Скоростные показатели работы микросхем памяти

Название RAM означает, что ЦПУ может производить обращение к любой ячейке памяти, каждый раз затрачивая одинаковое время. В отличие от этого время доступа дискового накопителя к некоторым секторам зависит от расстояния, на которое необходимо переместить головку чтения/записи для обнаружения необходимых дорожек, а также время ожидания, пока сектор повернется к головке. Промежуток времени, необходимый для возврата значения модулем памяти , называется временем доступа (access time). Время доступа зависит от технологии изготовления МС памяти. Например, если доступ к МС DRAM обычно находится в диапазоне 60-70 нс., время доступа к SRAM < 10 нс. В последние годы появились новые технологии производства микросхем памяти. Обычно каждый разработчик преследует цель снижения времени доступа к памяти.

Чередование адресов памяти

В процессе обращения к памяти много времени затрачивается на вычисления, которые контроллер затрачивает для поиска значений в микросхемах памяти. Данные в микросхемах памяти организованы в виде строк и столбцов. Количество строк и столбцов зависит от компоновки микросхем. Чтобы определить местонахождение байта в микросхеме памяти, контроллер должен сначала узнать, в какой строке содержатся данные. После этого контроллер определяет начальный столбец данных. Чередование адресов памяти – давно разработанный прием с ускоренными операциями памяти. Значение байтов помещается в различные банки памяти. Пока контроллер первого банка ведет поиск строки и столбца первого байта, контроллер второго банка выполняет такие же операции, в результате чего оба байта становятся доступными одновременно.

33)Ускоренный страничный обмен FPM

Технология с FPM обеспечена новыми быстродействующими системами за счет того, что микросхемы памяти запоминают адрес строки для предыдущей операции. В результате снижается время доступа к памяти. Например, если первое обращение состоит 60 нс, из них 15 нс соответствует поиску строки, последующие обращения к соседним ячейкам памяти в той же строке будут продолжаться лишь 45нс. FPM предусматривает раздел памяти на страницы фиксированного размещения, в зависимости от конструктивного решения может составлять от 512 байт до 4кбт. Все ячейки одной страницы имеют один адрес строки. Отслеживая ссылки на страницы, контроллер может временного доступа для последовательности ссылок на ячейки памяти . ОЗУ с расширенными возможностями вывода EDO

Ускоренный страничный обмен FPM

В 1995 году Pentium реализовал возможности EDO вместо FPM. Mc EDO как и McFPM обеспечил снижение время доступа при последовательности ссылках на ячейки памяти .

Кроме того технология EPORAX характеризуется сокращением продолжительности цикла за счет устранения продолжительности времени для установления адреса столбца. Причина в том что операция поиска последующего столбца, выполняется пока МС даст вывод данных, обслуживания предыдущих запросов.

Синхронная динамическая ОЗУ SDRAM.

Несмотря на улучшение скорости показатели МС они по прежнему ограничивают быстроту системы т.к. такт частоты модуля памяти отличается от тактической частоты системной шины. В конце 90-х годов появляется МС SDRAM. Эффект производительности системы достигли за счет синхронной операционной МС памяти и системной шины. Поэтому скорость показателя МС SDRAM указывает в Гц. Чтобы определить продолжительность цикла модуля SDRAM достаточно единицу разделить на значения частоты в герцах. Например, если микросхема памяти работает с тактовой частотой 100 МГц, ее время доступа составляет 10 нс. Для дальнейшего увеличения оперативной памяти производители обеспечивают поддержку системной шины, работающей на частоте 200 МГц. С этой целью были выпущены микросхемы синхронизирующие динамическое ОЗУ с двойной скоростью передающие данные DDR SDRAM – double data rate synchronous dynamic RAM ), а так же усовершенствованы микросхемы SDRAM ( ESDRAM Enhaced SDRAM). Технология DDR повышает быстродействие операций за счет того , что данные передается дважды в течение одного такта. В микросхемах ЕSDRAM увеличение быстродействия достигается за счет использования собственного встроенного буфера ( КЭШ – память )

Память RAMBUS

Технология RAMBUS в 99 году повысила производительность системы за счет использования высокоскоростной специальной шины для передачи данных между RAM и ЦПУ. Эта шина RAMBUS передает 16разрядные данные с частотой 800 МГц. В технологии RAMBUS используется специальная микросхема памяти – RIMM (RAMBUS inline Memory mode) линейный модуль памяти RAMBUS. Модуль RIMM вставляется в специальное гнездо, имеющее 168 контактов. Уникальная особенность шины RIMM состоит в том, что с каждым её гнездом должен быть соединён модуль RIMM или специальный модуль связанности, который обеспечивает целостность шины.

Видеопамять VIDEORAM

Большинство видеокарт содержит устройство памяти для хранения текущих видеоизображений. Для ускорения функциональности многие видеокарты содержат специальные МС двойного режима, которые поддерживают операции R/W. С помощью этой МС контроллер видеокарты может обновлять содержание видеопамяти, пока ЦАП карты поддерживает содержимое памяти, чтобы вывести изображение на монитор.

Типы памяти

С помощью виртуальной памяти windows создаёт иллюзию что каждая программа обладает практически неограниченным объёмом памяти. Однако не всегда размер памяти можно было считать неограниченным. Для программы MS-DOS существуют очень жёсткие ограничения на размер использования памяти. В ОС MS-DOS программы используют следующие категории памяти:

· Обычная (conventional memory)

· Дополнительная (expanded)

· Расширенная (extended)

· Область верхних адресов (night) старшая память

· Верхняя (upper)

Большинство пользователей windows не работающие с программой MS-DOS и могут игнорировать типы памяти MS-DOS. Однако новые версии различных ОС по прежнему поддерживают эти типы памяти.