Iuml;àìÿòü òèïà DRAM

Äèíàìè÷åñêàÿ îïåðàòèâíàÿ ïàìÿòü (Dynamic RAM - DRAM) èñïîëüçóåòñÿ â áîëüøèíñòâå ñèñòåì îïåðàòèâíîé ïàìÿòè ñîâðåìåííûõ ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ. Îñíîâíîå ïðåèìóùåñòâî ïàìÿòè ýòîãî òèïà ñîñòîèò â òîì, ÷òî åå ÿ÷åéêè óïàêîâàíû î÷åíü ïëîòíî, ò.å. â íåáîëüøóþ ìèêðîñõåìó ìîæíî óïàêîâàòü ìíîãî áèòîâ, à çíà÷èò, íà èõ îñíîâå ìîæíî ïîñòðîèòü ïàìÿòü áîëüøîé åìêîñòè.

ß÷åéêè ïàìÿòè â ìèêðîñõåìå DRAM - ýòî êðîøå÷íûå êîíäåíñàòîðû, êîòîðûå óäåðæèâàþò çàðÿäû. Èìåííî òàê (íàëè÷èåì èëè îòñóòñòâèåì çàðÿäîâ) è êîäèðóþòñÿ áèòû. Ïðîáëåìû, ñâÿçàííûå ñ ïàìÿòüþ ýòîãî òèïà, âûçâàíû òåì, ÷òî îíà äèíàìè÷åñêàÿ, ò.å. äîëæíà ïîñòîÿííî ðåãåíåðèðîâàòüñÿ, òàê êàê â ïðîòèâíîì ñëó÷àå ýëåêòðè÷åñêèå çàðÿäû â êîíäåíñàòîðàõ ïàìÿòè áóäóò "ñòåêàòü" è äàííûå áóäóò ïîòåðÿíû. Ðåãåíåðàöèÿ ïðîèñõîäèò, êîãäà êîíòðîëëåð ïàìÿòè ñèñòåìû áåðåò êðîøå÷íûé ïåðåðûâ è îáðàùàåòñÿ êî âñåì ñòðîêàì äàííûõ â ìèêðîñõåìàõ ïàìÿòè. Áîëüøèíñòâî ñèñòåì èìåþò êîíòðîëëåð ïàìÿòè (îáû÷íî âñòðàèâàåìûé â íàáîð ìèêðîñõåì ñèñòåìíîé ïëàòû), êîòîðûé íàñòðîåí íà ñîîòâåòñòâóþùóþ ïðîìûøëåííûì ñòàíäàðòàì ÷àñòîòó ðåãåíåðàöèè, ðàâíóþ 15 ìêñ. Êî âñåì ñòðîêàì äàííûõ îáðàùåíèå îñóùåñòâëÿåòñÿ ïî ïðîõîæäåíèè 128 ñïåöèàëüíûõ öèêëîâ ðåãåíåðàöèè. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî êàæäûå 1,92 ìñ (128´15 ìêñ) ïðî÷èòûâàþòñÿ âñå ñòðîêè â ïàìÿòè äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ðåãåíåðàöèè äàííûõ.

Ðåãåíåðàöèÿ ïàìÿòè, ê ñîæàëåíèþ, îòíèìàåò âðåìÿ ó ïðîöåññîðà: êàæäûé öèêë ðåãåíåðàöèè ïî äëèòåëüíîñòè çàíèìàåò íåñêîëüêî öèêëîâ öåíòðàëüíîãî ïðîöåññîðà.  ñòàðûõ êîìïüþòåðàõ öèêëû ðåãåíåðàöèè ìîãëè çàíèìàòü äî 10% (èëè áîëüøå) ïðîöåññîðíîãî âðåìåíè, íî â ñîâðåìåííûõ ñèñòåìàõ, ðàñõîäû íà ðåãåíåðàöèþ ñîñòàâëÿþò 1% (èëè ìåíüøå) ïðîöåññîðíîãî âðåìåíè. Íåêîòîðûå ñèñòåìû ïîçâîëÿþò èçìåíèòü ïàðàìåòðû ðåãåíåðàöèè ñ ïîìîùüþ ïðîãðàììû óñòàíîâêè ïàðàìåòðîâ CMOS, íî óâåëè÷åíèå âðåìåíè ìåæäó öèêëàìè ðåãåíåðàöèè ìîæåò ïðèâåñòè ê òîìó, ÷òî â íåêîòîðûõ ÿ÷åéêàõ ïàìÿòè çàðÿä "ñòå÷åò", à ýòî âûçîâåò ñáîè ïàìÿòè.  áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ íàäåæíåå ïðèäåðæèâàòüñÿ ðåêîìåíäóåìîé èëè çàäàííîé ïî óìîë÷àíèþ ÷àñòîòû ðåãåíåðàöèè. Ïîñêîëüêó çàòðàòû íà ðåãåíåðàöèþ â ñîâðåìåííûõ êîìïüþòåðàõ ñîñòàâëÿþò ìåíåå 1%, èçìåíåíèå ÷àñòîòû ðåãåíåðàöèè îêàçûâàåò íåçíà÷èòåëüíîå âëèÿíèå íà õàðàêòåðèñòèêè êîìïüþòåðà. Îäíèì èç íàèáîëåå ïðèåìëåìûõ âàðèàíòîâ ÿâëÿåòñÿ èñïîëüçîâàíèå äëÿ ñèíõðîíèçàöèè ïàìÿòè çíà÷åíèé ïî óìîë÷àíèþ èëè àâòîìàòè÷åñêèõ íàñòðîåê, çàäàííûõ ñ ïîìîùüþ Setup BIOS. Áîëüøèíñòâî ñîâðåìåííûõ ñèñòåì íå ïîçâîëÿþò èçìåíÿòü çàäàííóþ ñèíõðîíèçàöèþ ïàìÿòè, ïîñòîÿííî èñïîëüçóÿ àâòîìàòè÷åñêè óñòàíîâëåííûå ïàðàìåòðû. Ïðè àâòîìàòè÷åñêîé óñòàíîâêå ñèñòåìíàÿ ïëàòà ñ÷èòûâàåò ïàðàìåòðû ñèíõðîíèçàöèè èç ñèñòåìû îáíàðóæåíèÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòè â ÏÇÓ (serial presence detect - SPD) è óñòàíàâëèâàåò ÷àñòîòó ïåðèîäè÷åñêîé ïîäà÷è èìïóëüñîâ â ñîîòâåòñòâèè ñ ïîëó÷åííûìè äàííûìè.

 óñòðîéñòâàõ DRAM äëÿ õðàíåíèÿ îäíîãî áèòà èñïîëüçóåòñÿ òîëüêî îäèí òðàíçèñòîð è ïàðà êîíäåíñàòîðîâ, ïîýòîìó îíè áîëåå âìåñòèòåëüíû, ÷åì ìèêðîñõåìû äðóãèõ òèïîâ ïàìÿòè.  íàñòîÿùåå âðåìÿ èìåþòñÿ ìèêðîñõåìû äèíàìè÷åñêîé îïåðàòèâíîé ïàìÿòè åìêîñòüþ 1 Гáàéò è áîëüøå. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ïîäîáíûå ìèêðîñõåìû ñîäåðæàò áîëåå миллиарда òðàíçèñòîðîâ! À âåäü Pentium 4 èìååò òîëüêî 55 ìëí òðàíçèñòîðîâ. Îòêóäà òàêàÿ ðàçíèöà? Äåëî â òîì, ÷òî â ìèêðîñõåìå ïàìÿòè âñå òðàíçèñòîðû è êîíäåíñàòîðû ðàçìåùàþòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíî, îáû÷íî â óçëàõ êâàäðàòíîé ðåøåòêè, â âèäå î÷åíü ïðîñòûõ, ïåðèîäè÷åñêè ïîâòîðÿþùèõñÿ ñòðóêòóð, â îòëè÷èå îò ïðîöåññîðà, ïðåäñòàâëÿþùåãî ñîáîé áîëåå ñëîæíóþ ñõåìó ðàçëè÷íûõ ñòðóêòóð, íå èìåþùóþ ÷åòêîé îðãàíèçàöèè.

Òðàíçèñòîð äëÿ êàæäîãî îäíîðàçðÿäíîãî ðåãèñòðà DRAM èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ÷òåíèÿ ñîñòîÿíèÿ ñìåæíîãî êîíäåíñàòîðà. Åñëè êîíäåíñàòîð çàðÿæåí, â ÿ÷åéêå çàïèñàíà 1; åñëè çàðÿäà íåò - çàïèñàí 0. Çàðÿäû â êðîøå÷íûõ êîíäåíñàòîðàõ âñå âðåìÿ "ñòåêàþò", âîò ïî÷åìó ïàìÿòü äîëæíà ïîñòîÿííî ðåãåíåðèðîâàòüñÿ. Äàæå ìãíîâåííîå ïðåðûâàíèå ïîäà÷è ïèòàíèÿ èëè êàêîé-íèáóäü ñáîé â öèêëàõ ðåãåíåðàöèè ïðèâåäåò ê ïîòåðå çàðÿäà â ÿ÷åéêå DRAM, à ñëåäîâàòåëüíî, è ê ïîòåðå äàííûõ.  ðàáîòàþùåé ñèñòåìå ïîäîáíîå ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ "ñèíåãî" ýêðàíà, ãëîáàëüíûì îòêàçàì ñèñòåìû çàùèòû, ïîâðåæäåíèþ ôàéëîâ èëè ê ïîëíîìó îòêàçó ñèñòåìû.

Äèíàìè÷åñêàÿ îïåðàòèâíàÿ ïàìÿòü èñïîëüçóåòñÿ â ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðàõ; ïîñêîëüêó îíà íåäîðîãàÿ, ìèêðîñõåìû ìîãóò áûòü ïëîòíî óïàêîâàíû, à ýòî îçíà÷àåò, ÷òî çàïîìèíàþùåå óñòðîéñòâî áîëüøîé åìêîñòè ìîæåò çàíèìàòü íåáîëüøîå ïðîñòðàíñòâî. Ê ñîæàëåíèþ, ïàìÿòü ýòîãî òèïà íå îòëè÷àåòñÿ âûñîêèì áûñòðîäåéñòâèåì, îáû÷íî îíà íàìíîãî "ìåäëåííåå" ïðîöåññîðà. Ïîýòîìó ñóùåñòâóåò ìíîæåñòâî ðàçëè÷íûõ òèïîâ îðãàíèçàöèè DRAM, ïîçâîëÿþùèõ óëó÷øèòü ýòó õàðàêòåðèñòèêó.

Дата добавления: 2015-07-10