|
|
|
Single In-line Memory Modules Single In-line Pinned Packages |
модули памяти, шины памяти, оперативка, "мозги" |
|
|
168-штырьковые DIMM 200-штырьковые DIMM |
| |
|
|
|
|
Молекулярная память |
|
Голографическая память |
· История... Во время появления первых действующих компьютеров сложилось деление памяти на внутреннюю и внешнюю. Под внутренней подразумевалась память, расположенная внутри процессорного "шкафа" (или примыкающая к нему). Сюда входила и электронная и магнитная память (на магнитных сердечниках). Для внутренней памяти характерен одномерный (линейный) адрес, который представляет собой одно двоичное число. Доступ к памяти осуществляется по адресу, заданному программой и для процессора она является непосредственно доступной. Сегодня внутреняя (и оперативная, и постоянная) электронная (полупроводниковая) память является хранилищем программного кода, который непосредственно может быть исполнен процессором и устанавливается на системной плате или на платах расширения.
Т.н. "внешняя память" раньше представляла собой отдельные устройства с подвижными носителями - накопители на магнитных дисках (в т.ч. на барабанах) и ленте. Процессор или программа могли получить доступ к содержимому файлов только опосредованно через отображение в какой-нибудь области оперативной памяти. Т.е. доступ осуществляется к некоторому блоку (имееющего многомерный адрес), внутри которого каждая ячейка имеет свой адрес. Исполнить программный код или обратиться к данным непосредственно на диске процессор не мог (и не может сейчас). В настоящее время "внешняя память" - память, реализованная в виде устройств с различными принципами хранения информации и обычно с подвижными носителями. Т.е. она используется для хранения файлов и ее современное название - накопители данных. Это миниатюрные накопители и винчестеры, стриммеры, Zip-ы и Jazz-ы, USB-диски и устройства хранения, магнитооптика и пр.
Обычно под компьютерной памятью понимают только "внутреннюю память" компьютера, которая в свою очередь классифицируется на:
- ОЗУ, оперативное запоминающее устройство с оперативной памятью (RAM, Random Access Memory) - памятью с произвольным доступом (английский термин), определяет допустимый объём и скорость одновременно выполняемых процедур. Произвольность доступа подразумевает возможность операций записи или чтения с любой ячейкой ОЗУ в произвольном порядке. До последних лет из микросхем памяти использовали два основных типа: статическую (SRAM - Static RAM) и динамическую (DRAM - Dynamic RAM).
- ПЗУ (постоянное запоминающее устройство, ROM, Read Only Memory, память только для чтения) - постоянная память, информацию из которой можно только считывать. Это одна или несколько микросхем, расположенных на системной плате и содержащих набор подпрограмм. На такую память, например, помещена Bios.
- Cashe-память (Кэш-память, Cashe Memory) - сверхоперативная память (СОЗУ), является буфером между ОЗУ и процессором (несколькими процессорами) и другими абонентами системной шины. Кэш-память не является самостоятельным хранилищем; информация в ней неадресуема клиентами подсистемы памяти, присутствие кэша для них "прозрачно". Кэш хранит копии блоков данных тех областей ОЗУ, к которым происходили последние обращения, и весьма вероятное последующее обращение к тем же данным будет обслужено кэш-памятью существенно быстрее, чем оперативной памятью.
- Flash-память (флэш-память). Предназначенного для хранения информации и/или переноса между мобильными устройствами и ПК. Для исполнения программы на ПК в моменты программирования и стирания флэш-памяти требуется ОЗУ. Подобно ОЗУ, флэш-память модифицируется
электрически внутрисистемно, но подобно ПЗУ, flash-память энергонезависима и хранит данные даже после отключения питания. В отличие от ОЗУ, flash-память нельзя переписывать побайтно. Она читается и записывается байт за байтом и ее нужно полностью стереть перед тем, как записывать новые данные. Наибольшее распространение получили карты памяти и тип Boot Block. Flash-память типа Boot Block служит для хранения обновляемых программ и данных в сотовых телефонах (SIM-карта), модемах, BIOS-ах, системы управления автомобильными двигателями и т.п.
Любые модули вставляются в слоты на материнской плате:
При выключении компьютера вся информация, которая находилась в оперативной памяти компьютера, безвозвратно теряется. В любом ПК есть cashe. Принцип его действия основан на том, что не работа (простой) более быстрого устройства сильно влияет на общую производительность (во-первых) и что с скорее всего запрашиваются данные, сохраненные недавно (во-вторых). Поэтому между устройствами помещают буфер быстрой памяти (небольшой по сравнению со всеми хранимыми данными), что позволяет снизить потери быстрого устройства как на записи, так и на чтении. Кэш в современных компьютерах строится по двух-уровневой схеме:
- L1 Cashe (Level 1 Cashe, Первичный кэш) - кэш 1 уровня, внутренний (Internal, Integrated) кэш процессоров класса 486 и старше.
- L2 Cashe (Level 2 Cashe, Вторичный кэш) - кэш 2 уровня. Работает на частоте шины. Для кэша 2-го уровня всегда используется SRAM. Характерные емкости - от 256kB до 1MB на процессор. Объем и быстродействие L2 Cashe оказывают огромное влияние на быстродействие ПК в целом. Но иногда установка в ПК систему дополнительной памяти может и заметно замедлить ее работу, если контроллер не поддерживает кэширование этой памяти. Обычно это внешний (External) кэш, установленный на системной плате. Для Pentium Pro и Pentium II вторичный кэш расположен в одном корпусе с самим процессором.
RAM - важнейшая часть ПК, т.к. почти половину времени процессор простаивает в ожидании ответа от оперативной памяти. Все модули памяти, представленные на любом рынке (и в России), грубо делятся на три большие группы:
- Модули brand-name. Это модули памяти, произведенные известнейшими мировыми производителями,
напр. такими как Kingston.
- Модули памяти среднего класса. Это изделия ряда фирм, продукция которых доминирует на рынке в средней ценовой категории. Напр. фирмы NCP, Mtec, IBM.
- Дешевые модули памяти. Это товар непонятного происхождения, маркированные порой странным образом, с непонятными идентификаторами производителя. Положительным моментом их наличия на
рынке является цена.
Известные торговые марки фирм-производителей памяти (получше - выделено синим):
[ Alliance ]
[ Altera Corporation ]
[ Centon ]
[ Century Microelectronics ]
[ Cisco ]
[ Compaq ]
[ Corsair ]
[ Crucial ]
[ Fujitsu Ltd. ]
[ Hitachi ]
[ Hyundai ]
[ HP ]
[ Hyrix ]
[ IBM Corporation ]
[ Kingston Technology ]
[ Kingmax Retail ]
[ Micron ]
[ Mitsubishi ]
[ Motorola ]
[ M.tec ]
[ Nanay ]
[ NCP ]
[ NEC ]
[ OKIc ]
[ PNY ]
[ Panasonic ]
[ Samsung ]
[ SEC ]
[ SG ]
[ Siemens ]
[ Simple Technology ]
[ Smart Modular Technologies ]
[ Southland Micro Systems ]
[ Sun ]
[ Texas Instruments ]
[ Toshiba ]
[ Trancend JetRam ]
[ Unigen ]
[ Vanguard ]
[ Viking ]
[ Visiontek ]
[ Vitelic ]
|
* - Century Microelectronics - подразделение компании Daewoo. Kingston ValueRAM всегда продается в retail-упаковке, при этом цена модулей выше безымянных примерно процентов на 30, а гарантия обычно составляет 36 месяцев. Модули Transcend JetRam отличаются от noname примерно на 10%, гарантия
предоставляется пожизненная. Micron производит отличные чипы, но отнюдь не модули памяти.
Есть множество производителей модулей памяти, которые сами чипов не производят. Они просто приобретают чипы и прочие компоненты для производства модулей памяти либо у производителей, либо у посредников. Напр. в прайс-листах под маркой Micron модули памяти на чипах Micron производства компании "Формоза".
Любые микросхемы памяти имеют пять основных параметров:
- Тип памяти. Обозначает статическая (SRAM - Static RAM) она или динамическая (DRAM - Dynamic RAM).
В статической памяти элементы (ячейки) построены на различных вариантах схем (триггеров) с двумя устойчивыми состояниями. После записи бита в ячейку она может пребывать в этом состоянии столь угодно долго - необходимо только наличие питания. Ячейки статической памяти имеют малое время срабатывания (единицы-десятки наносекунд), однако микросхемы на их основе имеют низкую удельную плотность данных (порядка единиц Мбит на корпус) и высокое энергопотребление. Поэтому статическая память используется в основном в качестве буферной (кэш-память).
