memorija vrste

MAINSKI FAKULTET UNIVERZITETA U NIU KATEDRA ZA PROIZVODNO MAINSTVO

Informacione tehnologije u mainstvu

Naziv rada Memorija 1 Ime studenta i broj indeksa Milan Jankovic 9431 kolska godina 2003/04

Memorije u racunaru predstavljaju sklopove u koje se moe upisati i iz kojih se moe citati informacija. U racunaru postoji vie razlicitih tipova memorijskih uredaja, i oni se drasticno razlikuju po svojim karakteristikama, ceni i nacinu upotrebe. Najcece je koricena podela na osnovu medijuma na kome se cuvaju informacije - razlikujemo magnetne, opticke i poluprovodnicke memorije. Magnetne i opticke memorije se uglavnom koriste za memorisanje velikih kolicina informacija, a informacije na njima ostaju zapamcene i kada je iskljuceno elektricno napajanje - ove memorije spadaju u klasu postojanih memorija ( eng. nonvolatile memory ).

to se poluprovodnickih memorija tice, postoje dva osnovna tipa. Prvi tip je poluprovodnicka memorija u koju se informacija moe i upisati i iz nje procitati u proizvoljnom trenutku - RAM memorija ( eng. RAM - Random Access Memory - memorija sa slucajnim pristupom ). Informacija u poluprovodnickim RAM memorijama se gubi cim se iskljuci napajanje ( tzv. nepostojane memorije, eng. volatile memory ) pa ona slui za privremeno skladictenje podataka za vreme rada racunara. Drugi tip je ROM memorija ( eng. ROM - Read Only Memory ), kod koje je fizicki i vremenski proces upisa razlicit od procesa citanja sadraja.

1. ROM memorija Razlozi zasto se ROM memorija koristi u racunarima je: v Permanentnost: Podaci pohranjeni u ROMu su uvek tamo, bez obzira da li je

struja prikljucena ili ne. Takode Rom memorija se moe izvaditi iz racunara na neodredeno vreme I podaci ce se sacuvati na njoj. Zato je ovo postojana memorija.

v Sigurnost: cinjenica da se ROM ne moe ( lako ) modifikovati obezbeduje odredeni nivo sigurnosti protiv slucajnih ( namernih ) promena njegovog sadraja. ROM se najcece koristi za smetanje sistemskih programa za koje elimo da budu raspoloivi racunaru u svako doba. Najbolji primer je sistemski BIOS program, koji se cuva u posebnom ROMu na maticnoj ploci - ovo znaci da je program dostupan kada se ukljuci napajanje i da PC moe da ga iskoristi da podigne sistem. Iako je poenta ROM memorije to da se njen sadraj ne moe promeniti, postoje situacije kada bi promena sadraja ROMa bila izuzetno korisna. Postoji nekoliko varijanti ROM memorija ciji se sadraj moe promeniti pod odredenim okolnostima - one bi se mogle nazvati "memorija koja uglavnom slui za citanje" (eng. read-mostly memory).

Tipovi Rom memorije su: Mask ROM, PROM, EPROM, EEPROM, Flash. v Mask ROM je read-only memorija u koju se informacija moe upisati samo

fabricki, u procesu proizvodnje. Prave se veoma slicnim postupkom kao i procesori - podaci koje ROM treba da sadri se utiskuju u silicijum preko posebnih maski u procesu proizvodnje cipa. Ovo stvara dva problema: proces utiskivanja podataka ukljucuje relativno velike fiksne trokove pravljenja maski koji ne zavise od broja proizvedenih primeraka, a uz to ne postoji nacin da se ispravi eventualna greka - ako je jedan bit pogrean, ceo kontigent ROMova se mora baciti. Ovo je izuzetno nefleksibilno i koristi se samo za programe koji se masovno proizvode i ne menjaju ( cesto ).

v PROM - ili programabilni ROM je vrsta ROM memorije koja se moe programirati rucno koricenjem specijalne opreme - u njega se moe upisati sadraj, ali samo jednom. Ovo je korisno za kompanije koje prave svoje sopstvene ROMove sa softverom koji same piu, zato to kada promene softver mogu da naprave nove PROMove bez potrebe za izradom preskupih maski. Sadraj PROMa se u procesu eksploatacije ne moe menjati.

v EPROM ( Erasable Programmable ROM - programabilni ROM sa mogucnocu brisanja) je ROM koji moe biti obrisan i reprogramiran. Mali stakleni prozor je ugraden na vrh kucita ROM memorije, i kroz njega se moe videti unutranjost memorijskog cipa. EPROM se moe u svako doba obrisati tako to se kroz ovaj prozorcic osvetli unutranjost cipa




ultraljubicastom svetlocu posebne frekvencije u trajanju od 20-ak minuta. Posle ovoga cip se moe ponovo programirati.

v EEPROM - ( Electronically Erasable Programmable ROM - programabilni ROM sa mogucnocu elektronskog brisanja ) se moe obrisati pod kontrolom softvera. U EEPROM se podatak moe upisati u bilo kom trenutku i to bez brisanja prethodnog sadraja - menjaju se samo adresirani bajtovi. Operacija upisa traje znacajno due nego operacija citanja. Ovde se malo menja termin Read Only Memory, ali treba imati u vidu da se podaci u EEPROM upisuju recimo jednom godinje, dok se u RAM upisuju mnogo puta svake sekunde. EEPROM je izuzetno zgodan zbog toga to dozvoljava mogucnost obnavljanja podataka na licu mesta, koricenjem uobicajenog racunarskog hardvera i pod cisto softverskom kontrolom, ali je skuplji od EPROM memorije i nemoe se pakovati sa toliko velikom gustinom kao i EPROM.

v Flash - Najnoviji oblik poluprovodnicke memorije je Flash memorija, koja se tako zove (eng. Flash - munja) zbog brzine kojom se moe reprogramirati. Flash memorija se prvi put pojavila sredinom osamdesetih, i predstavlja sredinu izmedu EPROMa i EEPROMa i po ceni i po funkcionalnosti. Kao i EEPROM, Flash memorija koristi tehnologiju elektricnog brisanja. Cela Flash memorija se moe obrisati za svega par sekundi, to je mnogo bre od EEPROMa. Mecutim, kod Flash memorija se ne moe brisati bajt po bajt, vec samo po blokovima. Flash memorija postie istu gustinu pakovanja kao i EPROM (vecu od EEPROMa) zato to koristi samo jedan tranzistor po bitu podatka. Ovo je najfleksibilniji tip ROM memorija, i sada se ucestalo koristi za smetanje BIOS programa. Koricenje Flash memorije za smetanje BIOSa omogucava korisniku da uvek ima aktuelnu verziju BIOSa na svojoj maini.

Tip memorije Kategorija Nacin brisanja Nacin upisa Mask ROM Read - only Nije moguce Utiskivanje na silicijumu PROM Read - only Nije moguce Elektronskim putem EPROM Read - mostly UV svetlo Elektronskim putem EEPROM Read mostly Elektronsko, na nivou

bajta Elektronskim putem

Flash Read - mostly Elektronsko, na nivou bloka

Elektronskim putem

Tabela 1: Uporedne karakteristike Rom memorija

2. Dinamicka RAM memorija DRAM Dinamicka RAM memorija cuva podatke organizovane u elektonsku tabelu, sastavljenu

od kondenzatora koji cine individualne celije u tabeli. Termin "dinamicka" dolazi zbog toga to se kondenzatorske celije moraju povremeno osveavati ( jer se kondenzator polako prazni zbog gubitaka ), za razliku od staticke RAM memorije koja podatak pamti dokle god je napajanje strujom ukljuceno. Svaka celija osim kondenzatora ima i pridrueni tranzistor, preko kojeg se podatak ocitava i upisuje. Svakom redu u tabeli pridruen je jo jedan dodatni tranzistor , tzv. sense amplifier, koji slui za ocitavanje, pojacanje i prenos sadraja do memorijske magistrale za transfer do procesora.

