Операти́вная па́мять
ОП — часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции и время доступа к которой не превышает одного его такта. Обязательным условием является адресуемость (каждое машинное слово имеет индивидуальный адрес) памяти. Передача данных в/из оперативную память процессором производится непосредственно, либо через сверхбыструю память (кэш).
Физические виды озу
В большинстве современных компьютеров оперативная память представляет собой динамические модули памяти содержащие полупроводниковые БИС ЗУ, организованные по принципу устройств с произвольным доступом. Память динамического типа дешевле, чем статического, и её плотность выше, что позволяет на том же пространстве кремниевой подложки размещать больше ячеек памяти, но при этом её быстродействие ниже. Статическая, наоборот, более быстрая память, но она и дороже. В связи с этим массовую оперативную память строят на модулях динамической памяти, а память статического типа используется для построения кэш-памяти в микропроцессоре.
Память динамического типа (англ. Dram (Dynamic ram))
Физически память DRAM состоит из ячеек, созданных в полупроводниковом материале, в каждой из которых можно хранить определённый объём данных, от 1 до 4 бит
Экономичный вид памяти. Для хранения разряда (бита или трита) используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариациях конденсаторов два). Такой вид памяти решает, во-первых, проблему дороговизны (один конденсатор и один транзистор дешевле нескольких транзисторов) и во-вторых, компактности (там, где в SRAM размещается один триггер, то есть один бит, можно уместить восемь конденсаторов и транзисторов). Есть и свои минусы. Во-первых, память на основе конденсаторов работает медленнее, поскольку если в SRAM изменение напряжения на входе триггера сразу же приводит к изменению его состояния, то для того чтобы установить в единицу один разряд (один бит) памяти на основе конденсатора, этот конденсатор нужно зарядить, а для того чтобы разряд установить в ноль, соответственно, разрядить. А это гораздо более длительные операции (в 10 и более раз), чем переключение триггера, даже если конденсатор имеет весьма небольшие размеры. Второй существенный минус — конденсаторы склонны к «стеканию» заряда; проще говоря, со временем конденсаторы разряжаются. Причём разряжаются они тем быстрее, чем меньше их ёмкость. За то, что разряды в ней хранятся не статически, а «стекают» динамически во времени память на конденсаторах получила своё название динамическая память. В связи с этим обстоятельством, дабы не потерять содержимое памяти, заряд конденсаторов для восстановления необходимо «регенерировать» через определённый интервал времени. Регенерация выполняется центральным микропроцессором или контроллером памяти, за определённое количество тактов считывания при адресации по строкам. Так как для регенерации памяти периодически приостанавливаются все операции с памятью, это значительно снижает производительность данного вида ОЗУ.
DIMM (англ. Dual In-line Memory Module, двухсторонний модуль памяти) — форм-фактор модулей памяти DRAM. Данный форм-фактор пришёл на смену форм-фактору SIMM. Основным отличием DIMM от предшественника является то, что контакты, расположенные на разных сторонах модуля являются независимыми, в отличие от SIMM, где симметричные контакты, расположенные на разных сторонах модуля, замкнуты между собой и передают одни и те же сигналы. Кроме того, DIMM реализует функцию обнаружения и исправления ошибок.
Конструктивно представляет собой модуль памяти в виде длинной прямоугольной платы с рядами контактных площадок с обоих сторон вдоль её длинной стороны, устанавливаемую в разъём подключения и фиксируемую по обоим её торцам защёлками. Микросхемы памяти могут быть размещены как с одной, так и с обеих сторон платы.
В дальнейшем, в модули DIMM стали упаковывать память типа DDR, DDR II и DDR III, отличающуюся повышенным быстродействием.
Появлению форм-фактора DIMM способствовало появление процессора Pentium, который имел 64-разрядную шину данных.
DDR: Напряжение питания микросхем: 2,6 В +/- 0,1 В Потребляемая мощность: 527 мВт Ширина шины памяти составляет 64 бита, то есть по шине за один такт одновременно передаётся 8 байт. В результате получаем следующую формулу для расчёта максимальной скорости передачи для заданного типа памяти: тактовая частота шины памяти x 2 (передача данных дважды за такт) x 8 (число байтов передающихся за один такт). от 100 до 400МГц, до1 Гб
DDR , DDR2 используют передачу данных по обоим срезам тактового сигнала
Основное отличие DDR2 от DDR — вдвое большая частота работы шины, по которой данные передаются в буфер микросхемы памяти. При этом, чтобы обеспечить необходимый поток данных, передача на шину осуществляется из четырёх мест одновременно.
Итоговые задержки оказываются выше, чем для DDR.
Внешнее отличие модулей памяти DDR2 от DDR - 240 контактов (по 120 с каждой стороны)
Напряжение питания микросхем: 1,8 В Потребляемая мощность: 247 мВт
DDR2 не является обратно совместимой с DDR, поэтому ключ на модулях DDR2 расположен в другом месте по сравнению с DDR и вставить модуль DDR2 в разъём DDR, не повредив последний (или первый), невозможно. Микросхемы
Тип чипа |
Частота памяти |
Частота шины |
Эффективная частота |
DDR2-400 |
100 МГц |
200 МГц |
400 МГц |
DDR2-533 |
133 МГц |
266 МГц |
533 МГц |
DDR2-667 |
166 МГц |
333 МГц |
667 МГц |
DDR2-800 |
200 МГц |
400 МГц |
800 МГц |
DDR2-1066 |
266 МГц |
533 МГц |
1066 МГц |
Модули
Для использования в ПК, DDR2 RAM поставляется в модулях DIMM с 240 контактами и одним ключом (прорезью в полосе контактов). DIMM’ы различаются по максимальной скорости передачи данных (часто называемой пропускной способностью)
Тип чипа |
Название модуля |
Частота шины |
Пиковая скорость передачи данных |
DDR2-400 |
PC2-3200 |
200 МГц |
3200 МБ/с |
DDR2-533 |
PC2-4200 |
266 МГц |
4200 МБ/с |
DDR2-667 |
PC2-5300 |
333 МГц |
5300 МБ/с |
DDR2-675 |
PC2-5400 |
337 МГц |
5400 МБ/с |
DDR2-700 |
PC2-5600 |
350 МГц |
5600 МБ/с |
DDR2-711 |
PC2-5700 |
355 МГц |
5700 МБ/с |
DDR2-750 |
PC2-6000 |
375 МГц |
6000 МБ/с |
DDR2-800 |
PC2-6400 |
400 МГц |
6400 МБ/с |
DDR2-888 |
PC2-7100 |
444 МГц |
7100 МБ/с |
DDR2-900 |
PC2-7200 |
450 МГц |
7200 МБ/с |
DDR2-1000 |
PC2-8000 |
500 МГц |
8000 МБ/с |
DDR2-1066 |
PC2-8500 |
533 МГц |
8500 МБ/с |
DDR2-1150 |
PC2-9200 |
575 МГц |
9200 МБ/с |
DDR2-1200 |
PC2-9600 |
600 МГц |
9600 МБ/с |
DDR3 синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных, третье поколение .
У DDR3 уменьшено на 40 % потребление энергии по сравнению с модулями DDR2, что обусловлено пониженным (1,5 В, по сравнению с 1,8 В для DDR2 и 2,5 В для DDR) напряжением питания ячеек памяти. Снижение напряжения питания достигается за счёт использования 90-нм (вначале, в дальнейшем 65-, 50-, 40-нм) техпроцесса при производстве микросхем и применения транзисторов с двойным затвором Dual-gate (что способствует снижению токов утечки).
|
Сравнение планок памяти DDR, DDR2 и DDR3 по внешнему виду.
Модули DIMM с памятью DDR3, имеющие 240 контактов, не совместимы с модулями памяти DDR2 электрически и механически. Ключ расположен в другом месте, поэтому модули DDR3 не могут быть установлены в слоты DDR2,