В динамической памяти ячейки построены на основе областей (занимающих гораздо меньшую площадь, нежели триггеры) с накоплением зарядов и практически не потребляющих энергии при хранении. При записи бита в такую ячейку в ней формируется электрический заряд, который сохраняется в течение нескольких миллисекунд; для постоянного сохранения заряда ячейки необходимо регенерировать - перезаписывать содержимое для восстановления зарядов. Ячейки динамической памяти имеют большее время срабатывания (десятки-сотни наносекунд), но
большую удельную плотность (порядка десятков Мбит на корпус) и меньшее энергопотребление. Динамическая память используется в качестве основной.
Еще различают под-типы: DRAM (Dynamically RAM), SDRAM (Synchronous DRAM), EDO RAM (Extended Data Output RAM), FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM), SRAM (Statically RAM), CDRAM (Cached DRAM), NVRAM (Non Volatile RAM), FeRAM (Ferroelectric RAM), DRDRAM (Direct RAMBus DRAM), DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), ESDRAM (Enhanced SDRAM), MRAM (Magnetic RAM), etc.
- Объем памяти. Показывает общую емкость микросхемы. Измеряется в Мб. Для "обычных" пользователей предлагаются 1Mb, 4Mb, 8Mb, 16Mb, 32Mb, 64Mb, 128Mb, 256Mb, 512Mb; для "продвинутых" - 1Гб модули. Максимум одного модуля постоянно растет и сейчас составляет 4Гб. В 2002г. минимальный объем оперативной памяти в ПК - 64Mb, в 2003 - 128Мб. Идеальный метод определения емкости при отсутствии маркировки - определить номинал всех чипов данного модуля и "сложить". Минимальные условия работы современных операционок - при объеме оперативной памяти 32Mb.
- Структура памяти. Обозначает количество ячеек памяти и разрядность каждой ячейки. Разрядность памяти - это количество байт (или бит), с которыми операция чтения или записи может быть выполнена одновременно. Разрядность основной памяти обычно согласуется с разрядностью внешней шины процессора. Напр. 1 байт - для 8088; 2 байта - для 8086-80286, 386SX; 4 байта - для 386DX, 486; 8 байт - для Pentium и т.д. Каждый чип содержит ячейки, в которых может хранится от 1 до 16 бит данных. Например, 32Mb-чип может быть сконфигурирован как 32Mbx1, 16Mbx2, 8Mbx4 или 2Mbx16, но его общая емкость только 32Mb. А 28/32-выводные DIP-микросхемы SRAM имеют восьмиразрядную структуру (8k*8, 16k*8, 32k*8, 64k*8,
128k*8), и кэш для 486 объемом 256 кб будет состоять из восьми микросхем 32k*8 или четырех микросхем 64k*8. Т.о., первое число маркировки указывает на общее количество ячеек в чипе, а второе - на число бит в ячейке. 30-контактные SIMM имеют 8-разрядную структуру и ставятся с процессорами 286, 386SX и 486SLC по два, а с 386DX, 486DLC и обычными 486 - по четыре.
72-контактные SIMM имеют 32-разрядную структуру и могут ставиться с 486 по одному, а с Pentium и Pentium Pro - по два. 168-контактные DIMM имеют 64-разрядную структуры и ставятся в Pentium и Pentium Pro по одному. Установка модулей памяти или микросхем кэша в количестве больше минимального позволяет некоторым платам ускорить работу с ними, используя принцип расслоения (Interleave-чередование).
- Время доступа (время такта для синхронных устройств). Характеризует скорость работы микросхемы и обычно указывается в наносекундах (нс) через тире в конце наименования. На более медленных динамических микросхемах могут указываться только первые цифры (-7 вместо -70, -15 вместо -150), на более быстрых статических "-15" или "-20" обозначают реальное время доступа к ячейке. Часто указывается не реальное, а минимальное из всех возможных времен доступа. Например в EDO DRAM ставят маркировку 45 нс (или 50 нс), хотя такой цикл достижим только в блочном режиме, а в одиночном режиме микросхема по-прежнему работает за 70 нс (или 60 нс). Аналогично - в маркировке PB SRAM: 6 нс вместо 12 нс, и 7 - вместо 15 нс. Микросхемы SDRAM обычно маркируются временем доступа в блочном режиме (10 или 12 нс). Напр. модули SDRAM имеют время доступа: 12ns максимально до 83Mhz, 10ns максимально до 100Mhz, 8ns максимально до 125Mhz, 7ns максимально до 143Mhz.
- Корпуса и форм-факторы микросхем памяти. Бывают колодки:
- Устаревшие форм-факторы:
- DIP (Dual In line Package) и SIP (Single In line Package) - маленький черный корпус из пластмассы с двумя рядами контактов, расположенными вдоль длинных сторон чипа и загнутых "вниз". Это первые ПК-микросхемы, применявшиеся в блоках основной памяти XT и ранних AT, а сейчас - в блоках кэш-памяти.
- SIPP (Single In line Pinned Package) - корпус с одним рядом выводов, устанавливаемая вертикально. Т.е. контакты не "наклеены" на плату, а имеют форму иголок (pin-ы) и торчат в виде гребенки, вставляемые в плату наподобие микросхем DIP/SIP. Модули SIPP имели определенные вырезы, которые не позволяли вставить их в разъемы неправильным образом. Применялся в ранних AT. Очень прост в установке.
- CELP (Card Egde Low Profile) - невысокая карта с ножевым разъемом на краю) - модуль внешней кэш-памяти, собранный на микросхемах SRAM (асинхронный) или PB SRAM (синхронный). По внешнему виду похож на 72-контактный SIMM, имеет емкость 256 или 512 кб. Другое название - COAST (Cache On A STick - "кэш на палочке").
- PQFP (Plastic Quad Flat Package) - плоский прямоугольный пластмассовый корпус с выводами по четырем сторонам). Выводы pin-ов сделаны по каждой из сторон в плоскости корпуса, при монтаже они изгибаются. В этих корпусах выпускалось большинство процессоров 386, но были и напр. PB SRAM в 100-выводных корпусах PQFP.
- Форм-факторы последних лет. кроме прочего, отличаются напряжением (напр. 5V-SIMM, 3V-DIMM) и количеством контактов:
- 30- и 72pin SIMM - наиболее распространенный в течении 90-х годов
форм-фактор для модулей памяти. Подробнее...
- 144pin SODIMM SDRAM - SO DIMM (Small Outline DIMM) - разновидность DIMM малого размера (small outline), предназначенных для портативных компьютеров. Наиболее часто встречаются 72- и 144-контактные модули (32 и 64 бит). Имеют ключ "со смещением", ответственный за напряжение, т.е ключи (и соответствующие выступы) смещены вдоль, что сделало невозможным установку "неправильного" модуля;
- 72pin SODIMM FPM - Fast page (FPM) - "быстрый страничный" (режим). Позволяет наряду с обычным циклом (RAS, затем CAS), использовать сокращенный. FPM сегодня наиболее медленная из применяемых организаций памяти;
- 168pin DIMM SDRAM - одна из современных разновидностей
форм-фактора модулей памяти. Подробнее...
- DDR SDRAM - второе поколение SDRAM с вдвое большей пропускной способностью. Подробнее...
- Rambus RIMM Module - форм-фактор модуля памяти, разработанного
компанией Rambus для Direct RDRAM. Подробнее....
- Specific Memory Module - специфический модуль памяти, предназначенный для использования в конкретной системе (или классе систем) конкретного
производителя. Термин не отрицает возможности того, что указанная система может расширяться и
стандартными модулями.
- Printer Memory - 100pin DIMM - специальная память, предназначенная для принтеров. Имеет вырез (ключ) "со смещением", ответственным за контроль рабочего напряжения (3,3 вольт).
Распространенные PB SRAM в 100-выводных корпусах PQFP имеют 32-разрядную структуру 32k*32 или 64k*32 и используются по две или по четыре в платах для Pentuim.
Кроме основных параметров, важно "refresh rate (частота регенерации)" - число рядов, обновляемых за один цикл и "материал контакта" - золоченые или луженые. Чаще всего используются refresh rates равный 2K и 4K. Чипы, имеющие частоту регенерации 2К, могут обновлять большее количество ячеек за один раз, чем 4К и завершать процесс регенерации быстрее. И хотя вид материала - безразличен (у каждого есть свои недостатки - gold lead имеет свойство облезать, а tin lead - ржаветь), но материал контактов и разъемов, в которые устанавливаются модули памяти, должен совпадать. Проблема не в гальванической коррозии (разные материалы контактов), а в обычном требовании фирм-производителей.
Каждый чип по выходу с производства проверяется в соответствии со спецификацией. Однако, чип может иметь меньшую или большую скорость доступа, чем написано на нем. Например, 50ns-чип может работать и как 49ns или даже как 45ns-чип. Если же заводские тесты показали, что фактическая скорость доступа чипа 51ns или 59ns, то он будет промаркирован как 60ns-чип. На каждую микросхему фирмы-производители наносят маркировку, включающую название производителя, конфигурацию чипа, скорость доступа и дату производства. Эта маркировка нанесена не на поверхность, а на пластмассовом корпусе чипа.
Чипы, показавшие устойчивую работу на всех тестах, относятся к классу А (независимо от быстродействия), чипы с небольшими дефектами будут отнесены к классу С, а чипы имеющие значительные дефекты должны быть уничтожены (увы, не всегда). Для чипов разного класса используется различная маркировка. Например, Micron использует маркировку MT для чипов класса А, а чипы других классов маркируются как USA или Laser. Другие производители используют название страны для маркировки чипов низших классов. Т.о., можно встретить чипы с надписями типа "japan", "france", "korea", и т.п. Согласно Micron-у, есть четыре ценовых чип-категории. Чипы верхней ценовой категории протестированы тщательно и гарантируется отсутствие ошибок в 99,9% случаев. Чипы четвертой (с наименьшей ценой) категории на скорость и надежность не тестировались, т.е. покупатель приобретает чипы "как есть" и ему может не повезти. К сожалению, в России чипы всех 4-х категорий продаются скопом (все вместе).
· Организация JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council, Объединенный инженерный совет по электронным устройствам) проводит работу по разработке стандартов памяти для ПК, в т.ч. им приходится сочетать модули памяти, чипсеты и системные интерфейсы. Стандарт системной памяти имеет жизненный цикл в 2–3 года, стандарт графической памяти – порядка 9-ти месяцев.
|
"... Reset - не кнопка, а горькая необходимость ..." |
|
SIMM (Single In line Memory Module, DRAM) - память с асинхронным доступом. Модуль вставляется в зажимающий разъем системной плате; применяется во всех m/b, а также во многих адаптерах, принтерах и прочих устройствах. SIMM имеет контакты с двух сторон модуля, но все они соединены между собой, образуя как бы один ряд контактов. Single говорит о том, что контакты с двух сторон модуля на самом деле являются одним и тем же контактом (для увеличения контактной поверхности). Модули памяти SIMM вытеснили с рынка SIPP (Single In-line Pin Package). SIPP по внешнему виду похож на SIMM, у которого контакты не "наклеены" на плату, а имеют форму иголок (наименование pin в первоначальном значении этого слова) и торчат в виде расчески.
SIMM начал широко применяться на PC c 386-м процессором. А рассвет SIMM-ов пришелся на PC c 486-м и первыми Pentium-процессорами. Модуль памяти представляет собой прямоугольную плату с контактной полосой вдоль одной из сторон. Соединение с системной платой идет через позолоченные полоски (pin-ы, пины), а не через штырьки.
Для фиксации память вставляется в пластмассовую колодку m/b под углом 70 градусов, потом поворот и зажимается с помощью защелок. При этом SIMM-модуль встает перпендекулярно к плате.
Модули динамической памяти, помимо памяти для данных, могут иметь дополнительную память для хранения битов четности (Parity) для байтов данных - такие SIMM называют 9- и 36-разрядными модулями (по одному биту четности на байт данных). Биты четности служат для контроля правильности считывания данных из модуля, позволяя обнаружить часть ошибок (но не все). Существует две разновидности модулей SIMM (в зависимости от числа выводов модуля):
- 30-контактные модули имеют ширину 9 бит (8 бит и бит контроля четности). Реально использует порядка 25 контактов, остальные сделаны "про запас", в сумме получается всего 100 контактов.
- 72-контактные модули имеют ширину 32 бита (без контроля четности) или 36 бит (с контролем четности). Многие SIMM 72-пин также имеют рудиментные или вообще отсутствующие контакты 35-36 и 37-38. Кстати, в этом форм-факторе (72-пинового SIMM) выпускалось минимум восемь разных стандартов модулей (х32, х36, х18, х33, х39, х40, PS/2 x36, x36 с 5 линиями CAS), но распространены только х32 & х36.
Так как шины ПК с 386- и 486-процессорами 32-битные, необходимо использовать либо аж четыре 30-контактных модуля SIMM, либо один 72-контактный модуль. ПК на базе процессоров Pentium, Pentium Pro и Pentium II имеют 64-битную шину, поэтому в материнские платы для Pentium'ов надо вставлять 72-х контактные модули SIMM по двое. Иначе компьютер либо не будет работать, либо просто не "заметит" стоящего в гордом одиночестве 32-х "битника".
Существовует т.н. SIMM-конвертер - плата расширения, имеющаю контактную решетку под
72-пиновый разъем и слоты для установки 4-х 30-пиновых SIMM. Правда, смысла в нем нет.
На каждом SIMM-е имеется обозначения - типа 2х36-70. Где "70" - это время доступа, в наносекундах. "х36" - это организацию модуля памяти, т.е. количество линий ввода-вывода.
- х8, х9 ... 30-пиновый SIMM без четности и с четностью соответственно;
- x2, x3 ... некорректное, но иногда встречающееся обозначение тех же 30-пиновых SIMM, но в исполнении с малым количеством (2 и 3) чипов;
- х32, х36 ... 72-пиновый SIMM без и с четностью (х32 также может быть 72-пин SO DIMM);
Произведение ("2х36") дает емкость модуля, в мегабитах. Для получения мегабайт нужно поделить результат на 8. Т.о., 2х36-70 есть SIMM 8MB 72-пин с четностью 70 нс, 4x32-60 - SIMM 16MB 72-пин без четности 60 нс, 16x32-60 - SIMM 64MB 72-пин без четности 60 нс.
72-контактные (SIMM EDO RAM) имеют только 72 пина и могут работать на частоте до 50 МГц. Этими модулями памяти оснащались компьютеры с процессорами Intel 80486DX2/DX4, Intel Pentium, Pentium Pro и Pentium MMX, а также AMD 80586 и K5. Эти модули устанавливались на платах с чипсетом Intel 440TX, 440EX, 440LX, 450NX; VIA Apollo MVP 3/4, Pro/Pro+; ALI Alladin 4/4+/V/PRO II, ALI Alladin TNT2. С появлением в 1996 году процессора Intel Pentium II и чипсета Intel 440BX частота локальной шины возросла до 100 МГц, что заставило производителей памяти перейти на другие технологии, прежде всего DIMM SDRAM.
· PD... Начиная с 72-pin SIMM, вся память имеет четыре специальных линии PD (Presence Detect - обнаружение наличия, "электрическая" маркировка модуля памяти), на которых при помощи перемычек может быть установлено до 16 комбинаций сигналов. Линии PD используются некоторыми "Brand name"-платами для определения наличия модулей в разъемах и их параметров. Большинство обычных (т.е. не brend) m/b не используют линий PD, что формально не соответствует стандарту JEDEC. Впоследствии PD трансформировалось в SPD.
· FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM - динамическая память с быстрым страничным асинхронным доступом) активно используется в последние несколько лет. Память со страничным доступом отличается от обычной динамической памяти тем, что после выбора строки матрицы и удержании RAS допускает многократную установку адреса столбца, стробируемого CAS, а также быструю регенерацию по схеме "CAS прежде RAS". Первое позволяет ускорить блочные передачи, когда весь блок данных или его часть находятся внутри одной строки матрицы, называемой в этой системе страницей, а второе - снизить накладные расходы на регенерацию памяти.
· EDO (Extended Data Out - расширенное время удержания данных на выходе) фактически представляют собой обычные микросхемы FPM, на выходе которых установлены регистры-защелки данных. При страничном обмене такие микросхемы работают в режиме простого конвейера: удерживают на выходах данных содержимое последней выбранной ячейки, в то время как на их входы уже подается адрес следующей выбираемой ячейки. Это позволяет примерно на 15% по сравнению с FPM ускорить
процесс считывания последовательных массивов данных. При случайной адресации такая память ничем не отличается от обычной. Микросхемы EDO часто (но не всегда) имеют в обозначении "некруглые" числа: например, 53C400 - обычная DRAM, 53C408 - EDO DRAM.
· BEDO (Burst EDO - EDO с блочным доступом) - память на основе EDO, работающая не одиночными, а пакетными циклами чтения/записи. Современные процессоры, благодаря внутреннему и внешнему кэшированию команд и данных, обмениваются с основной памятью преимущественно блоками слов максимальной ширины. В случае памяти BEDO отпадает необходимость постоянной подачи последовательных адресов на входы микросхем с соблюдением необходимых временных задержек - достаточно стробировать переход к очередному слову отдельным сигналом. О поддержке этого стандарта производители
чипсетов заявляли уже давно, однако BEDO RAM так и не появилась на рынке, и наверное уже не появится, проиграв SDRAM как более быстрой.
· PB SRAM (Pipelined Burst SRAM - статическая память с блочным конвейерным доступом) - разновидность синхронных SRAM с внутренней конвейеризацией, за счет которой примерно вдвое повышается скорость обмена блоками данных.
· FeRAM (Ferroelectric RAM) - ферроэлектрическая память. Сочетает простоту и надежность в эксплуатации DRAM, энергонезависимость MRAM и время хранения флэш-памяти. Производители разделились на два конкурирующих между собой лагеря. Первая часть, Infineon Technologies AG и Toshibа, разрабатывает технологию памяти, основанную на производственном процессе 1T/1C (1 транзистор / 1 конденсатор) для рынка мобильных устройств, персональных компьютеров и PDA. Производство основано на классе материалов PZT (Provskite lead zirconate titanate). Фирмы Matsushita, NEC, Siemens, Motorola, Hynix и Micron занимаются разработкой продуктов со встроенной FeRAM для рынка процессоров, смарт-карт и микроконтроллеров. Они ведут разработки на основе технологического процесса 2T/2C. Введение дополнительных транзистора и конденсатора в ячейку памяти дает большую стабильность работы, но и увеличивает цену. Toshiba и Infineon Technologies в 2002 году выпустили 32-мегабитную микросхему памяти FeRAM.
· Pseudo SRAM - память для мобильных телефонов. Модули разработаны по 0,18-мкм технологии и являются первыми за всю историю промышленности чипами, "стопроцентно взаимозаменяющими стандартные модули SRAM для мобильных устройств". Первые модули 16 и 32 Мбит были выпущены в 48-ball FBGA корпусе размером 7х8 мм корейской компанией Hynix Semiconductor в ноябре 2001 года.
· FCRAM (fast cycle random access memory) - память произвольного доступа с быстрым циклом. Опять память для мобильных телефонов от компании Fujitsu. Начало производства первых 32-битных модулей емкостью 32 Мбит и 64 Мбит - октябрь 2002 года.
|
"... Abort, Retry, Ignore = Нафиг, Нефиг, Пофиг ..." |
|
DIMM (SDRAM, Synchronic DRAM, Dual In line Memory Module, - "синхронная DRAM" - динамическое ОЗУ с синхронным интерфейсом. SDRAM - синхронная память "первого поколения", имеют пропускную способность порядка 100 Mb/s и представляет собой модуль памяти с двумя рядами контактов. Внешне похожи на SIMM-ы. Синхронизация отличает SDRAM от работающих по асинхронному интерфейсу (FPM/EDO/BEDO DRAM). Помимо синхронного метода доступа, SDRAM использует внутреннее разделение массива памяти на два независимых банка (т.е имеют раздельные контакты - обычно 2x84), что позволяет увеличивать разрядность - т.е. в итоге совмещать выборку из одного банка с установкой адреса в другом банке. SDRAM также поддерживает блочный обмен. Применяется как в IBM-совместимых PC (в основном - платах под Pentium III), так и в компьютерах Apple. Возможна и установка SDRAM для процессора Intel Pentium 4 (существует чипсет i845 с поддержкой данного типа памяти). В отличии от SIMM DIMM вдавливается в разъем и "накрывается" рычажками, с помощью которых и вытаскивается.
Присутствие слова dial означает независимость контактов с двух сторон. Все разновидности обычных DIMM-ов имеют одинаковое (168) число контактов (168-ми, рассчитанные на ширину шины 64 бит) и форм-фактор, и различаются только "ключами" (вырезки по бокам).
Устанавливать модули DIMM совместно с модулями типа SIMM (т.е. вместе на m/b) не рекомендуется в связи с тем, что модули DIMM питаются от 3.3 вольт, а SIMM - от 5. При этом большинство материнских плат имеют общее питание для слотов SIMM и DIMM. В связи с этим, при установке модулей в оба типа разъемов, на DIMM будет подаваться повышенное напряжение 5 вольт (может привести к выходу из строя чипов).
Цифры - это и спецификация (напр. стандарт PC 100), и частота работы модуля (напр. 100 МГц). Во многих старых материнских платах можно использовать также частоты 75 MHz и 83 MHz, но - на страх и риск пользователя. Оверклокеры использовали также значения 103, 112, 124 MHz. Применение повышенной частоты шины и нормальная работа m/b-периферии, как правило, никем не гарантировалось.
Первую полную спецификацию на DIMM-модули (это были PC-100) выпустила Intel при подготовке чипсета i440BX (с тактовой частотой системной шины 100 MHz) в 1998 году. Спецификация до сих пор является самой полной из всех существующих на сегодняшний день спецификаций модулей памяти. Вместе с дополнением, детально описывающим программирование EEPROM для модулей SDRAM, она занимает больше 70 страниц! Начальная спецификация PC133 была также выпущена Intel-ом в конце 1999 года и реально отличается от PC100 только параметрами быстродействия. Но еще в ноябре 1996г. Intel официально встал на сторону Direct Rambus, заявив, что следующим после PC100 SDRAM стандартом станет RDRAM. PC133 SDRAM поддерживала компания Via и c учетом колоссальных проблем Rambus-а на тот момент (с процентом выхода годных чипов) - победила.
Шины памяти в 66МГц и 100 МГц - устарели. Все модули PC133 содержат чипы со временем доступа от 7.5 нс и меньше, что гарантирует беспроблемную работу на 133 Мгц. 133-МГц чипы совместимы со всеми PC100-продуктами. Незначительные различия между PC100 и PC133 стали причинами для обмана потребителей путем нестандартной маркировки. Зачем приобретать новый модуль PC133, если б/у PC100 со временем доступа 7 нс тоже сможет работать на 133Мгц? Модули со временем доступа 7 нс и менее вполне работоспособны на 150Мгц. Здесь критерием выбора становится качество изготовления всего модуля DIMM и имя фирмы-производителя. Т.е грубо так: Brand-овская PC133 практически всегда держит 150 МГц.
Кроме частоты, модули DIMM подразделяются по напряжению питания и алгоритму работы. Стандартными является небуферизированные модули с напряжением питания 3,3 вольта. Небуферизованный DIMM может содержать память типа SDRAM, BEDO, EDO и FPM, иметь ширину 64 или 72 бита данных для контроля четности, а также 72 и 80 бит для ECC. Эти модули отличаются от остальных положениями ключей (пропилов) в контактной линейке. Т.е. если посмотреть на модуль с лицевой стороны (где чипы), то левый ключ (пропил) должен быть в крайнем правом положении, а средний - в среднем положении. Левый ключ определяет, является ли модуль буферизированым, а средний - определяет напряжение питания. Буферизованные DIMM, как правило, несовместимы с не буферизованными.
В соответствии со спецификацией JEDEC, в модулях DIMM необходима реализация технология PD. Делается при помощи перезаписываемого ПЗУ с последовательным доступом (Serial EEPROM) и носит название Serial Presence Detect (SPD). ПЗУ представляет собой 8-выводную микросхему, размещенную в углу DIMM-a, а его содержимое описывает конфигурацию и параметры модуля. Т.е. визуально SPD - это небольшой "лишний" чип на модуле. Системные платы с некоторыми chiset`ами (напр. 440LX/BX) могут использовать SPD для настройки системы управления памятью. Некоторые системные платы могут обходиться без SPD, определяя конфигурацию модулей обычным путем - это стимулирует выпуск рядом производителей DIMM без ПЗУ, не удовлетворяющих спецификации JEDEC.
Известность SPD получил после того, как ряд материнских плат (например, Intel AL440LX) отказались работать с "ширпотребными" DIMM-ами. По сути дела это означало инспирированную Intel попытку возродить использование PRD (теперь в виде SPD). 440LX проверял не только собственно SPD, но и "информацию от производителя", по поводу которой был разработан специальный закрытый стандарт, так что даже DIMM с корректным SPD могли быть им отвергнуты. Впрочем, попытка не имела особого успеха, так как функция контроля SPD задействована далеко не во всех современных материнских платах.