Tabeli memorijskih celija se pristupa tako to se zada adresa u vidu kolone i vrste u kojoj se podatak nalazi. Ovu adresu formira poseban adresni dekoder u modulu dekodiranjem adrese koja se nalazi na sistemskoj adresnoj magistrali. Da bi se procitao neki podatak, prvo se aktivira odgovarajuci red u tabeli pomocu signala RAS (Row Address Select ili Row Address Strobe), koji uzrokuje da se podaci u celom redu tabele prenesu do odgovarajucih sense amplifier tranzistora. Zatim se alje signal na liniju CAS (Column Address Select ili Column Address Strobe) da bi se izabrala tacno ona celija iz mree koja sadri traeni podatak. Sadraj ove celije




se zatim alje na magistralu iz sense amplifier tranzistora. Ovo se ponavlja za svaki sledeci pristup memoriji. Poto se jedan bit podatka pamti samo sa jednim tranzistorom i jednim kondenzatorom dinamicka RAM memorija je jednostavnija za proizvodnju, moe guce da se pakuje i osetno je jeftinija. Dinamicki RAM je sporiji od statickog, i mora se povremeno osveavati poto se kondenzatori koji cine celije podataka isprazne svaki put kada se podatak procita. Za njihovo ponovno punjenje ( da bi se podatak restaurirao ) se koris te sense amplifier tranzistori dodeljeni RAS i CAS signalima. Ovo se cini kao trenutna operacija, ali zapravo ona odnosi memoriji mnogo dragocenih ciklusa. Oni se troe na osveavanje ( refresh ) podataka koji se vec nalaze u memoriji, umesto na prenos podataka od/do procesora. Proces osveavanja je nevidljiv za korisnika - obavlja se kompletno u hardveru memorije, i to na svakih 2-4ms iznova.

Rambus DRAM

v prvi put: RIMM pakovanje v sinhroni interfejs prema procesoru

Da bi se prevazila ogranicena brzina kojom memorijska moe da komunicira sa ostalim komponentama, mora se projektovati memorijski dizajn koji alje mnotvo signala u istom ciklusu takta. Rambus je firma koja je to ostvarila kroz posebnu memorijsku arhitekturu koja se naziva Rambus DRAM, ili skraceno RDRAM.

Izuzetna brzina je direktna posledica ovakvog dizajna. Dok SDRAM zahteva specijalna poboljanja i prepravke da bi stigao do 200 MHz, RDRAM moe bez problema da radi na cak 800 MHz. Ipak, ovaj izuzetno visok takt jo uvek ne znaci da je RDRAM zapravo nekoliko puta bri od SDRAMa. Dok SDRAM podatke alje kroz punu 64-bitnu magistralu, magistrala podataka kod Rambus memorije je iroka samo 16 bita, to znaci da RDRAM mora da obavi cetiri memorijska ciklusa da bi postigao trans fer koji SDRAM obavi u jednom ciklusu. Ovo za posledicu ima da je 800-megahercni Rambus modul, koji se jo naziva i RIMM (Rambus Inline Memory Module) priblino ekvivalentan po performansama 200-megahercnom SDRAM DIMMu. I pored ogranicene propusne moci, Rambus ima Intelovu punu podrku u vidu najnovijih cipsetova , i820 i i840, koji iskljucivo podravaju Rambus memoriju. Poto je Rambusova tehnologija patentirana, svi proizvodaci koji hoce da prave RIMMove moraju da za svaki prodati modul plate Rambusu odredenu svotu novca (eng. royalty). Deo tog novca ide Intelu kroz ugovore o saradnji i partnerstvu, i zbog toga je Intelov direktan interes da isforsira da Rambus postane standard za memoriju u buducnosti. Bez obzira na Intelove motive, RDRAM ima perspektivu da postane vaan memorijski tip cim tehnologija bude sazrela. Najneophodnija

Tabela 2: Uporadna tabela tipova memorija koje se mogu nacI na trItu

moguce postici znacajan dobitak u performansama dok se ne smanji vreme pristupa RDRAMa - nije bitno koliko brzo cip moe da prenese podatak ako mu treba previe vremena da mu pristupi. RDRAM ima jo nekoliko manjih nedostataka, kao na primer to to je u ovom trenutku

