Особенности микросхем синхронной динамической памяти

Описанная динамическая память управляется в асинхронном ре­жиме. Она тактируется только управляющими сигналами RAS и CAS и момент готовности микросхемы к обмену информацией с процессором, в общем, не известен. При использовании асинхронной памяти контроллер памяти должен учитывать задержку реакции памяти после ее адресации, конкретную для каждого типа микросхем. Обычно это осуществляется регулировкой длительности стробов RAS и CAS.

Результатом дальнейшего развития технологий DRAM стало создание синхронных DRAM (Synhronous DRAM или SDAM). Они получили это название потому, что процессы чтения – записи данных в них синхронизированы тактовыми сигналами (Сlok- Clk). Запоминающие элементы в микросхемах SDAM точно такие же, как и в асинхронных DRAM. Однако благодаря синхронизации процессов чтения – записи данных с фронтами тактовых сигналов контроллер памяти “знает” моменты готовности данных. Это позволяет повысить скорость обмена между процессором и памятью при пакетных пересылках и упростить взаимодействие памяти и других устройств ЭВМ. Перечисленные и другие факторы позволяют современным SDRAM работать на тактовой частоте до 400 МГц.

В состав SDRAM включают встроенную схему регенерации, которая содержит счетчик адреса, формирующий адрес строки, требующей регенерации. В ти­пичной SDRAM данные регенерируются по меньшей мере каждые 64 мс. Включение схемы регенерации в состав SDRAM позволяет сохранять их содержимое в “спящем” режиме работы ЭВМ, когда для экономии энергопотребления включенного, но не используемого пользователем компьютера отключается часть его подсистем, при этом память переводится в режим саморегенерации.

 

Основные характеристики ЗУ

1.Емкость памяти. Является важнейшей характеристикой ЗУ любого типа. Она определяет максимальное количество информации, которое может в ней храниться. Емкость может измеряться в битах, байтах или машинных словах. Наиболее распространенной единицей измерения является байт. При большом размере памяти ее емкость выражают в килобайтах (Кбайт) – 1024 байт, в мегабайтах (Мбайт) – миллион байт (точнее 1024*1024 байт), в гигабайтах (Гбайт) – миллиард байт.

2.Время обращения к памяти. Существует два вида времени обращения к памяти: при чтении и при записи. Их значения могут быть различными из-за того, что процессы чтения и записи отличаются процедурами, которые сопровождают эти операции.

Время обращения при чтении:

,

где tд - время доступа (подготовительное время) - промежуток времени между началом операции обращения и моментом начала процесса чтения;

tчт - продолжительность физического процесса считывания;

tрег - время регенерации (восстановления), если в процессе чтения информации произошло ее разрушение.

Время обращения при записи:

,

где tп - время подготовки, расходуемое на приведение запоминающих элементов в исходном состоянии, если это необходимо;

tзп - время, необходимое для физического изменения состояния запоминающих элементов при записи информации.

3.Цикл памяти. Принимается равным минимально допустимому интервалу между двумя обращениями в память:

.

4. Время ожидания. Данные между памятью и процессором, а точнее, между памятью и КЭШем процес­сора, пересылаются в виде слов или небольших блоков (пакетов) слов. Скорость и эффективность таких операций заметно отра­жаются на производительности ЭВМ. С точки зрения производительности память удобно характеризовать двумя параметрами: временем ожидания и пропускной способностью.

Термином время ожидания памяти или латентностъ (latency) определяется время, уходящее на пересылку в память или из памяти одного слова данных. Если данные считываются и записываются пословно, то латентность полностью характеризует производительность памяти. Однако для пакетных операций, в хо­де которых пересылаются блоки данных, полное время, уходящее на выполнение операции, зависит от скорости пересылки отдельных слов и размера блока данных. Поэтому при блочной пересылке под временем ожидания подразумевается время пересылки первого слова данных. Обычно это слово пересылается значи­тельно дольше следующих слов блока.

5.Пропускная способность. Пропускную способность памяти можно опреде­лять количеством бит или байтов, пересылаемых за одну секунду. При пакетном способе обмена для оценки пропускной способности необходимо знать, сколько времени уходит на пересылку блока дан­ных.

Пропускная спо­собность подсистемы памяти, состоящей из одной или более микросхем, зависит от скорости доступа к хранящимся в памяти данным и от количества параллельно доступных бит. Однако реальная пропускная способность памяти определяется не только её быстродействием. Она зависит и от пропускной способности со­единений между памятью и процессором, то есть в наиболее типичном случае от пропу­скной способности шины. Микросхемы памяти обычно разрабатываются с уче­том скорости функционирования шин, пропускная способность которых зависит от количества линий шины данных или, по другому, от ширины шины.