Сучасна системна пам ять

РЕФЕРАТ

НА ТЕМУ:

Огляд сучасної системної пам'яті

Введення

До 2000 року в світ персональних комп'ютерів ввійшло багато нових архітектур високошвидкісної пам'яті. З кінця 1997 року по початок 1998 основна пам'ять PC здійснює еволюцію від EDO RAM до SDRAM - синхронну пам'ять, що, як очікується буде домінувати на ринку з кінця 1997 року. Графічні і мультимедійні системи в який сьогодні застосовується RDRAM перейде під кінець року на Concurent (конкурентну) RDRAM. Отже, у період між 1997 і 2000 роком розвивалися п'ять основних технологій:

• SDRAM II (DDR);
• SLDRAM (SyncLink);
• RAMBus (RDRAM);
• Concurent RAMBus;
• Direct RAMBus.

Графік, приведений нижче, приблизно демонструє час появи і застосування майбутніх технологій пам'яті.

Украй складно пророчити, на чому зупиниться прогрес. Усі десять найбільших виробників пам'яті, такі як Samsung, Toshiba і Hitachi, що розробляють Direct RDRAM, також продовжують розвивати агресивну політику, спрямовану на розвиток альтернативних технологій пам'яті наступних поколінь, таких як DDR і SLDRAM. У зв'язку з цим утворилося зацікавлене об'єднання конкурентів. Проте, незважаючи на деяку невідомість, спробуємо дати загальний огляд і пояснення того, що і де буде застосовуватися найближчим часом.

У першій частині матеріалу описуються причини, що змушують переходити до нових технологій пам'яті. В другій частині статті приводиться опис шести основних технологій, їхньої подібності і розходження.

Необхідність збільшення продуктивності системи пам'яті.

Швидкий розвиток апаратних засобів і програмного забезпечення привело до того, що питання ефективності встає на перше місце. Фактично, кілька років назад, Гордон Мур, президент корпорації Intel, пророчив, що потужність центрального процесора в персональному комп'ютері буде подвоюватися кожні 18 місяців (Закон Мура). Мур виявився правий. З 1980 року до дійсного моменту тактова частота процесора Intel, встановленого в персональному комп'ютері виросла в 60 разів (з 5 до 300MHz). Однак, за те ж час, частота, на якій працює системна пам'ять зі сторінковою організацією (FPM), виросла усього в п'ять разів. Навіть застосування EDO RAM і SDRAM збільшило продуктивність системи пам'яті усього в десять разів. Таким чином, між продуктивністю пам'яті і процесора утворився розрив. У той час як процесори удосконалювалися в архітектурі, виробництво пам'яті перетерплювало лише технологічні зміни. Ємність однієї мікросхеми DRAM збільшилася з 1Мбит до 64Мбит. Це дозволило нарощувати обсяг застосовуваної в комп'ютерах пам'яті, але зміни технології в плані збільшення продуктивності DRAM не відбулося. Коротше кажучи, швидкість передачі не збільшилася слідом за обсягом.

Що стосується потреб, то в наслідку застосування нового програмного забезпечення і засобів мультимедіа, потреба у швидкодіючій пам'яті наростала. Зі збільшенням частоти процесора, і додатковим використанням засобів мультимедіа новим програмним забезпеченням, не далекий той день, коли для нормальної роботи PC будуть необхідні гігабайти пам'яті. На цей процес також повинне уплинути впровадження і розвиток сучасних операційних систем, наприклад Windows NT.

Щоб перебороти виниклий розрив, виробники апаратних засобів використовували різні методи. SRAM (Static RAM) застосовувався в кеші для збільшення швидкості виконання деяких програм обробки даних. Однак для мультимедіа і графіки його явно недостатньо. Крім того, розширилася шина, по якій здійснюється обмін даними між процесором і DRAM. Однак тепер ці методи не справляються з наростаючими потребами у швидкості. Тепер на перше місце виходить необхідність синхронізації процесора з пам'яттю, однак, існуюча технологія не дозволяє здійснити цей процес.

Отже, виникає необхідність у нових технологіях пам'яті, що зможуть перебороти виниклий розрив. Крім SDRAM, це DDR, SLDRAM, RDRAM, Concurrent RDRAM, і Direct RDRAM.

Шість технологій пам'яті майбутнього. Визначення

SDRAM

Synchronous (синхронна) DRAM синхронізована із системним таймером, що керує центральним процесором. Годинник, що керують мікропроцесором, також керують роботою SDRAM, зменшуючи тимчасові затримки в процесі циклів чекання і прискорюючи пошук даних. Ця синхронізація дозволяє також контролеру пам'яті точно знати час готовності даних. Таким чином, швидкість доступу збільшується завдяки тому, що дані доступні під час кожного такту таймера, у той час як у EDO RAM дані бувають доступні один раз за два такти, а в FPM - один раз за три такти. Технологія SDRAM дозволяє використовувати множинні банки пам'яті, що функціонують одночасно, додатково до адресації цілими блоками. SDRAM уже знайшла широке застосування в діючих системах.

SDRAM II (DDR)

Synchronous DRAM II, чи DDR (Double Data Rate - подвоєна швидкість передачі даних) - наступне покоління існуючої SDRAM. DDR заснована на тих же самих принципах, що і SDRAM, однак включає деякі удосконалення, що дозволяють ще збільшити швидкодію. Основні відмінності від стандартного SDRAM: по-перше використовується більш "продвинута" синхронізація, відсутня в SDRAM; а по-друге DDR використовує DLL (delay-locked loop - цикл із фіксованою затримкою) для видачі сигналу DataStrobe, що означає приступність даних на вихідних контактах. Використовуючи один сигнал DataStrobe на кожні 16 виводів, контро