PC 100 PC 133 DDR SDRAM Rambus Frekfencija rada ( MHz ) 100 133 200/266 600/800 Maksimalni protok podataka ( GB/s ) 0.80 1.00 1.6/2.1 1.2/1.6 Ocekivani protok podataka ( BB/s ) 0.50 1.00 0.9/1.2 1.1/1.5 Efikasnost ( % ) 65 60 60 97 Pris tup podacima ( bit ) 64 64 64 16




prilicno osetljiv na elektromagnetsku interferenciju (EMI). To znaci da cipovi zahtevaju posebne EMI oklope, i da moraju biti postavljeni blizu jedan drugom i blizu cipsetu. Ako se ovi problemi budu reili, i ako Intel ima onoliki uticaj na trite koliki misli da ima, RDRAM bi mogao da postane dominantna memorijska tehnologija buducnosti.

3. Staticka RAM memorija SRAM

Izgled SRAM memorije

Staticki RAM je tip RAM memorije koji zadrava podatke bez spoljnog osveavanja dokle god je prikljuceno napajanje, po cemu se razlikuje od dinamickog RAMa koji se mora osveavati puno puta u toku svake sekunde da se podaci ne bi izgubili. Svaki bit podatka u SRAM memoriji se cuva pomocu cetiri do est tranzistora, dok DRAM koristi samo jedan, plus kondenzator. Prednosti SRAMa u odnosu na DRAM su

SRAM memorija je bra od DRAMa prateca logika SRAMa je jednostavnija jer osveavanje nije potrebno

dok su nedostaci SRAMa u odnosu na DRAM sledeci

SRAM memorija je skuplja od DRAMa SRAM zahteva mnogo vie mesta od DRAMa (ovo delimicno utice i na cenu)

Spakovana SD RAM memorija na 32 cipa

Ove prednosti i nedostaci uzeti zajedno ocigledno pokazuju da je, kada su performanse u pitanju, SRAM superioran u odnosu na DRAM, i mi bismo koristili samo SRAM kada bismo to mogli ekonomski da podnesemo. Naalost, 32MB SRAMa bilo bi nedopustivo skupo i zauzimalo bi ogromnu povrinu, pa se zbog toga koristi DRAM za sistemsku memoriju. SRAM se umesto toga koristi za ke memoriju za koju je odlicno predodreden poto ke tei da bude izuzetno brz, i ne previe velik.

DDR DRAM

v DIMM pakovanje (168 pina) v sinhroni interfejs prema procesoru v prvi put: double data transfer rate tehnologija

Nacin rada DDR DRAM




SDRAM se u celosti pokazao kao veoma vredna tehnologija - dozvoljava efikasniju komunikaciju sa procesorom i povecava brzinu rada na 133 MHz prilagodivi se rastu brzine sistemske magistrale. Iako je SDRAM do sada odlicno uspevao da se nosi sa potrebama novih procesora, nece bit i u mogucnosti da se prilagodi buducim revizijama brzine magistrale - SDRAM jednostavno nemoe da radi stabilno na brzinama osetno vecim od 140 MHz. Medutim, sa najnovijim AMDovim procesorima koji vec rade na 200-megahercnim magistralama, dolo je vreme za novu memoriju koja ce to moci da izdri - razvijena je nova memorijska arhitektura koja koricenjem obicne SDRAM tehnologije moe da radi na taktovima do cak 266 MHz - DDR SDRAM memorija (DDR- Double Data Rate). Ovo se postie na isti nacin kao kod AMDove 200-megahercne Alpha EV-6 magistrale, koju je napravio Compaq. Alpha EV-6 ne radi stvarno na 200 MHz, to jest ona zapravo ne ostvaruje 200 miliona ciklusa u sekundi. Ona umesto toga radi na 100 MHz, ali obraduje dva podatka u ciklusu umesto jednog (jedan na uzlaznu ivicu takta, a drugi na silaznu ivicu), i tako postie nivo performansi ekvivalentan 200 MHz magistrali.

