2. Частота

Основными параметрами любых элементов является минимальное время доступа, длительность цикла обращения, разрядность шины памяти.

Время доступа определяется как задержка появления данных на выходе памяти от начала цикла чтения. Время доступа измеряется в наносекундах (одна миллиардная секунды).

Длительность цикла определяется как минимальный проход следующих друг за другом обращений к памяти, причем циклы чтения и записи могут требовать различных затрат времени.

Разрядность шины памяти – это количество бит, с которыми операция чтения или записи может быть выполнена одновременно. Разрядность ОЗУ обычно согласуется с разрядностью внешней шины процессора.

Как правило, в прайс-листах указывается тактовая частота модуля памяти. Смысл этой характеристики тот же, что и у частоты процессора – количество тактов в секунду. Каждая операция занимает один или более тактов. Как правило, частота ОЗУ должна совпадать с частотой системной шины. Однако некоторые материнские платы позволяют ОЗУ работать на частоте, немного отличной от частоты системной шины.

3. Тип модуля

Модули памяти различаются размерами, количеством контактов (контакт называется pin) и способом, которым материнская плата общается с модулем памяти (интерфейс). Эти характеристики важно учитывать, так как они определяют, можно ли подключить модуль к материнской плате, и будет ли он совместим с ней. По количеству контактов модули делятся на следующие виды:

• 30-pin SIMM;

• 72-pin SIMM;

• 168-pin DIMM;

• 168-pin RIMM.

SIMM расшифровывается Single Inline Memory Module (модуль памяти с однорядным расположением выводов). В настоящее время модули таких типов вышли из употребления и используются только на устаревших компьютерах.

На смену SIMM-модулю пришел модуль DIMM: Dual Inline Memory Module (модуль памяти с двойным расположением выводов), имеющий 168 контактов, расположенных с двух сторон платы и разделенных изолятором. Разумеется, изменился и разъем для этого типа модулей.

Модуль памяти RIMM компании Rambus Inc., хотя и имеет то же количество контактов, не совместим с разъемом DIMM, и для него на материнской плате должен присутствовать специальный разъем.

4. Архитектура

От архитектуры модуля памяти зависят его остальные характеристики. Кроме того, некоторые особенности архитектуры позволяют повысить быстродействие памяти при той же тактовой частоте.

Полупроводниковая оперативная память в настоящее время делится на статическое ОЗУ (SRAM) и динамическое ОЗУ (DRAM). Различие между ними описано в разделе 1.3.2.

Статическое ОЗУ – дорогой и неэкономичный вид ОЗУ. Поэтому его используют в основном для кэш-памяти, в регистрах микропроцессорах и системах управления RDRAM. Для того, чтобы удешевить оперативную память, в 90-х годах XX века вместо дорогого статического ОЗУ на триггерах стали использовать динамическое ОЗУ (DRAM). Принцип устройства DRAM следующий: система «металл-диэлектрик-полупроводник» способна работать как конденсатор. Как известно, конденсатор способен некоторое время «держать» на себе электрический заряд. Обозначив «заряженное» состояние как 1 и «незаряженное» как 0, мы получим ячейку памяти емкостью 1 бит. Поскольку заряд на конденсаторе рассеивается через некоторый промежуток времени (который зависит от качества материала и технологии его изготовления), то его необходимо периодически «подзаряжать» (регенерировать), считывая и вновь записывая в него данные. Из-за этого и возникло понятие «динамическая» для этого вида памяти. В дальнейшем появлялись различные модификации динамической памяти: FPM DRAM, EDO DRAM, BEDO DRAM и другие. На сегодняшний день все они морально устарели, поэтому мы не будем заострять на них внимание.

Важным шагом стало появление архитектуры SDRAM. Аббревиатура SDRAM расшифровывается как Synchronous DRAM (динамическое ОЗУ с синхронным интерфейсом). Этим они отличаются от FPM и EDO DRAM, работающих по асинхронному интерфейсу.

С асинхронным интерфейсом процессор должен ожидать, пока DRAM закончит выполнение своих внутренних операций. В DRAM с синхронным управлением происходит защелкивание информации от процессора под управлением системных часов. Триггеры запоминают адреса, сигналы управления и данных. Это позволяет процессору выполнять другие задачи. После определенного количества циклов данные становятся доступными, и процессор может их считывать. Таким образом, уменьшается время простоя процессора во время регенерации памяти.

Модули SDRAM имеют частоту 100 и 133 МГц. Модули с частотой 100МГц уже сняты с производства.

Следующим оригинальным решением, увеличившим частоту работы SDRAM, явилось создание кэша SRAM на самом модуле динамического ОЗУ. Так появилась спецификация Enhanced SDRAM (ESDRAM). Это позволило поднять частоту работы модуля до 200 МГц. Назначение кэша на модуле точно такое же, что и кэш второго уровня процессора – хранение наиболее часто используемых данных.

Архитектура SDRAM II (или DDR SDRAM) не имеет полной совместимости с SDRAM. Эта спецификация позволяет удвоить частоту работы SDRAM за счет работы на обеих границах тактового сигнала, то есть на подъеме и спаде, это позволяет удвоить рабочую частоту модуля памяти. Однако DDR SDRAM использует тот же 168-ми контактный разъем DIMM.

RDRAM представляет собой архитектуру, созданную и запатентованную фирмой Rambus, Inc. За счет использования обоих границ сигнала достигается частота работы памяти в 800 МГц. Первоначально фирмой Intel было принято решение использовать только RDRAM в компьютерах на базе процессора Pentium IV. Однако, в связи с тем, что RDRAM стоит дороже и требует специального разъема, было решено использовать более дешевую и совместимую со стандартным разъемом память DDR SDRAM.