为了正常的体验网站,请在浏览器设置里面开启Javascript功能!

内存的原理

2010-11-28 50页 ppt 1MB 33阅读

用户头像

is_253991

暂无简介

举报
内存的原理nullnullMemory Concept-(A)Wilson.Cheng null何謂記憶體 記憶體是可以儲存和讀取記憶資料的紀錄媒介總稱, 例如可以儲存大量資料的硬碟、 CD-ROM及可錄式DVD等 ,算記憶媒體的的一種,另外使用半導體材料所製作出的 RAM 、ROM也統稱為記憶體。 為了避免混亂, 將快取記憶體、 暫存器及主記憶體等 半導體材料稱為內部記憶體,硬碟、 CD-ROM及DVD等裝置 歸類為外部記憶體。此處將介紹以半導體製成的內部記憶體 為主。nu...
内存的原理
nullnullMemory Concept-(A)Wilson.Cheng null何謂記憶體 記憶體是可以儲存和讀取記憶資料的紀錄媒介總稱, 例如可以儲存大量資料的硬碟、 CD-ROM及可錄式DVD等 ,算記憶媒體的的一種,另外使用半導體所製作出的 RAM 、ROM也統稱為記憶體。 為了避免混亂, 將快取記憶體、 暫存器及主記憶體等 半導體材料稱為內部記憶體,硬碟、 CD-ROM及DVD等裝置 歸類為外部記憶體。此處將介紹以半導體製成的內部記憶體 為主。null記憶體的種類半導體記憶體具有體積小、可靠度高、低成本和速度快的特性,依據記憶單元的種類可以分成下列兩種。 唯讀記憶體(ROM ,Read Only Memory ) ROM的特性是所儲存的資料不會因為電源關閉而消失,因此又被稱為非揮發性記憶體,ROM又可分為在製造時便將資料寫入晶片中,使用者無法自行更改的ROM,和使用者可以自行更改儲存資料的可程式ROM兩種。 隨機存取記憶體(RAM ,Random Access Memory ) RAM的特性是可以隨時進行資料的讀寫與存取,但是如果停止供應電源時,所儲存的資料便會消失,因此又被稱為揮發性記憶體。nullROM的種類遮幕式唯讀記憶體(Mask ROM) : 在進行IC製程便直接利用光罩將資料設計入IC,因此寫入的資料無法更改,適合固定資料的方式。 熔絲唯讀記憶體(Fuse ROM) : 使用者可以將記憶體中的熔絲燒斷而將資料寫入,但是寫入後便無法更改儲存內容的記憶體。 可擦拭程式唯讀記憶體(EPROM) : 使用者可以寫入資料的唯讀記憶體,將電荷利用崩潰效應注入上層閘極來達到寫入資料的目的,照射紫外光便可以將儲存的資料消除。 電可擦拭程式唯讀記憶體(EPROM) : 基本上和EPROM相同,但是可以利用穿隧現象直接以電訊號將儲存的資料消去,又稱為快閃記憶體(Flash EEPROM)null記憶體種類分支圖。nullROM 等效電路Mask ROM Fuse ROMEPROMEEPROMnullRAM 的種類 動態隨機存取記憶體(SRAM): 基本上SRAM的讀寫動作與DRAM相同,但是由於利用Flip-Flop的電路結構來儲存資料,因此容量只有DRAM的1/4 。SRAM好處是資料寫入之後只要電源保持,資料可以一直維持而不需要反覆進行重寫的動作。 動態隨機存取記憶體(DRAM) : DRAM主要結構是由一個電晶體和一個電容構成一個記憶位元(bit)。由於每個記憶位元的元件結構很簡單因此很適合高度集積化。每個位置都可以進行高速讀寫的動作。由於是利用電容儲存電荷來達到記憶資料的目的,因此每隔一段時間便必須進行重寫(Re-fresh)以避免儲存在電容中的電荷消失而造成資料流失,後續將以介紹DRAM為主。