vnější paměti
vnitřní paměti
registry
vybavovací doba (tj. čas přístupu k záznamu v paměti) = 10 ns...100 ms
rychlost toku dat (tj. počet přenesených bitů za sekundu)
kapacita paměti (tj. počet bitů, slabik, slov)
cena za bit
přístup
· přímý
· sekvenční
destruktivnost při čtení
energetická závislost a nezávislost
statika a dynamika
spolehlivost
· Definujeme v rozmezí teplot (např. 1 porucha za 5000 hodin, 1 chyba na 1013 bitů toku)
Parametry aplikované na typech pamětí:vnější paměti
vnitřní paměti
zápisníková paměť = sada registrů
řídící paměť - pro zaznamenání stavu programů
vyrovnávací paměť (též cache) - k vyrovnání rozdílů v toku dat
· mezi procesorem a pamětí
· mezi procesorem a V/V zařízením
· SRAMXE "SRAM" statické paměti. Buňky jsou vytvářeny tranzistorovýmí KO, a tedy čtením neztrácí informaci. Paměti jsou organizov8ny po bitech až po 32bitech . Jsou rychlé (12ns) a mají kapacitu až 512kb x 32=16Mb[3].
· DRAMXE "DRAM"- dynamické RAM . Buky jsou tvořeny kondenzátory a tedy přičtení ztrácí informaci. Potřebují pravidelné obnovování informací. U těchto pamětí se dosahuje větší hustota informace.
Operační paměť DRAM na 30 pinových SIMMXE "SIMM" modulech (max 4MB/modul) jsou nahrazovány 72 Pin moduly (od 4MB do 16MB) a DIMMXE "DIMM" (od 8MB do 128MB). SIMM moduly jsou 32bitové, DIMM většinou 64 nebo72 bitové. Značení 72 pinových SIMM modulů:
· x36 s plnou paritou
· x36PL s logickou paritou
· x32 bez parity
· x32EDO EDO RAMXE "EDO RAM"
Další technologie je vertical wafer integrationXE "vertical wafer integration". První produkty - paměť 128MB je očekávána na jaře 1995.
Paměti PCMCIA IXE "PCMCIA I" (flashXE "flash") jsou do 128MB.
Nová technologie DRAM: Extended Data OutXE "Extended Data Out" - EDO - rozšířený výstup dat - hyper-page modeXE "hyper-page mode" - hyperstránkový režim urychluje paměti až o 30% tím, že umožňuje, aby jeden cyklus začal dříve než skončí předešlý.
Osazení paměti více než 64MB vyžaduje podporu BIOSu.
Synchronní vyrovnávací paměť SDRAMXE "SDRAM" burstXE "burst" cacheXE "SDRAM burst cache" pracující v zřetězeném režimu. (Burst načítá obvykle 4 následující adresy naráz.) Data se vyměňují synchronně s externími hodinami, obvykle rychlostí sběrnice. Rychlost je až 200MHz, tj 10ns a méně. Vhodná pro sériový nebo sekvenční přenos. Dvoubankové SDRAM při výběru střídají banky a tak se díky interleavingXE "interleaving"u eliminují ztrátové časy
|
CLK
CKE ARRAY BANK
MODE REGISTER |
SDRAM zvětšuje šířku pásma, neboť všechny adresy, data a řízení je synchronizováno jedněma hodinami, a to také umožňuje eliminovat wait stavy.
Dvě banky umožňují plynulé zasílání dat přes pipelinedXE "pipelined" přístup k datům. Zatímco jedna bankaXE "banka" vysílá data, může se druhá refrešovat nebo dekódovat adresu. Tato paměť může také bufrovat výstup buď sekvenčními daty nebo interleaving-ovanými daty. BurstXE "Burst" režim může být naprogramován tak, že vybavuje stránku celou tj. 1 přenos na stránku, nebo na 2, 4, 8 přenosy. PipelingXE "Pipeling" systém umožňuje zadávat adresu sloupce každý takt hodin.
Označení SDRAM pro 100MHz sběrnice je PC100.
Rozdíly mezi DRAM a SDRAM
|
DRAM |
SDRAM |
|
nemá systémové hodiny |
běží mimo systémové hodiny |
|
řízení úrovní RAS |
řízení pulsy RAS |
|
jednobankové operace |
2 banky na chipu s interleavingXE "nterleaving"em |
|
1 přenos na sloupec (CAS) |
burst =1,2,4,8 přenosů na jednu stránku (CAS) |
|
do 64 (72) bitů |
až 128 (144) bitů |
|
prodleva u čtení není programovatelná |
Programovatelná prodleva u čtení (latency timeXE "latency time") |
Většina pamětí SD DRAM používá ECC
Enhanced DRAMXE "Enhanced DRAM" vznikla integrací 2 nebo 4kB CacheXE "Cache" (SRAM) a 4MB DRAM. Rychlost vybavení je15ns (SRAM) a 35ns (DRAM). EDRAMXE "EDRAM" - je výrobek firmy Ramtron.. Testy vykazují větší rychlosti této paměti než klasické vnější cache.
Obdobně SDRAM je Synchonnous Grafphic DRAM využívající též Cache.Operační paměť EDO RAMXE "EDO RAM", rychlá s dvojnásobnou rychlostí přístupu. Tato paměť je schopna současně vysílat data a nastavovat další adresu. Data jsou na výstupu připraveny, zatím co řadič paměti vyhledává nová data signálem CASXE "CAS". Data na sběrnici jsou platná po delší dobu. EDO RAM zvýší výkon počítače asi o 5%. Lze využít pouze pro čtení. Nelze je kombinovat se standardními moduly. Vyžadují podporu BIOSu, bez podpory nového BIOSu nemusí vůbec pracovat. Trvání 5-2-2-2 clocks.
Technologie FPM -Fast Page ModeXE "FPM -Fast Page Mode"
Jde o variantu původního "prostého" typu RAM, jejíž interní logika předpokládá, že další požadavek na čtení z konkrétního paměťového místa bude ležet hned v jeho sousedství, v tomže řádku paměťových buněk. Pokud SIMM ci DIMM nenese žádné další označení, jde o tento typ.
Parametry
Efektivní vybavovací doba je u FPM a EDO díky Refresh asi 1,8 násobně větší. Nejefektivnější je použití vyrovnávací paměti.
Jiná možnost zrychlení je nastavení Fast Page ModeXE "Page Mode", neboli stránkový režim. V rámci jedné stránky matice paměťového moduluje je totiž možné v krátkém sledu data přečíst bez refreshe. Page Mode je využíván zejména tam, kde se nemění vyšší část adresy, tj řádek. Paměť může číst jen zadáním sloupce, maximálně 3 další buňky za sebou (Clock 5-3-3-3). Řádky několika spojených modulů vytvářejí paměťovou stránku (page) která má 4kB.
PC
WORLD 3/95,ChipWeek 11/95, Chip 6/96
· přístupová doba v burst režimu je 1,7ns, (asi 20krát rychlejší paměť než DRAM)
· 800MB/s při 400MHz
· režimy napájení: active, nap, powerDown
· do 800MHz pak 1,6GB/s
· přenos dat je zahajován oběma hranami hodin
· 4, 8, 16, 32, 64, 128MB a jsou navzájem komatibilní
· 8 bitový bus pro komunikaci
· typické propojení 4 RDBUS, pak rychlost je 4x600=2,4GB/s
· 2k Cache
|
konektor 2x klíč konektor RIMM |
· není zapotřebí (drahé) L2 cache u motherboardu,
· moduly RIMMXE "RIMM"
|
memory contrller ,,,,
paměti RDRAM
Uspořádání DRAM Wide BUS – 64bitů 66MHz, 533MB/s. |
|
4 kanály (nebo 2 či 1 kanál) memory contrller
paměti RDRAM
Uspořádání DRAM Narrow BUS systém Pro dvoubajtové kanály :4 – 64 bitů, 6,4GB/s 2 - 32 bitů, 3,2GB/s 1 - 16bitů, 1,6 GB/s |
· Base RDRAM - 600MB/s
· Concurent RDRAM - 700
· Direct RDRAM - 1,6GB/s
Jádrem řešení je sběrnice spojující čipy obdobně jako u DSP. Sběrnice používá několik vf signálů k adresaci a řízení toku dat. Jeden kanál umožňuje přenos dat s rychlostí 1,6GB/s. Struktura RDRAM je modulární, U direkt RDRAM každý AIP pracuje na frekvenci 800MHz, což je na 2B sběrnici 1,6GB/s.XE "CDRAM" - cache DRAM od firmy Mitsubishi je obdobná paměť integrující 16kB cache SRAM a 4 nebo 16 MB DRAM. Je to synchronní paměť jejíž frekvence je dána frekvencí sběrnice, čímž vylučuje Wait stavy. Navržená frekvence je do 100MHz, což plně vyhovuje Pentiu.
- next generation DRAM licence RAMBUS pro Intel (1999?)
![]()
DRAM 256 bus DRAM
256 ![]()
16
640
640 bus
Pixel
![]() |
· napájení 3V
· high density DRAM
· napájení 3V
· non volatilní
· malý příkon
· 1017 R/W cyklů
· čtení 2krát rychlejší než flashXE "flash"
· 7krát rychlejší R/W cykl než flash
· Organizace 250k x 8 tj. 4Mbit
· automatický refresh, takže pracují jako SDRAM
· 2 datové porty :1 čtecí a jeden zápisový
· napájení 3,3V popř. 5V
· hodiny 41MHz
· přenos 62MB/s
· SSOPXE "SSOP" pouzdro
|
RSTW, WE, IE RSTR, OE, RE Řízení náhodné adresy bloku
WE
POINTERS Ouput RSTW Input RSTR shift IE shift reg RE reg Pole paměti SRCK
D0 - D11 IN buf
Arbitrážní logika
Auto refresh |
|
X |
|
PIN Význam PIN Význam 1 VCC 16 DQ4 2 /CAS výběr sloupce 17 A8 3 DQ0 data 18 A9 4 A0 adresa A0-A10 19 A10 5 A1 20 AQ5 6 DQ1 21 /WE Write Enable 7 A2 22 Gnd 8 A3 23 DQ6 9 Gnd 24 NC 10 DQ2 25 DQ7 11 A4 26 PQ Parita out 12 A5 27 /RAS Výběr řádku 13 DQ3 28 /PCAS Parita CAS 14 A6 29 PD Parita out 15 A7 30 VCC
|
| KAPACITA | 4 MB | 8MB | 16MB | 32MB |
| PD1 | GND | NC | GND | NC |
| PD2 | GND | NC | NC | GND |
| RYCHLOST | 60ns | 70ns | 80ns | 90ns |
| PD3 | NC | GND | NC | GND |
| PD4 | NC | GND | GND | NC |
|
PIN Význam PIN Význam 1 Gnd 37 DQ17 2 DQ0 38 DQ35 3 DQ18 39 Gnd 4 DQ1 40 /CAS0 LSB 5 DQ19 41 /CAS2 3 byte 6 DQ2 42 /CAS3 MSB 7 DQ20 43 /CAS1 2.byte 8 DQ3 44 /RAS0 LowWord 9 DQ21 45 NC 10 VCC 46 NC 11 NC 47 /WE Write Enable 12 A0 48 NC 13 A1 49 DQ9 14 A2 50 DQ27 15 A3 51 DQ10 16 A4 52 DQ28 17 A5 53 DQ11 18 A6 54 DQ29 19 A10 55 DQ12 20 DQ4 56 DQ30 21 DQ22 57 DQ13 22 DQ5 58 DQ31 23 DQ23 59 VCC 24 DQ6 60 DQ32 25 DQ24 61 DQ14 26 DQ7 62 DQ33 27 DQ25 63 DQ15 28 A7 64 DQ34 29 A11 65 DQ16 30 VCC 66 NC 31 A8 67 PD1 kapacita modulu 32 A9 68 PD2 kapacita modulu 33 NC 69 PD3 rychlost modulu 34 /RAS2 pro HiWord 70 PD4 rychlost modulu 35 DQ26 71 NC 36 DQ8 72 Gnd
|
|
RAS0
DQ18-26 DQ 27-35
|
· single sided - sestaveny se single modulů - 1, 4 , 16, 64MB nebo
· double-sided sestaveny s dvojic single modulů. Pak kapacita je dvojnásobná. Mají propojeny kontakty 33 a45.
EDO : do 32MB, FPM ECC do 64MB.· 4Bytové DRAM DIMM
· Small Outline DIMM - SODXE "SOD" SODIMMXE "SODIMM"
· od r. 1995 72pinové. 32 bitové
· 88pin, (36bit),
· od r. 1996 144pinovové 64 bit 64MB
· 8Bytové DIMM jedno a dvou bankové
· DRAM bufrované 168 pin (72bitů) 16 až 256MB (EDO, EDOFPM,ECC), 3,3V a 5V
· DRAM nebufrované 168 pin (64/72bitů) dtto
· SDRAMXE "SDRAM" bufferedXE "buffered" 200pin (72) 64MB
· SDRAM nebufrovanéXE "nebufrované" 168pin (64/72)16 až 256MB
· SDRAM bufrované 158pin (64/72) 16, 256MB
· SDRAM SO-DIMM 144pin (64bitů) 64MB
· 16 Bytové
· SDRAM DIMM 278pin (144bit) 64MB
¨Napájení· 3,3V (označení V)
· 5V
Odlišení je v pozici jednoho klíče - pro 3,3V je posunut o jednu rozteč vpravo. Druhý klíč (více vlevo) je pro rozlišení bufferované paměti a paměti bez bufferů. Bufferovaná má klíč o jednu rozteč více vlevo. Kontrola dat· paritou nebo
· ECC tzv. ECC Module
Refresh 4kcyklů/64ms SDRAM mají f = 200MHz, očekává se 400MHz Trend: v roce 1999 bude 60% 200 a 168pinových SDRAM DIMM bufffered 15% 144pin SDRAM SO-DIMM unbuffered 15% 168pin 8Byte DIMM FPM, EDO 64/72 10% 144pin 8Byte DIMM FPM, EDO (Unbuffered) Osazení čipy· GSI - giga scale integration pro 4Gb DRAM čipy (NEC 1997)
· typ - např HYB, který značí DRAM (podle Siemens)
· napájecí napětí 39 -3,9V
· provedení S - SDRAM
· uspořádání modulů 1680 - 16MB po 8mi modulech na každé straně
· JEDEC označení 0 - SDRAM
· fyzické provedení
· - číslo udávající přístupovou dobu v ns
· na dalším řádku CAS Latence - zpoždění taktů např CAS 2 nebo CAS 3
· výrobce a rok a týden výroby
založené na proteinových molekulách, které mění svůj tvar, pokud jsou vystaveny světlu. Absorbcí zeleného světla se mění struktura molekuly přesunem protonu. Pak pomocí přesně zaměřeného červeného světla, detektor zachytí světlé a tmavé vzorky indikující stav 1 a 0. Tato paměť je vyvíjena od r. 1970 a předpokládá se, že první vzorky o velikosti 24GB se objeví v roce 2003. Tyto paměti jsou rychlé (rychlost mezi RAM a vysokorychlostními pevnými disky). Zápis do paměti je jednoduchý, ale čtení je obtížné. Lze tak sestavit 3-D paměti. Otázkou dnes je ještě jejich životaschopnost.
· High - default nastaveno řízení paměti HMB
· XMS
XMS je vždy alokována celá, pokud není připojena EISA sběrnice. Pak alokuje jen 16MB. parametry: /A20control:on|offOvládání linky A20 umožňuje přístup do HMB. Default: on.
Při OFF řídí linku pouze pokud je vypnuta.
/EISAPoužívá se pro alokaci celé paměti počítače se sběrnicí EISA. Jinak alokováno jen 16MB.
/numhandels = čísloUrčuje počet současně alokovaných bloků v XMS. Default je 32. Zvětšovat pouze, když si to aplikace výslovně vyžaduje.
/TESTMEM:on|offZapnutí a vypnutí dynamického testu paměti. Vhodné zapnout.
/VERBOSEzapíná výpisy o stavu a chybová hlášení. Vhodné.
· emulaci EMS z paměti XMS,
· zpřístupnění UMB (není default zapnuté) a
· poskytování služeb VCPI.
Vyžaduje zavedený ovladač HIMEM. Lze používat i během práce počítače. Zpomaluje rychlost počítače.· Systém nechá program využívat 1. MB paměti. Systém sem nechá nahrávat jak programy tak i se snaží nahrát do prostoru s nejnižší adresou knihovny DLL.
·
· Systém zaznamenává množství informací a vlastním uživatelském rozhraní. Windows pak nemají dostatek prostoru v rezervovaných oblastech paměti typu heapXE "heap" pro všechny aplikace
· Windows někdy úplně vyčerpají paměť
Windows využívají 7 oblastí paměti heap adresovaných 16ti bitovým ukazatelem (po 64kB). Pokud je systémové paměti nedostatek, systém může být nestabilní (špatně zobrazuje písmo až kolaps). Část konvenční paměti je pro každou aplikaci nezbytná, aby se vůbec mohla spustit. Manažér paměti se proto snaží nahrávat co nejvíce (zejména rezidenty) do Horní paměti, nepotřebné informace a neběžící aplikace zkomprimovat a swapovat na disk a zbytek prostoru komprimovat. Správci ale snižují výkon počítače. Vhodné pro Windows 3.x jsou: Hurricane 2.0, Magna RAM, QEMM8XE "QEMM8", Max8,Doubler1.03.· EMS
· XMS
· DPMI (nutné doinstalovat ovladač)
· několikanásobným bootováním vylepšit konfiguraci
· ruční úpravy nastavení
Podporuje· DoubleSpace,
· DriveSpace,
· StackerXE "Stacker".
· vícenásobnu konfiguraci v souborech CONFIG.SYS a AUTOEXEC.BAT .
K tomuto programu náleží i program ManifestXE "Manifest", který zobrazuje detailní informace o paměti, IRQ, velikosti HD, systémových souborech, PCMCIA a Windows. QEMMXE "QEMM" rozpozná předcházející instalaci jiných manažérů paměti. QEMM má zainstalovaný program QuickBootXE "QuickBoot", kte rý pracuje jen při teplém startu. Ruší se dvojím stiskem trojkombinace. S QEMM můžeme maximálně dosáhnout 634kB volné paměti. QEMM obsahuje 32bitový paměťový manažér. Verze 8,0 potřebuje na disku 4,5MB, Intel 386 a vyšší, 1,25MB RAM, pro grafické systémy (Windows) 4MB RAM. U Win95 se nastavují parametry jen u jeho modulu MagmaRAM, u ostatních systémů též FreeMeg a Resourse Manager. QEMM nastavuje config.sys, autoexec.bat a komprimuje RAM, aby ušetřil místo a zrychlil swapování.