Pamięci DRAM - działanie, rodzaje, różnice.pdf
(
7254 KB
)
Pobierz
9788987 UNPDF
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
Plik z chomika:
krejzii23
Inne pliki z tego folderu:
Poradnik Komputerowy-Odzyskiwanie i naprawa danych.pdf
(484 KB)
Rozbudowa komputera - karta graficzna.pdf
(4776 KB)
Test dysków twardych 2,5 cala oraz 3,5 cala.pdf
(9431 KB)
Test notebooków.pdf
(14789 KB)
Dostęp do internetu na laptopie przez sieci GSM.pdf
(2569 KB)
Inne foldery tego chomika:
►Gry PC
Bajki dla dzieci
dzwonki sms na tele
Filmy
Galeria
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin