Tipuri de cipuri RAM dinamice. RAM dinamică sincronă

RAM DINAMICĂ

Cip RAM de mare viteză pentru PC, care este diferit

prin aceea că își pierde conținutul dacă nu este citit în 2 milisecunde.

Microcircuitele sunt organizate sub forma unei matrice pătrate, a cărei intersecție a fiecărei coloane și rânduri specifică adresa celulelor elementare corespunzătoare. Citirea adresei de rând are loc atunci când un impuls de rând este aplicat la intrarea matricei, iar citirea adresei de coloană are loc atunci când este aplicat un impuls de coloană. Adresele de rând și de coloană sunt transmise printr-o magistrală specială de adrese multiplexate MA (Multiplexed Address). Memoria dinamică se realizează în variante sincrone și asincrone. În acest din urmă caz, setarea adresei, furnizarea semnalelor de control și citirea/scrierea datelor

poate fi executat la momente arbitrare.

TIPURI DE RAM DINAMICĂ

FPU DRAH „Dynamic RAM with fast page access”: principalul tip de memorie video, identică cu cea folosită la plăcile de bază. Utilizează acces asincron (aleatoriu) la celulele de stocare a datelor, în care semnalele de control nu sunt strict legate de frecvența ceasului sistemului.

EDO DRAH/RAH „Extended Availability RAM”: Un cip de memorie dinamic care este diferit de DRAM convențional. Suport tehnic pentru sisteme automate cu o capacitate crescută de a lucra în așa-numitul mod de pagină (asociat cu o reducere a numărului de cicluri la eșantionarea cuvintelor adiacente de text). Ca urmare, productivitatea mașinii crește (cu aproximativ 5%). Folosit ca memorie principală a PC-urilor bazate pe microprocesoare Pentium și Pentium Pro, precum și în plăcile video cu frecvența magistralei de 40-50 MHz. Debitul maxim este de aproximativ 105 MB/s.

DDR SDRAM „Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM” sau „Advanced Synchronous Dynamic RAM” diferă de SDRAH prin faptul că acesta din urmă are o memorie statică mică adăugată pentru a acționa ca memorie cache. Utilizarea unui cache suplimentar vă permite să reduceți latența și să obțineți o frecvență de operare de vârf de 200 MHz. Scopul acestei memorări în cache este de a stoca datele accesate frecvent și de a minimiza accesul la DRAM mai lentă. Debitul și viteza de funcționare a acestei combinații sunt, de asemenea, dublate datorită faptului că la schimbul de date între cache-ul SRAM și DRAM-ul în sine poate exista

se folosește un bus de lățime mai mare decât între memoria cache SRAM și controler

DRAM. Acest tip de memorie în dezvoltare a câștigat cea mai mare popularitate în producția de acceleratoare grafice.

FB-DIMM „Fully Buffered Memory” îmbunătățește performanța RAM prin utilizarea tehnologiei de acces cu două canale. Necesitatea acestui tip de memorie a apărut din cauza unei reduceri a numărului de module care pot fi plasate pe un controler northbridge cu microprocesor.

VRAH „Video RAM” sau „Video Memory”: memorie cu acces aleatoriu pentru computer de mare viteză, care este rezultatul dezvoltării RAM dinamică pentru subsistemul grafic al computerului și aplicațiile sale multimedia. Este uneori numit și „DRAM cu două porturi”. Diferă de schemele RAM dinamice convenționale (DRAH) prin capacitatea de a efectua simultan operațiuni de scriere și citire datorită prezenței a două intrări (porturi), care asigură o creștere semnificativă (aproximativ de două ori) a performanței sistemului. Folosit la adaptoarele grafice. Parametrii săi: frecvența magistralei 25-33 MHz, debit maxim 120 MB/s. VRAM este unul dintre cele mai scumpe tipuri de memorie.

Există mult mai multă memorie dinamică într-un computer decât memorie statică, deoarece DRAM este folosită ca memorie principală a VM. La fel ca SRAM, memoria dinamică constă dintr-un nucleu (o serie de dispozitive electronice) și o interfață logică (registre tampon, amplificatoare de citire a datelor, circuite de regenerare etc.). Deși numărul de tipuri de DRAM a depășit deja două duzini, nucleele lor sunt organizate aproape identic. Principalele diferențe sunt legate de logica interfeței, iar aceste diferențe se datorează și domeniului de aplicare al microcircuitelor - pe lângă memoria principală a VM, circuitele integrate de memorie dinamică sunt incluse, de exemplu, în adaptoarele video. Clasificarea cipurilor de memorie dinamică este prezentată în Fig. 5.10.

Pentru a evalua diferențele dintre tipurile de DRAM, să ne uităm mai întâi la algoritmul de lucru cu memoria dinamică. Pentru aceasta vom folosi Fig. 5.6.

Spre deosebire de SRAM, adresa unei celule DRAM este transferată pe cip în doi pași, mai întâi adresa coloanei și apoi adresa rândului, ceea ce face posibilă reducerea numărului de pini de magistrală de adrese cu aproximativ jumătate, reducerea dimensiunii carcasei și plasați un număr mai mare de cipuri pe placa de bază. Acest lucru, desigur, duce la o scădere a performanței, deoarece transferul adresei durează de două ori mai mult. Pentru a indica ce parte a adresei este transmisă la un moment dat, se folosesc două semnale auxiliare RAS și CAS. La accesarea unei celule de memorie, magistrala de adrese este setată la adresa rândului. După ce procesele de pe magistrală s-au stabilizat, se aplică semnalul RAS și adresa este scrisă în registrul intern al cipului

Orez. 5.10. Clasificarea RAM dinamică: a - cipuri pentru memoria principală; b - cipuri pentru adaptoare video

memorie. Magistrala de adrese este apoi setată la adresa coloanei și este emis semnalul CAS. În funcție de starea liniei WE, datele sunt citite din celulă sau scrise în celulă (datele trebuie plasate pe magistrala de date înainte de scriere). Intervalul dintre setarea adresei și emiterea semnalului RAS (sau CAS) este determinat de caracteristicile tehnice ale microcircuitului, dar de obicei adresa este setată într-un ciclu al magistralei sistemului, iar semnalul de control în următorul. Astfel, pentru a citi sau a scrie o celulă de RAM dinamică sunt necesare cinci cicluri de ceas, în care au loc următoarele: emiterea unei adrese de rând, emiterea unui semnal RAS, emiterea unei adrese de coloană, emiterea unui semnal CAS, efectuarea unei operații de citire/scriere (în memoria statică, procedura durează doar două până la trei măsuri).

De asemenea, ar trebui să vă amintiți nevoia de a regenera datele. Însă, alături de descărcarea naturală a condensatorului, dispozitivul electronic duce și la o pierdere de încărcare în timp la citirea datelor din DRAM, așa că după fiecare operație de citire datele trebuie restaurate. Acest lucru se realizează prin scrierea din nou a acelorași date imediat după citirea lor. La citirea informațiilor dintr-o celulă, datele întregului rând selectat sunt de fapt scoase dintr-o dată, dar sunt folosite numai cele care sunt în coloana de interes și toate celelalte sunt ignorate. Astfel, o operație de citire dintr-o celulă are ca rezultat distrugerea datelor întregului rând și trebuie recuperată. Regenerarea datelor după citire este efectuată automat de logica interfeței cipului, iar acest lucru se întâmplă imediat după citirea liniei.

Acum să ne uităm la diferitele tipuri de cipuri de memorie dinamică, începând cu DRAM de sistem, adică cipuri concepute pentru a fi utilizate ca memorie principală. În etapa inițială, acestea erau cipuri de memorie asincrone, a căror funcționare nu este strict legată de impulsurile de ceas ale magistralei sistemului.

RAM dinamică asincronă. Cipurile RAM dinamice asincrone sunt controlate de semnalele RAS și CAS, iar funcționarea lor, în principiu, nu este direct legată de impulsurile de ceas al magistralei. Memoria asincronă se caracterizează prin timpul suplimentar petrecut la interacțiunea cipurilor de memorie și controlerului.Astfel, într-un circuit asincron, semnalul RAS va fi generat numai după ce un impuls de ceas ajunge la controler și va fi perceput de cip de memorie după câteva ore. timp. După aceasta, memoria va produce date, dar controlerul le va putea citi numai la sosirea următorului impuls de ceas, deoarece trebuie să funcționeze sincron cu restul dispozitivelor VM. Astfel, există ușoare întârzieri în timpul ciclului de citire/scriere din cauza așteptării controlerului de memorie și controlerului de memorie.

MicrocircuiteDRAM. Primele cipuri de memorie dinamică au folosit cea mai simplă metodă de schimb de date, adesea numită convențională. A permis citirea și scrierea unei linii de memorie numai la fiecare al cincilea ciclu de ceas (Fig. 5.11, A). Pașii unei astfel de proceduri au fost descriși anterior. DRAM tradițională corespunde formulei 5-5-5-5. Microcircuitele de acest tip puteau funcționa la frecvențe de până la 40 MHz și, datorită lenții lor (timpul de acces a fost de aproximativ 120 de secunde), nu au rezistat mult.

MicrocircuiteFPM DRAM. Cipurile RAM dinamice care implementează modul FPM sunt, de asemenea, primele tipuri de DRAM. Esența regimului a fost arătată mai devreme. Circuitul de citire pentru FPM DRAM (Fig. 5.11, b) este descris prin formula 5-3-3-3 (14 cicluri de ceas în total). Utilizarea unei scheme de acces rapid la pagină a redus timpul de acces la 60 de secunde, ceea ce, ținând cont de capacitatea de a funcționa la frecvențe mai mari de magistrală, a condus la o creștere a performanței memoriei în comparație cu DRAM-ul tradițional cu aproximativ 70%. Acest tip de cip a fost folosit în computerele personale până în 1994.

