Микросхемы памяти
Первой составляющей модулей оперативной памяти являются микросхемы. Такие производители, как Samsung, Micron, LG, TI, NEC и др. проводят тщательное выходное тестирование чипов. Но далеко не все тесты эта продукция проходит успешно. Каждый чип по выходу с производственной линии должен быть проверен на надежность и быстродействие в соответствии со спецификацией. Как раз здесь и начинается разделение микросхем по качеству. В класс А попадают чипы прошедшие все этапы тестирования, класс С составляют чипы с небольшими дефектами, а остальные утилизируются. Есть еще микросхемы, которые не тестировались вовсе.
Количество чипов, попадающих в класс А составляет около 5% - 10% от всей произведенной продукции. Эти микросхемы наиболее надежны и считаются чипами высшего качества. Они также являются наиболее дорогими, потому что обеспечивают устойчивую работу в любых условиях. Такие чипы используются самими производителями памяти и поставляются по контрактам, практически не попадая на свободный рынок.
Чипы класса С дешевле. Они попадают на рынок и закупаются производителями дешевой памяти. Наименьшую цену имеют микросхемы, которые на скорость и надежность не тестировались.
Печатные платы
Основой для размещения микросхем служат печатные платы (PCB), которые могут иметь 2, 4, или 6 слоев. К слоям предъявляются особые стандарты по расстоянию между дорожками и качеству разводки. Сигналы, питание и масса должны быть разведены по разным слоям для защиты и разделения. Большинство печатных плат имеют четыре слоя - два сигнальных, питание и масса. Производители brand памяти используют шестислойные печатные платы, где каждый сигнальный слой располагается между слоями массы и питания, что уменьшает возможность возникновения шумов и электромагнитных наводок между линиями.
ЧИПЫ
Имя производителя памяти остается на микросхеме, а определить производителя модуля можно по таким признакам: логотип на плате, защитные идентификационные наклейки, записанное в чип SPD имя (чтобы прочитать информацию из этого чипа требуются специализированные программы). Чипы, не прошедшие полный цикл тестирования, реализуются через дистрибьюторскую сеть по более низким ценам. Это позволяет небольшим производителям модулей памяти предлагать более низкие цены.
Производители дешевой памяти для снижения стоимости своей продукции зачастую приобретают чипы или на сером рынке, или чипы низшего класса у производителей. Имеют место такие приемы как, использование перемаркированных микросхем, снятых со старых или бракованных модулей, подделка контроля четности, использование чипов нестандартной кофигурации. Часто не выдерживаются технологические нормы. Все это позволяет поддерживать низкие цены, но одновременно и жертвовать качеством и надежностью.
Число напротив PC обозначает пиковую пропускную способность Мб/с
Приставка SO-DIMM означает память для ноутбуков
Оперативная память отлично управляется через BIOS, в отличие от многих других комплектующих, на которые в основном можно лишь менять подачу напряжения. Путем подбора и изменения множества настроек (тайминги, RAS, CAS и т.п.) можно добиться искомой стабильности и без какого то ни было аппаратного вмешательства. Описания настроек давать нет смысла, т.к. они разнятся у каждого производителя и зависят от года выпуска материнской платы. Читайте мануал! Незначительное падение производительности вряд ли будет замечено вами.
ЛАТЕНТНОСТЬ
Временнaя диаграмма работы такого модуля может быть представлена как 5-1-1-1. Первая цифра указывает, сколько тактов шины нужно ждать для доступа к произвольному участку до того момента, пока модуль памяти начнет отдавать запрошенные данные. Следующие цифры говорят о том, что несколько, идущих подряд за первым, адресов памяти, модуль готов выдать буквально сразу - по одному каждый такт (считывание строки адресов "пакетом" для уменьшения задержек). Немаловажным фактором для конечного пользователя является то, что в зависимости от так называемого параметра CAS (задержка выдачи сигнала CAS - для SDRAM может принимать значения 2 или 3) реальная скорость модуля памяти различается.
из-за того что на высокой частоте относительные задержки больше, реальная скорость, к примеру, модулей DDR400 CAS 3 практически равна скорости модулей DDR333 CAS 2, невзирая на высокую теоретическую пропускную способность.
Оперативная память, используемая в современных компьютерах, разделена на несколько типов. В основе работы всех модулей лежит ячейка памяти, физически представляющая собой комбинацию из транзистора и конденсатора. Изменение состояния ячейки собственно и является рабочим процессом памяти. На скорость этого процесса, а следовательно, и на производительность памяти влияют такие основные параметры как:
- refresh. Регенерация данных ячейки во время служебного цикла обновления памяти. После считывания ячейки содержимое ее разрушается. Поэтому, необходимо проделать процедуру восстановления содержимого конкретной ячейки.