nullRAM 等效電路SRAMDRAMnullRow Address BufferRow Address DecoderMemory Array N=n*mWord Line(m)Bit Line(n)Control LineSense AmplifierI/OColumn Address DecoderColumn Address BufferColumn Address inputData InputData OutputRow Address inputDRAM的結構nullDRAM的結構DRAM的基本架構包括: Memory Array Sense Amplifier Row 、 Column Buffer and Decoder I/O Amplifier and Buffer Control Unitnull DRAM的標準結構如上圖所示,資料儲存在二次元陣列的 N(n*m)位元記憶單元內。透過 Row和Column 的Address Buffer可以將資料寫入特定的記憶單元或是由記憶單元讀出。 利用Row Decoder 選擇n條Word Line 其中特定一條,Column Decoder選擇n條Bit Line 其中一條之後,其中的Sense Amplifier 會與資料輸出入線路(I/O)連結,接受控制線路的指令將資料讀出或寫入。DRAM的結構nullMemory Module 的 問世 在DRAM誕生之初,並非初期就是現今所熟知的模組(Module)型式,而是直接將IC晶片(俗稱顆粒,即RAM Chip)插於主機板上,裝滿一排才能運作。後來才轉為將記憶IC銲於長條形PCB板上的方式,經由金手指與專屬插槽連接。 例如在386時期,當時的電腦大多是裝載1MB記憶體,並由4條256KB模組所組成。由於採30Pin FPM(Fast Page Mode)架構設計,故一次得安裝4條才能開機,且每條容量均要保持一致。因此,想要升級到4MB的水準,不僅要同時買4條1MB來升級,付出每1MB千元的代價,還必須捨棄原來的4條模組。 不過隨著PC架構的改朝換代,DRAM不僅追求容量的成長外,也朝向時脈、接腳、資料寬度及工作電壓等體質上的改良,以因應每個PC時期的記憶體高速傳輸需求。null由於記憶體製程技術的進步,不僅容量加大,價格也越來越便宜,使得上述相同的預算在現今就可以買到1GB的容量,還可以單支運作,大幅降低整體系統購置成本。 只是記憶體技術進化迄今,仍都是屬於DRAM(Dynamic Random Access Memory)層面的延伸,本質上還是揮發性(volatile)的儲存媒介,亦即DRAM需透過外加電路,使其內容不斷地被刷新(Refresh),以避免資料流失。 因為DRAM內部是以bit為單位儲存資料,並採矩陣排列,因此每個bit位址分為行與列兩部分,刷新動作即是針對列位址的儲存單元進行充電,被充電的數目稱之為刷新率。目前DDR、DDR2的刷新時間達7.8ms,刷新率則是8K。nullMemory Module 的主要元件1. 記憶體顆粒2. EEPROM3. PCB4. PLL(Clock buffer)5. RegisternullPC上常見的DRAM Module種類FPM EDO SDRAM VCRAM Direct Rambus DRAM DDR SDRAM DDR2 SDRAM FB-DIMMnullFPM DRAM1990年出現的FPM DRAM Module,最早是屬於30Pin接腳規格,以5V電壓工作,同時單條一次只能存取8Bits的資料。不過,考量到386/486平台的記憶體匯流排為32Bits設計,因此如同前述所提,FPM DRAM模組必須一次裝滿4條(4 * 8bits = 32bits)才能運作。 此外,在速度上,FPM DRAM初期是以60ns、70ns為主,後來陸續有著50ns、55ns及45ns之類的等級出現。由於FPM 8Bits寬度、4條一組的限制,若要符合新一代64Bits匯流排傳輸,主機板勢必得一次插上8條容量相同的30Pin DRAM,造成容量搭配、預算上的困擾。 有鑑於此,當486、Pentium接手市場主流後,連帶地引領72Pin DRAM躍上檯面。null就外觀而言,72Pin DRAM的長度比30Pin要多出一些,甚至金手指中央還有半圓形防呆凹槽,防止插錯方向的情形產生。不僅如此,72Pin模組的資料寬度也成長4倍,達到32bits大小,搭配486主機板只要安裝單條即可。 