MicrocircuiteEDO DRAM. Următoarea etapă în dezvoltarea RAM dinamică a fost IC-urile cu modul hiperpagină, acces(HRM, Hyper Page Mode), mai cunoscut sub numele de EDO (Extended Data Output - timp extins de reținere a datelor la ieșire). Caracteristica principală a tehnologiei este timpul crescut de disponibilitate a datelor la ieșirea microcircuitului în comparație cu FPM DRAM. În cipurile FPM DRAM, datele de ieșire rămân valabile numai atunci când semnalul CAS este activ, motiv pentru care accesul pe rândul al doilea și următorul rând necesită trei cicluri de ceas: o comutare CAS la starea activă, un ceas de citire a datelor și o comutare CAS la starea inactivă. În EDO DRAM, pe marginea activă (de cădere) a semnalului C AS, datele sunt stocate într-un registru intern, unde sunt stocate pentru ceva timp după ce sosește următoarea margine activă a semnalului. Acest lucru permite ca datele stocate să fie utilizate atunci când CAS este deja într-o stare inactivă (Fig. 5.11, V)

Cu alte cuvinte, parametrii de sincronizare sunt îmbunătățiți prin eliminarea ciclurilor de așteptare a momentului de stabilizare a datelor la ieșirea microcircuitului.

Modelul de citire al EDO DRAM este deja 5-2-2-2, ceea ce este cu 20% mai rapid decât FPM. Timpul de acces este de aproximativ 30-40 ns. Trebuie remarcat faptul că frecvența maximă a magistralei de sistem pentru cipurile EDO DRAM nu trebuie să depășească 66 MHz.

MicrocircuiteBEDO DRAM. Tehnologia EDO a fost îmbunătățită de VIA Technologies. Noua modificare a EDO este cunoscută sub numele de BEDO (Burst EDO). Noutatea metodei este că în timpul primului acces se citește întreaga linie a microcircuitului, care include cuvinte consecutive ale pachetului. Transferul secvenţial al cuvintelor (comutarea coloanelor) este monitorizat automat de contorul intern al cipului. Acest lucru elimină nevoia de a emite adrese pentru toate celulele dintr-un pachet, dar necesită suport din partea logicii externe. Metoda vă permite să reduceți timpul de citire a celui de-al doilea și următorul cuvânt cu un alt ciclu de ceas (Fig. 5.11, d), datorită căruia formula ia forma 5-1-1-1.

5.11. Diagrame de timp ale diferitelor tipuri de memorie dinamică asincronă cu o lungime a pachetului de patru cuvinte: a - DRAM tradițională; b - FPM FRAM; V- EDO DRAM;

G - BEDO DRAM

MicrocircuiteEDRAM. O versiune mai rapidă a DRAM a fost dezvoltată de filiala Ramtron, Enhanced Memory Systems. Tehnologia este implementată în variantele FPM, EDO și BEDO. Cipul are un nucleu mai rapid și o memorie cache internă. Prezența acestuia din urmă este principala caracteristică a tehnologiei. Memoria cache este memorie statică (SRAM) cu o capacitate de 2048 biți. Nucleul EDRAM are 2048 de coloane, fiecare dintre acestea fiind conectată la un cache intern. La accesarea oricărei celule, întregul rând (2048 de biți) este citit simultan. Linia de citire este introdusă în SRAM, iar transferul de informații în memoria cache nu are practic niciun efect asupra performanței, deoarece are loc într-un singur ciclu de ceas. Când se fac accesări ulterioare la celulele aparținând aceluiași rând, datele sunt preluate din memoria cache mai rapidă. Următorul acces la nucleu are loc la accesarea unei celule care nu se află într-o linie stocată în memoria cache a cipului.

Tehnologia este cea mai eficientă atunci când citiți secvențial, adică atunci când timpul mediu de acces pentru un cip se apropie de valorile caracteristice memoriei statice (aproximativ 10 ns). Principala dificultate este incompatibilitatea cu controlerele utilizate atunci când lucrați cu alte tipuri de DRAM

RAM dinamică sincronă.În DRAM sincron, schimbul de informații este sincronizat de semnale externe de ceas și are loc în momente strict definite în timp, ceea ce vă permite să luați totul din lățimea de bandă a magistralei de memorie procesor și să evitați ciclurile de așteptare. Adresa și informațiile de control sunt înregistrate în IC de memorie. După care răspunsul microcircuitului va apărea printr-un număr clar definit de impulsuri de ceas, iar procesorul poate folosi acest timp pentru alte acțiuni care nu sunt legate de accesarea memoriei. În cazul memoriei dinamice sincrone, în loc de durata ciclului de acces, se vorbește despre perioada minimă admisă a frecvenței de ceas, iar deja vorbim despre un timp de ordinul 8-10 ns.

MicrocircuiteSDRAM. Abrevierea SDRAM (Synchronous DRAM) este folosită pentru a face referire la cipurile RAM dinamice sincrone „obișnuite”. Diferențele fundamentale dintre SDRAM și RAM dinamică asincronă discutate mai sus pot fi reduse la patru puncte:

Metodă sincronă de transfer de date pe magistrală;

Mecanism de transport pentru transmiterea pachetelor;

Utilizarea mai multor (două sau patru) bănci de memorie internă;

Transferarea unei părți din funcțiile controlerului de memorie în logica microcircuitului însuși.

Sincronismul memoriei permite controlerului de memorie să „știe” când datele sunt gata, reducând astfel costurile de așteptare și de căutare a datelor. Deoarece datele apar la ieșirea IC simultan cu impulsurile de ceas, interacțiunea memoriei cu alte dispozitive VM este simplificată.

Spre deosebire de BEDO, conducta permite transferul de date de pachete ceas cu ceas, datorită căruia RAM poate funcționa neîntrerupt la frecvențe mai mari decât RAM asincronă. Avantajele unei conducte sunt deosebit de importante atunci când se transmit pachete lungi, dar care nu depășesc lungimea liniei de cip.

Un efect semnificativ este obținut prin împărțirea întregului set de celule în rețele interne independente (bănci). Acest lucru vă permite să combinați accesul la o celulă dintr-o bancă cu pregătirea pentru următoarea operațiune în băncile rămase (încărcarea circuitelor de control și restaurarea informațiilor). Abilitatea de a menține mai multe linii de memorie deschise simultan (de la diferite bănci) ajută, de asemenea, la îmbunătățirea performanței memoriei. La accesarea alternativă a băncilor, frecvența accesării fiecăreia dintre ele individual scade proporțional cu numărul de bănci și SDRAM poate funcționa la frecvențe mai mari. Datorită contorului de adrese încorporat, SDRAM, la fel ca BEDO DRAM, permite citirea și scrierea în modul burst, iar în SDRAM lungimea burst variază, iar în modul burst este posibilă citirea unei întregi linii de memorie. IC poate fi caracterizat prin formula 5-1-1-1. În ciuda faptului că formula pentru acest tip de memorie dinamică este aceeași cu cea a BEDO, capacitatea de a funcționa la frecvențe mai mari înseamnă că SDRAM cu două 6 bănci la o viteză de ceas de magistrală de 100 MHz poate aproape dubla performanța memoriei BEDO. .

MicrocircuiteDDR SDRAM. Un pas important în dezvoltarea ulterioară a tehnologiei SDRAM a fost DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM - SDRAM with double the data transfer rate). Spre deosebire de SDRAM, noua modificare produce date în modul burst pe ambele margini ale impulsului de sincronizare, datorită cărora debitul se dublează. Există mai multe specificații DDR SDRAM, în funcție de viteza magistralei de sistem: DDR266, DDR333, DDR400, DDR533. Astfel, lățimea de bandă de vârf a unui cip de memorie DDR333 este de 2,7 GB/s, iar pentru DDR400 este de 3,2 GB/s. DDR SDRAM este în prezent cel mai comun tip de memorie dinamică în VM-urile personale.

MicrocircuiteRDRAM, DRDRAM. Cele mai evidente modalități de a crește eficiența unui procesor cu memorie sunt creșterea frecvenței tactului magistralei sau a lățimii de eșantionare (numărul de biți transferați simultan). Din păcate, încercările de a combina ambele opțiuni întâmpină dificultăți tehnice semnificative (pe măsură ce frecvența crește, problemele de compatibilitate electromagnetică se înrăutățesc; devine mai dificil să se asigure că toate biții de informații trimise în paralel ajung în același timp la consumator). Majoritatea DRAM-urilor sincrone (SDRAM, DDR) folosesc eșantionare largă (64 de biți) la o frecvență limitată a magistralei.

O abordare fundamental diferită a construirii DRAM a fost propusă de Rambus în 1997. Se concentrează pe creșterea vitezei de ceas la 400 MHz, reducând în același timp lățimea eșantionului la 16 biți. Noua memorie este cunoscută ca RDRAM (Rambus Direct RAM). Există mai multe varietăți ale acestei tehnologii: de bază, concomitent și direct. În total, tactarea se efectuează pe ambele margini ale semnalelor de ceas (ca în DDR), datorită cărora frecvența rezultată este de 500-600, 600-700 și, respectiv, 800 MHz. Primele două opțiuni sunt aproape identice, dar schimbările în tehnologia Direct Rambus sunt destul de semnificative.

În primul rând, să ne uităm la punctele fundamentale ale tehnologiei RDRAM, concentrându-ne în principal pe versiunea mai modernă - DRDRAM. Principala diferență față de alte tipuri de DRAM este sistemul original de schimb de date între nucleu și controlerul de memorie, care se bazează pe așa-numitul „canal Rambus” folosind un protocol asincron orientat pe bloc. La nivel logic, informațiile dintre controler și memorie sunt transferate în pachete.

Există trei tipuri de pachete: pachete de date, pachete de rânduri și pachete de coloane. Pachetele de rânduri și coloane sunt folosite pentru a transmite comenzi de la controlerul de memorie pentru a controla rândurile și, respectiv, coloanele matricei de elemente de stocare. Aceste comenzi înlocuiesc sistemul convențional de control al cipului folosind semnale RAS, CAS, WE și CS.

Matricea GE este împărțită în bănci. Numărul lor într-un cristal cu o capacitate de 64 Mbit este de 8 bănci independente sau 16 duale. În băncile duale, perechea de bănci împărtășește amplificatoare de citire/scriere comune. Miezul intern al cipului are o magistrală de date de 128 de biți, care permite transferul a 16 octeți la fiecare adresă de coloană. La înregistrare, puteți utiliza o mască în care fiecare bit corespunde unui octet al pachetului. Folosind masca, puteți specifica câți octeți ai pachetului și ce octeți ar trebui să fie scrieți în memorie.

Datele, liniile de rând și de coloană din canal sunt complet independente, astfel încât comenzile de rând, comenzile de coloană și datele pot fi transmise simultan și pentru diferite bănci ale cipului. Pachetele de coloane conțin două câmpuri și sunt transmise pe cinci linii. Primul câmp specifică operația principală de scriere sau citire. Al doilea câmp conține fie o indicație a utilizării unei măști de înregistrare (masca însăși este transmisă prin liniile de date), fie un cod de operare extins care definește o opțiune pentru operația principală. Pachetele de șiruri sunt împărțite în comenzi de activare, anulare, regenerare și comutare a modului de alimentare. Sunt alocate trei linii pentru transmiterea pachetelor de șiruri.

Operația de scriere poate urma imediat citirea - este necesară doar o întârziere pentru timpul în care semnalul trece prin canal (de la 2,5 la 30, nu depinde de lungimea canalului). Pentru a egaliza întârzierile în transmiterea biților individuali ai codului transmis, conductorii de pe placă trebuie să fie poziționați strict în paralel, să aibă aceeași lungime (lungimea liniilor nu trebuie să depășească 12 cm) și să îndeplinească cerințele stricte definite de dezvoltator. .

Fiecare scriere în canal poate fi pipeline, primul pachet de date având o latență de 50 ns, iar operațiunile de citire/scriere rămase având loc continuu (latența este introdusă doar la trecerea de la o operație de scriere la una de citire și invers).

Publicațiile disponibile menționează munca Intel și Rambus la o nouă versiune de RDRAM, numită nDRAM, care va suporta transferul de date la frecvențe de până la 1600 MHz.

MicrocircuiteSLDRAM. Un potențial concurent al RDRAM ca standard de arhitectură de memorie pentru viitoarele VM-uri personale este un nou tip de RAM dinamic dezvoltat de SyncLm Consortium, un consorțiu de producători de VM, cunoscut sub abrevierea SLDRAM. Spre deosebire de RDRAM, a cărei tehnologie este proprietatea Rambus și Intel, acest standard este deschis. La nivel de sistem, tehnologiile sunt foarte asemănătoare. Datele și comenzile de la controler la memorie și înapoi la SLDRAM sunt transmise în pachete de n sau 8 pachete. Comenzile, adresa și semnalele de control sunt trimise printr-o magistrală de comandă unidirecțională de 10 biți. Datele de citire și scriere sunt furnizate printr-o magistrală de date bidirecțională de 18 biți. Ambele autobuze funcționează la aceeași frecvență. Deocamdată, această frecvență este încă de 200 MHz, ceea ce, datorită tehnologiei DDR, echivalează cu 400 MHz. Următoarele generații de SLDRAM ar trebui să funcționeze la frecvențe de 400 MHz și mai mari, adică să ofere o frecvență efectivă de peste 800 MHz.

La un controler pot fi conectate până la 8 cipuri de memorie. Pentru a evita întârzierile semnalelor de la cipurile mai departe de controler, caracteristicile de sincronizare pentru fiecare cip sunt determinate și introduse în registrul său de control atunci când este pornită alimentarea.

MicrocircuiteESDRAM. Aceasta este o versiune sincronă a EDRAM care utilizează aceleași tehnici pentru a reduce timpul de acces. O operație de scriere, spre deosebire de o operație de scriere, ocolește memoria cache, ceea ce crește performanța FSDRAM atunci când se reia citirea dintr-o linie aflată deja în cache. Datorită prezenței a două bănci în cip, timpul de nefuncționare din cauza pregătirii operațiunilor de citire/scriere este minimizat. Dezavantajele microcircuitului luat în considerare sunt aceleași cu cele ale EDRAM - complicația controlerului, deoarece trebuie să țină cont de posibilitatea de a pregăti citirea unei noi linii de kernel în memoria cache. În plus, cu o secvență arbitrară de adrese, memoria cache este utilizată ineficient.

MicrocircuiteCDRAM. Acest tip de RAM a fost dezvoltat de Mitsubishi Corporation și poate fi considerată o versiune revizuită a ESDRAM, lipsită de unele dintre imperfecțiunile sale. Capacitatea memoriei cache și principiul plasării datelor în ea au fost modificate. Capacitatea unui singur bloc de cache a fost redusă la 128 de biți, astfel încât memoria cache de 16 kilobiți poate stoca simultan copii ale a 128 de locații de memorie, permițând o utilizare mai eficientă a memoriei cache. Înlocuirea primei secțiuni de memorie plasată în cache începe numai după ce ultimul (al 128-lea) bloc este umplut. Mijloacele de acces s-au schimbat și ele. Astfel, cipul folosește magistrale de adrese separate pentru cache-ul static și nucleul dinamic. Transferul datelor din nucleul dinamic în memoria cache este combinat cu emiterea de date către magistrală, astfel încât transferurile frecvente, dar scurte, nu reduc performanța IC-ului atunci când citesc cantități mari de informații din memorie și pun CDRAM la egalitate cu ESDRAM și când citesc la adresele selective, CDRAM-ul câștigă clar. Trebuie remarcat, totuși, că modificările de mai sus au condus la o complexitate și mai mare a controlerului de memorie.

(Subiect)

O celulă de memorie de tip dinamic stochează informații sub forma unei încărcări de capacitate. Curentul de scurgere al joncțiunii p-n polarizate invers nu este mai mare de 10-10 A (0,1 n A), iar capacitatea este de 0,1..0,2 pF, prin urmare constanta de timp de descărcare este mai mare de 1 mS. Prin urmare, la fiecare 1..2 ms este necesară reîncărcarea capacităților elementelor de stocare - regenerarea memoriei dinamice.

În RAM dinamică, așa-numita „regenerare rând”, în care toate elementele situate într-un rând al matricei dreptunghiulare a unității sunt regenerate într-un ciclu. Trebuie remarcat faptul că orice acces la o celulă de stocare (de scriere sau de citire) o regenerează și regenerează simultan toate celulele situate pe același rând al unității.

Orez. 1. Gestionarea regenerării dinamice a memoriei

Cu toate acestea, atunci când se operează RAM ca parte a unui MPS, în general, este imposibil să se garanteze că toate rândurile unității vor fi accesate în 2 ms, deoarece fluxul de adrese este aleatoriu. Pentru a asigura siguranța garantată a informațiilor din RAM dinamică în timpul funcționării MPS, sunt introduse cicluri speciale de regenerare - accesarea RAM la adresele de rând succesive.

În majoritatea RAM dinamică, adresa celulei este furnizată în doi pași: mai întâi, adresa de rând, care este stocată în registrul intern al RAM, apoi, pe aceleași linii, adresa coloanei. Fiecare parte a adresei transmise pe linii multiplexate este însoțită de un semnal de control corespunzător (RAS, CAS).

Pentru a regenera unitatea, este suficient să accesați doar rânduri consecutive - fiecare ciclu de acces pentru regenerare poate consta doar în transmiterea adresei rândului. Prin urmare, pentru a regenera complet o unitate de 16K (matrice 128 ´ 128) 128 de cicluri de ceas sunt suficiente. Unitățile de capacitate mai mare sunt implementate pe matrici non-pătrate pentru a reduce numărul de rânduri și pentru a reduce timpul de regenerare. Deci, o unitate de 64K are o matrice de 128 ´ 512.

Există mai multe moduri de a organiza regenerarea RAM dinamică în MPS.

Regenerare „cu temporizator”. MPS include un temporizator de regenerare, care la fiecare 2 ms generează un semnal care blochează MP-ul să acceseze memorie și începe procedura de regenerare. Circuitul de control al regenerării include un contor de adrese de regenerare, un declanșator de regenerare și un multiplexor de adrese.

Dezavantajul acestei metode de regenerare este o pierdere semnificativă de timp pentru regenerare - până la câteva procente din timpul de funcționare al MPS, iar acest timp poate crește odată cu creșterea capacității de memorie a MPS. Astfel, utilizarea metodei de regenerare timer reduce performanța MPS, deoarece Când se efectuează regenerarea, MP rămâne într-o stare de așteptare.

Regenerare „transparentă”.. Principalul avantaj al metodei de regenerare transparentă este absența timpului de nefuncționare a MP în timpul regenerării RAM, deoarece regenerarea este efectuată în momente când MP-ul nu ocupă magistrala sistemului. Odată ce regenerarea a început, nu este deloc necesar să o efectuați complet. Ciclurile de regenerare pot alterna cu ciclurile procesorului, principalul lucru este că procesul de regenerare a unității este finalizat într-un timp care nu depășește 2 mS. Mulți parlamentari generează semnale speciale care indică faptul că autobuzul este ocupat. Aceste semnale pot fi utilizate pentru a controla declanșatorul de regenerare. Dacă MP (de exemplu, i8080) nu generează un semnal de bus ocupat, atunci un astfel de semnal poate fi generat de un circuit extern special.

Astfel, în ciclul de mașină al i8080 MP, pot apărea cicluri de ceas T4 și T5, în care MP nu ocupă magistrala de sistem. Aceste momente de timp pot fi identificate cu un circuit special și folosite pentru regenerare.

Microprocesorul Z80 are un contor de regenerare încorporat și asigură acest proces independent în paralel cu procesarea internă a informațiilor pe cip.

Majoritatea parlamentarilor nu oferă mijloace pentru asigurarea regenerării, deoarece Este posibil ca MPS să nu aibă memorie dinamică. Cu toate acestea, controlere speciale de regenerare LSI sunt produse ca parte a truselor cu microprocesoare. Ca exemplu, să luăm în considerare pe scurt structura și funcționarea LSI K1818VT03 - „Controler de memorie dinamică”. Structura LSI 565RU5 (64K) este prezentată mai jos ´ 1), iar în Fig. 3 există o diagramă temporală a funcționării acestuia.

Orez. 2. Structura RAM dinamică LSI

LSI-urile de memorie dinamică au volume de la 16K ´ 1 (565RU3) până la 1M ´ 1 (..RU9), dar au aceeași structură și linii de control (cu excepția numărului de linii de adresă).

Orez. 3. Diagrama temporală a funcționării RAM dinamică LSI

Din figuri rezultă că adresa celulei este furnizată RAM secvențial în două porțiuni de-a lungul acelorași linii, însoțită de semnalele de control RAS\ (stroboscopul adresei de rând) și CAS\ (stroboscopul adresei coloanei). Prin urmare, adresa de pe magistrala de sistem generată de MP trebuie să fie multiplexată, iar semnalele de control RAS și CAS sunt generate simultan.

Cristalul RAM poate fi selectat numai cu condiția RAS = CAS = 0, care permite selectarea blocurilor în funcție de două coordonate.

Controler de memorie dinamică(KDP) oferă multiplexarea adresei magistralei de sistem, generarea de semnale de control CAS și RAS (pentru selectarea modulelor RAM), precum și regenerare internă (bazată pe cronometru) sau externă (transparentă).

Schema bloc a controlerului include:

· circuite tampon Buf.1,2,3 pentru conectarea adresei sistemului și magistralei de control;

· contor de adrese de regenerare;

· multiplexoare MUX1,2;

· un circuit de control cu ​​un generator de ceas, un temporizator și un declanșator de regenerare, un arbitru și un circuit logic L pentru generarea semnalelor de control.

KDP oferă conversia semnalelor magistralei sistemului MPS în semnale dinamice de control RAM și poate funcționa în două moduri: „16/64” (pentru memorie de 16K sau, respectiv, 64K). În modul „16”, cele mai înalte două linii de adresă sunt folosite pentru a genera unul dintre semnalele RAS\; în modul „64”, DDC poate controla două bănci de 64K fiecare, iar semnalul RAS apare pe una dintre ieșiri. RAS0 sau RAS1 - în funcție de starea liniei RAS3\ /B0, care în modul „64” devine o intrare care determină numărul băncii RAM.

Regenerarea poate fi efectuată în două moduri - intern și extern. Dacă intrarea REFR rămâne inactivă timp de 10..16 µS, atunci se generează o solicitare pentru un ciclu de regenerare din temporizatorul intern, iar în cazul unui conflict, arbitrul dă preferință ciclului de memorie. Astfel, chiar și în timpul regenerării temporizate, sunt utilizate cicluri de autobuz libere. Pentru regenerarea externă, cererea trebuie generată la intrarea REFR.

Semnalul PCS - „Selecția cristalului protejat” diferă de CS tradițional prin faptul că, dacă este generat PCS, atunci ciclul de încărcare nu poate fi anulat.

Orez. 4. Controler RAM dinamic

RD, WR - solicitări pentru cicluri de citire, respectiv scriere.

X0, X1 - terminale pentru conectarea unui rezonator de cuarț atunci când lucrați cu un oscilator intern. Când funcționează cu un generator extern, potențialul ridicat este aplicat la intrarea X0, iar frecvența CLK a generatorului extern este aplicată la X1.

Semnalul de ieșire SACK\ este generat de CDP la începutul ciclului de acces la memorie. Dacă solicitarea de la MP scade în timpul ciclului de regenerare, atunci SACK\ este întârziat până la începerea ciclului de citire/scriere.

Semnalul de ieșire XACK\ ("Data Ready") este generat la sfârșitul ciclului de citire/scriere.

Semnalele SACK\ și XACK\ pot fi utilizate pentru a controla potențialul la intrarea READY a microprocesorului.

În unele cazuri speciale destul de rare, puteți utiliza metoda de regenerare "plasarea datelor". Deci, dacă, de exemplu, memoria imaginii de afișare este parte integrantă a unui singur RAM MPS și MPS accesează regulat această zonă pentru a menține imaginea pe ecran, atunci este suficient să aranjați zona RAM de afișare în memoria MPS, astfel încât că „se suprapune” toate liniile unității (se realizează selecția adecvată a adreselor), astfel încât fiecare acces la zona RAM de afișare, pe lângă regenerarea imaginii, regenerează și întreaga memorie a MPS.

Memoria dinamică de orice tip, spre deosebire de memoria statică, chiar și atunci când este aplicată tensiunea de alimentare, nu are capacitatea de a-și stoca informațiile pe termen nelimitat. Starea unei celule de memorie dinamică este determinată de prezența sau absența încărcării pe condensator, iar această încărcare este supusă scurgerilor. Prin urmare, pentru a salva datele în memoria dinamică, celulele acesteia trebuie reîncărcate periodic, ceea ce este esența procesului de regenerare. Mai jos este cum se întâmplă acest lucru.
Când se efectuează o operație de citire, regenerarea este efectuată automat. Datele primite la amplificatorul de semnal sunt imediat scrise înapoi. Se crede că un astfel de algoritm poate reduce numărul de regenerări necesare și poate crește performanța. Dar acest lucru nu este absolut adevărat! Indiferent dacă informațiile sunt citite din memorie sau nu, „frecvența” de regenerare nu se modifică. Fie nu este deloc reglementat (nu există opțiuni corespunzătoare în „Configurarea BIOS”), fie este strict fixat după setările corespunzătoare.

Sunt posibile trei metode diferite de regenerare a datelor.

Regenerare cu un singur RAS (RAS Only Refresh - ROR). Această metodă a fost folosită în primele cipuri DRAM. Adresa rândului care este regenerat este transferată pe magistrala de adrese și este emis semnalul RAS (la fel ca la citire sau scriere). În acest caz, este selectat un rând de celule, iar datele din acestea sunt trimise la circuitele interne ale microcircuitului și apoi scrise înapoi. Deoarece nu mai există semnal CAS, ciclul de citire/scriere nu începe. Se transmite apoi adresa rândului următor, și așa mai departe, până când întreaga matrice de memorie a fost parcursă, după care se repetă ciclul de regenerare. Dezavantajele acestei metode includ faptul că magistrala de adrese este ocupată, iar în momentul regenerării, accesul la alte subsisteme informatice este blocat.
CAS Înainte de RAS (CAS Înainte de RAS - CBR) este metoda standard de regenerare. Într-un ciclu normal de citire/scriere, RAS ajunge întotdeauna primul, urmat de CAS. Dacă CAS ajunge înainte de RAS, atunci începe un ciclu special de regenerare - CBR. În acest caz, adresa de rând nu este transmisă, iar cipul folosește contorul său intern, al cărui conținut este mărit cu 1 cu fiecare ciclu CBR (așa-numita creștere a adresei de rând). Acest mod vă permite să regenerați memoria fără a ocupa magistrala de adrese, ceea ce este cu siguranță mai economic.
Regenerare automată a memoriei (Self Refresh - SR, sau auto-regenerare). Această metodă este de obicei folosită în modul de economisire a energiei, când sistemul intră într-o stare de „sleep” („suspend”) și oscilatorul ceasului nu mai funcționează. În această stare, actualizarea memoriei folosind metodele descrise mai sus este imposibilă (pur și simplu nu există surse de semnal), iar cipul de memorie realizează regenerarea singur. Își pornește propriul generator, care activează circuitele interne de regenerare. Această tehnologie de memorie a fost introdusă odată cu apariția EDO DRAM. Trebuie remarcat faptul că în modul de repaus memoria consumă foarte puțin curent.
În implementarea clasică PC AT, solicitările pentru regenerarea DRAM erau generate de canalul 1 al temporizatorului sistemului 8254. La ieșirea acestuia este conectat un declanșator, funcționând în modul de numărare și schimbându-și starea în opusă cu fiecare solicitare. Starea acestui flip-flop poate fi citită programatic prin bitul 4 al portului 61h. Examinare Comutare de reîmprospătare a fost să verificăm faptul că acest declanșator comută la o frecvență dată. Dar, de-a lungul timpului, au început să fie utilizați și alți algoritmi de regenerare a memoriei (așa cum este descris mai sus) și în ciuda faptului că Comutare de reîmprospătare este reținut pentru compatibilitate; nu mai poate fi folosit pentru a verifica generarea cererilor de regenerare. Ciclurile de regenerare sunt efectuate de controlerul de regenerare inclus în chipset, care trebuie să primească controlul autostrăzii la fiecare 15,6 μs pentru a-și îndeplini sarcina. În timpul ciclului de regenerare, se citește una dintre N celule de memorie.

Reîmprospătare în rafală

- (regenerare lot). De regulă, interpretarea acestei opțiuni în literatură este eronată. Când opțiunea este activată („Activat”), cererile de regenerare sunt colectate într-un singur pachet, iar astfel de ambalaje pot asigura, în unele cazuri, acumularea de cereri pe întreg volumul de rânduri din memorie. Această metodă duce la o creștere semnificativă a productivității, dar există un dezavantaj. Pentru perioade destul de lungi de timp și în mod constant, magistrala de memorie este capturată, ceea ce duce la blocarea accesului la ea de către procesor sau alte dispozitive.
Opțiunea poate fi numită „DRAM Burst Refresh”.

CAS Înainte de RAS Refresh

O metodă de regenerare a memoriei în care semnalul CAS este setat înaintea semnalului RAS. Spre deosebire de metoda standard de regenerare, această metodă nu necesită enumerarea adreselor de rând din afara cipurilor de memorie - se folosește un contor de adrese intern. Cu toate acestea, această metodă de regenerare trebuie să fie suportată de cipuri de memorie. Dacă mai devreme puteai întâlni fraze că majoritatea modulelor de memorie acceptă această metodă de regenerare, acum aceasta este deja o soluție hardware standard. Folosirea acestei metode poate reduce semnificativ energia consumată de modulele de memorie. Poate lua valori:
„Activat” - permis,
„Dezactivat” - interzis.
Opțiunea poate fi numită „CAS Before RAS”.

Întârziere de reîmprospătare de la CAS la RAS

Această opțiune poate funcționa atunci când opțiunea anterioară (sau similară) este activată, deoarece în acest caz este setat timpul de întârziere între semnalele stroboscopice (în ciclurile de ceas al magistralei de sistem). În mod firesc, setarea unei valori mai mici duce la o scădere a timpului petrecut pentru regenerare. O valoare mai mare crește fiabilitatea, de ex. fiabilitatea datelor din memorie. Opțiunea optimă pentru un sistem dat este selectată experimental. Poate lua valori: „1T”, „2T” (implicit).

Reîmprospătare concomitentă

- (regenerare paralelă sau concurentă). Când această opțiune este activată, atât hardware-ul de regenerare, cât și CPU au acces simultan la memorie. În acest caz, procesorul nu va trebui să aștepte până când are loc regenerarea. Când setați opțiunea la „Dezactivat”, procesorul va trebui să aștepte până când circuitul de regenerare își termină funcționarea. Desigur, activarea opțiunii îmbunătățește performanța sistemului.

