольному компьютеру; это правило действует и наоборот.
• Компьютеры старого поколения вряд ли смогут работать с более современными технологиями оперативной памяти.

Теперь перейдем к рассмотрению различных типов оперативной памяти.

Оперативная память DDR SDRAM: что это, разновидности и особенности

Статическая RАМ (SRАМ)

Он был представлен на рынке с 1990-х годов и используется до сих пор. Другие популярные продукты, используемые совместно с SRAM, — маршрутизаторы, камеры, ЖК-мониторы и принтеры. Таким образом, SRAM является одним из двух основных типов памяти (второй — DRAM), для работы которых требуется постоянный ток. Благодаря постоянному питанию рабочую память не нужно «обновлять», чтобы сохранить сохраненные данные. По этой причине данный тип рабочей памяти называется «статическим» — для сохранения данных в неизменном виде не требуется никаких действий или изменений (например, обновления). SRAM является энергозависимой памятью, что означает, что все сохраненные данные теряются, как только прерывается подача питания. Преимуществами SRAM по сравнению с DRAM являются низкое энергопотребление и высокая скорость доступа. Недостатками SRAM являются меньшая емкость памяти и более высокая стоимость производства. Благодаря этим свойствам эта память используется для таких компонентов, как кэш жесткого диска, кэш процессора (например, L1, L2 и L3) и цифро-аналоговые преобразователи в используемых видеокартах.

Динамическое ОЗУ (DRAM)

Характеристики DDR SDRAM мы обсудим позже, а пока стоит обратиться к первоисточнику — DRAM, которая использовалась около 20 лет, примерно с 1970 по 1990 год. Самыми популярными устройствами, используемыми совместно с DRAM, были сетевые устройства и игровые консоли. DRAM, кстати, как упоминалось ранее, является одним из самых важных типов памяти и также нуждается в регулярном «обновлении» для функционирования. Конденсаторы, хранящие все данные в DRAM, через некоторое время разряжаются. Отключение питания означает, что данные будут потеряны. Именно поэтому DRAM называют динамической — она требует постоянных действий или изменений (например, тех же обновлений), чтобы сохранить данные в целости и сохранности. DRAM также считается энергозависимой памятью. Это означает, что все сохраненные данные будут потеряны в случае отключения питания.

Преимуществами использования DRAM по сравнению с традиционной SRAM являются более низкая стоимость производства и большая емкость памяти. Недостатками использования DRAM являются более низкая скорость доступа и высокое энергопотребление. Благодаря этим характеристикам DRAM используется в качестве видеопамяти и системной памяти. В 1990-х годах было разработано динамическое ОЗУ данных с расширенной памятью, за которым последовало развитие ОЗУ Büstt EDO (VEDO DRAM). Эти типы памяти были привлекательны благодаря высокой производительности и эффективности при минимальных затратах. Впоследствии, однако, эта технология была в значительной степени устаревшей благодаря разработке следующего типа оперативной памяти, который представлен ниже.

Динамическое синхронное ОЗУ (SDRAM)

Таким образом, SDRAM — это классификация DRAM, которая синхронизируется с тактовой частотой процессора. Во-первых, ОЗУ ожидает тактового сигнала, прежде чем реагировать на входные данные (например, пользовательский интерфейс). DRAM является асинхронной, поскольку очень быстро реагирует на ввод данных. Однако преимущество именно синхронной работы заключается в том, что процессор способен параллельно обрабатывать перекрывающиеся инструкции, что в народе известно как «конвейеризация», то есть способность получать и считывать новую инструкцию до того, как предыдущая инструкция будет полностью обработана (записана). Конвейерная обработка не влияет на время, необходимое для обработки, а также позволяет одновременно выполнять максимальное количество команд. Одновременная обработка инструкций чтения и записи приводит к повышению общей производительности процессора и скорости передачи данных. SDRAM поддерживает конвейеризацию за счет разделения памяти на отдельные сегменты, поэтому она широко распространена по сравнению со стандартной DRAM.

Если у вас правильный форм-фактор и правильное поколение DRAM, вы не можете ошибиться. И когда есть сомнения, больше DRAM — лучше, более быстрая DRAM — важнее.

Что такое оперативная память?

Платы оперативной памяти на материнской плате

Слово RAM означает «RAM-память» или, как вариант, сокращение от «RAM». Она предоставляет компьютерам виртуальное пространство, необходимое для управления информацией и решения проблем в данный момент. Его можно рассматривать как многоразовую бумагу, на которой можно писать карандашом заметки, цифры или рисунки.

