Реферат: Оперативная память

Поскольку при таком способе организации работы памяти происходит предвыборка двух бит перед передачей их на шину данных, этот способ также называет Рrе- каждым fetch 2 (предвыборка 2).

Чтобы синхронизировать работу ядра памяти и буферов ввода-вывода, используется одна и та же тактовая частота (одни и те же тактирующие импульсы). Только если в самом ядре памяти синхронизация осуществляется по положительному фронту тактирующего импульса, то в буфере ввода-вывода для синхронизации используется как положительный, так и отрицательный фронт тактирующего импульса (рис. 3.7). Таким образом, передача двух бит в буфер ввода-вывода по двум раздельным линиям осуществляется по положительному фронту тактирующего импульса, а их выдача на шину данных происходит как по положительному, так и по отрицательному фронтам тактирующего импульса. Это обеспечивает в два раза более высокую скорость работы буфера и, соответственно, вдвое большую пропускную способность памяти.

Все же остальные принципиальные моменты DDR-памяти не изменились: структура нескольких независимых банков позволяет совмещать выборку данных из одного банка с установкой адреса в другом банке, то есть можно одновременно иметь две открытые страницы. доступ к этим страницам чередуется (Bank interleaving), что приводит к устранению задержек и обеспечивает создание непрерывного потока данных.

DDR-память настраивается в процессе работы путем установки соответствующих регистров, как и SDRAM-память. Кроме того, DDR-память, как и SDRAM, предназначена для работы с системными частотами 100 и 133, 166 и 200,216,250 и 266 МГц DDR-память, работающую на частоте 100 МГц, иногда обозначают как DDR2ОО, подразумевая при этом, что <<эффективная>> частота памяти составляет 200 МГц (данные передаются два раза за такт). Аналогично, при работе памяти на частоте 133 МГц используют обозначение DDR266, при частоте 166 МГц — DDRЗЗЗ, при частоте 200 МГц - DDR400 и т. д. Нетрудно рассчитать и пропускную способность DDR-памяти. Учитывая, что ширина шины данных составляет 8 байт, для памяти DDR2ОО получим 200 МГц х 8 байт = 1,6 Гбайт/с, для памяти DDR266 — 2,1 Гбайт/с, для DDR333 — 2,7 Гбайт/с, для DDR4ОО — 3,2 Гбайт/с, для DDR433 — 3,5 Гбайт/с, для DDR500 — 4,0 Гбайт/с, для DDR5ЗЗ — 4,3 Гбайт/с.

ПРИМЕЧАНИЕ Хотя обозначение типа DDR200, DDR266, DDR333 и т. д. кажется вполне логичным и понятным, официально принято другое обозначение этой памяти. В названии используется не 4эффективная» частота, а пиковая пропускная способность, то есть память DDR200 обозначается как DDR РС 1600, DDR2б6 — как DDR РС2100, DDRЗЗЗ - как РС2700, а DDR4ОО — то есть как РСЗ2ОО.

Кроме частоты, память, как уже отмечалось, характеризуется схемой тайминга (tCL→tRCD→tRp). для памяти DDR2ОО тайминг всегда 2-2-2, а вот для остальных типов памяти тайминг может быть различным, К примеру, встречаются тайминги 3-3-3, 2,5-3-3, 2-3-3 и 2,5-2-2.
В настоящее время память DDR4ОО является наиболее распространенной. Кроме того, во всех современных чипсетах частота шины памяти не превосходит 400 МГц, а память типа DDR433, DDR500 и DDR5ЗЗ является нестандартизированной.

Возникает логичный вопрос: если эти типы памяти не поддерживаются материнскими платами и не стандартизированы, то зачем они вообще нужны?

Дело в том, что память типа DDR433, DDR500 и DDR533 отличается от остальных типов памяти только способностью работать на более высоких частотах ядра памяти. Это, во-первых, не препятствует ее использованию и на более низких частотах, а во-вторых, позволяет применять при разгоне системы. Кроме того, при использовании этих типов памяти на частоте 400 МГц возможно уменьшение таймингов памяти (идеальный случай соответствует таймингу 2-2-2), что можно рассматривать как своеобразный разгон памяти.

Память DDR2 SDRAM

Если следовать терминологии SDR (Single Data Rate) и DDR (Double Data Rate), то память DDR2 было бы логично назвать QDR (Quadra Data Rate), так как этот стандарт подразумевает в четыре раза большую скорость передачи. То есть в стандарте DDR2 при пакетном режиме доступа данные передаются четыре раза за один такт. Для организации данного режима работы памяти необходимо, чтобы буфер ввода-вывода работал на учетверенной частоте по сравнению с частотой ядра памяти. Достигается это следующим образом: ядро памяти, как и прежде, синхронизируется по положительному фронту тактирующих импульсов и с приходом каждого такого положительного фронта по четырем независимым линиям передает в буфер ввода-вывода четыре бита информации (выборка четырех битов за такт). Сам буфер ввода-вывода тактируется на удвоенной частоте ядра памяти и синхронизируется как по положительному, так и по отрицательному фронту этой частоты. То есть с приходом положительного и отрицательного фронта происходит передача информации в мультиплекспом режиме на шину данных (рис. 3.8). Это позволяет за каждый такт работы ядра памяти передавать четыре бита на шину данных, то есть вчетверо повысить пропускную способность памяти.

По сравнению с DDR, память DDR2 позволяет обеспечить ту же пропускную способность, но при вдвое меньшей частоте ядра. К примеру, в памяти DDR4ОО ядро функционирует на частоте 200 МГц, а в памяти DDR2-400 — на частоте 100 МГц. В этом смысле память DDR2 имеет значительно большие потенциальные возможности для увеличения пропускной способности по сравнению с памятью DDR

Память DDR3 SDRAM

Память DDRЗ является логическим развитием стандарта DDR2. Стандарт DDRЗ был принят летом 2007 года, однако многие производители еще до официального утверждения спецификации успели представить новые модули. Как уже неоднократно упоминалось, основную долю рынка этот стандарт завоюет к 2009 году.

Эффективная частота работы DDRЗ-памяти будет составлять от 800 до 1600 МГц. Кроме увеличенной пропускной способности, память IЛЖЗ будет также выгодно отличаться и уменьшенным энергопотреблением. Так, если модули DDR-памяти работают при напряжении питания 2,5 В, а модули DDR2 — при 1,8 В, то модули DDRЗ функционируют при напряжении питания 1,5 В (на 16,5 % меньше, чем для памяти DDR2). Снижение напряжения питания достигается за счет использования 90-нанометрового техпроцесса производства микросхем памяти и применения транзисторов с двойным затвором (Dual gate), что способствует снижению токов утечки.
Ожидается, что первоначально емкость модулей памяти DDRЗ составит 1 Гбайт, а впоследствии появятся модули памяти емкостью 2 и 4 Гбайт.
Для памяти DDRЗ будет реализована 8-банковая логическая структура, а размер страницы составит 1 Кбайт для чинов с шиной х4 и х8 и 2 Кбайт для чинов с шиной х16.

Принципиальное отличие памяти DDRЗ от DDR2 заключается в реализации механизма 8n- Рrefeth вместо 4n- Prefeth.

Для организации данного режима работы памяти необходимо, чтобы буфер ввода- вывода (мультиплексор) работал на частоте в 8 раз большей по сравнению с частотой ядра памяти. достигается это следующим образом: ядро памяти, как и прежде, синхронизируется по положительному фронту тактирующих импульсов, а с приходом каждого положительного фронта по восьми независимым линиям в буфер ввода-вывода (мультиплексор) передаются 8п бит информации (выборка 8n бит за такт). Сам буфер ввода-вывода тактируется на учетверенной частоте ядра памяти и синхронизируется как по положительному, так и по отрицательному фронту данной частоты. Это позволяет за каждый такт работы ядра памяти передавать восемь слов на шину данных, то есть в восемь раз повысить пропускную способность памяти.

По сравнению с DDR2, память DDRЗ позволяет обеспечить ту же пропускную способность при вдвое меньшей частоте ядра. К примеру, в памяти DDR2-800 ядро функционирует на частоте 200 МГц, а в памяти DDR3-800 — на частоте 100 МГц (рис. 3.9).

Понятно, что в случае реализации архитектуры 8n-Рrefeth длина пакета (Burst Length) данных не может быть менее 8. Поэтому для памяти DDR2 минимальная длина пакета составляет 8.

Упрощенная временная диаграмма работы DDRЗ-памяти для ВL=8, tRRD = 2, tRSD = З и tСL. = 2 показана на рис. 3.10.

Конечно, реализация механизма 8n-Рrefeth вместо 4n-Ргefeth это не единственное различие между памятью DDR и DDR2. Другими нововведениями, реализованными в памяти DDRЗ, являются технология динамического терминирования сигналов (dynamic On-Die Termination ОDT) и новая технология калибровки сигналов.

Технология динамического терминирования сигналов позволяет гибко оптимизировать значения терминальных сопротивлений в зависимости от условий загрузки памяти.

GDDR

Как известно, оперативная память применяется для нужд не только центрального процессора, но и графического процессора. В современных графических видеокартах используется так называемая графическая память, микросхемы которой распаиваются на плате графической карты. Аналогично тому, что существуют различные типы оперативной памяти (SDR, DDR, DDR2 и DDR3), графическая память так же бывает разной. Чтобы отличать оперативную память от графической, последнюю снабжают обозначением <<G>>. Так, бывает память 2, GDDRЗ и GDDR4. Несмотря на схожие названия (GDDR2 и DDR2, GDDR3 и DDRЗ), графическая ‚память существенно отличается от оперативной.

Отметим, что впервые графическая память GDDR2 (Graphics Double Data Rate 2) была использована компанией NVIDIA в видеокарте на базе процессора GeForse FХ 5800. В то же время по принципу действия графическая память GDDR2 не имеет ничего общего с памятью DDR2 и в этом смысле более схожа с памятью DDR. В частности, в памяти GDDR2 не используется технология 4n-Ргеfeth, когда буфер ввода-вывода данных работает на удвоенной частоте. От обычной DDR-памяти GDDR2 отличается более высокими тактовыми частотами, требованиями к напряжению и способами терминирования сигналов.

Страницы: 1, 2, 3