PamiÄ™ci DRAM - dziaÅ‚anie, rodzaje, rÃ³Å¼nice.pdf - PORADY KOMPUTEROWE - krejzula223

TECHNOLOGIE

Pamięci DRAM – działanie, rodzaje, różnice

CD 7/2007

Grupa: UZUPEŁNIENIA

Archiwalny artykuł „Podkręcanie

pamięci RAM”, PC Format 6/2007

Szybciej, coraz szybciej

Od pamięci RAM – podobnie jak od procesora – w znacznym stopniu zależy komfort

pracy z komputerem. Im jest jej więcej i im jest nowsza, tym więcej danych potrai

przesłać do procesora lub innych podzespołów w tym samym czasie. Układy

kolejnych generacji, czyli DDR, DDR 2 i DDR 3, nie są jednak ze sobą zgodne.

to jednak jej wadą, lecz świadomie

wprowadzoną cechą.

Pamięć RAM występuje w wer-

sjach: DRAM (Dynamic RAM)

i SRAM (Static RAM). SRAM wy-

korzystywane są niemal wyłącznie

jako pamięć podręczna we współ-

czesnych procesorach. Montowane

w komputerze pamięci DDR, DDR2

i DDR3 to układy typu DRAM.

Działanie pamięci DRAM

Pojedyncza komórka pamięci DRAM

składa się z tranzystora i konden-

satora Zgromadzony na kondensa-

torze ładunek odpowiada logicznej

jedynce. Brak ładunku to logiczne

zero. Ładowaniem i rozładowywa-

niem kondensatora steruje tranzy-

stor. Normalnie, po włączeniu zasi-

lania komputera, tranzystor znajduje

się w stanie zaporowym i przytrzy-

muje zgromadzony na kondensato-

rze ładunek elektryczny. W trakcie

odczytu zawartości pamięci tranzy-

stor jest przełączany w stan prze-

wodzenia. Jeżeli na kondensatorze

znajdował się ładunek elektryczny,

traia on do detektora – układu wbu-

dowanego w kość pamięci. Wykryty

przez detektor impuls prądowy jest

interpretowany jako jedynka, brak

impulsu odpowiada zeru.

Ponieważ zgromadzony ładunek

spłynął do detektora, informację

przechowywaną w komórce trze-

ba zapisać ponownie. Wystarczy

przyłożyć do tranzystora napięcie

odpowiadające wpisaniu zera (prze-

Pamięć RAM 2 108>03 (Random

Access Memory – pamięć o dostę-

pie swobodnym) jest wykorzysty-

wana zarówno w komputerze, jak

i jego podzespołach, np. na karcie

graicznej czy dźwiękowej. Służy

do przechowywania niezbędnych

w danym momencie informacji, po-

trzebnych do poprawnego działania

urządzenia.

W pamięci RAM komputera, na-

zywanej też pamięcią operacyjną,

umieszcza się uruchomione progra-

my, przetwarzane przez nie dane, po-

średnie i końcowe wyniki obliczeń.

Po dane te sięga procesor – w pod-

stawowym trybie pracy komputera

to z nim wyłącznie komunikuje się

pamięć RAM za pośrednictwem ma-

gistrali systemowej FSB 2 108>04 .

Zawartość pamięci RAM bardzo czę-

sto się zmienia. Można ją w każdej

chwili szybko odtworzyć i nie trzeba

jej zapamiętywać na stałe. Z jednym

wyjątkiem – końcowe efekty pracy

programów zapisuje się np. na dys-

ku twardym. W praktyce oznacza

to, że zawartość pamięci RAM jest

tracona bezpowrotnie w chwili wyłą-

czenia napięcia zasilającego. Nie jest

Proces zapisu i odczytu informacji w pamięciach DRAM

Każda komórka pamięci dynamicznej

DRAM składa się z kondensatora i tranzy-

stora. Ładunek na kondensatorze oznacza

jedynkę, a jego brak – zero. Za ładowanie

i rozładowanie kondensatora odpowiada

tranzystor sterowany przez kontroler pa-

mięci na płycie głównej. Kontroler ten

wskazuje adres komórki (numer jej rzędu

i kolumny), której zawartość ma być od-

czytana (lub w której ma być zapisana

informacja). Gdy dana komórka zostanie

zaadresowana, jej tranzystor przełączy się

ze stanu zaporowego do stanu przewodze-

nia. Jeżeli w kondensatorze zgromadzony

był ładunek, spłynie on do detektora

i zostanie zinterpretowany jako jedynka.