Izgled DDR SDRAM memorije

DDR SDRAM memorija radi na potpuno isti nacin. Iako ona idealno odgovara sistemima sa DDR cipsetovima kao to je Alpha EV-6, takode dobro radi i na konvencionalnim magistralama. Adaptacijom PC100 i PC133 SDRAM specifikacija nastale su nove PC200 i PC266 DDR SDRAM tehnologije, za koje se tek ocekuje da se ustale na tritu. Prednost DDR memorija je takode i to to se pakuju u danas standardne 168-pinske DIMM module.

Tipovi SRAM memorija

Slicno kao i kod DRAM memorija, i SRAM memorije su vremenom evoluirale. Nekada je najrasprostranjeniji bio asinhroni SRAM, koji radi vrlo slicno obicnoj DRAM memoriji. Procesor alje podatke o adresi, a ke pronalazi odgovarajuci podatak i prosleduje ga nazad procesoru. Sinhorni tip SRAM ke memorije takode je ocekivan korak u razvoju SRAM memorija ako se uzme u obzir prelazak DRAM memorija na sinhroni interfejs. On koristi poseban bafer za cuvanje adrese podatka koji se trai, tako da za svako sledece citanje ne mora da ceka procesor. Konacno, tu je i pipelined burst sinhrona SRAM memorija. Ona uvodi baferovanje uzastopnih podataka, cime se smanjuje cekanje na podatke. Zbog uvodnog punjenja registra pri citanju prvog podatka, PB SRAM memorija troi takt vie od prethodnog tipa memorije, ali sledeca tri podataka dobavlja u po jednom procesorskom taktu. Vano je napomenuti da razlika u brzini izmedu ovih tipova memorija nije jednoznacna. Dok je asinhrona SRAM memorija definitivno najsporija, sinhrona SRAM i PB sinhrona SRAM memorija su se jedno vreme prakticno borile za prvo mesto, u zavisnosti od brzine maticne ploce. Sa pojavom ploca koja rade na 75 MHz ili vie, PB SRAM se pokazao kao bolji izbor. Ke memorija Zahtevi koji se postavljaju pred sistemsku memoriju se poslednjih godina enormno uvecavaju jer je softver sve mocniji i sve veci kako vreme prolazi. Rezultat ovoga je da dananji racunari imaju znacajno vie memorije nego prvi PC racunari iz ranih osamdesetih. Smetanje i ucitavanje velikih blokova podataka u/iz memorije je izuzetno vremenski zahtevna operacija, i kada su velike kolicine memorije u pitanju razlika u brzini pristupa registrima mikroprocesora i pristupa memoriji je izuzetna. Posledica ovoga je uvodenje dodatnih slojeva kea u memorijsku hijerarhiju. Kada je u pitanju brzina, procesori nadmauju memorijske cipove




za faktor koji je sve veci i veci kako se tehnologija razvija - primera radi, memorija je brzinu (prvog!) pristupa u proteklih pet godina smanjila za manje od 50%, dok su procesori u istom periodu povecali brzinu rada preko dvadeset puta. Posledica ovoga je da procesori moraju sve vie i vie da cekaju na prenos podataka u/iz memorije, to se izuzetno nepovoljno odraava na performanse.

Jedno od reenja je da se koristi 'ke memorija' izmedu procesora i glavne memorije, kao i inteligentna prateca elektronika da bi se osiguralo sa se sledeci podatak koji ce biti potreban procesoru u to vecem procentu slucajeva vec nalazi u ke memoriji. Ke se danas izraduje u vie slojeva, koji redom imaju sve veci kapacitet (i sve manju brzinu pristupa) kako su u postavljeni dalje od procesora - ovakva organizacija memorijske hijerarhije se ustalila jer prua vrlo dobre performanse uz prihvatljivu cenu. Primarni Ke Primarni ke, ili ke prvog nivoa (eng. Level 1 cache), nalazi se na procesoru i slui za privremeni smetaj instrukcija i podataka. Ovo je najbri vid memorijskog skladita koji postoji u racunaru (bri pristup imaju samo procesorski registri). Primarni ke je uvek ugraden na procesorski cip, i podeljen je na instrukcijski ke i ke za podatke. Primarni ke je ogranicen po velicini - u pocetku je standarna velicina primarnog kea bila 16kB, a potom je