Reîmprospătare decuplată

- (regenerare separată). Deoarece magistrala ISA are o viteză scăzută de operare, activarea acestei opțiuni („Activat”) va permite chipset-ului să separe regenerarea pentru memoria principală și magistrala ISA. În acest caz, procesul de regenerare pentru magistrala ISA poate fi finalizat în timp ce procesorul execută alte instrucțiuni. Utilizarea acestei opțiuni crește semnificativ performanța întregului sistem. Această opțiune a jucat un rol semnificativ în zilele celor 486 de mașini.
Dar o problemă care ar putea apărea era că unele plăci de expansiune (de obicei plăci video) necesită atenția procesorului în timpul ciclului inițial de regenerare a magistralei. Desigur, acest lucru ar putea duce la situații de eșec nedorite. Dezactivarea opțiunii ar putea fi necesară și dacă, atunci când lucrați cu moduri grafice de înaltă rezoluție, pe ecranul monitorului au apărut unele simboluri sau „zăpadă”. În acest caz, a fost necesar să se dezactiveze o astfel de metodă de lucru cu memorie precum „Relocarea memoriei” (vezi mai sus). Cele de mai sus au fost tipice, de exemplu, pentru plăcile video de pe cipul S3 801 (cum ar fi SPEA V7 Mirage), care funcționează împreună cu unele plăci controler produse de Adaptec cu memorie ROM extinsă necesară pentru deservirea hard disk-urilor cu o capacitate de peste 1 GB .
Opțiunea poate fi numită „Opțiune de reîmprospătare decuplată”.

Reîmprospătare distribuită

- (regenerare distribuită). Nu este complet clar ce este „ascuns” în această opțiune, deși există o presupunere că este un analog al „regenerării separate”. La un moment dat, această opțiune putea fi găsită în sistemele bazate pe chipset-uri de la VIA Technologies. Valori opțiuni: „Dezactivat” și „Activat”.

DRAM Ahead Refresh

O opțiune care vă permite să activați („Activat”) modul „anticipare” pentru ciclul de regenerare. Esența acestei „previziuni” va deveni mai clară din următoarea opțiune, care devine activă atunci când permisiunea este activată.
x Timp de reîmprospătare DRAM Ahead
- această opțiune vă permite în esență să „împingeți înapoi” începutul ciclului de regenerare cu 10 sau 40 de cicluri de ceas de sistem. Mic, dar totuși o creștere a performanței. Astfel de opțiuni unice au fost implementate în sisteme bazate pe kitul SIS540 și nu au fost văzute niciodată altundeva.

Burst DRAM la 4 reîmprospătare

Această opțiune este, de asemenea, legată de regenerarea lotului, dar esența sa este diferită. Activarea opțiunii („Activat”) permite regenerarea a 4 linii per lot. Această metodă îmbunătățește semnificativ productivitatea. În acest caz, autobuzul este eliberat mult mai repede decât în ​​cazul opțiunii „Burst Refresh”.

DRAM CAS# Preîncărcare

- (Timp de preîncărcare CAS). Această funcție este utilizată dacă sistemul are memorie dinamică sincronă și, cu ajutorul ei, setează (în ceasurile magistralei de sistem) timpul de generare a semnalului CAS (acumulare de încărcare CAS) înainte de începerea ciclului de regenerare a memoriei (vezi mai jos pentru informații suplimentare). „DRAM RAS# Precharge Time” ). Scăderea acestei valori crește performanța, dar pot apărea probleme cu stabilitatea sistemului dacă, în același timp, sunt setate valorile „limită” pentru stroboscopul RAS. Dacă valoarea (timpul) este setată prea mică, este posibil ca regenerarea să nu fie finalizată, ceea ce va duce în cele din urmă la pierderea datelor din memorie.
Opțiunea poate avea următoarele nume: "CAS# Precharge", "CAS# Precharge Time", "FPM CAS# Precharge", "FPM DRAM CAS Precharge", "EDO/FPM CAS Precharge Time", "EDO CAS# Precharge" , „Preîncărcare EDO DRAM CAS”.
Toate opțiunile enumerate nu diferă într-o mare varietate de semnificații. „1T”, „2T” sau această serie: „1T”, „1T/2T”, „2T”. Opțiunea „Perioada de preîncărcare CAS” a adăugat o varietate: „1T”, „2T”, „3T”, „4T”.

Numai reîmprospătare DRAM RAS

Activați/dezactivați metoda de reîmprospătare DRAM alternativă la metoda „CAS-before-RAS”. Dacă BIOS-ul conține alte opțiuni pentru regenerarea memoriei, atunci această opțiune trebuie dezactivată. În caz contrar, va trebui să utilizați această metodă de actualizare a memoriei învechită.

DRAM RAS# Timp de preîncărcare

- (timp de preîncărcare RAS). Această funcție este utilizată atunci când sistemul are memorie dinamică sincronă și vă permite să setați timpul (în ceasurile magistralei de sistem) pentru generarea semnalului RAS (uneori denumit acumulare de încărcare RAS) înainte de începerea ciclului de regenerare a memoriei. De fapt, aceasta stabilește un interval minim între două cicluri consecutive de citire sau scriere. Scăderea acestei valori crește performanța. Dar dacă timpul este setat insuficient, regenerarea poate fi incompletă, ceea ce va duce în cele din urmă la pierderea datelor din memorie. Desigur, o creștere a frecvenței la care funcționează memoria este urmată de alegerea unei valori mai mari, ceea ce este important la overclockarea memoriei. Valorile posibile pot fi prezentate sub diferite forme: ca valori digitale - „3”, „4”, etc.; indicând ceasurile de sistem - „3 Ceasuri” sau „1T”. Și intervalul generalizat de valori are următoarea formă: 0T, 1T, 2T, 3T, 4T, 5T, 6T, deși în fiecare opțiune specifică pot fi prezentate 2-4 valori.
Opțiunea poate avea mai multe nume: „DRAM RAS# Precharge Period”, „RAS# Precharge Time”, „RAS Precharge Timing”, „RAS# Precharge Period”, „FPM DRAM RAS# Precharge”, „FPM RAS Precharge”, „ RAS # Preîncărcare”, „DRAM RAS Precharge”, „EDO RAS Precharge”, „EDO RAS# Precharge Time”, „EDO RAS Precharge Timing”, „FPM/EDO RAS# Precharge Time”, „EDO/FPM RAS Precharge Time” .
După cum puteți vedea, opțiunea nu și-a pierdut relevanța odată cu apariția memoriei EDO și, în mod interesant, apoi și modulelor BEDO și SDRAM, deoarece acest parametru este una dintre cele mai importante caracteristici ale cipurilor de memorie: „BEDO RAS Precharge”, „ Timp de preîncărcare SDRAM RAS” .
Adevărat, pe lângă parametrii obișnuiți precum „3T” sau „2 Clks” (aceste valori sunt tipice pentru modulele SDRAM), noi tipuri de valori au început să apară în diferite versiuni de BIOS, cum ar fi: „La fel ca FPM ” și „FPM-1T” , „Rapid” și „Normal”, „Rapid” și „Încet”. Pentru ultima pereche de parametri, „Slow” (încet) este echivalent cu o creștere a numărului de cicluri de ceas, ceea ce crește stabilitatea sistemului, astfel încât valoarea „Fast” ar trebui setată dacă aveți încredere în calitatea modulele de memorie. În ceea ce privește prima pereche, pentru opțiuni precum „FPM DRAM RAS# Precharge” o serie de valori ar putea arăta astfel: 2T, 3T, 4T, 5T, 6T și, prin urmare, un posibil rezultat pentru memoria SDRAM, deși deloc evident .
De asemenea, este foarte posibil ca versiunea BIOS să ofere posibilitatea de a seta separat niște parametri pentru fiecare bancă de memorie. Întrucât vorbim de „preîncărcare” pentru stroboscopul RAS#, opțiunea (opțiunile!) poate fi numită „Bank 0&1 (2&3)(4&5): EDO/SDRAM Precharge” cu valorile: „3T/2T”, „4T /3T” .
„AMI BIOS” a oferit o valoare suplimentară de „Auto” pentru opțiunea „SDRAM RAS# Precharge”. Adevărat, una dintre opțiunile pentru opțiunea „SDRAM RAS Precharge” a introdus și valorile „Disabled”/“Enabled”. Puteți dezactiva opțiunea numai dacă aveți absolut încredere în modulele de memorie, altfel problemele nu pot fi evitate. Deoarece am atins capacitatea de a dezactiva/activa mecanismul de preîncărcare, ar trebui să remarcăm și capacitatea de a activa optimizarea de preîncărcare („Activată”) - „SDRAM: Optimal RAS# Prech.”.
Există câteva lucruri importante de reținut despre această opțiune(e!). Această opțiune nu trebuie confundată cu opțiuni precum „Refresh RAS Active Time”, care sunt responsabile pentru durata semnalului RAS#. În cazul nostru, vorbim despre un proces pregătitor. Și al doilea! Ar fi absolut corect să plasăm această opțiune în secțiunea dedicată optimizării standard a memoriei (vezi mai jos). Procedurile de setare a semnalului RAS# atât în ​​timpul operațiunilor de regenerare, cât și în timpul operațiunilor de citire/scriere sunt identice.
Pentru a completa cele de mai sus, opțiunea este „RAS# Precharge/Refresh” cu valorile „3T/4T” și „4T/5T”. Această opțiune setează atât timpul fazei pregătitoare, cât și timpul total activ al semnalului RAS# pentru ciclul de regenerare.

Metoda de reîmprospătare a DRAM

Opțiune pentru a seta metoda de regenerare. Opțiunea poate fi numită și „Tip de reîmprospătare”, „Tip de reîmprospătare DRAM”, „Mod de reîmprospătare DRAM” sau „Selectare tip de reîmprospătare”. Pentru orice variații, opțiunea, de regulă, conține doar doi parametri dintre parametrii posibili. Va prezentam intreaga serie posibila: “CAS before RAS” (sau “CAS-RAS”), “RAS only”, “RAS# Before CAS#”, “Normal”, “Hidden”.