- латентность (задержка). Это время, которое затрачивается на чтение из памяти одного слова данных (восьми байт). Чем ниже латентность оперативной памяти, тем меньше центральный процессор будет находиться в состоянии простоя.
Разнообразие модулей памяти объясняется различием внешних интерфейсов и видам взаимодействия с компьютером. Рассмотрим типы оперативной памяти. Наиболее распространенными являются следующие - SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory), DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory), DR DRAM (Direct Rambus Dynamic Random Access Memory).
SIMM - Single Inline Memory Module.
Дословный перевод, типа однорядная память . На деле у неё просто контакты выстроены в один ряд с одной стороны. Устаревший стандарт, встречающийся только на старых компьютерах. Есть два физических стандарта SIMM. 30 pin и 72 pin. Первый совсем старый, второй поновее.
30 контактные SIMM ставились на 286, 386 и некоторые 486 компьютеры. Для набора 32 битного банка, требовалось 4 модуля. То есть, минимальное количество SIMM модулей для 386 и 486 компьютера было не меньше 4.
72 контактные SIMM ставились на 486 компьютеры и Pentium от 66MHz до 200MMX. Последняя грань не чёткая, но именно тогда большинство компьютеров стало переходить на модули DIMM о которых мы расскажем далее. Один модуль памяти на этот раз был уже 32 битным, поэтому для 486 компьютера хватало и одного установленного модуля. У Pentium же шина памяти расширилась до 64 бит, поэтому для нормальной работы требовалась установка двух модулей одновременно. Именно тогда появилась EDO тип SIMM памяти, который работал быстрее, чем FPM устанавливаемый в 486, но мог работать только при установке пары SIMM модулей и только на PENTIUM.
На все модули SIMM устанавливался только DRAM (динамическое ОЗУ)
DIMM - модули Dual In-Line Memory Module,
то есть модуль с расположением ног по обеим сторонам его платы. DIMM на этот раз имел 168 ног, а по сути он объединял на себе два модуля SIMM одновременно и придумывался как избавление от парной установки модулей в компьютер. То есть, по своей сути это был псевдо 64 битный модуль памяти (в два банка по 32 бита каждый).
Изначально на DIMM модули ставились старые добрые EDO DRAM микросхемы. Так продолжалось до скорого появления микросхем SDRAM, которые появилась достаточно быстро, чтобы DIMM модули с EDO не получили достаточного распространения и быстро ушли на второй план.
SDRAM
Все операции с данными синхронизированы с частотой внешней шины. Эта память применяется в компьютерах низшего ценового диапазона в силу того, что она наиболее дешевая в производстве и достаточно быстрая для офисных приложений. Теоретически память РС66 может выдать 533 Мб/c, память РС100 - до 800 Мб/c, а РС133 - до 1,06 Гб/c. Практически же, в силу того, что часть времени ячейка памяти недоступна в связи с обновлением содержимого, реальная пропускная способность в лучшем случае составляет 50% от максимальной.
RDRAM
Эта память разработана компанией(неунывающей!) Rambus. Память такого типа весьма интересна. Гигантская частота работы достигается в ней за счет снижения разрядности. Опять таки увеличено количество банков. В целом можно сказать что память была весьма удачной. К слову результат i850e был перекрыт только с приходом чипсета 875 вместе с двухканальной DDR 400... Сгубили ее 2 фактора:
1)Большая стоимость. Тут и говорить нечего. DDR память была в несколько раз дешевле. Притом RDRAM конечно была быстрее, но не настолько.
2)Разные неприятные мелочи. К примеру необходимость устанавливать модули парно. Свободные слоты надо было забивать затычками. DDR в этом смысле была проще, а значит милее массам.
DDR SDRAM
Память DDR отличается от предыдущей одним принципиальным нововведением: теперь данные (но не адреса) можно получать и передавать два раза за такт - по нисходящему и восходящему фронтам сигнала. Фактически модернизации подвергся канал между ядром и интерфейсными схемами внутри микросхемы памяти.
Для памяти DDR общепринятыми являются несколько обозначений, например DDR333 или РС2700. Обозначения имеют разные смыслы: первое указывает частоту, с которой передаются данные - 333 МГц, второе - теоретическую пропускную способность модуля памяти 2700 Мб/c.
На сегодняшний день существуют несколько типов DDR-памяти, отличающихся по скорости:
- DDR200, РС1600 Мб/c
- DDR266, РС2100 Мб/c
- DDR333, РС2700 Мб/c
- DDR370, PC3000 Мб/c
- DDR400, РС3200 Мб/c
- DDR434, PC3500 Мб/c
Кроме того, каждый модуль может обладать латентностью CAS, равной 2, 2,5 или 3
Direct Rambus DRAM
Direct Rambus DRAM разработан компанией Rambus. Вместо широкой 64-битовой шины на частоте до 200 MHz, которая применяется в модулях SDRAM и DDR SDRAM, используется узкая 16-битовая на частоте до 533 MHz (в последнее время появились модули DR DRAM с шириной шины 32 бита). При этом применяется DDR-технология передачи данных - по восходящему и нисходящему фронту сигнала. Только здесь на удвоенной скорости передаются и данные и командно-адресная информация. Суть этой памяти связана с контроллером Rambus-памяти. Это гораздо более сложный и интеллектуальный контроллер, в отличие от SDRAM и DDR SDRAM. Он позволяет добиться очень высокой эффективности передачи данных. Эффективность канала передачи данных Rambus-памяти может достигать 98%, но вместе с тем эти модули обладают большей сложностью, более жесткими схемотехническими ограничениями и большей стоимостью.
Модификации памяти Rambus:
- РС600 (300 МГц), 1200 Мб/c. Применялась в основном в чипсете i820 (также и в i840). Широкого распространения не получила.
- РС800 (400 МГц), 1600 Мб/c. Эта модификация наиболее известна как Direct Rambus DRAM в виде модулей RIMM (Rambus Inline Memory Module). Применялась в чипсетах i820, i840 и i850 - платформа Pentium 4 в начале использовала именно такую память. С данным типом памяти процессор развивает максимальную скорость - пропускная способность его шины 3,2 Гб/c в точности компенсируется двухканальной Rambus-памятью: 2 х 1,6 Гб/c = 3,2 Гб/c.
- РС1066 (533 МГц), 2,1 Гб/c. Является самым быстрым решением под Pentium 4 (в комплекте с чипсетом i850E).
Ситуация с Rambus неоднозначна. С технической точки зрения платформа Pentium 4 - это как раз такая платформа, на которой хорошо проявились преимущества этого типа памяти. И память, и процессор лучше всего себя чувствуют на потоковых приложениях, когда большие массивы данных нагружают и шину процессора и память. Новые модули РС1066 хорошо согласуются с 533-мегагерцовой шиной Pentium 4. При этом двухканальная Rambus-память точно соответствует по пропускной способности шине процессора (2 х 2,1 Гб/c = 4,2 GBps). Покупка данного типа памяти будет обоснована в том случае, когда максимальная производительность нужна любой ценой.
MRAM и FeRAM
Экзотические виды памяти. Главное отличие MRAM и FeRAM от существующих состоит в том, что используются другие физические эффекты для работы с ячейкой. В MRAM принцип действия основан на зависимости сопротивления материала от приложенного магнитного поля, а в FeRAM применяется ферроэлектрический эффект некоторых материалов. Преимущество у подобных типов есть - MRAM энергонезависима, и при включении компьютера можно сразу наслаждаться работой. Однако надежность хранения информации пока оставляет желать лучшего, равно как и размеры ячейки. FeRAM также энергонезависима, но при этом некоторые ее модификации намного надежнее и дольше хранят информацию. Однако, время доступа у них порядка 160 нс. Существует также такой недостаток как "старение" ферромагнитных материалов. Величина ячейки ощутимо больше нежели у DRAM, а максимальный объем микросхем невелик - до 8 Мб для FeRAM и еще меньше для MRAM.
луч света - сегнетоэлектрическая память FeRAM.
Данный тип памяти очень интересен. Он совмещает высокую производительность с полной энергонезависимостью + отсутсвие износа в принципе. память работает по принципу обычных динамических ОЗУ. Энергонезависимость обеспечивается тем что в сегнетоэлектрических кристалах атом при отведении поля не теряет своего местоположения. Тоесть регенерация тоже не нужна.
RIMM - Rambus In-line Memory Module
модуль памяти на основе технологии SDRAM от Rambus. Ща уже практически вымерла, ибо в спецификации определены дико жесткие требования к конструкции, терминированию, длине проводников и размещению сигнальных цепей по слоям печатной платы. Про парность и установку терминаторов-затычек уже писали.