povecana na 32kB (Intel P55 MMX - pocetkom 1997.) i kasnije na 64 kB (AMD K6 i Cyrix M2 - krajem 1997.). Primarni ke izraduje se iskljucivo od SRAM cipova koji su izuzetno brzi i podaci u njima se ne moraju osveavati, ali su zato skuplji od DRAM-a, i zauzimaju vie prostora. Medutim, za potrebe ke memorije zajvanija je izuze tna brzina, a poto je ona mala po kapacitetu onda cena i velicina nisu veliki probem. Kontrolna jedinica primarnog kea cuva u keu najcece koricene instrukcije i podatke, i osveava podatake u glavnoj memoriji samo onda kad CPU preda kontrolu

nekom drugom masteru na magistrali, ili prilikom direktnog pristupa memoriji od strane nekog uredaja (flopi disk, zvucna kartica). Pentium cipseti kao to je na primer Triton FX (i kasniji) podravaju 'write-back' ke umesto ranijih 'write-through' ke memorija. Write-trough je metod upisa kada procesor istovremeno upisuje podatke i u ke i u glavnu memoriju da bi se osigurala koherentnost podataka. Write-back je, sa druge strane, tehnika po kojoj procesor ne upisuje podatak u glavnu memoriju odmah, nego tek onda kada taj podatak treba izbaciti iz kea (zameniti ga novim podatkom). Write-back tehnika ima u proseku oko 10% bolje performanse od write-through, ali je njena implementacija komplikovanija i skuplja. Treca tehnika, baferisani write-trough, ima slicne performanse kao i write-back. Sekundarni Ke Na svim dananjim racunarima instaliran je i sekundarni ke da bi se dodatno ublaila razlika u brzini procesora i memorije. Sekundarni ke, ili ke drugog nivoa (eng. Level 2 cache) koristi istu kontrolnu logiku kao i primarni ke i takode se implementira striktno pomocu SRAM cipova da bi se postigla maksimalna moguca brzina. Na dananjim procesorima on se nalazi integrisan unutar procesorskog kucita ili SEC pakovanja da bi pristup bio to je moguce bri - prvi procesor kod koga je primenjena ova organizacija bio je Pentium Pro. Ranije se sekundarni ke nalazio ili zalemljen na maticnoj ploci, ili se na nju dodavao u posebne CELP (Card Edge Low Profile) slotove, odnosno u vidu COAST (cache on a stick) modula, koji veoma podsecaju na SIMM module, ali su neto kraci od njih. Cilj sekundarnog kea je da isporuci podatke procesoru bez ijednog stanja cekanja (eng. wait-state). Za ovu svrhu




je uveden poseban protokol za prenos - burst reim. Burst ciklus se sastoji od cetiri transfera gde se zadaje adresa samo za prvi podatak, dok se ostale adrese formiraju pomocu internog brojaca u samom keu inkrementiranjem prve adrese. Koricenje burst transfera drasticno ubrzava transfer podataka na relaciji procesor - ke memorija. Koliko je ke memorija vana za efikasan rada racunara najbolje pokazuje najnoviji Intelov projekat - IA64 arhitektura. Intel je na ovom cipu implementirao i treci nivo ke memorije (Level 3 cache), velicine od cak 4 MB! On se, zajedno sa svom pratecom logikom, nalazi ugraden unutar procesorskog kucita da bi komunikacija sa procesorom bila to je moguce bra. Treci nivo kea je dodat da bi se eliminisalo usko grlo u komunikaciji procesor - memorija, koje predstavlja jedan od najvecih problema pri projektovanju aktuelnih racunarskih sistema.

Pakovanje memorija

Memorijski cipovi pakuju se u tzv. DIP pakovanja (Dual Inline Package) - pakovanja pravougaonog oblika sa dva reda noica sa strane cipa. U pocetku, kod XT racunara na primer, su memorijski cipovi bili zalemljeni direktno na maticnoj ploci, ili su se ubacivali u posebna kucita koja su bila zalemljena na plocu (primera radi, BIOS se i danas nalazi u takvom kucitu). Ovo je stvaralo vie problema: prvi i najveci je to da je u slucaju zalemljenih cipova pregorevanje jednog memorijskog cipa znacilo da automatski morate da bacite i celu maticnu plocu. Osim toga korisnik je bio ogranicen u pogledu izbora tipa memorije i maksimalnog moguceg kapaciteta, to u pocetku i nije previe smetalo, ali je vremenom postalo problematicno. Vec od 286 sistema memorija se na maticnu plocu stavlja u specijalnim modulima. Modul predstavlja tampanu plocicu (velicine 1-2cm x 6-10cm) na koju su zalemljeni memorijski DIP cipovi. On se ugraduje na posebna za to predvidena podnoja na maticnoj ploci. Koricenjem memorijskih modula prevazideni su ranije pomenuti problemi sa memorijom jer je sada korisnik mogao da zameni neispravan modul, kao i da izabere modul eljenog tipa, brzine rada i kapaciteta. Takoce, memorijski moduli zauzimaju mnogo manje mesta na maticnoj ploci od direktno zalemljenih cipova, to je izuzetno velika prednost jer direktno utie na smanjenje cene proizvodnje racunara. Osim toga moduli se vrlo lako postavljaju i uklanjaju sa maticne ploce, i korisnik moe po elji menjati kolicinu i tip memorije u toke eksploatacije racunara. Ovaj postupak je vrlo jednostavan i ne zahteva pomoc strucnog lica - zamena i proirivanje memorije postali su trivijalni uvodenjem memorijskih modula.

Sa razvojem racunara razvijali su se i memorijski moduli, od starih 30-pinskih i 72-pinskih SIMM pakovanja, do aktuelnih 168 pinskih DIMM i RIMM pakovanja. U svakom slucaju, pakovanje je daleko veci tehnoloki problem od same arhitekture memorije. Cinjenica je da postoji daleko vie vrsta memorije nego tipova pakovanja, i to je sasvim ocekivano. U nastavku teksta izloicemo najvanije karakteristike za pojedine tehnike pakovanja. SIMM SIMM (Single Inline Memory Module) je mala tampama plocica dizajnirana da se na nju smeste memorijski DIP cipovi. Prvobitni SIMM moduli su imali 30-pinski format (8-bitni pristup podacima, velicine od 256kB do 16MB), ali su oni odavno zamenjeni 72-pinskom varijantom (32-bitni pristup podacima, velicine od 4MB do 64MB). SIMM moduli su uglavnom jednostrani - memorijski cipovi su zalemljeni samo sa jedne strane plocice. Postoje i dvostrani SIMM moduli ali su oni prilicno retki. DIMM DIMM (Dual Inline Memory Module) moduli u ovom trenutku predstavljaju




industrijski standard za pakovanje memorija. Oni rade sa naponom od 3.3V i imaju 168 pinova u dva reda kontakata, po jedan sa svake strane plocice (za razliku od SIMMova koji imaju jedan red kontakata). DIMM (Dual Inline Memory Module) pakovanja se u odnosu na SIMM razlikuju u tome to se cipovi nalaze sa obe strane plocice: time se tedi dragoceni prostor na samoj plocici kao i na maticnoj ploci jer je broj potrebnih modula (i podnoja) sada manji. DIMM pakovanja su za nijansu skuplja od SIMM pakovanja, ali tede prostor.

Uvodenjem dodatnih pinova omogucen je 64-bitni istovremeni pristup podacima, to je veoma vano u sistemima sa 64-bitnom magistralom (koja je vec neko vreme standardna). Poto sistem preko magistrale prebacuje po 64 bita podataka istovremeno, neophodno je da na ploci bude instalirana memorija odgovarajuce "irine" - dovoljan je jedan DIMM modul kome se pristupa preko 64-bitnog interfejsa, ali bi bilo potrebno koristiti dva 32-bitna SIMMa

ili cak osam 8-bitnih SIMMova da bi procesor mogao da istovremeno ocita 64 bita podataka iz memorije. Kolicina modula koji popunjava irinu magistrale naziva se memorijska banka - u ovom slucaju bi za DIMMove ona bila velicine 1, a za SIMMove 2 odnosno 8. Naravno, neophodno je popuniti celu memorijsku banku da bi racunar mogao da radi. Poto jedan jedini DIMM popunjava celu memorijsku banku, onda se moderne maticne ploce izraduju tako da imaju jedno do dva podnoja za DIMMove (izuzetno tri) - memorija zauzima prilicno malo mesta na modernim maticnim plocama (ranije, na 32-bitnim mainama, za dve memorijske banke bilo je potrebno cak osam podnoja). Kako trenutno postoje DIMMovi u velicinama od 16MB pa do cak 256MB, jasno je da mali broj podnoja ne predstavlja hendikep za korisnika. RIMM Sa pojavom Rambus DRAM memorije u 1999. godine pojavio se i RIMM modul (Rambus Inline Memory Module). On izgleda slicno kao i DIMM, ali ima razlicit broj pinova - ukupno 184. RIMMovi mogu istovremeno da prebace 16 bita podataka. Bri rad i brzina transfera generiu vie toplote, i zbog toga su moduli prekriveni aluminijumskim izolacionim omotacem koji emituje viak toplote i titi cipove na modulu od pregrevanja. Ovaj aluminijumski oklop ujedno slui i da smanji elektromagnetsku interferenciju. Prvi cipset koji podrava Rambus DRAM pojavio su se u novembru 1999. - Intel 820.

RIMM pakovanje




Brzina pristupa - Asinhroni interfejs na ranijim tipova memorija primoravao je procesor da ceka dok memorija pronade i poalje podatak, to je kod asinhronih SIMMova obicno trajalo od 50 do 70 ns. SIMMovi su bili rangirani na osnovu ovog podatka, koji se nazivao kanjenje modula (eng. latency) i predstavljao vreme potrebno da se obavi kompletan ciklus u memoriji (pristup vrsti, pristup koloni i citanje podatka). Kod aktuelnih SDRAM DIMM cipova ovo vreme iznosi 40 do 60 ns (tehnologija ovde nije previe napredovala). Sa pojavom sinhronog interfejsa, memorije pocinju da se rangiraju na drugi nacin, to je unelo veliku zabunu na trite. SDRAM moduli se rangiraju tako to se deklariu po najvecem dozvoljenom vremenu trajanja ciklusa posle prvog citanja (dakle u burst reimu!), dok prvo citanje traje priblino koliko i kod EDO memorija. Za modul koji je deklarisan za rad na 66 MHz to iznosi 15 ns (1 000 000 000 ns u jednoj sekundi / 66 666 667 ciklusa u sekundi = 15 ns po ciklusu). Za ovu promenu je delimicno zasluna i reklamna kampanja da se SDRAM predstavi mnogo brim od EDO memorije.

PC66, PC100 i PC133 specifikacije - Prvi SDRAM DIMMovi koji su se pojavili bili su zapravo 83-megahercni cipovi sa vremenom pristupa od 12ns. Ipak, da bi se izbegli potencijalni problemi, oni su zvanicno bili odobreni za rad samo na 66 MHz. Iako je Cyrix dizajnirao procesore koji rade na 75 MHz da bi koliko-toliko iskoristio ovu neupotrebljenu brzinu, proizvodaci cipova nisu hteli da isprobavaju granice SDRAMa, bar ne dok Intel nije izbacio Pentium II/350 MHz i 440BX cipset - prvu procesor/cipset kombinaciju koja je dizajnirana za magistralu od 100 MHz. Pre nego cto je 440BX ugledao svetlost dana bilo je neophodno da se pojavi PC100 SDRAM specifikacija, koja je dozvoljavala SDRAM modulima da rade na 100 MHz. U to vreme je pocetna SDRAM specifikacija klasifikovana kao PC66. Paralelno sa predstavljanjem Intelovog Pentiuma IIIB, koji radi na 133-MHz magistrali, VIA Tecnologies je razvila Apollo Pro133A cipset koji podrava najnoviju SDRAM specifikaciju - PC133. Intel je veoma dugo odbijao da podri PC133 specifikaciju u svojim cipsetima zbog svojih interesa u Rambus DRAM tehnologiji. Sredinom 2000. Intel je izbacio 815/815E cipsetove - svoje prve koji podravaju PC133 SDRAM.

memorija vrste

Documents

Transcript of memorija vrste