Gdy na kondensatorze nie ma ładunku,

detektor niczego nie wykryje, co będzie

oznaczać logiczne zero.

106

PC Format 8/2007

SOFTWARE

Pami ci DRAM – działanie, rodzaje, ró nice

TECHNOLOGIE

łączyć go w stan zaporowy) i ewen-

tualnie przesłać dodatkowy impuls

prądowy (odpowiadać on będzie

jedynce), który ponownie naładuje

kondensator.

Tysiące komórek pamięci (np. po-

nad 134 miliony dla pamięci 128

MB) tworzą jeden półprzewodni-

kowy układ pamięci RAM. Dopie-

ro osiem takich układów przyluto-

wanych na jednej płytce drukowa-

nej tworzy jeden moduł pamięci

– DIMM (Dual In-Line Memory Mo-

dule) – taki, jaki kupuje się w sklepie

i montuje w komputerze.

Aby zmieścić jak największą licz-

bę komórek pamięci w niewielkim

kawałku krzemu, trzeba zmniejszyć

rozmiary i tranzystora, i kondensa-

tora. Mikroskopijne kondensatory

nie trzymają jednak ładunku tak

dobrze, jak duże. Ładunek dość

szybko z nich znika i trzeba je na-

ładować ponownie. Słowo „dynamic”

w nazwie pamięci oznacza właśnie

potrzebę ciągłego, dynamicznego

odświeżania zawartości komórek

pamięci, czyli ponownego ich łado-

wania. Następuje ono w wyniku po-

dania przez kontroler pamięci RAM

specjalnego sygnału odświeżającego.

Kontroler ten znajduje się na płycie

głównej lub – w przypadku platfor-

my AMD z Athlonem 64 – w pro-

cesorze. Ale kości pamięci mają też

własne kontrolery wewnętrznej ma-

gistrali adresowej, współpracujące

z kontrolerem na płycie głównej.

Rodzaje opó nie

Komórki pamięci – ułożone w rzędy

i kolumny – otrzymują od kontrole-

ra pamięci szereg sygnałów steru-

jących. Sygnał RAS (Row Address

Strobe) otwiera do odczytu lub zapi-

su dany rząd komórek pamięci. Na-

stępnie podawany jest sygnał CAS

(Column Address Strobe) określa-

jący kolumnę. Przecięcie się rzędu

i kolumny jednoznacznie określa

komórkę pamięci, z której będą od-

czytywane dane lub w której będą

zapisywane informacje. Opóźnienie

między podaniem przez kontroler

sygnału RAS i CAS jest wyrażane

w cyklach zegara taktującego (ze-

wnętrznego zegara płyty głównej).

Parametr ten – nazywany RAS to

CAS Delay (oznaczany tRCD) – za-

leży od modelu modułu pamięci. Im

tRCD jest mniejszy, tym zainstalo-

wana w komputerze pamięć szybsza.

Przesyłanie danych w pamięciach SDRAM

Kolejne wersje synchronicznych pamięci

SDRAM różnią się szybkością pracy

interfejsu wejścia/wyjścia (I/O). Za

każdym razem w jednym cyklu zegara

na wyjściu pojawia się 2 razy więcej

danych, bo wewnątrz modułów pamięci

dodawane są kolejne kontrolery z wy-

dzielonymi potokami danych.

W nowoczesnych modułach wynosi

on zwykle 2 albo 3, co oznacza dwa

lub trzy stracone cykle zegarowe

do czasu, aż pamięć będzie mogła

zacząć przesyłać dane.

Istotnym opóźnienien (z angiel-

skiego timing) jest też CAS Laten-

cy (CL lub tCL). Określa on liczbę

taktów zegara, które upłyną od po-

dania impulsu CAS do otrzymania

na detektorze zawartości komórki

pamięci. Wynosi on od 2 do 4 cykli

zegara. Dopuszczalne są też połów-

kowe wartości tCL, które dla wielu

modułów wynoszą np. 2,5.

RAS Precharge (oznaczany też

jako Row Precharge lub tRP) to licz-

ba cykli zegara, która musi upłynąć,

zanim będzie można podać nowy

adres wiersza RAS. W praktyce jest

to czas potrzebny do przywróce-

nia w kondensatorach, należących

do komórek pamięci otworzonego

uprzednio wiersza, początkowej

wartości ładunku elektrycznego.

Często podawanym timingiem jest

też RAS Cycle Time (tRAS). Wyra-

ża on opóźnienie w sytuacji, gdy

dwa różne wiersze w układzie są

adresowane jeden za drugim (nie

jest to czas tRP).

W opisie modułów pamięci timin-

gi podawane są np. w postaci 2,5-

-3-3-11. Są to kolejno wartości tCL-

tRCD-tRP-tRAS. Wartości timingów

można samodzielnie modyﬁ kować

za pomocą BIOS-u płyty głównej.

Ich zmniejszenie sprawi, że pamięć

w komputerze będzie działała szyb-

ciej. Jednak zbyt małe wartości ti-

mingów sprawią, że moduły RAM

będą pracowały niestabilnie (więcej

w artykule „Podkręcanie pamięci

RAM” zamieszczonym na CD).

Droga do DDR3

Pierwsze pamięci DRAM były asyn-

chroniczne – nie były taktowane ze-

wnętrznym zegarem, a dane na ich

wyjściu pojawiały się po określo-

nym czasie, wynikającym wyłącznie

z konstrukcji układu. Gdy częstotli-

wość magistrali FSB, po której płyną

dane między pamięcią a procesorem,

była niedopasowana do szybkości

pracy modułów pamięci, procesor

 Gniazda pamięci oznaczone różnymi kolorami, np. tak jak tutaj czerwonym i żół-

tym, sugerują, że pamięć może pracować w trybie Dual Channel. Moduły instalowane

parami trzeba zazwyczaj umieszczać w gniazdach tego samego koloru.

Rodzaje synchronicznych pamięci DRAM – cechy charakterystyczne i zastosowanie

SDRAM

DDR

Pierwsza synchroniczna pamięć DRAM

w postaci 168-pinowego modułu.

Układy SDRAM pracują z czterema

częstotliwościami z przepustowością

533/800/1067/1133 MB/s. Stosowane

w komputerach z Pentium II, III, Celeron,

Athlon dla Slot A i Socket A. Obecnie do

kupienia tylko na rynku wtórnym.

Ma postać 184-pinowych układów.

Standardowo oferowane częstotliwo-

ści taktowania to 100/133/166/200

MHz, a przepustowości odpowiednio

1600/2133/2700/3200 MB/s. Stosowa-

ny w komputerach z procesorami Athlon,

ale też Pentium III i Pentium 4. Dostępne

układy 256 MB, 512 MB i 1 GB.

DDR2

DDR3

240-pinowe DDR2 są na rynku od koń-

cua 2004 r. Ich częstotliwości taktowa-

nia: 200/266/333/400/533 MHz, a

przepustowość od 3200 GB/s do 8500

GB/s. Współpracują z Pentium 4 (gniaz-

do LGA 775) i Athlonami 64 (gniazdo

AM2). Dostępne moduły: 256 MB, 512

MB, 1 GB, 2 GB.

Pamięci DDR3 to moduły 240-pinowe

z nacięciem w innym miejscu niż DDR2.

Mogą być taktowane z częstotliowścią od

800 do 1600 MHz (w przyszłości więk-

szą) z przepustowością od 6,4 do 12,7

GB/s. Będą współpracować z płytami do

Core 2 Duo, a w przyszłości z Athlonami

z jądrem Deerhound i Greyhound.



PC Format 8/2007

107

TECHNOLOGIE

Pami ci DRAM – działanie, rodzaje, ró nice

Standardowe pami ci DDR, DDR2 i DDR3 – przykłady

Orientacyjna cena

modułu pamięci

512 MB

DDR 333 PC-2700 333 MHz 2700 MB/s 100 zł

DDR 400 PC-3200 400 MHz 3200 MB/s 90 zł

DDR2 533 PC2-4300 533 MHz 4300 MB/s 38 zł

DDR2 667 PC2-5300 667 MHz 5300 MB/s 60 zł

DDR2 800 PC2-6400 800 MHz 6400 MB/s 70 zł

DDR3 800 PC3-6400 800 MHz 6400 MB/s jeszcze niedostępne

DDR3 1066 PC3-8500 1066 MHz 8500 MB/s 344 zł

DDR3 1333 PC3-10600 1333 MHz 10600 MB/s 650 zł

DDR3 1600 PC3-12700 1600 MHz 12700 MB/s jeszcze niedostępne

Oznaczenie

modułów

pamięci

Efektywna

częstotliwość

taktowania

Przepustowość

pamięci

musiał dodatkowo czekać na zsyn-

chronizowanie się zegarów RAM-u

i magistrali FSB, tak aby możliwe

było przesłanie informacji. Pamię-

ci asynchroniczne były stosowane

w komputerach z serii 486 oraz

pierwszych pecetach z Pentium.

Wraz ze wzrostem częstotliwo-

ści taktowania szyny FSB asynchro-

niczne typy pamięci stały się zbyt

wolne. Pojawiły się wówczas ukła-

dy SDRAM (Synchronous Dynamic

Random Access Memory), które do

swojego działania wykorzystywały

zegar systemowy. Dzięki zsynchro-

nizowanemu przesyłaniu danych

między pamięcią a procesorem

przepustowość pamięci znacząco

się zwiększyła. Pamięci SDRAM wy-

korzystywano w pecetach z proceso-

rami Pentium II, III, Celeron, Athlon

dla Slot A oraz Socket A.

Kolejna generacja pamięci

DRAM to DDR SDRAM (Double

Data Rate SDRAM). Różnią się one

od poprzedników tym, że wszyst-

kie dane i sygnały sterujące mogą

być przesyłane dwa razy podczas

jednego cyklu. Dzięki temu moduł

o rzeczywistej częstotliwości tak-

towania, np. 200 MHz, zachowuje

się tak, jakby był taktowany często-

tliwością 400 MHz. Zrealizowano

to w ten sposób, że w pamięciach

Aby uzyskać optymalną wydajność RAM, można zmienić w BIOS-ie wartości opóźnień,

zwłaszcza tCL – czas od podania adresu kolumny komórki do otrzymania informacji

z tej komórki, tRCD – opóźnienie między podaniem numeru rzędu i kolumny, tRP

– czas, który musi upłynąć do podania adresu nowego wiersza, tRAS – opóźnienie

między wskazaniem numeru rzędu przy adresowaniu kolejnych rzędów.

DDR dodano drugi kontroler we-

wnętrzny z oddzielnym potokiem

przesyłania danych. Kontroler ten

wskazuje i pobiera dane z innych

komórek pamięci niż pierwszy kon-

troler. Oba kontrolery działają jed-

nocześnie, ale naprzemiennie, tzn.

jeden nadaje, a drugi w tym czasie

odbiera sygnał.

W pamięciach DDR2 dodane

zostały kolejne dwa kontrolery we-

wnętrznej magistrali adresowej (są

łącznie cztery), dzięki czemu w jed-

nym takcie zegara na wyjściu pamięci

pojawia się czterokrotnie więcej da-

nych niż w pamięci SDRAM. W taki

sam sposób zwiększono przepusto-

wość najnowszych typów pamięci

DDR3. Mają one osiem kontrolerów

wewnętrznej magistrali adresowej

i przesyłają w jednym takcie zegara

osiem razy więcej danych niż pa-

mięci SDRAM. Pamięci DDR3 po-

bierają o około 40 proc. mniej mocy

niż DDR2, a DDR2 – o ok. 20 proc.

mniej niż DDR.