若是Pentium平台,由於晶片組為64Bits記憶體匯流排架構,因此72Pin FPM模組必須成雙使用。不論SIMM還是DIMM,為了保有資料的正確性,還經由Parity Check、ECC、Chipkill、Registered及Buffer等方式來維護,其中Parity Check是用於30Pin、72Pin記憶體時期。 簡單地說,Parity Check就是在每8Bits資料中,加入1Bit的檢查位元,以奇同位或偶同位原理偵測錯誤。不過,Parity Check設計僅具備稽核效果,無法進而達到修正目的,所以後來才有ECC(Error Code Checking & Correcting)錯誤校正功能的誕生,並廣泛應用於工作站、Server領域。null早期的FPM屬30Pin接腳設計,且由於採8bit架構,故一次需安裝4條才能滿足32bit匯流排所需。nullEDO DRAMEDO是Extended Data Output的縮寫,於1994年現身,除了仍維持72Pin接腳外,一併具備SIMM與DIMM版本,且兩者皆為16Bit類型,若搭配當時的32Bits記憶體匯流排,則同樣要安裝兩隻來運作。與FPM相比,其實兩者採用相同的顆粒生產技術,而EDO獨特之處在於降低外送資料訊號的處理時間,在循序讀取4Bytes的狀態下,能夠減少3個時脈週期,所以理論上將獲得超出FPM 記憶體10~30倍的讀取效率。 最早的EDO DRAM以5V電壓運作,同時分成45ns、50ns、60ns及70ns等規格,最高傳輸表現可達320MB/s。隨著半導體製程技術的提升,FPM、EDO等記憶體逐漸走入3.3V時代,當然由於適逢市場轉型期,因此當時還有著3.3V、5V的雙電壓版本推出,藉以解決主機板搭配問題。至於接替EDO位置的並非知名的SDR SDRAM,中間還有BEDO(Burst EDO)的曇花一現,擁有比EDO更高的傳輸速度。nullEDO DRAM接腳數為72Pin,並且金手指中央開始採用防呆凹槽設計。nullSDRAM進入1996年,在Intel 430VX、430TX等晶片組的帶領下,宣告SDRAM(Synchronous DRAM)時代來臨。SDRAM的開發初衷,為的就是拉抬時脈,以強化系統效能。當SDRAM問世之初,即擁有66MHz的工作頻率,因此又可稱作PC-66。另一方面,SDRAM的資料寬度亦一併上揚,達到64bit境界,搭配當時的主流晶片組,僅需使用一條即可開機,在符合64Bits記憶體匯流排之餘,也不再存有FPM、EDO成雙成對的組合限制。 SDRAM之所以能夠大幅提昇存取表現,關鍵在於運用顆粒內的時脈,讓輸入、輸出動作同步進行,加上與CPU外頻一致,所以沒有等待週期問題,減少傳輸延遲狀況。SDRAM除了與CPU的外部工作時脈同步外,另外在Burst Mode 方面,它也內建了Address Generator和Burst Counter,它們可以自動產生下一筆資料的位址,因此系統可以連續讀取數筆資料以增加效率。null隨著SDRAM的出現,等於宣告64bit記憶體資料寬度的來臨。null曾經為Intel立下汗馬功勞、紅極一時的440BX晶片組,為劃時代的PC-100記憶體帶來推波助瀾之效。PC-100意指在100MHz的時脈下工作,連帶將記憶體傳輸頻寬增加至800MB/s (100MHzx64bits)水準,讓外頻同為100MHz的Pentium II處理器更加如虎添翼。至於接下來的PC-133規格,則換成VIA主導,由VIA 694x晶片組掀起風潮,並且在時脈達到133MHz之際,傳輸頻寬也首次破『GB』(1064MB/s)。 附帶一提,SDRAM除時脈增加、採64Bits架構設計外,另一項特點即是導入了ECC(Error code Checking & Correcting)功能。ECC算是Parity Check的進化版,不僅具備資料檢查能力,還可進一步修正錯誤,確保系統正常運作,不致於因為系統的不可預期錯誤而讓整個電腦的運作中斷。