Perioada de reîmprospătare a DRAM

Setarea perioadei (frecvența de repetare) necesară pentru regenerarea memoriei, în conformitate cu specificațiile modulelor de memorie. În cele mai recente versiuni de BIOS, această opțiune poate să nu fie prezentă, deși prezența ei într-un sistem modern vă permite totuși să optimizați procesul de regenerare. Anterior, această opțiune oferea utilizatorului un domeniu larg de creativitate: în funcție de versiunea BIOS și de producător, chipset-ul și modulele de memorie. Opțiunea ar putea fi numită și „Refresh Cycle Time (us)”, „DRAM Refresh Cycle Time”, „Memory Refresh Rate”, „DRAM Refresh Rate Select”, „DRAM Refresh Rate”, „SDRAM Refresh Rate” sau pur și simplu „DRAM Reîmprospăta". Iată o listă parțială de valori pe care utilizatorul le-ar putea întâlni:
„Pentru 50 MHz Bus”, „For 60 MHz Bus”, „For 66 MHz Bus”, „Dezactivat” (această opțiune neobișnuită a fost găsită în sistem pe i430FX),
„50/66 MHz”, „60/60 MHz”, „66/66 MHz”,
„15 noi”, „30 noi”, „60 noi”, „120 noi”,
„Dezactivat” (sau „Fără reîmprospătare”), „15,6 noi”, „31,2 noi”, „62,4 noi”, „124,8 noi”, „249,6 noi”,
„15,6 noi”, „31,2 noi”, „62,4 noi”, „125 noi”, „250 noi”,
„15,6 noi”, „62,4 noi”, „124,8 noi”, „187,2 noi”,
„1040 de ceasuri”, „1300 de ceasuri”,
„15.6 us”, „7.9 us”, „FR 128 CLKs” (este clar că vorbim despre frecvență - „frecvență”),
„Dezactivat”, „Normal”,
"Repede incet",
„Mai repede”, „Mai încet”,
„Dezactivat” (este setat standardul de 15,6 µs), „Activat” (corespunde cu dublarea frecvenței).
Rămâne de menționat că, cu cât memoria este regenerată mai puțin frecvent, cu atât sistemul funcționează mai eficient. Dar dacă există încălcări clar observate în funcționarea sistemului, atunci frecvența de actualizare trebuie crescută. Valoarea „Dezactivată” care apare în unele versiuni nu trebuie utilizată. În caz contrar, ar trebui să vă așteptați la pierderea informațiilor din memorie. Și, în sfârșit, dacă utilizatorul vede pe ecranul din fața lui o serie întreagă de valori pentru selecție, aceasta poate însemna că chipset-ul include un registru special de configurare în care sunt „date” trei cifre (sau mai puțin). combinații posibile ale frecvenței stabilite.
Pe lângă cele de mai sus, să ne uităm la câteva opțiuni suplimentare și la chipset-urile pentru care au fost implementate:
„DRAM Refresh Ratery Time” (SIS530) - „15,6 noi”, „7,8 noi”, „3,9 noi”,
„Rata de reîmprospătare” (AMD751) - „20,4 noi”, „15,3 noi”, „10,2 noi”, „5,1 noi”.
Opțiunea „Selectare mod de reîmprospătare”, în ciuda unor inconsecvențe în nume, a sugerat valorile „7,8 sec”, „15,6 sec”, „64 sec”, iar opțiunea „Interval de reîmprospătare” - „7,8 sec. ", "15,6?sec" sec", "31,2 ?sec", "64 ?sec", "128 ?sec".
Aici poate apărea, pe de o parte, o discrepanță imaginară și, pe de altă parte, o oarecare înțelegere greșită a esenței opțiunilor prezentate. La urma urmei, numele opțiunilor includ „frecvență”, „perioadă”, „interval” și „timp de ciclu”. Prin urmare, sunt necesare clarificări suplimentare.
Este clar că este imposibil să regenerezi toată memoria dinamică în același timp. De asemenea, este acceptabil să vorbim despre regenerarea rând cu rând a matricei de memorie (vezi mai sus pentru aceasta). Apoi puteți introduce două concepte deodată. Primul este intervalul de timp dintre regenerarea, de exemplu, a liniilor adiacente. Al doilea este timpul ciclului complet de regenerare, adică. timpul după care linia de start condiționată va trebui să fie regenerată din nou. Un cip de memorie „obișnuit” conține 4096 de linii. Se poate afirma că timpul total al ciclului de regenerare este de 64 ms (unul dintre standardele JEDEC). Și atunci intervalul (perioada) de regenerare menționat este:
64000: 4096 = 15,6 ?sec.
Aceasta înseamnă că la fiecare 15,6 µs controlerul de memorie inițiază un ciclu de reîmprospătare pentru o singură linie de memorie. Și această valoare este tipică pentru aceleași module DIMM cu o capacitate de 128 Mbit sau mai puțin. Dacă vorbim de module cu o capacitate de 256 Mbit sau mai mult, atunci numărul de linii va fi de 8192, iar intervalul de regenerare va fi de 7,8?sec, datorită păstrării timpului total de ciclu de 64 ms. Dacă sistemul utilizează module cu capacități diferite, atunci caracteristica timpului de regenerare este setată în funcție de modulul de capacitate mai mare, adică. cu o frecventa mai mare.
Trebuie remarcat faptul că modulele de memorie utilizate anterior au făcut posibilă în multe cazuri prelungirea ciclului de regenerare, adică. crește intervalul acestuia, crescând astfel ușor performanța sistemului.
Și, desigur, imaginea ar fi incompletă dacă nu ne-am aminti RAMBUS DRAM. Nu ne vom opri în detaliu asupra arhitecturii acestui tip de memorie; vom aminti doar că structura și organizarea băncilor de memorie este de natură multicanal. Mai mult, fiecare canal de date este o magistrală lățime de numai un (!) octet. Dar datorită unei conducte de înaltă performanță, a unei coloane vertebrale interne de mare viteză sincronizată de propriul generator de ceas, lățimea de bandă a magistralei de memorie a fost deja mărită la 3,2 GB/sec. Ei bine, acum opțiunea este „RDRAM Refresh Rate, Channel N”, iar valorile sale: „No refresh”, „1.95 us”, „3.9 us”, „7.8 us”.

Coada de reîmprospătare a DRAM

Când este activată, această opțiune permite utilizarea unei metode mai eficiente de reîmprospătare a memoriei. Faptul este că chipsetul este capabil să genereze o secvență de mai multe solicitări de actualizare a memoriei până când magistrala procesorului este gata să efectueze următoarea operație. Vorbim aici despre utilizarea modului pipeline pentru cererile de regenerare a memoriei. „Activat” permite, de obicei, să fie puse în coadă 4 solicitări de regenerare a memoriei. Setarea acestuia la „Dezactivat” înseamnă dezactivarea conductei, ceea ce reduce în mod natural eficiența și face ca toate ciclurile de regenerare să fie efectuate fie prin prioritate de solicitare, fie în conformitate cu metodele prezentate în alte opțiuni.
Acest mod trebuie să fie întotdeauna activat. „Activat” este, de asemenea, setat implicit. O singură condiție! Modulele de memorie instalate trebuie să accepte această proprietate; majoritatea tipurilor de memorie moderne acceptă această metodă. În plus! Utilizarea unei astfel de metode eficiente de regenerare depinde atât de implementarea unor astfel de funcții de către chipset, cât și de versiunea BIOS. Într-o formă atât de explicită, „utilizator”, această opțiune a fost găsită în „AMI BIOS”.
Opțiunea poate fi numită și „DRAM Refresh Queing”.

Adâncimea cozii de reîmprospătare a DRAM

Această opțiune vă permite să setați gradul ("adâncimea") conductei, adică numărul de trepte posibile ale transportorului. Cu cât este mai mare acest număr, cu atât mai multe cereri de regenerare sunt procesate în prezent. Valorile posibile, care depind în mod natural de implementările și capacitățile de mai sus, sunt:
„0” (echivalent cu „Dezactivat”), „4”, „8”, „12” (implicit).
Opțiunea poate fi numită și „Adancimea cozii de reîmprospătare”.

Reîmprospătare extinsă

- (regenerare extinsă). Introducerea (la un moment dat) a acestei opțiuni în BIOS a implicat utilizarea unor cipuri EDO speciale. Regenerarea conținutului celulelor EDO DRAM a început să aibă loc la fiecare 125 μs și nu la fiecare 15,6 μs, ca în cazul regenerarii standard. Acest lucru a crescut ușor performanța generală a memoriei.

Reîmprospătare rapidă a DRAM

- (regenerare rapidă a DRAM). Controlerul de memorie oferă două moduri de regenerare a memoriei: standard (Normal) și ascuns (Ascuns). În fiecare mod, stroboscopul CAS este setat înaintea semnalului RAS, totuși, în modul „Normal”, este alocat un ciclu suplimentar de procesor pentru fiecare impuls stroboscopic. Aceasta este o metodă veche de actualizare a memoriei și, prin urmare, are sens să setați valoarea acestui parametru la „Ascuns”, ceea ce oferă atât o viteză crescută, cât și o eficiență mai mare (vezi mai jos), și datorită faptului că stroboscopul CAS poate să nu fi setat - poate fi „ascuns”.

Reîmprospătare ascunsă

- (regenerare ascunsă). Când este setată la „Dezactivat”, memoria este regenerată utilizând metodologia IBM AT, utilizând cicluri de procesor pentru fiecare regenerare. Când opțiunea „Hidden Refresh” este setată la „Enabled”, controlerul de memorie „căută” momentul cel mai convenabil pentru reîmprospătare, indiferent de ciclurile CPU. În acest caz, regenerarea are loc simultan cu accesul normal la memorie. Algoritmul de regenerare a memoriei este multivariat: ciclurile de regenerare sunt permise în băncile de memorie care nu sunt utilizate în prezent de procesorul central, în locul sau împreună cu ciclurile normale de regenerare efectuate de fiecare dată (la fiecare 15 ms) la o anumită întrerupere (DRQ0), cauzată de un temporizator. şi iniţiat de regenerarea circuitului.
Regenerarea necesită până la 4 ms de fiecare dată. În timpul acestor 4 ms, un ciclu de regenerare aproximativ la fiecare 16 μs regenerează 256 de linii de memorie (caracteristicile pentru modulele de memorie de capacitate mică sunt date aici și mai sus). Fiecare ciclu de regenerare durează același timp sau puțin mai puțin decât un ciclu de citire a memoriei, deoarece Semnalul CAS nu este necesar pentru regenerare.
„Hidden refresh” se caracterizează prin viteză și eficiență maximă, cea mai mică întrerupere a activității sistemului și cea mai mică pierdere de performanță, permițându-vă, de asemenea, să mențineți starea memoriei în timp ce sistemul este în modul „suspend”. Acest mod este mai rapid decât „Burst Refresh”. Dar prezența acestei funcții în BIOS nu înseamnă implementarea ei. După ce setați opțiunea la „Activat”, ar trebui să verificați cu atenție funcționalitatea computerului. Unele module de memorie vă permit să utilizați „Hidden Refresh”, altele nu. În cele mai multe cazuri, este recomandat să îl setați la „Activat”.

Reîmprospătare de mare viteză

Cu această opțiune, chipsetul va regenera mai repede memoria principală. Adevărat, efectul acestei setări este mult mai mic decât cel al pornirii „Reîmprospătare lentă”. Cel din urmă mod de regenerare este de preferat. În plus, această funcție nu este acceptată de toate cipurile de memorie.

Reîmprospătare ISA

Opțiune pentru a activa/dezactiva regenerarea memoriei pentru magistrala ISA. Această opțiune nu a mai fost văzută în această formă nici în ultimii ani de existență a autobuzului ISA.

Perioada de reîmprospătare ISA

Setarea frecvenței pentru regenerarea magistralei ISA. Interval posibil de valori: "15 us", "30 us", "60 us", "120 us".

Tip de reîmprospătare ISA

Opțiune pentru a seta metoda de regenerare a memoriei pentru magistrala ISA. Valori posibile ale parametrilor: „Normal” și „Ascuns”. O opțiune similară numită „ISA Bus Refresh Mode” ar putea oferi alte valori: „Slow” și „Fast”.

Preîncărcare PCI-la-DRAM RAS#

Subiectul „preîncărcării” a fost deja stăpânit suficient de noi, așa că trebuie doar să spunem pe scurt despre scopul acestei opțiuni - setarea timpului de „preîncărcare” a strobe-ului RAS# în timpul ciclurilor de scriere a magistralei PCI în memoria dinamică principală. Valori opțiuni: „2T”, „3T”.

RAS Precharge @Access End

Când este selectat „Activat”, stroboscopul RAS# rămâne activ la sfârșitul procesului de „preîncărcare”. Dacă este setat la „Dezactivat”, RAS# este plasat într-o stare pasivă (nivel înalt).

Timeout RAS

Când este setat la „Dezactivat”, ciclul de regenerare dinamică a memoriei este efectuat în modul standard, adică la fiecare 15,6 µs. Un ciclu suplimentar de regenerare a memoriei este introdus când este selectat „Activat”.

Întârziere comandă Ref/Act

- (setează întârzierea pentru ciclul de citire/scriere). Parametrul selectează timpul de întârziere dintre sfârșitul ciclului de regenerare și începutul ciclului de citire sau scriere. Opțiunea poate lua următoarele valori: „5T”, „6T” (implicit), „7T”, „8T”.
Sistemul de pe setul SIS530 oferea o opțiune numită „DRAM Refresh/Active Delay” cu valori ceva mai conservatoare: „9T”, „8T”, „7T”, „6T”. Un chipset mai avansat (SIS540) a introdus deja două opțiuni: „DRAM REF/ACT Delay” („10T”, „9T”) și „DRAM ACT/REF ​​​​Delay” („10T”, „9T”, „8T "). Este clar că ultima opțiune are scopul de a selecta întârzierea pentru modul de regenerare după încheierea ciclului de citire/scriere. Valorile mai mici sunt, desigur, mai de preferat. Această opțiune nu se mai găsește în sistemele moderne.

Reîmprospătare în timpul ciclurilor PCI

O opțiune care permite/interzice regenerarea memoriei în timpul ciclurilor de citire/scriere pe magistrala PCI. Poate lua valori:
„Activat” - permis,
„Dezactivat” - interzis.

Reîmprospătați afirmația RAS#

- (setarea perioadei de activitate a semnalului RAS). Acest parametru setează durata semnalului RAS (în ceasurile magistralei de sistem) pentru ciclul de regenerare. O valoare mai mică îmbunătățește performanța sistemului. Dar, deoarece valorile acceptate sunt determinate de calitatea memoriei și a chipset-ului, instalarea lor trebuie abordată cu prudență. Poate lua următoarele valori: „4T” (sau „4 Clks”), „5T” (sau „5 Clks”). Pot exista și alte sensuri.
Opțiunea mai poate fi numită „Reîmprospătare aserție”, „Reîmprospătare RAS Active Time” sau „RAS Pulse Width Refresh”.

Reîmprospătați valoarea

Această opțiune setează multiplicatorul de frecvență de regenerare. O valoare mai mică a crescut performanța sistemului prin reducerea frecvenței de regenerare. Dar, în același timp, opțiunea optimă ar putea fi obținută doar prin testare experimentală. Valorile opțiunii ar putea fi selectate din următorul interval: 1, 2, 4, 8, 16. Uneori ar putea fi găsită valoarea 0,5. Această opțiune nu a fost disponibilă de mult timp.
Opțiunea poate fi numită „Refresh Divider”.

Reîmprospătare când CPU Hold

O opțiune destul de învechită care sugera regenerarea ("Activat") sau nu regenerarea ("Dezactivat") în timpul pauzelor procesorului.

Limită de inactivitate SDRAM

Această opțiune setează numărul de cicluri de așteptare „gol” înainte de a reîncărca modulele SDRAM. Setarea optimă îmbunătățește performanța ciclului de citire/scriere prin ajustarea perioadei de timp în care banca de memorie poate rămâne „gol” înainte de reîncărcare, de exemplu. înainte de a rescrie conținutul memoriei înapoi în celule. Totuși, această instalație nu poate funcționa ca o întârziere a ciclului de regenerare.
Reducerea numărului de cicluri de ceas de la 8 (implicit) la 0 înseamnă că banca de memorie SDRAM va fi regenerată imediat de îndată ce controlerul de memorie emite o solicitare validă. Dacă creșteți „SDRAM Idle Limit” de la 8 cicluri de ceas sau mai mult, reîncărcarea băncii va fi întârziată mai mult timp, crescând astfel timpul de „stocare” a informațiilor din memorie în circuitele interne. O comandă de citire/scriere primită în acest moment va fi executată instantaneu. Apoi trebuie să recunoaștem că eficiența memoriei va crește atunci când banca rămâne „golă” mai mult timp. Dar există întotdeauna un DAR! Circuitele interne de reîncărcare nu stochează toate rândurile băncii de memorie, ci doar rândul în curs de regenerare. Prin urmare, o solicitare primită, de exemplu, pentru a citi o anumită linie, cu siguranță nu va „lovi de marcaj”, iar sistemul va trebui să aștepte finalizarea regenerării, mai ales dacă valoarea parametrului este prea mare.
Practic, trebuie să alegeți între valori între 0 și 8 cicluri de ceas, totuși, în măsura în care versiunea BIOS vă permite. Desigur, o astfel de setare necesită o verificare experimentală serioasă. Prin urmare, dacă este posibil să controlați frecvența de regenerare, atunci este mai bine să blocați această opțiune. Specialiștilor cu experiență li se poate recomanda să se „joace” cu două caracteristici.
Opțiunea poate fi numită „DRAM Idle Timer”. Aceste opțiuni au oferit două game de valori:
„Dezactivat”, „0 ciclu”, „8 cicluri”, „12 cicluri”, „16 cicluri”, „24 cicluri”, „32 cicluri”, „48 cicluri”,
„0 ceasuri”, „2 ceasuri”, „4 ceasuri”, „8 ceasuri”, „10 ceasuri”, „12 ceasuri”, „16 ceasuri”, „32 ceasuri”.
Astfel de opțiuni sunt destul de rare. Dar sistemul de pe un chipset AMD751 destul de modern a oferit două simultan:
„Limita de preîncărcare inactiv” cu un rând de „0 cicluri”, „8 cicluri”, „12 cicluri”, „16 cicluri”, „24 de cicluri”, „32 de cicluri”, „48 de cicluri” și „Fără preîncărcare la ralanti” și „Extra” High Idle Limit” cu valorile „Disabled”/”Enabled”. Ultima opțiune permite sau dezactivează inserarea unui ceas de așteptare suplimentar.

Control de preîncărcare SDRAM

- (control de pre-încărcare SDRAM). Această opțiune determină dacă „preîncărcarea” SDRAM este controlată de procesorul central sau chiar de SDRAM. În unele versiuni de BIOS, această opțiune poate fi numită (interpretată) ca „Politica de închidere a paginii SDRAM” („metoda de închidere a paginilor SDRAM” - vezi mai multe în secțiunea următoare). Dacă această opțiune este dezactivată ("Disabled"), atunci toate ciclurile procesorului la SDRAM sunt finalizate cu "All Banks Precharge Command" din interfața de memorie SDRAM, ceea ce îmbunătățește stabilitatea, dar reduce performanța memoriei. Dacă această opțiune este „Activată”, atunci încărcarea preliminară este controlată de cipurile de memorie în sine. Acest lucru reduce numărul de preîncărcări SDRAM și crește semnificativ numărul de cicluri de la CPU la SDRAM înainte ca regenerarea memoriei să fie necesară. Acest lucru îmbunătățește cu siguranță performanța generală a sistemului, dar poate afecta stabilitatea sistemului.

Reîmprospătare SDRAM

Opțiune pentru a selecta o metodă de regenerare pentru memoria SDRAM. Opțiuni posibile: „Serial” (căutare secvențială a rândurilor în timpul regenerării) și „Simultan” (regenerare simultană). Când se ia în considerare opțiunea „Burst Refresh”, au fost deja remarcate dezavantajele regenerării loturilor, în care cererile de regenerare sunt colectate într-un singur pachet. Rândurile sunt „reîncărcate” instantaneu, dar până când regenerarea completă nu este completă, accesul la magistrala de memorie nu va fi posibil. Prin urmare, se va putea vorbi despre instalarea optimă pentru un anumit sistem după teste experimentale.
Această opțiune a fost observată în sistemele construite pe SIS620, SIS600 și alte chipset-uri.

Auto-reîmprospătare

Opțiune pentru a activa modul de „autoregenerare” a memoriei principale (dacă este setat la „Activat”). Acest mod este descris în detaliu mai sus în articolul introductiv.
Opțiunea poate fi numită și „EDO/FPM DRAM Self-Refresh”.

Reîmprospătare lentă (1:4)

- (regenerare lenta). Când această opțiune este activată („Activat”), circuitul de regenerare va regenera memoria de 4 ori mai rar (64 μs față de 16) decât în ​​modul normal. Această configurare îmbunătățește performanța sistemului prin reducerea conflictelor dintre CPU și circuitul de regenerare, dar nu toate tipurile de DRAM pot suporta astfel de cicluri (caz în care va fi raportată o eroare de paritate sau o blocare a sistemului). Apoi trebuie să setați valoarea la „Dezactivat”. La un moment dat, opțiunea a devenit larg răspândită odată cu dezvoltarea unui astfel de tip de computer precum „laptop” (PC de călătorie), ca funcție de economisire a energiei. În sistemele moderne, această opțiune devine din ce în ce mai puțin comună.
La un moment dat, s-a crezut, de asemenea, că utilizarea „regenerării lente” ar fi destul de eficientă atunci când se folosesc plăci de expansiune ISA pe 16 biți care funcționează în modul „bus master”. Deoarece cardul ISA în sine poate iniția o solicitare de regenerare, este clar că o „regenerare lentă” ar perturba mai puțin transferul de date pe canalele DMA.
Opțiunea poate fi numită și „DRAM Slow Refresh”, „Slow Refresh” sau „Slow Refresh Enable”.
Opțiunea poate fi numită și „Slow Memory Refresh Divider”. Dar această opțiune setează un divizor pentru regenerarea lentă: 1, 4, 16 sau chiar 64. Setează cele mai mari valori, adică. Doar memoria specială a făcut posibilă reducerea frecvenței de regenerare la maximum.

Reîmprospătare eșalonată

Un tip de regenerare greu de tradus, ceva de genul „regenerare rulantă”. Dar acest termen de neînțeles se referă la regenerarea „tabla de șah”. După cum știți, regenerarea se realizează pe băncile de memorie secvenţial, cu căutarea secvenţială a rândurilor. Dar dacă există mai multe bănci de memorie și această opțiune este activată, băncile de memorie sunt regenerate simultan, dar cu o schimbare în căutarea liniei.
Acest tip de regenerare vă permite să atenuați creșterea consumului de către modulele de memorie, nivelând curenții în timpul diferitelor procese de comutare. Deoarece supratensiunile de curent sunt reduse, o astfel de regenerare este eficientă în ceea ce privește reducerea interferențelor.
Cu această opțiune oarecum învechită, este posibilă setarea intervalului de timp dintre liniile regenerate, măsurat în cicluri de ceas de sistem (0T, 1T, 2T, 3T, 4T, 5T, 6T, 7T). Setarea lui la „0” permite ca toate rândurile din bănci să fie regenerate în același timp. Dar opțiunea poate oferi și setul obișnuit de valori: „permiteți aplicația”/„respinge” („Activat” și „Dezactivat”).
Opțiunea poate fi numită și „Refresh Stagger” sau „DRAM Refresh Stagger By”.

Dispozitivele de memorie statică cu acces aleatoriu permit stocarea informațiilor înregistrate atâta timp cât cip este alimentat cu energie. Cu toate acestea, celula de stocare a SRAM ocupă o suprafață relativ mare, astfel încât pentru RAM de capacitate mare, un condensator este utilizat ca celulă de stocare. Încărcarea acestei capacități scade în mod natural în timp, așa că trebuie reîncărcată cu o perioadă de aproximativ 10 ms. Această perioadă se numește perioada de regenerare. Capacitatea este reîncărcată atunci când este citită o celulă de memorie, astfel încât pentru a regenera informația este suficient să citiți pur și simplu celula de memorie regenerată.

Diagrama elementului de stocare RAM dinamic și designul acestuia sunt prezentate în Figura 1.

Figura 1. Diagrama unui element de stocare RAM dinamic și designul acestuia

Când citiți încărcarea capacității, este necesar să țineți cont de faptul că capacitatea liniei de citire este mult mai mare decât capacitatea celulei de stocare. Graficele modificărilor de tensiune pe linia de citire la citirea informațiilor dintr-o celulă de memorie fără a utiliza regenerarea sunt prezentate în Figura 2.

Figura 2. Grafice ale modificărilor de tensiune pe linia de citire la citirea informațiilor dintr-o celulă de memorie

Inițial, jumătate din puterea microcircuitului este prezentă pe linia de scriere/citire. Când este conectat la linia de scriere/citire a unei celule de memorie, sarcina stocată în celula de memorie modifică tensiunea de pe linie cu o cantitate mică DU. Acum această tensiune trebuie restabilită la nivelul logic inițial. Dacă creșterea tensiunii DU a fost pozitivă, atunci tensiunea trebuie adusă la tensiunea de alimentare a microcircuitului. Dacă creșterea DU a fost negativă, atunci tensiunea trebuie adusă la nivelul firului comun.

Pentru a regenera tensiunea originală stocată în celula de memorie, circuitul folosește o tensiune conectată între două linii de scriere/citire. O diagramă a unei astfel de conexiuni este prezentată în Figura 3. Acest circuit, datorită feedback-ului pozitiv, restabilește valoarea inițială a tensiunii în elementul de memorie conectat la linia de citire selectată. Adică, atunci când o celulă este citită, sarcina stocată în ea este regenerată.

Figura 3. Diagrama etapei de regenerare a RAM dinamică

Pentru a reduce timpul de regenerare, microcircuitul este proiectat în așa fel încât atunci când o celulă de memorie este citită într-un rând al matricei de memorie, întregul rând este regenerat.

O caracteristică a RAM dinamică este multiplexarea magistralei de adrese. Adresa rândului și adresa coloanei sunt transmise alternativ. Adresa rândului este sincronizată de semnalul stroboscopic RAS# (stroboscopul adresei rândului), iar adresa coloanei este sincronizată prin CAS# (stroboscopul adresei coloanei). Multiplexarea adresei vă permite să reduceți numărul de pini pentru cip RAM. O imagine a unui cip RAM dinamic este prezentată în Figura 4, iar diagramele de timp pentru accesarea RAM dinamică sunt prezentate în Figura 5.

Figura 4. Ilustrarea RAM dinamică pe diagramele de circuit


Figura 5. Diagrama temporală a accesului la RAM dinamic

Exact așa se lucrează cu RAM dinamică de mult timp. Apoi s-a observat că, de obicei, accesul se realizează la datele aflate în celulele de memorie învecinate, deci nu este necesar să transmiteți adresa rândului de fiecare dată când citiți sau scrieți. Datele au început să fie scrise sau citite în blocuri, iar adresa de linie a fost transmisă doar la începutul blocului. În acest caz, puteți reduce timpul total de accesare a memoriei RAM dinamice și, prin urmare, puteți crește viteza computerului.

Acest mod de accesare a RAM dinamică se numește modul de acces rapid la pagină FPM (Fast Page Mode). Lungimea blocului de date citit este de patru cuvinte. Pentru a estima timpul unui astfel de mod de acces la memorie, timpul este măsurat în ciclurile magistralei sistemului procesorului. În modul normal de acces la memorie, timpul de acces este același pentru toate cuvintele. Prin urmare, ciclul de accesare a memoriei dinamice poate fi scris ca 5-5-5-5. În modul de acces rapid la pagină, ciclul de acces dinamic la memorie poate fi scris ca 5-3-3-3, adică timpul de acces la prima celulă nu se modifică în comparație cu cazul precedent, iar citirea celulelor ulterioare este redusă la trei cicluri de ceas. În același timp, timpul mediu de acces la memorie este redus de aproape o dată și jumătate. Diagrama de sincronizare a modului FPM este prezentată în Figura 6.

Figura 6. Diagrama temporală a accesului la RAM dinamică în modul FPM

O altă modalitate de a crește viteza RAM este utilizarea cipurilor EDO (Extended Data Out). În EDO RAM, amplificatoarele regeneratoare nu sunt resetate la sfârșitul stroboscopului CAS#, astfel încât există mai mult timp pentru a citi datele în acest mod. Acum, pentru a menține timpul de citire la același nivel, puteți crește frecvența de ceas a magistralei de sistem și, prin urmare, puteți crește viteza computerului. Pentru RAM EDO, ciclul de acces dinamic la memorie poate fi scris ca 5-2-2-2.

Următorul pas în dezvoltarea circuitelor RAM dinamice a fost utilizarea unui contor de coloană ca parte a RAM. Adică, atunci când adresa celulei se mută în următoarea coloană a matricei de stocare, adresa coloanei este incrementată (mărește) automat. Această memorie RAM se numește BEDO (Batch Access RAM). În acest tip de RAM, a fost posibil să se realizeze un mod de acces la memorie dinamic 5-1-1-1.

În RAM dinamică sincronă (SDRAM), creșteri suplimentare ale performanței sunt obținute prin utilizarea procesării semnalului pipeline. După cum știți, atunci când utilizați o conductă, puteți împărți o operație de citire sau scriere în sub-operații separate, cum ar fi preluarea rândurilor, preluarea coloanelor, citirea celulelor de memorie și efectuarea acestor operații simultan. În acest caz, în timp ce informația citită anterior este transmisă la ieșire, coloana pentru celula de memorie curentă este decriptată și rândul pentru următoarea celulă de memorie este decriptată. Acest proces este ilustrat în Figura 7

Figura 7. Diagrama bloc a conductei de procesare a datelor

Din figura de mai sus se poate observa că, în ciuda faptului că la citirea unei celule de memorie, timpul de acces la RAM crește, la citirea mai multor celule de memorie învecinate, performanța generală a cipurilor RAM dinamice sincrone crește. http://www.epos.kiev.ua/pubs/pm/pc133.htm

Literatură:

Împreună cu articolul „Dynamic Random Access Memory” citiți: