Вибір комп’ютера, Оперативна пам’ять
Що таке SDRAM?
Синхронна оперативна пам'ять (SDRAM) - це перша технологія оперативної пам'яті з випадковим доступом (DRAM), розроблена для синхронізації роботи пам'яті з тактами роботи центрального процесора із зовнішньою шиною даних. SDRAM заснована на основі стандартної DRAM і працює майже так само, як стандартна DRAM, але вона має кілька відмінних характеристик, які і роблять її більш прогресивною:
Синхронна робота SDRAM на відміну від стандартної та асинхронної DRAMs, має таймер введення даних, таким чином системний таймер, який крок за кроком контролює діяльність мікропроцесора, може також керувати роботою SDRAM. Це означає, що контролер пам'яті знає точний цикл таймера, на якому запитані дані будуть оброблені. В результаті, це звільняє процесор від необхідності перебуває в стані очікування між моментами доступу до пам'яті.
Загальні властивості SDRAM
- Синхронізована за тактами з CPU
- Заснована на стандартній DRAM, але значно швидше – аж до 4 разів
- Специфічні властивості: синхронне функціонування, чергування банків осередків, можливість роботи в пакетно-конвеєрному режимі
- Основний претендент для використання як основна пам'ять у персональних комп'ютерах наступного покоління
Тепер про фразу, що SDRAM швидша пам'ять. Навіть при тому, що SDRAM заснована на стандартній DRAM архітектурі, комбінація зазначених вище трьох характеристик дозволяє отримати більш швидкий і ефективний процес передачі даних. SDRAM вже може передавати дані зі швидкістю аж до 100MHz, що майже вчетверо швидше за роботу стандартної DRAM. Це сіавіт SDRAM в один ряд з більш дорогою SRAM (статична ОЗУ), що використовуєтьсяяк зовнішній кеш-пам'яті.
Чому саме SDRAM?
Оскільки оперативна пам'ять комп'ютера зберігає в собі інформацію, яка потрібна CPU для функціонування, час проходження даних між CPU та пам'яттю є критичним. Більш швидкий процесор може збільшити продуктивність системи тільки, якщо він не потрапляє в стан циклу "поспішайте і почекай", в той час, як решта системи бореться за те, щоб залишатися в цьому стані. На жаль, відколи Intel представила п'ятнадцять років тому свій процесор x286, звичайні мікросхеми пам'яті більше не в змозі йти в ногу з надзвичайно збільшеною продуктивністю процесорів.
Стандартна, асинхронна DRAM працює без управління введення таймером, який не був потрібний передачі даних аж до другого десятиліття розвитку мікропроцесорів. Починаючи з цього моменту, в системах з більш швидкими процесорами, які використовують стандартну DRAM необхідно примусово встановлювати стан очікування (тимчасові затримки), щоб уникнути переповнення пам'яті. в режим прийому команд. З цієї причини, нові технології пам'яті впроваджуються не тільки з метою збільшення швидкості обміну, але також і з метою скорочення циклу пошуку та вибірки даних. Перед тим, як виникли вимоги, виробниками мікросхем пам'яті були представлені серії нововведень, що включають пам'ять сторінкового режиму, статичного стовпця, пам'ять, що чергується, і FPM DRAM (швидкосторінкового режиму). Коли швидкості процесорів зросли до частот 100MHz і вище, розробники систем запропонували використання невеликий високошвидкісний зовнішній кеш SRAM (кеш другого рівня), і навіть новушвидкодіючу пам'ять тіа EDO (розширений доступ до даних) та BEDO (пакетно-розширений доступ). FPM DRAM І EDO DRAM найбільш часто використовується пам'яті в сучасних PC, але їх асинхронна електрична схема не призначена для швидкостей більше 66MHz (максимум для BEDO). На жаль, цей фактор обмежує сьогоднішні системи, на основі процесорів типу Pentium з тактовою частотою більше 133MHz, частотою по шині пам'яті завбільшки 66MHz.
Як працює SDRAM?
SDRAM проводиться на основі стандартної DRAM і працює також як стандартна DRAM - здійснюючи доступ з рядків і колонок осередків даних. Тільки SDRAM поєднує свої специфічні властивості синхронного функціонування банків осередків і пакетної роботи, для ефективного усунення станів затримок-очікування. Коли процесору необхідно отримати дані з оперативної пам'яті, він може отримати їх у потрібний момент. Таким чином, фактичний час обробки даних безпосередньо не змінився, на відміну від збільшення ефективності вибірки та передачі даних. Для того, щоб зрозуміти як SDRAM прискорює процес вибірки та пошуку даних у пам'яті, уявіть собі, що центральний процесор має посильного, який возить візок по будівлі оперативної пам'яті, і щоразу йому потрібно кидати чи підбирати інформацію. У будівлі оперативної пам'яті клерк, який відповідає за пересилання/отримання інформації, зазвичай витрачає близько 60ns, щоб обробити запит. Посланець знає тільки, скільки часу потрібно, щоб обробити запит, після того, як він отриманий. Але він не знає, чи буде готовий клерк, коли він приїде до нього, так що зазвичай він відводить трохи часу на випадок помилки. Він чекає, доки клерк не буде готовий отримати запит. Потім він очікує звичайний час, потрібний для обробки запиту. А потім вінзатримується, щоб перевірити, що дані завантажені в його візок, перш ніж відвезти візок з даними назад центральному процесору. Припустимо, з іншого боку, що кожні 10 наносекунд клерк, що пересилає, в будівлі оперативної пам'яті повинні бути зовні і готовим отримати інший запит або відповісти на запит, який був отриманий раніше. Це робить процес більш ефективним, оскільки посильний може прибути саме у потрібний час. Обробка запиту починається в момент його одержання. Інформація надсилається в CPU, коли вона готова.
Які переваги у продуктивності?
| Специфікація* | -5, -6, -7 | -5, -6, -7 | -5, -6, -7 | -10, -12, -15 |
| Час доступу (ns) | 50, 60, 70 | 50, 60, 70 | 52, 60, 70 | 50, 60, 70 |
| Час циклу (ns) | 30, 35, 40 | 20, 25, 30 | 15, 16.6, 20 | 10, 12, 15 |
| Max швидкість (MHz) | 33, 28, 25 | 50, 40, 33 | 66, 60, 50 | 100, 80, 66 |
| * Джерело: EDN, 4 Jan 1996 [ специфікація для DRAM вказує час доступу (ns x10) ] [ специфікація для SDRAMs вказує час циклу (ns) ] |
Яке місце SDRAM серед майбутньої пам'яті PC?
В даний час FPM DRAM і EDO DRAM становлять більшість основного потоку пам'яті PC, але очікується, що SDRAM швидко стане основною альтернативою стандартної DRAM. Модернізація з FPM пам'яті EDO (плюс L2-кеш) збільшує продуктивність на 50%, а модернізуючи з EDO до BEDO або SDRAM забезпечує додатковий приріст продуктивності ще на 50%. Все-таки, багато постачальників готових систем бачать BEDO лише якпроміжний етап між EDO та SDRAM через властиві BEDO обмеження за швидкістю. SDRAM, на яку вони очікують буде основною пам'яттю при виборі.
Поточні потреби виходять від додатків з інтенсивною графікою і потребують великих обчислень, таких як малтімедіа, сервери, digital set-top boxex (системи для домашнього використання, що поєднують телевізор, музичний центр, веб-броузер і т.д.), комутатори ATM, та інше мережеве та комунікаційне обладнання, що вимагають високої пропускної спроможності та швидкостей передачі даних. У недалекому майбутньому промислові експерти прогнозують, що SDRAM стане новим стандартом пам'яті в персональних комп'ютерах.
Наступний крок у розвитку SDRAM вже зроблено, це DDR SDRAM або SDRAM II
І зробила цей крок компанія Samsung, відома як найбільший виробник чипів пам'яті з маркуванням SEC. Офіційно про випуск нової пам'яті буде оголошено найближчим часом, але вже відомо деякі подробиці. Ім'я нової пам'яті "Double Data Rate SDRAM" чи просто "SDRAM II". Сіль у тому, що нова синхронна пам'ять може передавати дані по висхідному та падаючому рівню сигналу шини, що дозволяє збільшити пропускну здатність до 1.6 Гб/сек при частоті шини в 100MHz. Це дозволить збільшити вдвічі пропускну здатність пам'яті порівняно з наявною SDRAM. Заявлено, що новий чіпсет VIA VP3 забезпечуватиме можливість використання нової пам'яті у системах.
Будьте обережні при виборі SDRAM для використання в системах на основі чіпсету i440LX
Як показала практика, материнські плати, зроблені на основі останнього чіпсету i440LX дуже чутливо ставляться до типу пам'яті SDRAM. Це з тим, що нова специфікація Intel SPD для SDRAM, визначає додатковівимоги до змісту спеціальної інформації про модулі DIMM, що використовується, яка повинна знаходитися в маленькому за обсягами і розмірами елементі електронно-програмованої пам'яті EPROM, що знаходиться на самому модулі пам'яті. Однак це не означає, що будь-який модуль SDRAM, що має на собі EPROM, відповідає специфікації SPD, але зокрема, це означає, що модуль без EPROM цієї специфікації точно не відповідає. Деякі плати на базі набору i440LX вимагають для роботи тільки такі спеціальні модулі, проте більшість існуючих чудово функціонують і зі звичайними SDRAM. Даний крок Intel, за введенням стандарту на модулі синхронної пам'яті, пов'язаний, перш за все, із прагненням забезпечити надійну роботу та сумісність пам'яті з майбутнім чіпсетом i440BX, який вже підтримуватиме шинну частоту в 100MHz.