Когда на бумаге не хватает места, вы удаляете то, что вам больше не нужно. Память работает аналогичным образом, когда вам нужно больше места для временной информации (например, для запуска программного обеспечения или программ). На больших листах бумаги можно записывать все больше и больше идей сразу, а затем удалять их. Более объемная рабочая память в компьютерах делит информацию аналогичным образом, прежде чем удалить ее.

Рабочая память бывает разных форм (т.е. физическое подключение или взаимодействие с компьютерными системами), объемов (измеряется в МБ или ГБ), скоростей (измеряется в МГц или ГГц) и архитектур. Эти и другие аспекты необходимо учитывать при модернизации систем с памятью, поскольку компьютерные системы (например, аппаратное обеспечение, материнские платы) должны соответствовать строгим критериям.

• Старые компьютеры вряд ли смогут адаптироваться к новым технологиям оперативной памяти.
• Память для ноутбуков не подходит к настольным компьютерам (и наоборот).
• Оперативная память не всегда имеет обратную совместимость
• Система не может объединять различные типы/поколения оперативной памяти

Статическая RAM (SRAM)

• Время выхода на рынок: 1990 — сегодня
• Популярные продукты на базе SRAM: Цифровые камеры, маршрутизаторы, принтеры, ЖК-мониторы

SRAM является одним из двух основных типов памяти (второй — DRAM) и требует постоянного тока для работы. Благодаря постоянной мощности, SRAM не нуждается в «обновлении» для хранения хранящихся в ней данных. По этой причине SRAM называют «статической» — для сохранения данных не требуется никаких изменений или действий (например, обновления). SRAM является энергозависимой памятью. Это означает, что все сохраненные данные теряются при отключении питания.

Преимуществами использования SRAM (по сравнению с DRAM) являются низкое энергопотребление и высокая скорость доступа. Недостатками использования SRAM (по сравнению с DRAM) являются меньшая емкость памяти и высокая стоимость производства.

Благодаря этим характеристикам SRAM используется в таких компонентах, как:

• Скрытая память процессора (например, L1, L2, L3).
• Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) в видеокартах
• Время выхода на рынок: с 1970-х до середины 1990-х годов

Динамическое ОЗУ (DRAM)

• Популярные продукты на базе DRAM: Игровые приставки, сетевое оборудование
• DRAM, один из двух основных типов памяти (второй — SRAM), требует регулярного «обновления» питания для работы. Конденсаторы, хранящие данные в DRAM, постепенно разряжаются. При отсутствии питания данные будут потеряны. Именно поэтому DRAM называют «динамической» — для сохранения данных в неизменном виде требуются постоянные изменения или действия (например, обновления). DRAM также считается энергозависимой памятью. Это означает, что все сохраненные данные теряются при отключении питания.

Преимуществами использования DRAM (по сравнению с SRAM) являются более низкая стоимость производства и большая емкость памяти. Недостатками использования DRAM (по сравнению с SRAM) являются более низкая скорость доступа и более высокое энергопотребление.

Из-за этих характеристик в таких устройствах используется DRAM:

Системная память

• Видеографическая память
• В 1990-х годах было разработано динамическое ОЗУ с расширенными данными (EDO DRAM), а затем его развитие — Burst EDO DRAM (BEDO DRAM). Эти типы памяти были привлекательны благодаря лучшей производительности/эффективности при меньшей стоимости. Однако эта технология устарела с развитием SDRAM.

DDR3 и DDR4 сделали шаг вперед, увеличив тактовую частоту ввода/вывода в четыре раза, но при всех этих типах памяти шина данных по-прежнему использует для передачи/приема информации только нарастание и спад сигнала ввода/вывода (т.е. удвоение скорости передачи данных).

Модуль памяти всегда обозначает печатную плату с впаянными в нее микросхемами. В области настольных компьютеров обычно используются модули памяти типа DIMM (Dual In-line Memory Module) и SO-DIMM (Small Outline Dual In-line Memory Module). Первый предназначен для полнофункциональных настольных компьютеров, второй — для ноутбуков. Кроме того, энергонезависимая память (для хранения SPD) находится на плате. Модуль памяти SDR имеет 144 вывода для подключения к материнской плате; DDR — 172 вывода; DDR2 — 214 выводов; а DDR3 — все 240 выводов. SO-DIMM, с другой стороны, имеет 204 контакта.