· HSDRAM, Enhanced High Speed SDRAM - усовершенствованная высокоскоростная SDRAM (DIMM-ы) на частоте шины 150 МГц и выше (в зависимости от типа чипсета). Т.е. HSDRAM - более высококачественные чипы, чем нормальные SDRAM. И раньше были единственные "PC150" DIMM - модули Kingmax. В сентябре 2000г. компании Enhanced Memory Systems (подразделение Ramtron International)и Mushkin объявили о выпуске новых SDRAM DIMM модулей - с частотой 150 и установкой 2-3-2 (CAS, CAS-to-RAS, RAS, clock access time - 4.5 нс). Установкой или таймингом называют время отклика памяти на различные запросы. HSDRAM-модули смогут работать с этими же таймингами на частотах вплоть до 166 МГц. HSDRAM не имеет буфера и обеспечивает малое время задержки, чем достигается высокая производительность. Теоретически, пропускная способность памяти, работающей на частоте 150MHz, равна 150MHz*8 байт (т.к. ширина шины 64 бита) = 1200MB/s (1.2GB/s). Ну что же, по сравнению с 1.066GB/s у PC133 очень неплохо. Но, младший DDR PC1600 со своими 1.6GB/s все же быстрее.
Выигрыш HSDRAM по сравнению с hi-end системами на базе PC-100 и Direct Rambus DRAM составил от 28% до 49% (по разным показателям).
· Small Outline DIMM, SO DIMM - разновидность DIMM малого размера, предназначенных в первую очередь для портативных компьютеров (notebook, ноутбуках) и иногда для принтеров. Наиболее часто встречаются 72- и 144-контактные модули (32 и 64 бит соответственно).
Полное наименование - 144pin SODIMM SDRAM и 72pin SODIMM SDRAM. 144-контактные SO DIMM имеют ключ "со смещением", ответственный за напряжение, т.е ключи (и соответствующие выступы) смещены вдоль, что сделало невозможным установку "неправильного" модуля памяти, хотя и заметно осложнило производство.
· GF1000 DIMM . Компания Samsung разрабатывает новую технологиею DRAM для графических процессоров. Кодовое название памяти - GF1000, пропускная способность памяти - 2-4 Гбит/с, напряжение питания - 1,8 В. В продаже память появится в 2004 году.
Обычные виды SDRAM и DRAM называют также асинхронными - потому, что установка адреса, подача управляющих сигналов и чтение/запись данных могут выполняться в произвольные моменты времени - необходимо только соблюдение временнЫх соотношений между этими сигналами. В эти временные соотношения включены так называемые охранные интервалы, необходимые для стабилизации сигналов, которые не позволяют достичь теоретически возможного быстродействия памяти. Существуют также синхронные виды памяти, получающие внешний синхросигнал, к импульсам которого жестко привязаны моменты подачи адресов и обмена данными; помимо экономии времени на охранных интервалах, они позволяют более полно использовать внутреннюю конвейеризацию и блочный доступ.
|
"... Закладывая что-нибудь в память компьютера - помни куда ты это положил ..." |
|
Double Data Rate-Synchronous DRAM, DDR - синхронная DRAM с двойной скоростью передачи данных. К сожалению, DDR-ы часто тоже называют аббревиатурой DIMM, что вызывает огромную путаницу. Т.к. тип памяти - SDRAM, еще одно название - SDRAM-II (т.е. SDRAM второго поколения). Третье название - DDR первого поколения.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- PC-1600
- PC-2100
- PC-2400
- PC-2700
- PC-3000
- PC-3200
|
- PC2-3200
- PC2-4300
- PC2-5400
- PC2-6400
|
|
---|
По принципам работы DDR-SDRAM похожа на SDRAM. Она может принимать и передавать данные два раза за такт – на обоих фронтах тактовых импульсов (по восходящему и нисходящему фронту стробирующего сигнала), что удваивает скорость предачи данных. У DDR-SDRAM меньше потребляемая мощность (удобно для карманных компьютеров). В DDR RAM используется протокол DLL (Delay Locked Loop), позволяющий сдвинуть во времени интервал действительного значения выходных данных. Таким образом сокращаются простои системной шины при считывании данных на нее из нескольких модулей памяти.
Расшифровка названий DDR I:
PC-1600 (DDR 200) = 100MHzx2 = 1.6 Гб/с пропускная способность
PC-2100 (DDR 266) = 133MHzx2 = 2.1 Гб/с пропускная способность
PC-2400 (DDR 300) = 150MHzx2 = 2.4 Гб/с пропускная способность
PC-2700 (DDR 333) = 166MHzx2 = 2.7 Гб/с пропускная способность
PC-3000 (DDR 366) = 183MHzx2 = 3.0 Гб/с пропускная способность
PC-3200 (DDR 400) = 200MHzx2 = 3,2 Гб/с пропускная способность
PC-3500 (DDR 434) - модули HyperX DDR-памяти от Kingston
DDR SDRAM имеет только одну "прорезь" посередине, в то время как типичный 168-контактный JEDEC DIMM имеет три "прорези". Это должно послужить "зашитой от дурака", который попытается вставить DDR SDRAM в слот для обычной SDRAM.
Модули SDRAM PC66/PC100/PC133/PC150 не могут работать с DDR-материнскими платами, т.к. DDR использует новый 184-pin-овый формат модуля и физически несовместим с 168-pin-овым форматом модулей DIMM.
В рамках стандарта DDR-I выпущены спецификации PC1600, PC2100, PC2100А, PC2400, PC2700, PC3200 и экстремальные PC3000. Память PC1600 имеет латентность 2-2-2, модули PC2100 - 2.5-3-3, модули PC2100А - 2-2-2, модули PC2400 - 2-3-3. Первый чипсет от Intel с поддержкой двухканальной 333 МГц DDR-I - Granite Bay, а 400 МГц DDR-I - Springdale.
Пример по DDR PC2100: работает на частоте 133МГц DDR и предлагает пиковую пропускную способность 2100 MB/s (133 МГц x 2 x 64 bit). Латентность CAS рана 5, и так как DDR может использовать и повышающий и понижающий фронты, получаем цифру 2.5 цикла. Латентность RAS to CAS и precharge требуют трех циклов, подобно большинству PC133 SDRAM.
У канадской компании Corsair есть серия памяти XMS (Xtreme Memory Speed, память экстремальной скорости). Это т.н. супер-быстрая память. Выпускается в варианте от 512Мб на модуль, т.к. по их тестам 512Мб одним модулем оказывается быстрее, чем два по 256Мб. В т.ч. компания выпускает PC-3000 (CMX512-3000C2) со временем 2-3-3 1Т.
В апреле 2002 года компания Samsung первой выпустила 128 Мб-чипы DDR 400 SDRAM для применения в видеокартах. Они работают на частоте 800МГц (400 Мгц DDR) при напряжении 2,8 вольт.
Следует отметить, что многие ПК при установке модулей PC-2700 (и выше) в системные платы сразу не запускаются, даже при заниженных таймингах. Необходима новейшая прошивки BIOS-а. Во-вторых, очень важна проблема охлаждения модулей, работающих на такой частоте. в случае с памятью DDR400 используется новый, специальный тип корпусов для чипов, который решает проблему тепловыделения. А напр. компания OCZ на свой PC-3000 прикрепила с обеих сторон модуля по радиатору.
На начало 2002г. века память DDR-I (в просторечии - DDR) исчерпала технологические возможности наращивания тактовой частоты в экономически оправданных пределах, поэтому появился стандарт DDR-II.
· DDR II...
Впервые спецификация DDR-II, второго поколения памяти DDR SDRAM, была представлена в марте 2002 года во время конференции JEDEX в Калифорнии. DDR-II очень похож на DDR, но работает на 200 МГц тактовой частоте. DDR-II обратно совместим с DDR, т.е. Вы сможете использовать DDR-I память в DDR-II платах. Первые образцы появились в конце 2002 года от компания Samsung Electronics в 60-контактном BGA-корпусе. Конструктивные отличия от DDR-I - три. Во-первых, количество контактов увеличилось с 184 до 240, т.е., почти на треть. Во-вторых, микросхемы памяти выполнены в конструктиве FBGA, а в старых модулях DDR-I использовались TSOP и TBGA. Сразу отмечу, что микросхемы в упаковке FBGA работают более стабильно за счет возможности калибровки сигнальных импульсов и лучшей целостности сигнала. В-третьих, рабочее напряжение модулей уменьшено с 2,5 В (и 2,6 В для DDR 400) до 1,8 В для DDR-II. Т.о. потребляемая мощность снижена на 28%.
В рамках стандарта DDR-II выпущены-готовятся спецификации DDR II 400, DDR II 533, DDR II 667, DDR II 800 и DDR II 1000. При этом DDR II 400 сертифицировано JEDEC только исходя из интересов корейской Samsung и американской Micron-а. Все другие компании не собираются выходить на рынок с 400-МГц DDR-памятью.
Расшифровка названий DDR II:
PC2-3200 (DDR II 400) = 100MHzx4 = 3,2 Гб/с пропускная способность
PC2-4300 (DDR II 533) = 133MHzx4 = 4,3 Гб/с пропускная способность
PC2-5400 (DDR II 667) = 166MHzx4 = 3,2-5,4 Гб/с пропускная способность
PC2-6400 (DDR II 800) = 200MHzx4 = 3,2-6,4 Гб/с пропускная способность
Первой в мае 2002 года чип DDR-II представила компания Samsung, второй - в июле 2002г. компания Elpida Memory, третьим вендором стал Micron в феврале 2003г. Все модули - 512Мб.
· GDDR-III (GDDR3)... В первом полугодии 2003 года появились чипы памяти GDDR-III, разработанные для высокопроизводительных графических плат от компаний Micron Technology и ATI Technologies. В разработке и коммерциализации GDDR-III принимают участие NVIDIA, корейская Hynix Semiconductor, Infineon Technologies. Причина - DDR-II очень медленная для серьезных графических приложений. GDDR-III может работать также в коммуникационных устройствах и бытовой электронике.
Первоначально чипы GDDR-III будут иметь емкость 256 Мбит, тактовую частоту 500 МГц и линейную пропускную способность 1 Гбит/с на вывод. Затем тактовые частоты вырастут до 750 МГц, линейная пропускная способность – до 1,5 Гбит/с на вывод. При формировании I/O шины GDDR-III будет использоваться технология с открытым стоком (в отличие от двухтактной I/O шину у памяти для ПК) и применяться внутрикристалльная терминация (on-die termination, ODT). Несмотря на то, что спецификации GDDR-III основаны на стандарте DDR-II, это совсем другие чипы в корпусах CSP (chip-scale packaging), в 144-контактной BGA конфигурации, в отличие от 84-контактных чипов DDR-II в корпусе CSP.
Открытый стандарт памяти GDDR-III спецификаций третьего поколения DDR DRAM для графики (от ATI Technologies) существует за рамками стандартов, одобренных JEDEC Solid State Technology Association.
· DDR III...
В JEDEC начата работа над спецификациями стандарта DDR-III для ПК. Пять производителей DRAM - Elpida, Hynix, Infineon, Micron и Samsung, разделили между собой основные части будущего стандарта и теперь каждая из них ведет разработку черновых спецификаций своей части.
Стандарт DDR-III в рамках JEDEC также нацелен на достижение линейной пропускной способности от 1 Гбит/с и выше.
DDR-эпилог... Реальный прирост производительности ПК при переходе с DIMM на DDR I (если тестировать только пропускную способность памяти) далеко не соответствует двукратному. Даже при пересылке огромных объемов данных производительность выросла лишь на 8%, а прирост производительности офисных приложений - еще меньше, а работа игр вообще ускоряется лишь на несколько процентов. Но по прогнозу Hyundai Electronics Industries в 2001 году DDR SDRAM составит 15% всего объема производимой DRAM, в 2002 году эта цифра поднимется до 40%, а к 2004 году достигнет 85% отметки.
|
"... Не хотите по плохому, по хорошему будет хуже ..." |
|
SLDRAM (Synchronous Link DRAM, SyncLink DRAM) — открытый стандарт архитектуры динамической памяти, разработанный консорциумом SLDRAM и принятый IEEE. Интерфейс SyncLink (шина SLDRAM или SLBus — SyncLink Bus) является продолжением и усовершенствованием шинной структуры RamLink, применяющейся при создании памяти RLDRAM (RamLink DRAM). SLDRAM использует узкую (16 бит для базового интерфейса и 18 бит для ECC-интерфейса) шину с пакетной адресацией, эффективно увеличивающей пропускную способность. Простая структура шины позволяет увеличить частоту шины, до 800MHz. Фокус этой технологии не в самой памяти, которая в-принципе не меняется по сравнению со стандартной DRAM, а в интерфейсе (протоколе), делающем возможным многие одновременные доступы (если только они все имеют физически разное расположение в памяти). Общая политика SLDRAM — это как можно меньшее использование внутренних блоков в микросхеме памяти и как можно большая интеграция самого базового контроллера.
Сама SLBus — разработка компании MicroGate Corporation, хотя и принадлежит к числу открытых стандартов.
На низкую стоимость SLDRAM влияет использование обычного корпуса, методов упаковки микросхемы и технологии изготовления монтажной печатной платы PCB (Printed Circuit Board) для модуля памяти. Микросхемы SLDRAM пакуются в стандартный 80pin корпус TSOP (Thin Small Outline Package) c 0.5mm расстоянием между соседними выводами, или в 64pin упаковку VSMP (Vertically Surface Mounted Package) для вертикального монтажа c шахматным расположением выводов, с 0.8mm расстоянием между соседними выводами (по диагонали).
История... Еще в начале 90-х годов разработчики архитектур динамической памяти разбились на два лагеря: одни пошли по пути увеличения частоты и уменьшения ширины шины (RDRAM, RLDRAM и SLDRAM), другие — наоборот (SDRAM, ESDRAM, HSDRAM, VCSDRAM, DDR SDRAM). Уже давно стало ясно, что вторые испытывают технологические затруднения, т.к. архитектура группы-2 очень близко подошла к своему пределу — стала сильно сдерживать растущее влияние паразитных факторов, причем эффективность и загрузка протокола даже в настоящее время не могут подняться выше 70%. Кардинально противоположно ситуация складывается с первой группой (в которой Rambus (RDRAM) уже стал массовым продуктом).
Работа над SLDRAM началась в начале 1995 года. За семь лет разработок SLDRAM не является массовым коммерческим продуктом и до сих пор находится в стадии доработки и отладки. На сегодняшний день нет полностью рабочих систем SLDRAM, а все идеи SLDRAM почти целиком "импортированы" в архитектуру DDR-II.
· RLDRAM (Reduced Latency DRAM) - динамическая память со сниженным временем задержек. Еще ее называют высокоскоростным вариантом DDR SDRAM. В феврале 2002г. компания Infineon Technologies представила первый образец 256 Мбитного чипа в двух вариантах: с организацией 8M x 32 и 16M x 16. Работая с тактовыми частотами до 300 МГц и используя интерфейс DDR, RLDRAM обеспечивает постоянную пропускную способность в 2,4 Гб/с. позволило Время произвольной построчной выборки снижено до 25 нс (при 50 нс и более у стандартной DRAM). Чипы RLDRAM от Infineon выпускаются в T-FBGA (thin- fine pitch ball grid array) упаковке, с тактовыми частотами 300 МГц, 250 МГц и 200 МГц. Главные производители - Micron Technology, Infineon Technologies, Fujitsu и Toshiba.
В первую очередь чипы RLDRAM предназначены для скоростного сетевого оборудования (высокоскоростных маршутизаторов, коммутаторов и т.п.). Напр. Cisco приняла решение отказаться от планов использования Rambus и переключиться на FCRAM/RLDRAM.
SLDRAM Incorporated — это целый консорциум, а стандарт является полностью открытым и сертифицирован на уровне IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, концепция интерфейса). RamLink стандартизирована как IEEE Std 1594.4-1995, а SyncLink — как IEEE
1596.7-199x) и JEDEC. В группу вошли компании: Fujitsu Microelectronics, Hitachi Semiconductor, Hyundai Electronics, IBM Global Procurement, IBM Microelectronics Division, LG Semiconductors, Matsushita Electric, Micron Technology, Mitsubishi Electric, MOSAID Technologies, Mosel Vitelic, Motorola Corporate Communications, NEC Electronics, Siemens Components, Texas Instruments, Toshiba Electronic Components, Vanguard International Semiconductor и пр. Открытость стандарта позволяет производителям изготавливать различные продукты каждые для своей ниши рынка. Т.о. консорциум SLDRAM состоит из фактически всех производителей памяти и большинства производителей полупроводников - за исключением Intel-а, который является партнером Rambus Inc. для разрaботки другой технологии, именуемой RDRAM - Direct RDRAM.
|
"... программисты не заливают в машину 95-й бензин... Боятся, что повиснет ..." |
|
DRDRAM (Direct Rambus, RDRAM, Rimm) — спецификация высокоскоростной памяти, созданная и запатентованная фирмой Rambus Inc. При этом Rambus Dram - не дизайн чипов, а технология (т.е. интерфейс).
Самая распространная сегодня Rambus-память работает на тактовой частоте 400 МГц, но позволяет данным обращаться два раза за один такт, поэтому эффективная частота памяти составляет 800 МГц. Ширина шины данных составляет 16 бит, или 2 байт. Пиковая пропускная способность - до 3,2 Гбайт/с (по 1,6 Гбайт на канал). Модули RIMM имеют размеры, сходные с SDRAM DIMMs, но другие пропилы. Модули Rimm поддерживают SPD, которые используются на DIMM'ах. Direct Rambus, в отличие от SDRAM DIMM, может содержать любое целое число чипов RDRAM. Один канал Direct Rambus может поддерживать максимум 32 чипа DRDRAM. Чтобы расширить память сверх 32-х устройств, могут использоваться два чипа повторителя. С одним повторителем канал может поддерживать 64 устройства с 6-ю RIMM модулями, а с двумя — 128 устройств на 12 модулях. На материнской плате может использоваться до трех RIMM-модулей. Существуют специальные модули только с каналом, называемые continuity modules. Они не содержат чипов памяти и предназначены для заполнения свободных посадочных мест.
· История... Технология Direct Rambus представляет собой третий этап развития памяти RDRAM. Впервые память RDRAM появилась в 1995г., работала на частоте 150 МГц и обеспечивала пропускную способность 600 Мбайт/с. Это был Rimm PC600 RDRAM 266 МГц. Она использовалась в станциях SGI Indigo2 IMPACTtm, в приставках Nintendo64, а также в качестве видеопамяти. Следующее поколение RDRAM появилось в 1997г. под названием Concurrent RDRAM. Новые модули были полностью совместимы с первыми. Далее было 2-х летнее ожидание единственного чипсета (от Intel-а - i820) для материнских плат с поддержкой Direct Rambus. В 1999г. из-за дефицита чипов выпускался S-RIMM - модуль RIMM с преобразователем питания на 3.3 В, позволяющем разместить на модуле PC100 SDRAM чипы. В августе 1999г. Dell продемонстрировал результаты тестов Direct Rambus vs PC100 SDRAM, наглядно показав - на существующих программах-приложениях, разницы в производительности между этими типами памяти практически нет (2-3%). В сентябре 1999г. Intel в очередной раз отменил выход i820 и производители m/b потеряли около миллиона плат на beta-i820. А Via официально объявляет чипсет Apollo Pro133. В итоге в 1999-2000гг. память RDRAM не поддержал ни один (!) производитель чипсетов.
На сегодняшний день не так много чипсетов (i820, i850/i850E, SiS 658) поддерживает Direct Rambus. Пока существует девять спецификаций RDRAM:
где Rimm PC700 RDRAM - промежуточная спецификация от апреля 1998г. Rimm PC800 RDRAM имеет 400 МГц шину, а Rimm PC1066 RDRAM - 533 МГц. Лучшая память от Rambus-а - Rimm PC1200 RDRAM - память, имеющая максимальную скорость передачи данный по шине в 4.8 Гб/с (представлена в январе 2002г.)
Любая подсистема памяти Direct Rambus состоит из пяти компонент:
- Direct Rambus Controller — это главная шина подсистемы памяти. Он помещается на чипе логики, как и PC-чипсет, микропроцессор, графический контроллер. Физически можно поместить до четырех Direct Rambus—контроллеров на одном чипе логики. Контроллер — это интерфейс между чипом логики и памятью Rambus, и в его обязанности входит генерация запросов, управление потоком данных, и ряд других функций.
- Direct Rambus Channel создает электрические соединения между Rambus Controller и чипами Direct RIMM. Работа канала основана на 30-ти сигналах, составляющих высокоскоростную шину. Эта шина работает на частоте 400 МГц и, за счет передачи данных на обеих границах тактового сигнала, позволяет передавать данные на 800 МГц. Два канала данных (шириной в байт каждый) позволяет получать пиковую пропускную способность в 1,6 Гбайт/с. Канал соответствует форм-фактору SDRAM.
- Direct Rambus Connector. 168-контактный разъем представляет собой низкоиндуктивный интерфейс между каналом на модуле RIMM и каналом на материнской плате.
- Direct Rambus Rimm(tm). Собственно модуль памяти, который включает в себя один или более чипов и организует непрерывность канала. По существу, RIMM образует непрерывный канал на пути от одного разъема к другому. Поэтому оставлять свободные разъемы нельзя.
- Direct Rambus DRAMs (чипы DRDRAM, запоминающие данные). Устройства Direct Rambus могут только отвечать на запросы контроллера, который делает их шину подчиненной или отвечающей.
Пока память DRDRAM является наиболее производительной, но и самой дорогой. Хотя благодаря 0.13 мкм техпроцессу, себестоимость Direct Rambus Rimm сильно снизилась. Но ее преимущество перед DDR SDRAM не столь существенно. К моменту выхода моделей Pentium 4 (с FSB533, где реально могла бы пригодиться пропускная способность Rambus-а), Intel уже начал выпуск чипсетов с поддержкой PC2700 DDR, что практически сравнимо с пропускной способностью двухканального Rimm PC800 DRAM. C появлением все новых чипсетов, поддерживающих DDR-I SDRAM, привлекательность Rambus падает. Т.е. сначала Rambus из-за Intel-а проиграл PC133 SDRAM, потом над Rambus-ом взяла вверх DDR-I, а далее противостояние опять: Rambus против DDR-II.
На мой взгляд эта память нужна очень немногим - пользователям, которым нужна производительность любой ценой (точнее - по любой цене). Использование Direct Rambus обычным пользователям - не рекомендую.
|
"... Обещанного не всякий дождется ..." |
|
Голографическая память или технология оптической записи. В мире существуют две научно-исследовательские программы. Одна - программа PRISM
(Photorefractive Information Storage Material), вторая - HDSS (Holographic Data Storage
System). Целью PRISM является поиск подходящих сред для хранения голограмм, а HDSS ориентирована на разработку аппаратных средств, необходимых для практической реализации голографических запоминающих систем. Обе ведут ряд фундаментальных исследований, а ее участниками являются те же компании.
Высокая плотность записи достигается за счет того, что голографический образ (голограмма) кодируется в один большой блок данных, который записывается всего за одно обращение. При чтении этот блок целиком извлекается из памяти. За основной материал разработок принят светочувствительном материал - ниобат лития, LiNbO3. Материалом для носителя в коммерческих устройствах является новый класс фотополимерных материалов. Для чтения или записи голографических блоков используются лазеры. Тысячи т.н. цифровых страниц, каждая из которых содержит до миллиона бит, можно поместить в устройство размером с кусочек сахара. Уже достигнута плотность порядка 10GB/sm3, ожидается - плотность данных в 1TБ на кубический сантиметр (TB/sm3). Можно сравнить с используемым сегодня магнитным способом - нескольких MB/sm2.
Сначала в устройстве голографической памяти происходит разделение луча сине-зеленого аргонового лазера на две составляющие - опорный и предметный лучи (последний является носителем
самих данных). Для голографической памяти не годятся светодиоды на базе полупроводниковых лазеров, а применяются новые твердотельные лазеры. Предметный луч подвергается расфокусировке, чтобы он мог полностью освещать пространственный световой модулятор (SLM - Spatial Light Modulator). SLM - это жидкокристаллическую (LCD) панель, на которой страница данных отображается в виде матрицы, состоящей из светлых и темных пикселей (двоичные данные). Оба луча направляются внутрь светочувствительного кристалла, где и происходит их взаимодействие. В результате этого взаимодействия образуется интерференционная картина, которая и является основой голограммы и запоминается в виде набора вариаций показателя преломления или коэффициента отражения внутри этого кристалла. При чтении данных кристалл освещается опорным лучом, который, взаимодействуя с хранимой в кристалле интерференционной картиной, воспроизводит записанную страницу в виде образа
"шахматной доски" из светлых и темных пикселей (голограмма преобразует опорную волну в копию предметной). Затем этот образ направляется в матричный детектор, основой для которого служит прибор с зарядовой связью (CCD - Charge-Coupled Device или ПЗС), захватывающее всю страницу данных. При чтении данных опорный луч должен падать на кристалл под тем же самым углом, при котором производилась запись этих данных, и допускается изменение этого угла не более чем на градус. Это позволяет получить высокую плотность данных: изменяя угол опорного луча или его частоту, можно записать дополнительные страницы данных в том же самом кристалле.
Динамическая область среды определяется количеством страниц, которые она может реально вмещать, поэтому участники PRISM и занимаются исследованием ограничений на светочувствительность материалов.
|
"... Ничто не дается нам так дешево, как хочется ..." |
|
Молекулярная память. Группа исследователей центра "W.M. Keck Center for Molecular Electronic" под руководством профессора Роберта Р.Бирга (Robert R. Birge) уже получила прототип системы памяти, использующей для запоминания цифровые биты молекулы. Это молекулы протеина, который называется бактериородопсин (bacteriorhodopsin). Данные, записанные на бактериородопсинном запоминающем устройстве, должны сохраняться около пять лет.
Был построен прототип системы памяти, в котором бактериородопсин запоминает данные в
трехмерной матрице. Такая матрица представляет собой кювету (прозрачный сосуд), заполненную полиакридным гелем, в который помещен протеин. Кювета имеет продолговатую форму размером 1x1x2 дюйма. Протеин, который находится в bR-состоянии, фиксируется в пространстве при полимеризации геля. Кювету окружают батарея лазеров и детекторная матрица, построенная на базе прибора, использующего принцип зарядовой инжекции (CID - Charge Injection Device), которые служат для записи и чтения данных. При записи данных сначала используется желтый "страничный" лазер - для перевода молекул в Q-состояние. Пространственный световой модулятор (SLM, представляет собой LCD-матрицу, создающую маску на пути луча), вызывает возникновение активной (возбужденной) плоскости в материале внутри кюветы. Перед возвратом протеина в состояние покоя (в нем он может находиться довольно длительное время, сохраняя информацию) зажигается красный, записывающий лазер. Для стирания данных достаточно короткого импульса синего лазера, чтобы вернуть молекулы из Q-состояния в исходное bR-состояние.
Суммарное время для выполнения операции чтения или записи составляет около 10ms. Как и голографическая память, молекулярная осуществляет параллельный доступ в цикле чтения-записи, что позволяет рассчитывать на скорость до 10MBps. Если объединить по восемь запоминающих битовых ячеек в байт с параллельным доступом, то можно достигнуть скорости 80MBps. Некоторые версии устройств SLM выполняют страничную адресацию, которая в недорогих конструкциях используется при направлении луча на нужную страницу с помощью поворотной системы гальванических зеркал. Такой SLM обеспечивает доступ за 1ms, но и стоит в четыре раза дороже. Ограничения на емкость связаны с проблемами линзовой системы и качеством протеина, но на сегодня модуль молекулярной памяти может вместить 1 ТВ данных.
Данные сохраняются постоянно - даже если выключить питание системы памяти, это не приведет к потере информации. Кубики с данными, имеющие маленькие размеры, но содержащие гигабайты информации, можно помещать в архив для хранения копий (как магнитные ленты). Так как кубики не содержат движущихся частей, это удобнее и надежнее, чем винчестеры или любые накопители.
Вместо эпилога - сводная таблица некоторых параметров трех технологий.
DRAM Type | Name | Base Memory Speed |
DDR/ QDR | Bus Width (bits) | Bits per Byte |
Single Channel Theoretical Bandwidth |
Dual Channel Theoretical Bandwidth |
Quad Channel Theoretical Bandwidth |
SDRAM |
PC66 | 66MHz | -- | 64 | 8 |
533MB/s | 1066MB/s | 2133MB/s |
PC100 | 100MHz | -- | 64 |
8 | 800MB/s | 1600MB/s | 3200MB/s |
PC133 | 133MHz | -- | 64 |
8 | 1066MB/s | 2133MB/s | 4266MB/s |
PC150 | 150MHz | -- | 64 |
8 | 1200MB/s | 2400MB/s | 4800MB/s |
DDR SDRAM |
PC1600 (DDR200) | 100MHz | x2 | 64 | 8 |
1600MB/s | 3200MB/s | 6400MB/s |
PC2100 (DDR266) | 133MHz | x2 | 64 | 8 |
2133MB/s | 4266MB/s | 8533MB/s |
PC2400 | 150MHz | x2 | 64 | 8 |
2400MB/s | 4800MB/s | 9600MB/s |
PC2700 (DDR333) | 166MHz | x2 | 64 | 8 |
2666MB/s | 5333MB/s | 10666MB/s |
PC3200 (DDR400) | 200MHz | x2 | 64 | 8 |
3200MB/s | 6400MB/s | 12800MB/s |
QDR SDRAM |
PC1600 (QDR400) | 100MHz | x4 |
64 | 8 | 3200MB/s | 6400MB/s | -- |
PC2100 (QDR533) | 133MHz | x4 | 64 | 8 |
4266MB/s | 8533MB/s | -- |
PC2700 (QDR666) | 166MHz | x4 |
64 | 8 | 5333MB/s | 10666MB/s | -- |
DDR-II SDRAM |
PC3200 (DDRII-400) | 200MHz | x2 | 64 |
8 | 3200MB/s | 6400MB/s | 12800MB/s |
PC4300 (DDRII-533) | 266MHz | x2 |
64 | 8 | 4266MB/s | 8533MB/s | 16466MB/s |
PC5400 (DDRII-667) | 333MHz | x2 |
64 | 8 | 5333MB/s | 10666MB/s | 21333MB/s |
PC6400 (DDRII-800) | 400MHz | x2 |
64 | 8 | 6400MB/s | 12800MB/s | 25600MB/s |
Rambus | PC600 | 266MHz |
x2 | 16 | 8 | 1066MB/s | 2133MB/s | -- |
PC600 | 300MHz | x2 | 16 | 8 |
1200MB/s | 2400MB/s | -- |
PC700 | 300MHz | x2 | 16 | 8 |
1200MB/s | 2400MB/s | -- |
PC700 | 356MHz | x2 | 16 | 8 |
1424MB/s | 2848MB/s | -- |
PC800 | 400MHz | x2 | 16 | 8 |
1600MB/s | 3200MB/s | -- |
Rambus Hastings | PC1066 | 533MHz |
x2 | 16 | 8 | --- | 4266MB/s | -- |
PC1200 | 600MHz | x2 | 16 | 8 | --- |
4800MB/s | --- |
32-bit-ные модули Rambus | PC4200 |
533MHz | x2 | 16 | 8 | --- | 4266MB/s | --- |
PC4800 | 600MHz | x2 | 16 | 8 | --- |
4800MB/s | --- |
64-bit-ные модули Rambus | PC8500 |
533MHz | x2 | 16 | 8 | --- | --- | 8533MB/s |
PC9600 | 600MHz | x2 | 16 | 8 |
--- | --- | 9600MB/s |

Вместо итогов обращаю Ваше внимание на ряд важных факторов:
- развитие оперативной памяти - бесконечный и быстрый процесс. Чтобы Вы не купили - оно уже морально устарело;
- если какая-то память предлагается по более дешевой цене, то вероятно, что и качество у нее более низкое. Копьютеры с установленной в них дешевой памятью могут часто "зависать", например при высокой температуре воздуха или большой влажности;
- при выборе материнской платы всегда смотрите тип поддерживаемой ее чипсетом оперативной памяти. Многие чипсеты по своей спецификации поддерживают как память SDRAM, так и память DDR SDRAM, и все зависит от того, какой именно тип памяти реализован. Встречаются даже платы с наличием двойных слотов (одновременно и для SDRAM и для DDR SDRAM-памяти), хотя использован может быть только один тип памяти;
- не покупайте память "Made in China";
- верхний объем памяти зависит еще и от операционной системы. Например Windows 95, 98, 98SE и Me не предназначены для работы с памятью объемом более 512 Мб;
Личное мнение... если Вы покупаете новый системный блок - покупайте DDR и частоту побольше. А если Вы модернизируетесь на P_IV (напр. с P_III) - оставьте свои Dimm-ы и ищите плату с чипсетом i845.
© Dmitry Belousov
http://www.orakul.spb.ru
ноябрь 2001г.-март 2003г.
[ оглавление | начало | назад в СБ | далее | глоссарий | обновить ]
|