ECC是在每組資料多加入4Bits空間,用來存放CRC數值,以此為依據計算,完成修正錯誤的工作。nullSDRAM TimingnullVCM SDRAMVCM是Virtual Channel Memory的簡稱,由NEC主導,共分為VCM100、VCM133兩種,且數字型號代表時脈高低(如:VCM100即是100MHz),目的是在效能強化的之餘,一併擁有相容於既有晶片組的優勢。由於VCM同樣屬168Pin腳位設計,並以3.3V電壓運作,因此可歸類於SDRAM範疇,算是SDRAM技術的延伸版本。 既然VCM與SDRAM在規格上幾乎相同,到底特殊之處為何?其實從名稱上即可看出端倪,直接於顆粒內加入Buffer來增加多工處理效率。以往,SDRAM須等待CPU運算完畢後,才能將資料完整地送至SDRAM做進一步的處理,但VCM的內部區卻分為16條虛擬通道(Virtual Channel),每個通道負責一個單獨的Memory Master,因此可有效地減少Refresh、Precharge時間,增加電腦多工處理效率。null其實VCM技術並非只能應用在SDRAM領域,連帶著也能讓DDR SDRAM、RDRAM受惠,只不過此種概念僅在SDRAM上實現罷了!當然由於VCM架構上與SDRAM相近,因此主機板不僅不用更換記憶體插槽,線路亦不必重新編排,即可與原本的晶片組搭配。 唯一啟動VCM加速的前提,就是BIOS設計需略作更動,否則將會被視作一般的PC-133 SDRAM。倘若BIOS尚未修改,嚴重的話甚至會發生無法開機的情況。 當時支援VCM的有VIA、SiS、ALi等廠商,唯獨市面上最大宗的Intel晶片組主機板大多不支援VCM記憶體,因此使得VCM的發展不順遂,導致後來無法發展成為主流的記憶體技術。 nullVCM模組在外觀上與SDRAM無異,同樣採168Pin接腳設計。nullDirect Rambus DRAM表面上看來,DRDRAM(Direct Rambus DRAM)的16bit匯流排似乎比SDRAM還不如,但初期憑藉著600MHz的核心速度,因而擁有1.2GB/s(600MHz x 16bit)的驚人頻寬,大幅超前PC-133 SDRAM。 而DRDRAM之所以能夠達到如此的時脈突破,關鍵在於跳脫傳統的SDRAM架構,比DDR SDRAM更早採用Prefetch概念,透過串列式傳輸,並運用了在同一時脈週期內,波峰與波谷同時傳遞訊號的技術,促使內部時脈得以雙倍成長。 然就因為如此,早期的DRDRAM必須成雙成對使用,且主機板上剩餘的DIMM槽都必須安裝C-RIMM才能運作,搭配彈性較DDR SDRAM遜色。既然是由Intel所力挺,當然Intel也針對DRDRAM發表了820(研發代號:Camino)晶片組,但由於單通道的設計,不僅效能未達預期,加上權利金問題引發的價格飛漲,以及820晶片組的MTH(Memory Translation Hub)瑕疵等不利因素,以致於在PC市場的推展過程上重重受阻,反倒不如在Pentium II Xeon、Pentium !!! Xeon等工作站/伺服器市場,所搭配840晶片組的組合來得順利。null面對來勢洶洶的DDR SDRAM,Intel利用840晶片組的雙記憶體通道作法,再度以850晶片組迎戰。 850晶片組搭配PC800展現出的3.2GB(800 x 2 Byte x 2)強大頻寬,領先當時由AMD、VIA及SiS所組成的DDR266(2128MB/s)陣營。接下來,DDR SDRAM與DRDRAM開始以時脈互別苗頭,DDR一路從DDR266、DDR333、DDR400向上挺進,RAMBUS則祭出PC1066 DRDRAM,並透過線路修改方式,將原本16bit的記憶體匯流排變為32bit,單通道即可提供4.2GB/s的水準,甚至後來的SiS R659晶片組還支援雙通道32bits的PC1200模組,頻寬一舉達到9.6GB/s境界。 nullRamBus最大的特色就是串列式的架構nullDDR SDRAMDDR概念最早在1996年由韓國三星(Samsung)提出,並聯合東芝(Toshiba)、日立(Hitachi)、三菱(Mitsubishi)、富士通(Fujitsu)及德州儀器(TI)等廠商共同制訂,於1999年開始起草。基本上,DDR SDRAM是基於SDRAM技術,儘管核心頻率一樣同為100、133MHz,但卻可在外部創造出雙倍時脈的效果,有效地強化傳輸頻寬。 一般而言,通常所謂的PC-133記憶體模組,全名應是PC-133 SDR SDRAM,其中SDR是Single Data Rate的縮寫,指的是一個時脈週期內只能傳送一筆資料。至於DDR則經由類似AGP 2x的倍頻控制原理,讓同一時脈週期的上升與下降間均可傳輸資料,且在基準頻率不變的前提下,時脈得以提升為原來SDRAM的兩倍。此外,定址與控制訊號僅在上升波形時傳送,這點倒是維持與SDRAM相同的作法。null對支援DDR SDRAM的晶片組來說,其實仍維持在64bit記憶體匯流排設計,只不過在雙倍外部時脈效果下,讓頻寬也隨之倍增。以核心速度133MHz為例,將可發揮266MHz的水準,換算後的頻寬約為2128MB/s (266MHz * 64bit),所以DDR266又可稱作PC2100。 而DDR SDRAM的另一改變則是接腳數與工作電壓的差異,採用184Pin、2.5V的規格,並同樣可支援ECC、Registered設計。 在效能成長的誘因下,先前記憶體廠商間的速度大戰,又再度於DDR SDRAM上重演,時脈一路從DDR200、DDR266、DDR333、DDR400向上挺進,且DDR400於2003年正式獲得JEDEC的認證,成為DDR SDRAM的正式標準。 null至2005年底,DDR SDRAM仍是現今市場主流。nullDDR2 SDRAMJEDEC預測到不斷提升DDR時脈的結果,將會引發在高速運作下,訊號不易處理、線路設計等障礙。有鑑於此,相關的主機板晶片組、記憶體顆粒及DRAM模組等廠商,即開始以DDR SDRAM為基礎進行體質改造,重新規範腳位定義、接腳數量、工作電壓及顆粒結構等條件,訂定下一代的DDR2發展計畫。同時,首款支援DDR2 SDRAM的晶片組Intel 915P、925X也於2004年年中問世,開啟DDR2 SDRAM時代大門。 初始的DDR2時脈僅400、533MHz,從規格面看,傳輸頻寬與同速度的DDR SDRAM一致,顯然對效能並沒有帶來太大的助益。直到Intel 945/955、nForce4 SLI Intel Edition等晶片組發表後,DDR2 SDRAM開始跨入DDR2-667階段,理論傳輸頻寬連帶提升至10.7GB/s(667MHz x 8Byte x 2,雙通道),且此標準也通過JEDEC的認可,成為新一代的DDR2規範。null為了提高時脈固然是DDR2的發展主因,但DDR2不論架構還是製程均產生諸多變革,因而享有低耗電、散熱佳等優點。DDR2採240Pin腳位設計,且工作電壓亦從原先DDR的2.5V降至1.8V,約節省了50%的耗電量,此外還結合了以下四項關鍵技術。 ODT OCD Calibration 4-bit Prefetch Posted CASnullODT: DDR為避免線路終端反射訊號之干擾,並於記憶體顆粒外截斷訊號,通常是透過主機板上的終端電阻來達成。反觀DDR2方面,則是直接於記憶體顆粒內搭載ODT(On Die Termination),將截斷動作移至顆粒內進行,讓邏輯準位更為清晰,減少資料錯誤的機率。相對地,OCD設計也降低了主機板的電路空間與製造成本,同時主機板只要單通道即可支援4組DDR2模組,不會存在DDR只能支援2組DDR400的狀況。nullOCD: 簡單地說,OCD(Off Chip Driver)Calibration是配置在DDR2顆粒外,用來校正信號的設計。經由I/O驅動電阻,調整差動電壓訊號(Voltage Differential Signal)的波形交會點,進而控制上升與下降之平衡,並且將DQ/DQS偏移減至最低,以強化訊號完整性。此外,DDR2藉由Overshoot與Undershoot來改善訊號品質,並透過I/O驅動器電壓校準方式,修正不同模組供應商間的製程差異。null4-bit Prefetch: 提到Prefetch(預取寬度),這是屬於Buffer概念的應用,且DDR2的Prefetch具有4-bit水準,為DDR的兩倍,即便核心採低速運作,卻能於外部資料匯流排(Data Bus)展現高速的實力。經由Buffer原理,DDR2每次會存取4bits一組的資料,在兩個時脈中輸出至資料區,或是分成兩次輸出。以核心速度200MHz為例,DDR達400MT/s,DDR2則是800MT/s,使得存取效率倍增。 nullPosted CAS: 針對指令衝突引發的存取效率降低狀況,DDR2利用Posted CAS方式解決。 其實指令衝突的情形並非只發生在DDR2上,SDRAM即已經存在,只不過DDR2上較為明顯,特別是高負載狀態,導致頻寬使用率縮減。說得更深入一點,DDR2的Posted CAS功能,即是將CAS週期提前,安排到RAS (Row Address Strobe)信號後面的一個時脈週期。 如此一來,CAS (Column Address Strobe)命令可在附加延遲(Additive Latency)後的0~4個週期內均保持有效,且讀/寫操作不會因此而提前,總延遲時間亦沒有受到影響。 nullProblems with DDR SDRAMnullOverview of Posted CAS Operation (Read Operation)nullSDRAM vs DDR vs DDR2 null隨著新一代伺服器平台運算能力的增加,記憶體頻寬成為系統效能瓶頸的效應日趨明顯。儘管當前DDR、DDR2的雙通道架構能夠有效地拉抬記憶體頻寬,但若要再進化為『四通道』水準,對主機板線路的設計將造成相當難度。畢竟在記憶體控制器與模組間要保持傳輸信號同步,其線路長度必須嚴格要求一致,這也意味著主機板晶片組與DIMM插槽間的線路將更為複雜,如此將佔用過大的面積,間接導致主機板生產成本的增加。 有鑑於此,為了滿足未來的企業運算環境,發展容量更大、速度更快的記憶體技術已成必然趨勢。不過,以傳統的DDR、DDR2設計而言,受到並列(Parallel)匯流排架構的制約,效能很難再有所提升,因此Intel植基於現有的DDR2技術,發表了FB-DIMM(Fully Buffered Dual In-line Memory Module)概念,在低成本前提下,一併兼顧效能與容量。FB-DIMM nullFB-DIMM是Intel繼DRDRAM之後,第二次押注的新一代記憶體架構。鑒於上一次的失敗經驗,這次FB-DIMM是採用是現有的DDR2記憶體顆粒,最大差異在於搭載一顆AMB(Advanced Memory Buffer),晶片將資料由並列轉換為高速串列方式傳輸給CPU,與現有記憶體架構相比,每通道記憶體容量高出4倍,記憶體頻寬則增加了約33% 。 當然也因為串列的訊號傳輸,連帶地使得FB-DIMM模組的設計更為簡潔,接腳僅69Pin,且沒有繞線複雜的狀況,約可減少1~2層的PCB板,同時還可改善高頻傳輸所帶來的干擾(noise)與串音(cross talk)問題。在FB-DIMM架構內,每個AMB是屬於串聯狀態,透過點對點方式連接,資料在每個緩衝區間依序傳遞,如此前一個緩衝區與記憶體控制器間的連接阻抗即可保持穩定,進而有助於容量與頻率的提升。此外,FB-DIMM的串列匯流排採用低電壓差動(Low-Voltage Differential Signaling,LVDS)設計,有點類似PCI Express匯流排原理,因而有效地強化FB-DIMM的抗干擾能力。 null就外觀上而言,FB-DIMM在模組中央多了AMB晶片,以串列方式與CPU溝通。nullWhat is Bank(Rank)system 與Memory data bus 的基本運作單位. 30 pin SIMM 每根可以傳送八個位元。在 32 bits的PC中最少要插四根才會開機,所以四根30 pin SIMM 合為一個Bank 。 72 pin SIMM 每根可以傳送32個位元。在 32 bits的PC中最只要插一根就會開機,所以一根72 pin SIMM就是一個Bank 。 Pentium 以後的Memory data bus 改為64 bits ,所以兩根72 pin SIMM 合為一個Bank 。而168 pin and 184 pin的DIMM 因一次就可以傳送64 bits的Data ,所以一個Slot 就可以是一個Bank 。 nullExample1:欲採用64Mbx8(512Mb)的DRAM Chip組成1GB 的ECC 及Non-ECC DIMM需多少的DRAM Chip? For non-ECC(64 bit) [(64Mbx8)x8]x2(bank)=128Mbx64=>需16顆 For ECC(72 bit) [(64Mbx8)x9]x2(bank)=128Mbx72=>需18顆Example2:欲採用64Mbx4(512Mb)的DRAM Chip組成1GB 的Register Memory需多少的DRAM Chip? ECC(72 bit) [(64Mbx4)x18]x2(bank)=128Mbx72=>需36顆null常見的記憶體TimingCL : CL是CAS Latency的縮寫,意為列地址選通脈衝(Column Address Strobe、Column Address Select),CAS控制著從收到CPU命令到執行的間隔時間,通常DDR SDRAM為2、2.5、3,DDR2 SDRAM則是4、5、6這個幾個Clock Cycle。 在整個記憶體矩陣中,因為CAS依照列位址管理物理位址,因此在穩定的前提下,此參數值越低越好。既然存取資料是採矩陣方式,因此採行與列定義資料所在。 當命令要求到達記憶體後,首先被觸發的是tRAS (Active to Precharge Delay),並在被請求後需預先充電,一旦tRAS被啟動,RAS才開始在一半的物理位址中搜尋,行被選定後,tRCD初始化,最後才通過CAS找到精確的所在位置。由於CAS是尋找位址的最後一個步驟,因此在記憶體參數中最為重要。nulltRAS: tRAS在記憶體運作規範的解釋是Active to Precharge Delay,代表行位址有效至預充電時間。 從收到一個命令後到初始化RAS(行位址選通脈衝)真正開始接受資料的間隔時間。 由於記憶體存取是屬於動態過程,有時記憶體非常繁忙,但也有相對閒置的狀態,且tRAS命令是存取新資料的過程(如:開啟一個新的應用程式),但畢竟發生的機率不高,因此這項參數的影響性不若CL來得大。nulltRCD: 一般來說,tRCD代表的是RAS to CAS Delay(RAS至CAS延遲),相較於CAS,RAS意指Row Address Strobe(行位址選通脈衝)。 CAS和RAS共同決定了記憶體尋址動作,從RAS到CAS實際上並非連續狀態,而是存在著延遲因素。 然而,這項條件對系統性能的影響並不大,因為存取資料至記憶體中是一個持續的過程,在同個程序中,通常都會在同一行中尋址,所以在這種情況下,即不會不存在行尋址到列尋址的延遲。nulltRP: tRP是RAS Precharge Time(行位址預充電時間)的縮寫,也就是記憶體從結束一個行存取結束到重新開始的間隔時間。 簡單地說,在依次經歷過tRAS,然後RAS、tRCD和CAS之後,需要結束當前的狀態再重新開始新的循環,這也是記憶體運作的基本原理。 如果系統擔負的工作需要大量的資料變化,比方像3D遊戲,此時一個程序就需要使用許多的行來存取,tRP的參數值越低表示在不同行位址間切換的速度越快。 nullCMD Rate: CMD Rate (DRAM Command Rate),也就是首命令延遲。由於DDR記憶體在尋址時,首先必須經過決定P-Bank(Physical Bank)的程序(透過DIMM上Chip Select訊號進行),然後才是L-Bank/行啟動與列位址的選擇。 此參數的含義是當P-Bank完成後,多少時間可發出具體的尋址L-Bank命令。在AMD K8主機板的BIOS設定中,通常會有CMD Rate這個選項,可以調整成Auto、1T或2T。一般情況下,是調成Auto模式,讓系統自行決定時序。 好一點的DRAM模組,可以嘗試調成1T來增加系統效能。不過,隨著主機板上記憶體模組的增加,系統的負載也相對提升,過短的命令間隔可能會影響系統穩定性。 通常只插2條DIMM時,可以1T Command來為系統效能加速,但DIMM插槽全部安裝記憶體、系統處於滿載(Full loading)的情況下,將可能只可使用2T模式,以確保系統穩定性。 nullDual Channel TechnologyDual Channel 是用來提升記憶體傳輸頻寬的技術,它利用兩組記憶體通道同時傳輸資料,能將資料頻寬提升一倍. 為什麼要使用Dual Channel ,我們以Pentium4 (533MHZ)搭配DDR400 為例: FSB Bandwidth : 4.3GB/S DDR Bandwidth : 3.2GB/S 記憶體無法配合系統匯流排頻寬時,CPU 只能發揮3.2/4.3(約74.4%)的資料處理能力. 基於上述原因, Dual Channel 孕育而生以配合現在,與未來更快的系統匯流排.nullDual Channel有兩 64 + 64 bits 模式CPU64 bits64 bitsMemory ControllerDIMM2DIMM 1此模式將兩個64位元的DIMM Slot 直 接定址成128位元.它一次傳送128bits Data,NB 再分兩次傳送給CPU.Intel即使用此種模式. 優點 : 傳輸效能較高,只需一組Memory Controller 缺點 : 必須安裝成對且相同容量的Memory.較多的使用限 制.null64 X 2 模式CPU64 bits64 bitsMC1DIMM2DIMM 1MC2它和64 + 64 bits 模式最大的不同在於使用兩組64位元的Memory Controller來控制Channel.這兩組MC各自獨立,交錯存取兩個Memory Channel以達到類似一次傳送128bits的效果. nVIDIA 的nFoece即採用此種模式. 優點 : 具備使用彈性. 缺點 : 傳輸效能比64 + 64 bits 差.null記憶體的延伸運用 隨著PC記憶體容量的提升,使得記憶體原先角色為系統配置存放軟體與CPU存取的用途之外,也開始被其他硬體零組件拿來加利用,以達到降低成本、增進效能的目的,例如AGP或PCI Express介面架構,就設計成能讓繪圖晶片(GPU)挪用系統記憶體來存放影像材質,達到用來加快視訊資料的處理表現。 至於整合型晶片組所內建的繪圖核心,則是透過UMA(Unified Memory Architecture)技術,同樣以系統記憶體做為擺放材質之處甚至視訊資料的用途。 而新款的入門級顯示卡(例如NVIDIA的TurboCache與ATI的HyperMemory)所使用的加強型UMA技術,可透過PCI-e匯流排雙向傳輸的特性,讓繪圖晶片(GPU)直通系統記憶體來高速存取與運算3D繪圖時的材質資料,以達到減少顯示卡內建記憶體容量、又能兼顧效能維持在水準之上的目的!nullNVIDIA提出的TurboCache技術,是屬於UMA架構的強化版,挪用系統記憶體供顯示卡使用,讓顯示卡本身配置視訊記憶體的成本得以縮減。
/
本文档为【内存的原理】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑, 图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。 本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。 网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。

历史搜索

    清空历史搜索