Модуль памяти

Объем модуля памяти равен сумме объемов используемых в нем микросхем. Кроме того, чипы выпускаются с различной плотностью. Все модули памяти имеют как минимум 64-битную шину. Существуют также 72-битные модули коррекции ошибок (ECC), в которых 8 бит используются непосредственно для этой коррекции. Поэтому модули памяти передают 8 байт информации за тактовый цикл. Поэтому теоретическую производительность модуля памяти можно легко рассчитать по следующей формуле: A*64/8=PC, где «A» — скорость передачи данных, а «PS» — требуемая мощность. Например, модуль с эффективной частотой 800 МГц имеет скорость передачи данных 800*64/8=6400 МБайт/с. Это значение указано в технических характеристиках устройства под обозначением PC2- 6400. Поэтому модуль памяти DDR3, обозначенный как PC2-20000, должен работать на частоте 20000*8/64=2500 МГц.

Ширина шины модуля памяти равна сумме шин микросхем этого модуля. Таким образом, если к модулю припаяны четыре микросхемы, ширина каждой микросхемы составляет 64/4=16 бит. Если 8 чипов, то 64/8=4 бита. Хотя многие материнские платы поддерживают до 64 Гбайт оперативной памяти, в настоящее время доступны модули объемом 8 Гбайт. В них впаяно 16 микросхем. Это означает 64/16=4 бита шины на чип, то есть каждый чип имеет плотность 4096 Мбит.

Чтобы считать информацию из ячейки, в соответствующую строку посылается сигнал адреса. Затем данные считываются из соответствующего столбца. Я также отмечаю, что матрица памяти имеет то, что называется усилителем ощущения — механизм зарядки конденсатора, усилитель.

В большинстве случаев контроллер памяти считывает целый пакет (пакет) данных с каждого бита шины одновременно. Аналогично, при записи 64 бита или 8 байт разбиваются на несколько частей. Существует термин, называемый «длина серии». Например, если BL равен восьми, то одновременно передается 8*64=512 битов.

Это дает архитектуру чипа: с битовой глубиной (шириной) шины и глубиной чипа. Чип с плотностью 512 Мбит и битовой глубиной 4 имеет глубину чипа 512/4=128M. 128M=32M*4 банка. 32M — это массив из 16OO строк и 2000 столбцов, который может хранить 32M бит данных. Все связано между собой.

Блок памяти можно также представить геометрически, где ширина всегда равна 64 битам, а глубина — это объем блока в битах, деленный на 64.

Что мы в итоге имеем? Модуль памяти 256 Мбайт SDR 100 МГц представляет собой 144-контактную 4-чиповую карту, работающую на частоте 100 МГц. То есть, скорость передачи данных составляет 100 МГц. Но затем производители памяти столкнулись с предсказуемой проблемой: чипы памяти не могли работать на более высоких частотах. Дилемма может быть решена путем увеличения битовой глубины модуля (т.е. путем увеличения

От SDR к DDR

Дилемма может быть решена путем увеличения битовой глубины модуля (т.е. путем увеличения количества чипов), но это решение негативно скажется на стоимости производства DRAM. Тогда JEDEC решил использовать другой подход: увеличить ширину шины в самом чипе памяти, но заставить его работать на той же частоте и передавать и извлекать данные по шине с вдвое большей частотой и той же шириной. Кроме того, данные теперь передавались не один раз за тактовый цикл, а дважды за тактовый цикл — по обоим фронтам тактового сигнала (падающему и нарастающему). Так появился стандарт памяти с двойной скоростью передачи данных (DDR).

После того, как адресные данные достигли дешифраторов банков (строка и столбец, каждый имеет свой собственный дешифратор), выбирается нужный банк и строка считывается в усилители чувств. Затем 8 бит данных выбираются в модуле памяти с размером бита, например, 4. Это в два раза больше!

Эти 8 битов разбиваются на два блока по 4 бита каждый и поступают в мультиплексор, который ставит их в очередь в соответствии с одной из адресных линий столбцов. Затем эти блоки поступают к отправителю сигнала, где они уже на внешней частоте (удвоенной частоте передачи) достигают шины данных.

Данные принимаются точно таким же образом, но в прямо противоположном направлении. Сначала они принимаются приемником сигнала. Затем они делятся на два канала и записываются в блок, т.е. 8 бит в случае 4-битного модуля памяти. Порядок следования блоков определяется с помощью одной из адресных линий столбцов, доступных для этой цели.

В результате при использовании технологии DDR можно насчитать не менее двух пакетов данных, поскольку чип рассматривает их внутри как единое целое, один пакет. Такая архитектура называется 2″ префект, где p — число (степень), обозначающее поколение DDR (DDR1, DDR2, DDR3, DDR4) и указывающее, сколько данных (пакетов чтения) собирается за одно чтение.

Устройства SDR считывают данные в мегагерцах, а устройства DDR — в миллионах передач данных в секунду через выход данных! Поэтому запись «DDR 400 МГц» не соответствует действительности и не имеет смысла. Только потому, что шина модуля памяти DDR 400 работает на фактической частоте 200 МГц и передает данные только дважды за тактовый цикл. Однако производители памяти твердо убеждены, что следует использовать термин «мегагерц». Он короче и более привлекателен для покупателей. Ведь как завораживающе звучит: модуль памяти с частотой 2800 МГц! По этой причине появились такие термины, как фактическая и эффективная частота модуля памяти. Эффективная частота — это частота шины модуля: Эффективная частота вдвое превышает частоту шины модуля.

От DDR к DDR4

Благодаря архитектуре 2L скорость внутренней шины памяти DDR2 увеличивается в четыре раза. Кроме того, увеличенная мощность чипа передается на внешнюю шину с удвоенной частотой. Таким образом, если чип DDR-400 работает на частоте 200 МГц, то чип DDR2-400 работает на частоте 100 МГц, но с вдвое большей внутренней шиной. Соответственно, чип DDR2-800 работает на частоте 200 МГц, а чип DDR2-1066 — на частоте 266,6 МГц. В DDR3-800 частота чипа составит 100 МГц, внутренняя шина будет в восемь раз длиннее, а внешняя частота не изменится и останется на уровне 400 МГц.

Легко предположить, что оперативная память DDR4 с архитектурой 2n префектуры будет иметь внутреннюю шину с 16-кратной скоростью передачи данных, в то время как внешняя частота останется прежней. И хотя чип DDR4-1600 работает на частоте 100 МГц, внешняя эффективная частота составляет 800 МГц.

Какой вывод мы можем сделать в итоге? Оказывается, производительность памяти DDR зависит от пропускной способности, но не от технологии. С каждым новым поколением минимальная длина серии увеличивается. Если в DDR это было не менее 128 бит, то в DDR2 мы могли считать из модуля не менее 256 бит (BL=4), а в DDR3 — не менее 512 бит (BL=8). При использовании DDR4 частота дискретизации составит 16 пакетов или 1024 бита данных. Смена поколений DDR, конечно же, сопровождается не только увеличением длительности пауз

и увеличением внешней частоты. Компании, производящие память, осваивают новые процессы. Плотность чипов постоянно растет, как и частоты. В то же время энергопотребление снижается. Если раньше модуль памяти DDR потреблял 2,5 В, а модуль DDR2 — 2 В, то модуль памяти DDR3 потребляет всего 1,35 В. А переход на DDR4 означает, что модуль памяти потребляет около одного вольта.

Многие устройства оперативной памяти имеют различные интерфейсы и определенные частоты. Почти каждое компьютерное устройство нуждается в оперативной памяти (т.е. памяти с произвольным доступом).

Многие устройства оперативной памяти имеют различные интерфейсы и определенные частоты. Почти каждое вычислительное устройство нуждается в оперативной памяти (т.е. памяти с произвольным доступом).

Форм-факторы оперативной памяти

Хотя оба типа оперативной памяти используют одну и ту же технологию и работают одинаково, их нельзя объединить. Вы не можете просто вставить флэш-память DIMM в гнездо SO-DIMM и наоборот (контакты и гнезда не совпадают!).

Покупая оперативную память, вы должны сначала четко определиться с ее форм-фактором. Не имеет значения, если запас не подходит!

Оперативная память, используемая в вашем компьютере, имеет двойную скорость передачи данных (DDR), т.е. за один тактовый цикл происходит две передачи данных. Новые типы оперативной памяти представляют собой обновленные версии одной и той же технологии, поэтому блоки оперативной памяти называются DDR, DDR2, DDR3 и так далее.

Что означает DDR?

Хотя все поколения оперативной памяти имеют одинаковый физический размер и форму, они все равно несовместимы. Вы не можете использовать оперативную память DDR3 на материнской плате, которая поддерживает только DDR2. Аналогично, DDR3 не подходит для сокета DDR4. Чтобы избежать путаницы, у каждого поколения ОЗУ выемка на штырьках находится в разном месте. Это означает, что вы не сможете случайно перепутать модули оперативной памяти или повредить материнскую плату, даже если купите не тот тип.

DDR2

DDR2 — это самый старый тип оперативной памяти, который вы знаете сегодня. Она имеет 240 контактов (200 для SO-DIMM). DDR2 окончательно вытеснена, но ее все еще можно купить в ограниченных количествах для модернизации старых машин. В противном случае DDR2 будет устаревшей.

DDR3

DDR3 была представлена в 2007 году. Хотя в 2014 году он был официально заменен на DDR4, во многих системах до сих пор используется более старый стандарт оперативной памяти. Почему? Потому что только в 2016 году (через два года после появления DDR4) системы с поддержкой DDR4 стали действительно популярными. Кроме того, оперативная память DDR3 охватывает широкий спектр процессоров, начиная с сокетов LGA1366 и LGA1151 от Intel, а также сокетов AM3/AM3+ и FM1/2/2+ от AMD (для Intel это диапазон от появления серии Intel Core i7 в 2008 году до 7-го поколения).

Оперативная память DDR3 имеет такое же количество выводов, как и DDR2. Однако она работает при более низком напряжении и имеет более высокие тайминги (подробнее о таймингах оперативной памяти сейчас), поэтому она несовместима. Кроме того, модули DDR3 SO-DIMM имеют 204 вывода по сравнению с 200 выводами для DDR2.

DDR4

DDR4 появилась на рынке в 2014 году, но до сих пор не установила полный контроль над рынком оперативной памяти. Длительный период чрезвычайно высоких цен на оперативную память заставил многих пользователей опасаться модернизации. Однако по мере снижения цен все больше и больше людей переходят на новую модель, тем более что последние поколения процессоров AMD и Intel используют исключительно оперативную память DDR4. Это означает, что если вы хотите перейти на более мощный процессор, вам потребуется новая материнская плата и оперативная память.

DDR4 еще больше снижает напряжение оперативной памяти, с 1,5 В до 1,2 В, и увеличивает количество выводов до 288.

DDR5

Ожидается, что DDR5 появится на потребительских рынках в 2019 году. Но учитывая время, которое обычно требуется для выпуска нового поколения оперативной памяти, можно ожидать, что в 2020 году о ней станет известно больше. Производитель оперативной памяти SK Hynix ожидает, что доля DDR5 на рынке достигнет 25% в 2020 году и 44% в 2021 году.

DDR5 сохранит дизайн 288-контактного гнезда, хотя напряжение оперативной памяти снизится до 1,1 В. Ожидается, что производительность оперативной памяти DDR5 будет вдвое выше, чем у предыдущего поколения DDR4. Компания SK Hynix, например, объявила технические подробности своего модуля оперативной памяти DDR5-6400, самого быстрого из возможных стандартов DDR5.

Но, как и в случае с любым новым компьютерным оборудованием, при запуске следует ожидать чрезвычайно высокой цены. Если вы хотите купить новую материнскую плату, не стоит ориентироваться на DDR5. Она еще не доступна, и, несмотря на то, что говорит SK Hynix, Intel и AMD потребуется некоторое время для подготовки.

Вы знаете термины SDRAM, DIMM и DDR, но что насчет других больших строк цифр в модели оперативной памяти? Что они означают? В чем измеряется память оперативной памяти? А как насчет ECC и свопа? Вот другие термины спецификации оперативной памяти, которые вы должны знать.

RAM термины: тайминги, задержка и многое другое

Тактовая частота, скорость передачи данных, пропускная способность Возможно, вы видели, что оперативная память обозначается двумя наборами цифр, например, DDR3-1600 и PC3-12800. Это одновременно и ссылка, и подсказка о создании оперативной памяти и скорости ее передачи данных. Число после DDR/PC и перед дефисом относится к поколению: DDR2 — PC2, DDR3 — PC3, DDR4 — PC4.

Число после DDR означает количество мегатрансферов в секунду (MT/s). Например, оперативная память DDR3-1600 работает со скоростью 1600 MT/s. Упомянутая выше оперативная память DDR5-6400 работает со скоростью 6400 MT/s — гораздо быстрее! Число в паре цифр после ПК означает теоретическую пропускную способность в мегабайтах в секунду. Например, PC3-12800 работает со скоростью 12 800 МБ/с.

Разгон оперативной памяти так же возможен, как и разгон процессора или видеокарты. Разгон увеличивает пропускную способность рабочей памяти. Производители иногда продают уже разогнанную память, но вы также можете разогнать ее самостоятельно. Только убедитесь, что ваша материнская плата поддерживает более высокие тактовые частоты оперативной памяти!

Вам может быть интересно, можно ли комбинировать модули оперативной памяти с разной тактовой частотой. Ответ: да, можно, но все работает на тактовой частоте самого медленного устройства. Если вы хотите использовать более быструю оперативную память, не стоит смешивать ее со старыми, более медленными устройствами. Теоретически, вы можете смешивать чипы оперативной памяти, но это не рекомендуется. Вы можете столкнуться с синим экраном смерти или другими случайными сбоями, если вы смешиваете чипы оперативной памяти или разные тактовые частоты оперативной памяти.

Иногда можно увидеть микросхемы оперативной памяти с серией цифр, например, 9-10-9-27. Эти цифры называются таймингами. Тайминги оперативной памяти — это мера производительности блока оперативной памяти в наносекундах. Чем меньше число, тем быстрее оперативная память отвечает на запросы.

Тайминг и задержка

Первое число (9 в примере) — это задержка CAS. Задержка CAS относится к количеству тактовых циклов, необходимых для предоставления данных, запрошенных контроллером памяти для вывода данных.

Вы заметите, что оперативная память DDR3 обычно имеет более высокую тактовую частоту, чем DDR2, а DDR4 обычно имеет более высокую тактовую частоту, чем DDR3. Однако DDR4 быстрее, чем DDR3, которая, в свою очередь, быстрее, чем DDR2. Странно, не правда ли?

Мы можем объяснить это на примере DDR3 и DDR4.

Минимальная частота оперативной памяти DDR3 составляет 533 МГц, что соответствует тактовой частоте 1/5330000 или 1,87 нс. При задержке CAS в 7 тактов общая задержка составляет 1,87 x 7 = 13,09 нс. («Ns» означает наносекунды).

Поскольку самая низкая скорость оперативной памяти DDR4 составляет 800 МГц, это соответствует тактовой частоте 1/8000000 или 1,25 нс. Несмотря на то, что он имеет более высокий CAS на 9 тактов, общая задержка составляет 1,25 x 9 = 11,25 нс. Именно поэтому он быстрее!

Для большинства людей производительность всегда важнее, чем тактовая частота и задержка. Вы получите гораздо больше пользы от оперативной памяти DDR4-1600 объемом 16 ГБ, чем от оперативной памяти DDR4-2400 объемом 8 ГБ. В большинстве случаев время и задержка являются последними элементами, которые необходимо учитывать.

Устройство (например, настольные компьютеры, смартфоны, ноутбуки, планшеты, HDTV, графические компьютеры, портативные игровые системы и т.д.) Объем доступной оперативной памяти варьируется в зависимости от модели и типа устройства. По сути, вся оперативная память нужна для одной и той же цели.

Устройства (например, настольные компьютеры, смартфоны, ноутбуки, планшеты, HDTV, графические компьютеры, портативные игровые системы и т.д.) Объем доступной оперативной памяти варьируется в зависимости от модели и типа устройства. По сути, вся оперативная память нужна для одной и той же цели.

Содержание

Первый стандарт SDRAM стал называться SDR (Single Data Rate — в отличие от Double Data Rate) с появлением более поздних стандартов. За один тактовый цикл принимается и передается одно слово данных. Стандартные тактовые частоты составляли 66, 100 и 133 МГц. Микросхемы SDRAM поставлялись с различной шириной шины данных (обычно 4, 8 или 16 бит), но обычно эти микросхемы были частью 168-контактного модуля DIMM, который мог считывать или записывать 64 бита (без четности) или 72 бита (с четностью) за тактовый цикл.

Использование шины данных в SDRAM оказалось сложным, поскольку между подачей сигнала чтения и появлением данных на шине данных существует задержка в 2 или 3 такта, тогда как при записи задержки вообще не должно быть. Чтобы предотвратить одновременное использование шины данных для операций записи и чтения, потребовалась довольно сложная конструкция контроллера.

Синхронизация часов с центральным процессором

Общие свойства SDRAM

• Основана на стандартной DRAM, но значительно быстрее — до 4 раз.
• Специальные возможности:
• синхронный режим работы,

1. синхронная синхронизация, синхронная работа, синхронная синхронизация, синхронная синхронизация, синхронная работа, синхронная работа
2. Возможность работы в режиме пакетного конвейера
3. Лучший кандидат на использование в качестве основной памяти в персональных компьютерах следующего поколения

• Банки ячеек — это ячейки памяти в микросхеме SDRAM, которые разделены на два независимых банка ячеек. Поскольку оба банка могут быть доступны одновременно, непрерывный поток данных может быть обеспечен простым переключением между банками. Эта техника называется перекрытием и позволяет сократить общее количество циклов доступа к памяти, что приводит к повышению скорости передачи данных.

Пакетное ускорение — это техника быстрой передачи данных, при которой блок данных (серия последовательных адресов) автоматически создается каждый раз, когда процессор запрашивает один адрес. Это предполагает, что адрес следующих данных, запрашиваемых процессором, является соседним с ранее запрошенным адресом, что обычно верно (такое же предсказание используется в алгоритме скрытой памяти). Пакетная обработка может использоваться как для чтения (из памяти), так и для записи (в память).

SDRAM — это более быстрая память. Хотя SDRAM основана на стандартной архитектуре DRAM, сочетание трех вышеупомянутых характеристик обеспечивает более быструю и эффективную передачу данных. SDRAM уже сейчас может передавать данные со скоростью до 100 МГц, что почти в четыре раза быстрее, чем стандартная DRAM. Это делает SDRAM равной более дорогой SRAM (статической оперативной памяти), которая используется в качестве внешней кэш-памяти.

Общий организационный и функциональный принцип работы микросхем DRAM (Dynamic Random Access Memory) практически одинаков для всех типов, от первоначальных асинхронных до современных синхронных микросхем. Исключение составляют лишь экзотические варианты, которые, однако, существовали еще до появления SDRAM, например, Direct Rambus DRAM (DRDRAM). Массив памяти DRAM можно представить как массив (двумерный массив) ячеек, каждая из которых содержит одну или несколько физических ячеек (в зависимости от конфигурации чипа), способных хранить элементарную единицу информации — бит данных. Ячейки представляют собой комбинацию транзистора (переключателя) и конденсатора (накопительного элемента). Доступ к элементам массива осуществляется дешифраторами адресов строк и столбцов, управляемыми сигналами RAS# (Row Access Strobe) и CAS# (Column Access Strobe).

Физическая организация и принцип работы

Чтобы минимизировать размер корпуса микросхемы, адреса строк и столбцов передаются по одним и тем же адресным линиям микросхемы — другими словами, мы говорим о мультиплексировании адресов строк и столбцов. Например, 22-битный полный адрес ячейки может быть разделен на два 11-битных адреса (строки и столбца), которые посылаются на адресные линии микросхемы памяти один за другим (через определенный промежуток времени). Одновременно со второй частью адреса (адрес столбца) через единый командно-адресный интерфейс микросхемы SDRAM выдается соответствующая команда (чтение или запись данных). Внутри микросхемы памяти адреса строк и столбцов временно хранятся в буферах адресов строк или столбцов.

К плате динамической памяти подключен специальный статический буфер, называемый «усилителем уровня» (SenseAmp), размер которого соответствует размеру строки и который необходим для выполнения операций чтения и регенерации данных, содержащихся в ячейках памяти. Поскольку последние являются физическими конденсаторами, которые разряжаются во время каждой операции чтения, усилитель уровня должен регенерировать данные, хранящиеся в ячейке, в конце цикла доступа.

Кроме того, поскольку конденсаторы со временем теряют свой заряд (независимо от операций чтения), содержимое ячейки необходимо периодически обновлять, чтобы избежать потери данных. В современных типах памяти, поддерживающих функции автоматической регенерации (в режиме «бодрствования») и саморегенерации (в режиме «сна»), эта задача обычно возлагается на внутренний контроллер регенерации, расположенный непосредственно на микросхеме памяти.

В самом общем случае опорная схема для ячеек памяти может быть представлена следующим образом:

Адрес строки подается на адресные линии микросхемы памяти. В то же время подается сигнал RAS#, который сохраняет адрес в защелке адреса строки.

1. После стабилизации сигнала RAS# декодер адреса строки выбирает нужную строку, и ее содержимое передается на усилитель уровня (при этом логическое состояние строки массива меняется на противоположное).
2. Адрес столбца передается вместе с сигналом CAS# на адресные линии микросхемы памяти, которая сохраняет адрес в буфере адреса столбца (latch).
3. Поскольку сигнал CAS# также служит выходным сигналом, усилитель уровня после стабилизации отправляет выбранные данные (соответствующие адресу столбца) в выходной буфер.
4. Сигналы CAS# и RAS# последовательно выключаются, чтобы цикл доступа мог продолжаться (после периода времени, в течение которого данные из усилителя уровня возвращаются в массив ячеек строки, восстанавливая предыдущее логическое состояние).
5. Однако, в отличие от рабочего стола, рабочая память не может служить постоянным хранилищем. Содержимое рабочей памяти вашей системы теряется, как только вы выключаете питание. Потерять власть — все равно что очистить свой стол от всех документов.

Производительность DRAM обычно измеряется количеством битов данных, передаваемых в секунду. Ранее в этой статье мы упоминали, что системная память DDR4 имеет чипы с шириной шины 8 бит, что означает, что каждый модуль может передавать до 8 бит за тактовый цикл.

Скорость битов

Это означает, что если скорость передачи данных составляет 3200 Мбит/с, то максимальный результат — 3200 x 8 = 25 600 Мбит/с или чуть более 3 ГБ/с. Поскольку большинство модулей DIMM имеют 8 чипов, вы можете достичь скорости 25 ГБ/с. Для GDDR6 с 8 модулями это составит 440 ГБ/с!

Этот показатель обычно называется пропускной способностью памяти и является важным фактором производительности памяти. Однако это теоретическая цифра, поскольку не все операции в микросхеме DRAM происходят одновременно.

Чтобы понять это, давайте посмотрим на следующий рисунок. Это очень упрощенное (и нереалистичное) представление того, что происходит, когда данные запрашиваются из памяти.

Первым шагом является активация страницы DRAM, содержащей запрашиваемые данные. Для этого памяти сначала сообщается требуемый класс, затем соответствующий модуль и, наконец, конкретный банк.

Микросхема получает позицию страницы данных (адрес строки) и отвечает передачей всей страницы. Все это требует времени и, что более важно, также требуется время на полную активацию линии, чтобы убедиться, что линия полностью заблокирована перед доступом к ней.

Затем определяется соответствующий столбец и извлекается единичный фрагмент информации. Все типы DRAM передают данные в пакетах, которые объединяют информацию в один блок, и пакет почти всегда составляет 8 бит в современной памяти. Это означает, что даже если в течение тактового цикла получен один бит, эти данные не могут быть переданы, пока не будут получены еще 7 битов из других банков.

Если следующий необходимый бит данных находится на другой стороне, то текущая открытая сторона должна быть закрыта до того, как будет активирована следующая (этот процесс называется предварительной выборкой), что, конечно, занимает больше времени.

Все это разное время между отправкой команды и требуемым действием называется временем хранения или задержкой. Чем меньше значение, тем лучше общая производительность, так как меньше времени тратится на ожидание завершения операций.

Некоторые из этих задержек имеют названия, знакомые компьютерным ботаникам:

Название расписания

В отличие от других курсов анатомии, этот был не таким грязным — модули DIMM трудно разбирать, и для изучения модулей нужны специальные инструменты. Но в них есть удивительные детали.

Спасибо за службу, RAM!

Планка памяти DDR4 SDRAM объемом 8 ГБ из любого нового компьютера содержит около 70 миллиардов конденсаторов и столько же транзисторов. Каждый из этих запоминающих элементов хранит крошечную долю электрического заряда и может быть доступен в течение нескольких наносекунд.

Даже при повседневном использовании можно выполнить бесчисленное количество инструкций, и большинство плат способны работать годами без малейших проблем. И все это менее чем за 30 долларов? Это просто замечательно.

Память DRAM становится все лучше — скоро появится DDR5, и каждый модуль обещает пропускную способность, которая едва ли сравнится с двумя полноценными модулями DDR4 DIMM. Как только он появится на рынке, он будет очень дорогим, но для серверов и профессиональных рабочих станций такой скачок в скорости окажется очень выгодным.