Brak zgodno ci

Pamięci DDR, DDR2, DDR3 nie są

ze sobą kompatybilne. Stosuje się do

nich inne moduły DIMM z różną

liczbą pinów, która zależy od spo-

sobu przesyłania danych po magi-

strali FSB, a przy okazji gwarantuje,

że nie włoży się nieodpowiedniej

pamięci do gniazda na płycie głów-

nej. Pamięci DDR wykorzystują 184-

-pinowe moduły, a DDR2 i DDR3

240-pinowe. Dodatkowo w DDR3

wcięcie w płytce, uniemożliwiające

nieprawidłowe założenie modułu,

znajduje się w innym miejscu niż

w DDR2. Wszystkie typy pamięci

sprzedawane są też w różniących

się między sobą notebookowych

modułach SO-DIMM.

Z reguły płyty główne są przy-

stosowane do jednego rodzaju pa-

mięci. Płyty do tanich pecetów mają

jedno lub dwa gniazda pamięci, po-

zostałe – 3 lub 4 gniazda. Gdy na

rynek były wprowadzane pamięci

DDR2, pojawiło się kilka modeli

płyt, na których można było mon-

tować pamięci DDR albo DDR2.

Prawdopodobnie teraz pokażą się

płyty obsługujące zarówno DDR2,

jak i DDR3.

Użycie pamięci wyższej genera-

cji nie od razu gwarantuje wzrost

szybkości pracy komputera. Do

tej pory pierwsze moduły DDR2

były wolniejsze od DDR, a DDR

od SDRAM. Przyspieszenie widać

dopiero dla kolejnej generacji mo-

dułów, o wyższym zegarze i z lepiej

dopracowanymi kontrolerami.

Pamięci DDR są dostępne w wersjach bez radiatorów (jak w ramce na  107) lub

z radiatorami – takimi jak tu na zdjęciach. Radiatory tym lepiej chłodzą pamięć, im

więcej przestrzeni zostaje między układami sąsiadującymi na płycie głównej.

Pamięci DDR są dostępne w wersjach bez radiatorów (jak w ramce na

Oceń lub skomentuj na



www.pcformat.pl/ocena

Słownik: trudne terminy

01 UMTS, HSDPA

technologie umożliwiające

łączenie się z internetem

(transmisja danych) przez

sieci GSM; w Polsce śred-

nie prędkości oferowane

w sieciach UMTS to 200

kb/s, a w sieciach HSDPA

– bazujących na łączach

UMTS – 3,6 Mb/s

02 Java MIDP

uproszczona wersja

środowiska Java – do

telefonów komórkowych,

programy pisane dla

MIDP nazywają się midle-

tami i wykorzystują takie

funkcje telefonów, jak np.

wyświetlanie, wibracja,

emitowanie dźwięków

03 RAM

ang. Random Access Me-

mory, podstawowy rodzaj

pamięci cyfrowej zwany

też pamięcią o dostępie

swobodnym; w pamięci

RAM przechowywane są

wykonywane programy

i dane, wyłączenie zasila-

nia oznacza utratę danych

04 FSB

główna magistrala danych

komputera, pozwalająca

procesorowi na komunika-

cję z układem sterującym

(chipsetem) płyty głównej,

a za jego pośrednictwem

również z innymi kompo-

nentami – pamięcią RAM,

dyskami, siecią itd.

05 DSL

technologia wykorzystują-

ca linie telekomunikacyjne

jako łącze szerokopasmo-

we; popularna metoda

dostępu do internetu,

korzysta z niej neostrada;

ADSL, czyli asymetryczny

DSL pozwala szybciej po-

bierać dane niż je wysyłać

06 DES

(Data Encryption Stan-

dard) – algorytm szyfro-

wania z tajnym kluczem

56-bitowym, szyfrujący

bloki 64-bitowe; bardziej

skuteczny jest 3DES

– algorytm potrójnego

szyfrowania z dwoma lub

trzema różnymi kluczami

108

PC Format 8/2007

SOFTWARE

Typ pamięci

PamiÄ™ci DRAM - dziaÅ‚anie, rodzaje, rÃ³Å¼nice.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: