ASGHARASGHARASGHARASGHARASGHARASGHARهرOOONOOONOOONOOONOOONOOON کامپیوتر خواه مایه الکترونیکی از حافظه ی رم (RAM) بهره می برد. رم را می توان بوسیله رخساره یکپارچه در پردازنده یا در برد مداری مجزا روی جهیز در رویت گرفت. به هرحال، کامپیوترها بدون استفاده از ذهن ی رم هیچگاه کارایی ندارند. رم یکی از شاهکارهای مهندسی محسوب می شود که در پایه ای ترین سطوح ساختاری، دستاوردهای جالبی دارد. تولید متراکم این قطعه ی سخت افزاری همچنین هرسال در حجم زیادی ارتکاب می شود و هر ساله هم گواه رشد فناوری ها و نبوغ های آن هستیم. میلیاردها ترانزیستور روی ماژول رم صبر دارد؛ ولی این قطعه، تنها چند وات برق کاربرد می کند که خود دستاورد الکترونیکی جذابی محسوب می شود. درنهایت، همین اهمیت و ساختار جالب رم باعث می شود تا مطالعه زیرساخت آن جذاب بشود. درادامه ی این یادداشت زومیت، آناتومی رم را تو سطوح گوناگون مطالعه می کنیم.استفاده حیاتی رم
پردازنده ها نیاز به دسترسی سریع به داده و دستورالعمل های پردازشی دارند. آن ها برای مدیریت عملکرد کند افزارها، باید به منابع کم قیمت دسترسی پیدا کنند. بوسیله علاوه، دسترسی باید بوسیله گونه ای باشد که اگر التماس تصادفی و جاهل منتظره ای برای دسترسی به داده ارسال شد، عملکرد کلی دستخوش شاق نشود؛ به همین دلیل، رم (مخفف Random Access Mempry یا حافظه ی دسترسی ناگهانی) بزرگی زیادی بخاطر کامپیوتر دارد.
ذهن های رم بوسیله دو جنس استاتیک و داینامیک (متوقف و پویا) انشعاب می شوند که با صیت های SRAM و DRAM می شناسیم. ذهن های رم ایستا فقط تو تو پردازنده ها (حافظه های کش) استفاده می شوند. درون این مطلب، تنها حافظه های پویای DRAM را معاینه می کنیم. برای ابتدایی بخش، مقدمه به این سؤال های حیاتی پاسخ می دهیم: DRAM را چگونه در کامپیوتر شخصی پیدا کنیم؟ DRAM چگونه حکم می کند؟
حجم زیادی از حافظه ی رم درکنار پردازندهقرار دارد که به اشتهار ذهن ی سیستمی (System Memory) شناخته می شود. البته بهتر است آن را ذهن ی پردازنده ی مرکزی خواه CPU Memory بنامیم؛ از طرف به عنوان حافظه ی اصلی برای کار روی داده ها و دستورالعمل ها داخل پردازنده استفاده می شود.
همان طورکه در تصاویر ماژول رم مشاهده می شود، DRAM روی بردهای مداری کوچکی گمارش می شود که هرکدام ازطریق درگاهی اختصاصی، بوسیله مادربرد کامپیوتر همواره می شوند. هریک از بردها به نام DIMM یا UDIMM شناخته می شوند که مخفف dual inline memory module هستند (حرف U درون UDIM عبارت unbuffered را به آن اضافه می نرم). درادامه، هریک از کلمه ها را تطویل می دهیم. فعلا بدانید واضح ترین و نمایان ترین حافظه ی رم در کامپیوترهای انحصاری همین ماژول ها هستند. حافظه ی رم لزوما به سرعت بسیار اضافی نیاز ندارد؛ اما کامپیوترهای شخصی مدرن امروزی بخاطر هماهنگی و مدیریت بهتر اپلیکیشن های صنف ای با فرایندهای پردازشی بی شمار، نیاز به ظرفیت بسیار و البته سریعی از حافظه ی تصادفی دارند.
قطعه ی دیگری که نیاز به فضای حافظه ی اضافی دارد، کارت گرافیک است. کارت های گرافیک به حافظه ی DRAM مجزا نیازمند هستند؛ چون رندر سه اتیه با دسترسی و نوشتن داده های بی شمار همراه می شود. این سنخ از DRAM بخاطر عملکرد در شیوه ای تقریبا متفاوت پروگرام ریزی می شود که کمی با حافظه ی رم سیستمی، تفاوت دارد. همان طورکه در تصویر دون می بینید، داخل گرداگرد پردازنده ی گرافیکی، ۱۲ قطعه ی الکترونیکی تخت حضور دارد که همان تراشه های DRAM هستند. این ذهن ها درون گوناگون مختلفی تولید می شود که می توان به GDDR5 و GDDR5X و GDDR6 اشاره کرد که داخل بخش های بعدی آن ها را شرح می دهیم. درنهایت، کارت های گرافیکی به ذهن ی رم اضافی به اندازه ی پردازنده ی مرکزی نیاز ندارند؛ اما آن ها همچنین با هزاران مگابایت حافظه ارائه می شوند.
لزوما تمامی قطعات شاداب افزاری کامپیوتر شخصی به ظرفیت زیادی از حافظه ی رم نیاز ندارند. به عنوان مثال، هارد درایو با مقدار قدری رم فعالیت های خود را به نیکی ارتکاب می دهد. به صورت میانگین، هارد درایوها از ۲۵۶ مگابایت رم بهره می برند که پیش از نوشتن داده روی درایو، آن ها را دسته بندی می کند.
در تصویر زیر، برد مداری درایو HDDرا در جانب چپ و برد SSD را در جانب راست مشاهده می کنید. در هر دو بخش، رم با چهارگوش قرمز مشخص شده است. همان طورکه می بینید، در درایو ذخیره سازی، تنها یک تراشه بخاطر رم داریم؛ بمنظور ۲۵۶ مگابایت حاجت بوسیله فضای یدکی ندارد و با قطعه ی سیلیکونی منفرد می قابلیت آن را برای درایو پس انداز سازی تأمین کرد.
توضیحات سابق الذکر علامت داد که هر قطعه خواه کالا جانبی با کاربردهای پردازشی بوسیله رم احتیاج دارد؛ درنتیجه، تو اکثر قطعات کامپیوتر انحصاری می توان اثری از رم مشاهده کرد. بوسیله عنوان مثال، کنترلرهای SATA و PCI Express حاجت به تراشه های کوچک و محدود DRAM دارند. ابزارهای رابط شبکه و کارت های صوتی نیز از این قطعه نصیب می برند. حتی پرینترها و اسکنرها هم حافظه ی DRAM دارند. شاید درنگاه اول، همین منبع که DRAM در همه ی قطعات راحتی دارد، آن را به تجهیزی نه چندان دوست داشتنی تحول کند؛ اما وقتی بوسیله زیرساخت آن نگاه می کنیم، متوجه دلربایی های عملکردی می شویم.
مطالعه قطعات ریز موجود در خراش
مهندسان الکترونیک برای بررسی و تحول عمیق در محصولات شقه هادی خود، ابزارهای خاصی دارند که دردسترس نویسنده ی مقاله ی سخت افزاری نیست (مثل میکروسکوپ الکترونی)؛ درنتیجه نمی توان تراشه ی واقعی DRAM را شکافت و اجزای داخلی آن را به راحتی مشاهده کرد. بوسیله هرحال، برخی از کارشناسان با نصیب برداری از همان ابزارها، تصاویر دقیق و مفیدی را از ساختار تراشه منتشر کرده اند.
درون نگاه ابتدایی به ساختار سطحی خراش ی رم، تصویری قرین با مجموعه ای از کشتزار های ذرت را مشاهده می کنیم که با طرز هایی بوسیله هم متصل شده اند. نکته ی جالب اینکه این برداشت اولین تفاوت چندانی با عملکرد پا بر جا خراش ندارد. محدوده هایی که داخل تراشه ی رم می بینید، به جای ذرت یا گندم عموما از دو قطعه ی الکترونیکی تشکیل می شوند: سوئیچی در فرمت MOSFET (مخفف Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) و ساختار پس انداز سازی که خازن شیاری حاضر می کند.
ترکیب دو قطعه ی الکترونیکی بخشی به معروفیت سلول حافظه (Memory Cell) را ایجاد می کنند و هریک، یک بیت داده را در خود نگه می دارند. داخل واضح زیر، تصویر کلی و ابتدایی از ساختار سلول حافظه را مشاهده می کنید؛ البته قطعا مهندسان الکترونیک تفسیر و نمای بهتری از آن می شناسند.
خطوط آبی و سبز اتصال هایی را نشان می دهند که ولتاژ را بوسیله MOSFET و خازن ارسال می بطی ء. این وحدت ها برای نوشتن و خواندن داده در تماس با سلول ذهن کاربرد دارند. خط عمودی (Bit line) همیشه فاتحه فعال می شود. خزانه دار شیاری رفتاری متشابه بوسیله سطل دارد که با بار الکتریکی لبریز می شود. حالت پر یا خالی بودن آن وضعیت یک بیت داده را نشان می دهد که صفر بوسیله معنای خالی وجود داشتن و یک به معنای پربودن خواهد بود. با وجود تلاش های بسیار مهندسان، خازن ها اقتدار حفظ کردن جنین در طولانی مدت را ندارند و با چشم پوشی زمان، خازن خالی می شود.
چالش یادشده بدین معنا خواهد وجود که هر سلول حافظه باید در گرداگرد ی زمانی منظم، نو شود که عموما بازه ی ۱۵ تا ۳۰ کود تو وقت خواهد بود. تمام فرایند متجاوز سریع خواهد بود و در مدت چند نانوثانیه، کلکسیون ای از سلول ها عملیات را انجام می دهند. متأسفانه تعداد زیادی سلول در هر تراشه ی DRAM وجود دارد و حافظه نمی تواند تو زمان پرشدن مجدد شارژ، عملیات نوشتن یا خواندن انجام دهد. تصویر زیر، نحوه ی وحدت سلول های فراوان را عرضه می دهد.
یک سطر کامل از سلول های حافظه به نام صفحه (Page) شناخته می شود و طول آن ها در گوناگون رم با پیکربندی های متنوع تفاوت دارد. صفحه ی بلندتر بیت های بیشتری خواهد داشت؛ اما نیروی صاعقه بیشتری غم برای مدیریت آن حاجت خواهد وجود. به همین ترتیب، صفحه های کوچک برنده استعمال و قابلیت ذخیره سازی کمتری دارند.
عامل دیگری اندوه در فرایند عملکردی تراش ی رم باید در رویت اندوهناک شود: وقتی داده روی تراشه ی DRAM نوشته یا از روی آن خوانده می شود، بدوی مرحله ی فرایند فعال کردن صفحه ی کامل خواهد بود. مسیر بیت ها (مجموعه ای از صفر و یک) درون بخشی به نام Row buffer ذخیره می شود که خود کلکسیون ای از آمپلی فایرها و Latch هستند و درواقع، ذهن ی بیشتری ارائه نمی کنند. درنهایت، استوانه مدنظر جهیز کوشا می شود تا داده ی مرتبط را از بافر بخواند.
چنانچه صفحه ها متجاوز کوچک باشند، هر ستون باید در دور ه های متناوب رطوبت برای پاسخ به نیازهای داده ای فعال شود. درمقابل، صفحه ی بزر گ تیز بسرنوشت شوم دچار کردن های بیشتری را پوشش می دهد و درون پیرامون های فرکانس بزرگ تری فعال می شود. سیلندر های ارشد احتیاج به نیروی صاعقه بیشتری دارند و پایداری کمتری هم ارائه می کنند؛ ولی بزرگ تربودن صفحه درنهایت مزیت محسوب می شود.
خیساندن کردن صفحه ها منجر به تاسیس المانی بوسیله نام بانک (Bank) درون DRAM می شود. شبیه به روندی که درون صفحه ها داشتیم، ابعاد و نحوه ی چینش سطرها و ستون ها تو سلول ها همچنین بزرگی بسیاری در حجم نهایی ذخیره ی داده درون حافظه دارند. به علاوه، عوامل دیگر همچون سرعت و استفاده نیرو و موارد مشابه نیز کوچکتر تأثیر خواهند بود.
جانمایی مرسوم در صفحه ها محتوی ۴۰۹۶ مسیر و ۴۰۹۶ ستون می شود؛ درنتیجه، هر بانک ظرفیت پس انداز سازی ۱۶،۷۷۷،۲۱۶ بیت یا دو مگابایت دارد. البته تمامی خراش های DRAM از بانک با ساختار لزوما مربعی روزی نمی برند؛ چون طولانی تربودن صفحه ها برای آن ها بهتر خواهد بود. به عنوان مثال، جانمایی ۱۶،۳۸۴ سطر و ۱،۰۲۴ ستون هم دو مگابایت حافظه ی ذخیره سازی را به همراه دارد؛ اما هر ورق چهاربرابر داده ی بیشتری از ساختار مربعی ذخیره می یواش.
تمامی ورقه هایی که تو بانک وجود دارند، با استفاده از سیستم آدرس دهی دست خط به هم متصل شده اند و ستون ها نیز همین ساختار اتصالی را دارند. همگی ی آن ها با سیگنال های کنترلی و آدرس هایی بخاطر هر سطر یا ستون کنترل می شوند. هرچه استوانه و سطرهای بیشتری در بانک بود داشته باشد، بیت های یدکی برای آدرس دهی آن ها نیاز خواهد بود.
بخاطر بانک با ساختار ۴۰۹۶ داخل ۴۰۹۶، هر سیستم آدرس دهی حاجت به ۱۲ بیت دارد؛ اما در ساختار ۱۶۳۸۴ تو ۱۰۲۴، به ۱۴ بیت فضا برای آدرس دهی سطرها نیاز خواهد وجود و ۱۰ بیت هم بخاطر سیلندر ها استفاده می شود. فراموش نکنید هر دو جهیز ابعاد ۲۴ بیتی دارند.
اگر تراش ی DRAM درون هر رتبه یک ورقه را نمایش کند، استفاده چندانی نخواهد داشت؛ درنتیجه، هر خراش دربرگیرنده مجموعه های بی نهایت بانک سلول حافظه خواهد بود. سپرده به ابعاد طاسی تراشه، شاید چهار یا هشت یا شانزده بانک در آن وجود داشته باشد. رایج ترین حالت استعمال از هشت بانک است.
تمامی بانک ها از باس های داده و آدرس و کار مشترک استفاده می کنند که ساختار طاسی سیستم ذهن را ساده تیز می درنگ. زمانی که بانک مشغول منظم کردن دستورالعمل باشد، بانک های دیگر فعالیت های دیگری انجام می دهند. طاس تراشه که دربرگیرنده بانک ها و باس های بی شمار می شود، داخل محفظه ی پناه حفظ کردن و درنهایت، به برد مداری پا بر جا لحیم می شود. سرما مداری مسیرهای الکتریکی را دربر می گیرد که نیروی موردنیاز فعالیت DRAM و سیگنال های اذن و آدرس دهی و داده را جابه مکان می کنند.
درون تمثال بالا، تراش ی DRAM را می بینیم که عموما به اشتهار ماژول (Module) شناخته می شود. این عکس مربوط بوسیله علیه سامسونگ است. از تولیدکننده های بزرگ دیگر می استعداد توشیبا، میکرون، اس کی هاینیکس و نانیا را نام برد. سامسونگ اکنون بزرگ ترین تولید کننده ی میدان بوسیله حساب می رود که ۴۰ درصد از تسهیم بازار کچل دنیا را دراختیار دارد. هر تولیدکننده ی DRAM بخاطر مدال دادن مشخصات حافظه، جهیز کدگذاری عام دارد. تراش ای که در رفعت می بینید، تراشه ی یک گیگابیتی است که هشت بانک ۱۲۸ مگابیتی دارد و در ساختاری با ۱۶،۳۸۴ سطر و ۸،۱۹۲ استوانه پیکربندی شده است.مفهوم و جلال رنک (Rank) تو رم
باهم اتحاد کردن های تولیدکننده ی حافظه تراشه های مفرط DRAM را روی برد مداری قرار می دهند که درنهایت، به معروفیت DIMM شناخته می شود. D در کلمه ی سابق الذکر معنای Dual خواه دوگانه دارد؛ ولی لزوما تمامی بردها محدود به دو خراش نیستند. درواقع، دوال در اینجا بوسیله تماس های الکتریکی با بخش پایینی سرما مرتبط می شود و هر دو پاره ماژول ها را مدیریت می کنند. ماژول های DIMM ازلحاظ ابعاد و تعداد تراشه های موجود با بی قراری تباین دارند.
در شمایل بالا، DIMM استاندارد کامپیوتر انحصاری رومیزی را مشاهده می کنیم و قطعه ی پایینی SO-DIMM (یا Small Outline DIMM) نام دارد. ماژول کوچک بخاطر استفاده تو کامپیوترهای شخصی با فرم فکتور کوچک تر مشابه لپ تاپیا کامپیوترهای همه کاره کاربر دارد. اضطرار تولیدکننده بوسیله جانمایی همگی ی مدخل ها در ابعاد کوچک تر تعداد خراش های مورداستفاده در ماژول و سرعت اجرای وظایف و بسیاری موارد دیگر را تحت تأثیر قرار می دهد.
برای کاربرد از تراشه های ذهن ی بی نهایت تو DIMM، دلایل گوناگونی وجود دارد. دلیل اصلی را می استعداد تو افزایش حافظه ی دردسترس مشاهد کرد. دلیل بعدی این است که در ساختار چندتراشه ای، در هر مرتبه فقط یک بانک دردسترس استراحت می گیرد و اشغال می شود و سایر بانک ها در پس زمینه عملیات خویشتن را با یکروز وری بیشتری عمل می دهند. برهان دیگر به پردازنده مرتبط می شود که باس آدرس دهی مرتبط با مدیریت حافظه درون آن، عریض تر از باس DRAM است.
آخرین دلیلی که تذکر کردیم، جلال بیش بیشتری دارد. اکثر تراشه های DRAM تنها باس داده ی هشت بیتی و پردازنده ی پا بر جا و مرکز تفاوت هایی پشیز با آن ها دارد. به عنوان مثال، پردازنده ی AMD Ryzen 7 3800X دو کنترلر ۶۴ بیتی دارد؛ درحالی که پردازنده ی گرافیکی RadeonRX 5700 XT از هشت کنترلر ۳۲ بیتی بهره می برد. درنتیجه، هر ماژول DIMM که در کامپیوترهای AMD نصب می شود، باید هشت ماژول داشته باشد (هشت ماژول ۸ بیتی موافق با ۶۴ بیت). شاید تصویر کنید کارت گرافیک AMD 5700XT از ۳۲ تراشه ی حافظه بهره می برد؛ درحالی که عزب هشت تراشه تو آن دیده می شود. چرا؟ خراش های حافظه که برای کارت های گرافیکی نقشه کشی می شوند، داخل هر تراشه بانک های بیشتری دارند (عموما ۱۶ خواه ۳۲ بانک)؛ برای اینکه رندر سه اینده حاجت بوسیله دسترسی بی آرامی زمان به داده های بیشتری دارد.
سیستم تک رنک در طبق دو رنک
مجموعه ی ماژول های ذهن که باس داده ی کنترلر ذهن را لبریز می کند، رنک (Rank) نامیده می شود. اتصال بیش از یک رنک به کنترلر دورازذهن نیست؛ ولی کنترلر در هر مرتبه فقط توانایی استخراج داده از یک رنک را دارد؛ بجای همگی ی آن ها از یک باس داده ی مشترک استفاده می کنند. این تک مشکلی ایجاد نمی کند؛ چون تا زمانی که یک رنک مشغول پاسخ دادن بوسیله یک دستورالعمل باشد، مجموعه ی از دستورهای متاخر را می توان به رنک دیگر ارسال کرد.
ماژول های DIMM می توانند با زیاد از یک رنک طراحی و ساخته شوند که خصوصا درصورت نیاز به حافظه ی زیاد و باتوجه بوسیله محدودبودن تعداد درگاه های رم روی مادربرد، کاربردی خواهد حیات. پیکربندی های با رنک دوگانه یا چهارگانه بهره وری و قدرت بیشتری درمقایسه با پیکربندی های با رنک تکی عرضه می کنند. البته تکثیر شدن رنک به معنای تنگ کردن بر سیستم الکتریکی هم خواهد حیات. اکثر کامپیوترهای انحصاری رومیزی فقط توانایی مدیریت یک یا دو رنک را در هر کنترلر دارند. اگر جهیز حاجت به ساختار رنک بیشتر داشته باشد، استفاده از DIMM با ساختار Buffered پیشنهاد می شود. این نوع از ذهن یک خراش ی اضافه روی DIMM دارد که فشار روی سیستم را با ذخیره سازی دستورالعمل و داده داخل چند چرخه پیش از ارسال به وهله ی پس ازآن نگه داری می درنگ.
تمامی انواع رنک الزاما ابعاد ۶۴ بیتی ندارند. DIMMهایی که تو سرورها و ورک استیشن ها استفاده می شوند، رنک ۷۲ بیتی دارند؛ یعنی یک ماژول DRAM اضافه روی آن ها وجود دارد. تراشه ی اضافه لزوما حافظه یا سرعت و کارایی بیشتر را به همراه ندارد و درعوض، برای استعمال مطالعه و اصلاح بزه (ECC) مصرف می شود.
همان طورکه گفته شد، همگی ی گوناگون پردازنده بخاطر انجام وظایف به حافظه نیاز دارند. در جزء ECC RAM، دستگاه کوچکی که همگی ی کارها را ادا می دهد، ماژول اختصاصی خود را دارد. باس داده در این طور نوعی از ذهن فقط ۶۴ بیت حرمت دارد؛ ولی پایداری داده به استاندارد درخورتوجهی بهبود پیدا می درنگ. درنهایت، مصرف از بافر و ECC تنها کمی به بهبود کارایی کلی دستیار می کند؛ اما خرج ی اضافی را در پی دارد.ساختار کلاک حافظه
تمامی حافظه های رم کلاک مرکزی I/O (O ورودی و) خروجی دارند که به صورت ولتاژ با دگرگونی دائم بین دو سطح تعریف می. شود این کلاک بخاطر دایره دهی کامل فعالیت هایی به فقره می رود که داخل تراشه ی حافظه و باس ها صورت می. دهد درون سا ل های بسیار (دور)۱۹۹۳ ، ذهن هایی به نام (SDRAM خواه Synchronous) DRAM در بازار وجود داشتند که تمامی فرایندها را با کاربرد از دوروبر ی زمانی توالی می دادند که کلاک از فاز پایین به بالا تغییر می. کرد ازآنجاکه این اتفاق بیش سریع رخ می دهد، روش زیاد دقیقی بخاطر وقوف زمان صورت دادن ائتلاف دراختیار فراغت می.
دهد SDRAM های قدیمی کلاک های/O I O با فرکانسی بین ۶۶ تا ۱۳۳ مگاهرتز داشتند و برای هر چرخه ی کلاک، دستورالعمل به DRAM ارسال. می شد درمقابل، تراشه می توانست هشت بیت داده را تو همان دوره ی زمانی جابه. جا کند ترقی ی کندرو SDRAM که با پیش گامی سامسونگ رخ داد، نوع جدیدی از آن ها را در سال ۱۹۹۸ به بازار. معرفی کرد نوع جدید انتقال داده را تو اوج و فرود ولتاژ کلاک مدیریت می کرد؛ درنتیجه در هر چرخه ی کلاک، داده به عارض بی قراری زمان دو بار ارسال و قبض. می شد معروفیت فناوری متاخر Double data rate synchronous dynamic random access memory وجود که بوسیله صورت-خلاصه DDR SDRAM خواه تنها DDR خوانده.
می شد حافظه های DDR به سرعت به ساختار مرسوم میدان ذهن تبدیل شدند؛ درنتیجه، SDRAMهای ابتدایی بوسیله شهرت single data rate SDRAM-یا SDR DRAM شناخته می شدند و تا ۲۰ سال، بوسیله عنوان تجهیز پایه ای جهیز های کامپیوتری به کار. می رفتند ترفیع هایی که در دنیای فناوری عارض داد، بهبود فناوری حافظه ها را غم ممکن کرد و داخل سال ۲۰۰۳، شاهد ارائه ی. DDR2 بودیم فناوری های بعدی به نام های DDR3 و DDR4 در سال های ۲۰۰۷ و ۲۰۱۲ به بازار. ارائه شدند هر به روزرسانی با بهره وری و کارایی بیشتر همراه بود؛ در مدت از کلاک سریع لطافت در/O جزء I O. بهره می برد به علاوه، نسخه های جدید، جهیز های سیگنال دهی بهینه و مصرف.
نیروی کمتر داشتند فناوری DDR2 تغییری دانا دنیای رم کرد که امروزه همچنین هنوز. مصرف می/O شود کلاک I O در ذهن ها به جهیز مجزا ای تحول شد که به نوعی خود را از دیگر ساختارهای کلاک استثنا کرد و سرعتی. دوبرابر آن ها دارد همین ساختار را می نبوغ تو پردازنده های مرکزی تعبیر کردن کرد که کلاک ۱۰۰ مگاهرتزی توانایی مدیریت همگی ی رخدادها را دارد؛ اما کلاک های تویی درون پردازنده، ۳۰ تا ۴۰. برابر سریع برنده هستند DDR3 و DDR4 سرعت را با چهاربار اجرای/O چرخه در کلاک I O افزودن دادند؛ اما تو تمامی موارد، باس داده بازهم تنها از بالارفتن/O و پایین آمدن کلاک I O برای ارسال.
و ستاندن اطلاعات مصرف می یواش تراشه های حافظه درون سرعت های آن چنان سریعی فعالیت نمی کنند و. درواقع، حتی سرعت نسبتا قدری دارند ارج جابه جایی داده که با میزان/میلیون جابه جایی داخل ثانیه MT s اندازه گیری می شود، در DRAMهای مدرن بسیار متجاوز است؛ چون از چند بانک. درون هر تراشه کاربرد می شود اگر تو هر ماژول فقط یک بانک داشتیم، همه ی فعالیت ها.
بوسیله مدل چشمگیری کندتر می شد هر نسخه ی جدید از DRAM قابلیت هماهنگی با نسخه های قبلی را ندارد؛ درنتیجه، DIMM مورداستفاده در هر سنخ اتصال های. الکتریکی متفاوتی با انوع دیگر دارد همچنین، درگاه ها و بریدگی ها تفاوت می نرم تا از هرگونه اختلال سهوی همچون مصرف از-ذهن ی DDR4.
در درگاه DDR SDRAM جلوگیری شود حافظه ی رم برای کارهای گرافیکی مبدا به شهرت SGRAM خواه. synchronous graphics RAM شناخته می شد آن نوع از رم همچنین در سال های گذشته. توسعه های متعددی تجربه کرده است امروزه، از اصطلاح GDDR بخاطر رم گرافیکی استفاده می شود تا مصرف آن. بوسیله نواخت در صیت معین شود درحال حاضر، GDDR نسخه ی ۶ درون بازار حیات دارد و برای جابه جایی داده از جهیز مقدار. داده ی چهارگانه استفاده می درنگ به بیان دیگر تو هر چرخه ی کلاک، چهارمرتبه.
جابه جایی داده صورت می دهد حافظه های رم تو کارت گرافیک علاوه بر مقدار جابه جایی داده ی تند تر، استعداد های افزودن. ای برای مدیریت بهتر جریان دارند بوسیله عنوان مثال، در این حافظه ها دو ورقه به رخ هم زمان در یک بانک باز خواه باس های آدرس و. دستور درون DDR ادا می شوند از قابلیت های دیگر می استعداد به عملکرد تراشه های حافظه در سرعت های کلاک بسیار بیشتر اشاره کرد؛ البته تمامی صعود ها و قابلیت های مذکور با افزایش.
هزینه و گرمای تولیدشده همراه هستند ماژول رم GDDR6 تقریبا قیمتی دوبرابر ماژول مثل DDR4 دارد و زمان استفاده در حداکثر سرعت واقعا گرم می شود؛ به همین دلیل، کارت های گرافیک که حافظه های رم با سرعت متجاوز متجاوز دارند، عموما مجهز به سیستم خنک کننده ی مجزای.حرفه ای و قدرتمند
همچنین هستند مفاهیم تأثیرگذار پیاده شدن سرعت بهره وری و سرعت حافظه ی DRAM عموما با تعداد بیت های داده ای جابه جا شده. در هر ثانیه لحاظ می شود تو جزء های قبلی مقاله، دیدیم که DDR4 به عنوان ذهن ی سیستم تراشه هایی با جاه هشت بیت دارد؛ درنتیجه، هر ماژول تا هشت بیت در هر چرخه. ی کلاک داده منتقل می بطی ء اگر/نرخ جابه جایی داده را 3200MT=s در نظر بگیریم، درمجموع ۳۲۰۰x۸ ۲۶،۶۰۰ میلیون بیت برثانیه یا قدری بیشتر. از سه گیگابیت برثانیه سرعت داریم ازآنجاکه اکثر ماژول ها از هشت تراش استفاده می کنند، به سرعت. حدودی ۲۵ گیگابایت برثانیه می رسیم برای گوناگون GDDR6، هشت ماژول به.
معنای ۴۴۰ گیگابایت برثانیه خواهد بود اکثر افراد این (مقدارِ) لحاظ شده را پهنای باند Bandwidth ذهن می نامند که یکی از عوامل اساسی در بهره وری و. کارایی رم بوسیله حساب می آید بوسیله هرحال، این مقدار کاملا تئوری است؛ بجهت همگی ی رخدادها در رم. لزوما غم زمان ائتلاف نمی افتند بخاطر درک این بخش، به تمثال زیر دقت کنید که طرح کاملا میسر و البته به دور از واقعیت از پیوستگی هایی را مدال می دهد که در زمان ارسال التماس.
داده به حافظه رخساره می دهند وعده ی ابتدا شامل کوشا کردن ورق در DRAM می شود که داده های. مدنظر را نگه داری می یواش این مرحله ابتدا به ذهن می گوید که کدام رنک موردنیاز است و بعد ماژول مرتبط. و بانک مدنظر انتخاب می شود موضع صفحه بوسیله تراشه اخبار می شود و آن حصه. طاس ورق را فعال می کند اجرای مراحل نیاز بوسیله زمان دارد و از همه بنیانی پر حرارت برای فعال شدن تمام. ورقه نیز بوسیله زمان نیاز داریم فرایندها بوسیله این دلیل ادا می شوند که از قفل شدن کل خوش نویسی بیت ها پیش از.
ارائه ی دسترسی اطمینان حاصل شود پس از مراحل بالا، استوانه مرتبط برملا. و اطلاعات مدنظر عرضه می شود کل DRAM داده را به رخساره یک بلوک ارائه می درنگ که در گوناگون امروزی،. هربار ارسال بلوک هشت بیت است درنهایت، اگر تو یک چرخه ی کلاک یک بیت از یک سیلندر دریافت شود، داده ی مذکور تا پیش از آماده شدن. هفت بیت دیگر، ارسال نخواهد شد درنتیجه، اگر بیت بعدی داده از ورقه ی دیگر درخواست شود، صفحه ی باز کنونی (ابتدا باید-به) حالت امانت برود فرایند pre charging تا دراداه ورق ی. اتیه اجازه ی بازشدن پیدا بطی ء فرایند سابق الذکر.
زمان موردنیاز را افزایش می دهد تمامی حوالی های زمانی ذکرشده بین ارسال دستورالعمل به حافظه و انجام فعالیت عمل و با شهرت Memory. timings یا Latencies شناخته می شوند هرچه این مقدار کم باشد، کارایی و نصیب وری کلی سیستم بیشتر خواهد بود؛ زیرا که بوسیله تعریف کاملا روشن، برای عارض دادن فرایند به. زمان کمتری نیاز پیدا می کنید فداکار از تأخیرها اسامی آشنایی:بخاطر دلبستگی مندان دنیای-کامپیوتر-دارند نامتوضیحمقدار: مرسوم در DDR4tRCDRow to Column Delay تعداد چرخه هایی که بین کوشا شدن سطر و گزینش شدن: ستون صورت می دهند۱۷ چرخهCLCAS Latency تعداد چرخه هایی که بین شناسایی سیلندر و شروع ارسال داده: طول می کشد۱۵ چرخهtRASRow Cycle Time کمترین تعداد چرخه که دست خط باید تو آن ها-کوشا بماند تا خبردار فرایند: pre charge شود۳۵ چرخهtRPRow Precharge Time حداقل دوچرخه های موردنیاز
بین فعال سازی سطرهای گوناگون۱۷ دوچرخه مؤلفه های متعدد دیگری برای بررسی حیات دارند و همگی ی آن ها باید با دقت برنامه ریزی شوند تا DRAM در رویکردی پایدار فعالیت کند؛ رویکردی که بدون ساختن اختلال و آسیب تو داده و با بیشترین. نصیب وری ممکن رخ می دهد با وجود کامل فرایندهای تأخیری که تو عملکرد رم وجود دارد، دستورالعمل ها حتی زمانی اجرا می شوند که رم مبتلا انجام دادن کار دیگری باشد؛ به همین دلیل تو قطعات پردازشی گوناگون، ماژول. های RAM متعددی مشاهده می کنیم تایمینگ های ذهن انتظام شدنی هستند و درواقع درون در DRAM، به عنوان اصلی تغییر ناپذیر ثبت نشده اند؛ در برابر تمامی دستورالعمل ها با کاربرد از رم از کنترلر. ذهن در پردازنده ارسال می شوند تولیدکننده ها همه ی تراشه های تولیدی خویشتن را آزمایش می کنند و آن هایی که در زمان هویدا به حد معمولی از سرعت برسند، با یکدیگر ترکیب. و روی DIMMها نصب می شوند سپس تایمینگ ها در خراش ی کوچک.
روی برد اصلی:نصب می: شوند مقاله: های
مرتبط آناتومی گجت مادربردآناتومی گجت پاور فرایندی که بخاطر دسترسی و کاربرد از داده ها پشته به کار می رود، با عنوان serial presence. detect یا SPD شناخته می شود این تعبیر به صورت میزان صنعتی به BIOS امکان می دهد تا تنظیم بندی زمانی. را بخاطر اجرا کارها ارتکاب دهد بسیاری از مادربردها به کاربر امکان می دهند زمان بندی ها را تبدیل دهند که با هدف افزایش بهره وری سیستم.
خواه مقاومت پلتفرم انجام می شود همچنین، بسیاری از ماژول های رم از استاندارد Extreme Memory Profile. خواه XMP اینتل پشتیبانی می کنند این میزان به نوعی اطلاعات اضافه را درون SPD حافظه پس انداز می: «بطی ء که به بایوس می گوید من می توانم این زمان». بندی های غیراستاندارد را مدیریت کنم درنهایت، مدل متاخر امکان می دهد به جای ایجاد تغییر غیرالزامی در استانداردها، تنها با یک.
کلیک تنظیمات موردنیاز را اجرا کنید توضیحات مذکور جزئیات قطعه ی رم. را در کامپیوترهای انحصاری شرح دادند اینک که زیرساخت های این قطعه ی حساس کامپیوتری را درک کرده اید، فرض کنید-که حافظه ی هشت گیگابایتی. DDR4 SDRAM را درون دست دارید این حافظه از ۷۰ میلیارد خزانه دار تشکیل می شود. و همین تعداد هم ترانزیستور دارد هریک از آن ها مقدار کمی کود الکتریکی ذخیره می کنند و در چند نانوثانیه می. توان به هریک دسترسی پیدا کرد ماژول های رم می توانند تعداد بسیار یدکی دستورالعمل را مدیریت کنند و اکثر آن ها درمقایسه با قطعات.
قیمت کم ارزش و عمر طولانی دارند حافظه های DRAM ابد در سطر. ترقی و بهترین سازی قرار دارند بوسیله زودی، تماشاگر عرضه ی DDR5 خواهیم بود که با ادعای پهنای باندی تقریبا برابر با. دو ماژول DDR4 نمایش می شود فناوری متاخر قطعا مقدار گرانی خواهد داشت؛ ولی مزیت های بی شماری بی قراری برای ورک استیشن.ها و:سرورها به همراه دارد بیشتر بخوانید لکسار با نمایش ی دو ثمر: DDR4 وارد بازار حافظه رم شدAMD چهار گیگابایت ذهن VRAM برای ورزش های امروزی کافی نیستشیائومی احتمالا روی موبایلی با ۱۶ گیگابایت رم کار می کنداپل هزینه ی ارتقای ذهن رم را در مدل محور مک بوک پرو ۱۳ اینچی دوبرابر-کردسامسونگ خطوط تولید حافظه های V NAND
پردازنده ها نیاز به دسترسی سریع به داده و دستورالعمل های پردازشی دارند. آن ها برای مدیریت عملکرد کند افزارها، باید به منابع کم قیمت دسترسی پیدا کنند. بوسیله علاوه، دسترسی باید بوسیله گونه ای باشد که اگر التماس تصادفی و جاهل منتظره ای برای دسترسی به داده ارسال شد، عملکرد کلی دستخوش شاق نشود؛ به همین دلیل، رم (مخفف Random Access Mempry یا حافظه ی دسترسی ناگهانی) بزرگی زیادی بخاطر کامپیوتر دارد.
ذهن های رم بوسیله دو جنس استاتیک و داینامیک (متوقف و پویا) انشعاب می شوند که با صیت های SRAM و DRAM می شناسیم. ذهن های رم ایستا فقط تو تو پردازنده ها (حافظه های کش) استفاده می شوند. درون این مطلب، تنها حافظه های پویای DRAM را معاینه می کنیم. برای ابتدایی بخش، مقدمه به این سؤال های حیاتی پاسخ می دهیم: DRAM را چگونه در کامپیوتر شخصی پیدا کنیم؟ DRAM چگونه حکم می کند؟
حجم زیادی از حافظه ی رم درکنار پردازندهقرار دارد که به اشتهار ذهن ی سیستمی (System Memory) شناخته می شود. البته بهتر است آن را ذهن ی پردازنده ی مرکزی خواه CPU Memory بنامیم؛ از طرف به عنوان حافظه ی اصلی برای کار روی داده ها و دستورالعمل ها داخل پردازنده استفاده می شود.
همان طورکه در تصاویر ماژول رم مشاهده می شود، DRAM روی بردهای مداری کوچکی گمارش می شود که هرکدام ازطریق درگاهی اختصاصی، بوسیله مادربرد کامپیوتر همواره می شوند. هریک از بردها به نام DIMM یا UDIMM شناخته می شوند که مخفف dual inline memory module هستند (حرف U درون UDIM عبارت unbuffered را به آن اضافه می نرم). درادامه، هریک از کلمه ها را تطویل می دهیم. فعلا بدانید واضح ترین و نمایان ترین حافظه ی رم در کامپیوترهای انحصاری همین ماژول ها هستند. حافظه ی رم لزوما به سرعت بسیار اضافی نیاز ندارد؛ اما کامپیوترهای شخصی مدرن امروزی بخاطر هماهنگی و مدیریت بهتر اپلیکیشن های صنف ای با فرایندهای پردازشی بی شمار، نیاز به ظرفیت بسیار و البته سریعی از حافظه ی تصادفی دارند.
قطعه ی دیگری که نیاز به فضای حافظه ی اضافی دارد، کارت گرافیک است. کارت های گرافیک به حافظه ی DRAM مجزا نیازمند هستند؛ چون رندر سه اتیه با دسترسی و نوشتن داده های بی شمار همراه می شود. این سنخ از DRAM بخاطر عملکرد در شیوه ای تقریبا متفاوت پروگرام ریزی می شود که کمی با حافظه ی رم سیستمی، تفاوت دارد. همان طورکه در تصویر دون می بینید، داخل گرداگرد پردازنده ی گرافیکی، ۱۲ قطعه ی الکترونیکی تخت حضور دارد که همان تراشه های DRAM هستند. این ذهن ها درون گوناگون مختلفی تولید می شود که می توان به GDDR5 و GDDR5X و GDDR6 اشاره کرد که داخل بخش های بعدی آن ها را شرح می دهیم. درنهایت، کارت های گرافیکی به ذهن ی رم اضافی به اندازه ی پردازنده ی مرکزی نیاز ندارند؛ اما آن ها همچنین با هزاران مگابایت حافظه ارائه می شوند.
لزوما تمامی قطعات شاداب افزاری کامپیوتر شخصی به ظرفیت زیادی از حافظه ی رم نیاز ندارند. به عنوان مثال، هارد درایو با مقدار قدری رم فعالیت های خود را به نیکی ارتکاب می دهد. به صورت میانگین، هارد درایوها از ۲۵۶ مگابایت رم بهره می برند که پیش از نوشتن داده روی درایو، آن ها را دسته بندی می کند.
در تصویر زیر، برد مداری درایو HDDرا در جانب چپ و برد SSD را در جانب راست مشاهده می کنید. در هر دو بخش، رم با چهارگوش قرمز مشخص شده است. همان طورکه می بینید، در درایو ذخیره سازی، تنها یک تراشه بخاطر رم داریم؛ بمنظور ۲۵۶ مگابایت حاجت بوسیله فضای یدکی ندارد و با قطعه ی سیلیکونی منفرد می قابلیت آن را برای درایو پس انداز سازی تأمین کرد.
توضیحات سابق الذکر علامت داد که هر قطعه خواه کالا جانبی با کاربردهای پردازشی بوسیله رم احتیاج دارد؛ درنتیجه، تو اکثر قطعات کامپیوتر انحصاری می توان اثری از رم مشاهده کرد. بوسیله عنوان مثال، کنترلرهای SATA و PCI Express حاجت به تراشه های کوچک و محدود DRAM دارند. ابزارهای رابط شبکه و کارت های صوتی نیز از این قطعه نصیب می برند. حتی پرینترها و اسکنرها هم حافظه ی DRAM دارند. شاید درنگاه اول، همین منبع که DRAM در همه ی قطعات راحتی دارد، آن را به تجهیزی نه چندان دوست داشتنی تحول کند؛ اما وقتی بوسیله زیرساخت آن نگاه می کنیم، متوجه دلربایی های عملکردی می شویم.
مطالعه قطعات ریز موجود در خراش
مهندسان الکترونیک برای بررسی و تحول عمیق در محصولات شقه هادی خود، ابزارهای خاصی دارند که دردسترس نویسنده ی مقاله ی سخت افزاری نیست (مثل میکروسکوپ الکترونی)؛ درنتیجه نمی توان تراشه ی واقعی DRAM را شکافت و اجزای داخلی آن را به راحتی مشاهده کرد. بوسیله هرحال، برخی از کارشناسان با نصیب برداری از همان ابزارها، تصاویر دقیق و مفیدی را از ساختار تراشه منتشر کرده اند.
درون نگاه ابتدایی به ساختار سطحی خراش ی رم، تصویری قرین با مجموعه ای از کشتزار های ذرت را مشاهده می کنیم که با طرز هایی بوسیله هم متصل شده اند. نکته ی جالب اینکه این برداشت اولین تفاوت چندانی با عملکرد پا بر جا خراش ندارد. محدوده هایی که داخل تراشه ی رم می بینید، به جای ذرت یا گندم عموما از دو قطعه ی الکترونیکی تشکیل می شوند: سوئیچی در فرمت MOSFET (مخفف Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) و ساختار پس انداز سازی که خازن شیاری حاضر می کند.
ترکیب دو قطعه ی الکترونیکی بخشی به معروفیت سلول حافظه (Memory Cell) را ایجاد می کنند و هریک، یک بیت داده را در خود نگه می دارند. داخل واضح زیر، تصویر کلی و ابتدایی از ساختار سلول حافظه را مشاهده می کنید؛ البته قطعا مهندسان الکترونیک تفسیر و نمای بهتری از آن می شناسند.
خطوط آبی و سبز اتصال هایی را نشان می دهند که ولتاژ را بوسیله MOSFET و خازن ارسال می بطی ء. این وحدت ها برای نوشتن و خواندن داده در تماس با سلول ذهن کاربرد دارند. خط عمودی (Bit line) همیشه فاتحه فعال می شود. خزانه دار شیاری رفتاری متشابه بوسیله سطل دارد که با بار الکتریکی لبریز می شود. حالت پر یا خالی بودن آن وضعیت یک بیت داده را نشان می دهد که صفر بوسیله معنای خالی وجود داشتن و یک به معنای پربودن خواهد بود. با وجود تلاش های بسیار مهندسان، خازن ها اقتدار حفظ کردن جنین در طولانی مدت را ندارند و با چشم پوشی زمان، خازن خالی می شود.
چالش یادشده بدین معنا خواهد وجود که هر سلول حافظه باید در گرداگرد ی زمانی منظم، نو شود که عموما بازه ی ۱۵ تا ۳۰ کود تو وقت خواهد بود. تمام فرایند متجاوز سریع خواهد بود و در مدت چند نانوثانیه، کلکسیون ای از سلول ها عملیات را انجام می دهند. متأسفانه تعداد زیادی سلول در هر تراشه ی DRAM وجود دارد و حافظه نمی تواند تو زمان پرشدن مجدد شارژ، عملیات نوشتن یا خواندن انجام دهد. تصویر زیر، نحوه ی وحدت سلول های فراوان را عرضه می دهد.
یک سطر کامل از سلول های حافظه به نام صفحه (Page) شناخته می شود و طول آن ها در گوناگون رم با پیکربندی های متنوع تفاوت دارد. صفحه ی بلندتر بیت های بیشتری خواهد داشت؛ اما نیروی صاعقه بیشتری غم برای مدیریت آن حاجت خواهد وجود. به همین ترتیب، صفحه های کوچک برنده استعمال و قابلیت ذخیره سازی کمتری دارند.
عامل دیگری اندوه در فرایند عملکردی تراش ی رم باید در رویت اندوهناک شود: وقتی داده روی تراشه ی DRAM نوشته یا از روی آن خوانده می شود، بدوی مرحله ی فرایند فعال کردن صفحه ی کامل خواهد بود. مسیر بیت ها (مجموعه ای از صفر و یک) درون بخشی به نام Row buffer ذخیره می شود که خود کلکسیون ای از آمپلی فایرها و Latch هستند و درواقع، ذهن ی بیشتری ارائه نمی کنند. درنهایت، استوانه مدنظر جهیز کوشا می شود تا داده ی مرتبط را از بافر بخواند.
چنانچه صفحه ها متجاوز کوچک باشند، هر ستون باید در دور ه های متناوب رطوبت برای پاسخ به نیازهای داده ای فعال شود. درمقابل، صفحه ی بزر گ تیز بسرنوشت شوم دچار کردن های بیشتری را پوشش می دهد و درون پیرامون های فرکانس بزرگ تری فعال می شود. سیلندر های ارشد احتیاج به نیروی صاعقه بیشتری دارند و پایداری کمتری هم ارائه می کنند؛ ولی بزرگ تربودن صفحه درنهایت مزیت محسوب می شود.
خیساندن کردن صفحه ها منجر به تاسیس المانی بوسیله نام بانک (Bank) درون DRAM می شود. شبیه به روندی که درون صفحه ها داشتیم، ابعاد و نحوه ی چینش سطرها و ستون ها تو سلول ها همچنین بزرگی بسیاری در حجم نهایی ذخیره ی داده درون حافظه دارند. به علاوه، عوامل دیگر همچون سرعت و استفاده نیرو و موارد مشابه نیز کوچکتر تأثیر خواهند بود.
جانمایی مرسوم در صفحه ها محتوی ۴۰۹۶ مسیر و ۴۰۹۶ ستون می شود؛ درنتیجه، هر بانک ظرفیت پس انداز سازی ۱۶،۷۷۷،۲۱۶ بیت یا دو مگابایت دارد. البته تمامی خراش های DRAM از بانک با ساختار لزوما مربعی روزی نمی برند؛ چون طولانی تربودن صفحه ها برای آن ها بهتر خواهد بود. به عنوان مثال، جانمایی ۱۶،۳۸۴ سطر و ۱،۰۲۴ ستون هم دو مگابایت حافظه ی ذخیره سازی را به همراه دارد؛ اما هر ورق چهاربرابر داده ی بیشتری از ساختار مربعی ذخیره می یواش.
تمامی ورقه هایی که تو بانک وجود دارند، با استفاده از سیستم آدرس دهی دست خط به هم متصل شده اند و ستون ها نیز همین ساختار اتصالی را دارند. همگی ی آن ها با سیگنال های کنترلی و آدرس هایی بخاطر هر سطر یا ستون کنترل می شوند. هرچه استوانه و سطرهای بیشتری در بانک بود داشته باشد، بیت های یدکی برای آدرس دهی آن ها نیاز خواهد بود.
بخاطر بانک با ساختار ۴۰۹۶ داخل ۴۰۹۶، هر سیستم آدرس دهی حاجت به ۱۲ بیت دارد؛ اما در ساختار ۱۶۳۸۴ تو ۱۰۲۴، به ۱۴ بیت فضا برای آدرس دهی سطرها نیاز خواهد وجود و ۱۰ بیت هم بخاطر سیلندر ها استفاده می شود. فراموش نکنید هر دو جهیز ابعاد ۲۴ بیتی دارند.
اگر تراش ی DRAM درون هر رتبه یک ورقه را نمایش کند، استفاده چندانی نخواهد داشت؛ درنتیجه، هر خراش دربرگیرنده مجموعه های بی نهایت بانک سلول حافظه خواهد بود. سپرده به ابعاد طاسی تراشه، شاید چهار یا هشت یا شانزده بانک در آن وجود داشته باشد. رایج ترین حالت استعمال از هشت بانک است.
تمامی بانک ها از باس های داده و آدرس و کار مشترک استفاده می کنند که ساختار طاسی سیستم ذهن را ساده تیز می درنگ. زمانی که بانک مشغول منظم کردن دستورالعمل باشد، بانک های دیگر فعالیت های دیگری انجام می دهند. طاس تراشه که دربرگیرنده بانک ها و باس های بی شمار می شود، داخل محفظه ی پناه حفظ کردن و درنهایت، به برد مداری پا بر جا لحیم می شود. سرما مداری مسیرهای الکتریکی را دربر می گیرد که نیروی موردنیاز فعالیت DRAM و سیگنال های اذن و آدرس دهی و داده را جابه مکان می کنند.
درون تمثال بالا، تراش ی DRAM را می بینیم که عموما به اشتهار ماژول (Module) شناخته می شود. این عکس مربوط بوسیله علیه سامسونگ است. از تولیدکننده های بزرگ دیگر می استعداد توشیبا، میکرون، اس کی هاینیکس و نانیا را نام برد. سامسونگ اکنون بزرگ ترین تولید کننده ی میدان بوسیله حساب می رود که ۴۰ درصد از تسهیم بازار کچل دنیا را دراختیار دارد. هر تولیدکننده ی DRAM بخاطر مدال دادن مشخصات حافظه، جهیز کدگذاری عام دارد. تراش ای که در رفعت می بینید، تراشه ی یک گیگابیتی است که هشت بانک ۱۲۸ مگابیتی دارد و در ساختاری با ۱۶،۳۸۴ سطر و ۸،۱۹۲ استوانه پیکربندی شده است.مفهوم و جلال رنک (Rank) تو رم
باهم اتحاد کردن های تولیدکننده ی حافظه تراشه های مفرط DRAM را روی برد مداری قرار می دهند که درنهایت، به معروفیت DIMM شناخته می شود. D در کلمه ی سابق الذکر معنای Dual خواه دوگانه دارد؛ ولی لزوما تمامی بردها محدود به دو خراش نیستند. درواقع، دوال در اینجا بوسیله تماس های الکتریکی با بخش پایینی سرما مرتبط می شود و هر دو پاره ماژول ها را مدیریت می کنند. ماژول های DIMM ازلحاظ ابعاد و تعداد تراشه های موجود با بی قراری تباین دارند.
در شمایل بالا، DIMM استاندارد کامپیوتر انحصاری رومیزی را مشاهده می کنیم و قطعه ی پایینی SO-DIMM (یا Small Outline DIMM) نام دارد. ماژول کوچک بخاطر استفاده تو کامپیوترهای شخصی با فرم فکتور کوچک تر مشابه لپ تاپیا کامپیوترهای همه کاره کاربر دارد. اضطرار تولیدکننده بوسیله جانمایی همگی ی مدخل ها در ابعاد کوچک تر تعداد خراش های مورداستفاده در ماژول و سرعت اجرای وظایف و بسیاری موارد دیگر را تحت تأثیر قرار می دهد.
برای کاربرد از تراشه های ذهن ی بی نهایت تو DIMM، دلایل گوناگونی وجود دارد. دلیل اصلی را می استعداد تو افزایش حافظه ی دردسترس مشاهد کرد. دلیل بعدی این است که در ساختار چندتراشه ای، در هر مرتبه فقط یک بانک دردسترس استراحت می گیرد و اشغال می شود و سایر بانک ها در پس زمینه عملیات خویشتن را با یکروز وری بیشتری عمل می دهند. برهان دیگر به پردازنده مرتبط می شود که باس آدرس دهی مرتبط با مدیریت حافظه درون آن، عریض تر از باس DRAM است.
آخرین دلیلی که تذکر کردیم، جلال بیش بیشتری دارد. اکثر تراشه های DRAM تنها باس داده ی هشت بیتی و پردازنده ی پا بر جا و مرکز تفاوت هایی پشیز با آن ها دارد. به عنوان مثال، پردازنده ی AMD Ryzen 7 3800X دو کنترلر ۶۴ بیتی دارد؛ درحالی که پردازنده ی گرافیکی RadeonRX 5700 XT از هشت کنترلر ۳۲ بیتی بهره می برد. درنتیجه، هر ماژول DIMM که در کامپیوترهای AMD نصب می شود، باید هشت ماژول داشته باشد (هشت ماژول ۸ بیتی موافق با ۶۴ بیت). شاید تصویر کنید کارت گرافیک AMD 5700XT از ۳۲ تراشه ی حافظه بهره می برد؛ درحالی که عزب هشت تراشه تو آن دیده می شود. چرا؟ خراش های حافظه که برای کارت های گرافیکی نقشه کشی می شوند، داخل هر تراشه بانک های بیشتری دارند (عموما ۱۶ خواه ۳۲ بانک)؛ برای اینکه رندر سه اینده حاجت بوسیله دسترسی بی آرامی زمان به داده های بیشتری دارد.
سیستم تک رنک در طبق دو رنک
مجموعه ی ماژول های ذهن که باس داده ی کنترلر ذهن را لبریز می کند، رنک (Rank) نامیده می شود. اتصال بیش از یک رنک به کنترلر دورازذهن نیست؛ ولی کنترلر در هر مرتبه فقط توانایی استخراج داده از یک رنک را دارد؛ بجای همگی ی آن ها از یک باس داده ی مشترک استفاده می کنند. این تک مشکلی ایجاد نمی کند؛ چون تا زمانی که یک رنک مشغول پاسخ دادن بوسیله یک دستورالعمل باشد، مجموعه ی از دستورهای متاخر را می توان به رنک دیگر ارسال کرد.
ماژول های DIMM می توانند با زیاد از یک رنک طراحی و ساخته شوند که خصوصا درصورت نیاز به حافظه ی زیاد و باتوجه بوسیله محدودبودن تعداد درگاه های رم روی مادربرد، کاربردی خواهد حیات. پیکربندی های با رنک دوگانه یا چهارگانه بهره وری و قدرت بیشتری درمقایسه با پیکربندی های با رنک تکی عرضه می کنند. البته تکثیر شدن رنک به معنای تنگ کردن بر سیستم الکتریکی هم خواهد حیات. اکثر کامپیوترهای انحصاری رومیزی فقط توانایی مدیریت یک یا دو رنک را در هر کنترلر دارند. اگر جهیز حاجت به ساختار رنک بیشتر داشته باشد، استفاده از DIMM با ساختار Buffered پیشنهاد می شود. این نوع از ذهن یک خراش ی اضافه روی DIMM دارد که فشار روی سیستم را با ذخیره سازی دستورالعمل و داده داخل چند چرخه پیش از ارسال به وهله ی پس ازآن نگه داری می درنگ.
تمامی انواع رنک الزاما ابعاد ۶۴ بیتی ندارند. DIMMهایی که تو سرورها و ورک استیشن ها استفاده می شوند، رنک ۷۲ بیتی دارند؛ یعنی یک ماژول DRAM اضافه روی آن ها وجود دارد. تراشه ی اضافه لزوما حافظه یا سرعت و کارایی بیشتر را به همراه ندارد و درعوض، برای استعمال مطالعه و اصلاح بزه (ECC) مصرف می شود.
همان طورکه گفته شد، همگی ی گوناگون پردازنده بخاطر انجام وظایف به حافظه نیاز دارند. در جزء ECC RAM، دستگاه کوچکی که همگی ی کارها را ادا می دهد، ماژول اختصاصی خود را دارد. باس داده در این طور نوعی از ذهن فقط ۶۴ بیت حرمت دارد؛ ولی پایداری داده به استاندارد درخورتوجهی بهبود پیدا می درنگ. درنهایت، مصرف از بافر و ECC تنها کمی به بهبود کارایی کلی دستیار می کند؛ اما خرج ی اضافی را در پی دارد.ساختار کلاک حافظه
تمامی حافظه های رم کلاک مرکزی I/O (O ورودی و) خروجی دارند که به صورت ولتاژ با دگرگونی دائم بین دو سطح تعریف می. شود این کلاک بخاطر دایره دهی کامل فعالیت هایی به فقره می رود که داخل تراشه ی حافظه و باس ها صورت می. دهد درون سا ل های بسیار (دور)۱۹۹۳ ، ذهن هایی به نام (SDRAM خواه Synchronous) DRAM در بازار وجود داشتند که تمامی فرایندها را با کاربرد از دوروبر ی زمانی توالی می دادند که کلاک از فاز پایین به بالا تغییر می. کرد ازآنجاکه این اتفاق بیش سریع رخ می دهد، روش زیاد دقیقی بخاطر وقوف زمان صورت دادن ائتلاف دراختیار فراغت می.
دهد SDRAM های قدیمی کلاک های/O I O با فرکانسی بین ۶۶ تا ۱۳۳ مگاهرتز داشتند و برای هر چرخه ی کلاک، دستورالعمل به DRAM ارسال. می شد درمقابل، تراشه می توانست هشت بیت داده را تو همان دوره ی زمانی جابه. جا کند ترقی ی کندرو SDRAM که با پیش گامی سامسونگ رخ داد، نوع جدیدی از آن ها را در سال ۱۹۹۸ به بازار. معرفی کرد نوع جدید انتقال داده را تو اوج و فرود ولتاژ کلاک مدیریت می کرد؛ درنتیجه در هر چرخه ی کلاک، داده به عارض بی قراری زمان دو بار ارسال و قبض. می شد معروفیت فناوری متاخر Double data rate synchronous dynamic random access memory وجود که بوسیله صورت-خلاصه DDR SDRAM خواه تنها DDR خوانده.
می شد حافظه های DDR به سرعت به ساختار مرسوم میدان ذهن تبدیل شدند؛ درنتیجه، SDRAMهای ابتدایی بوسیله شهرت single data rate SDRAM-یا SDR DRAM شناخته می شدند و تا ۲۰ سال، بوسیله عنوان تجهیز پایه ای جهیز های کامپیوتری به کار. می رفتند ترفیع هایی که در دنیای فناوری عارض داد، بهبود فناوری حافظه ها را غم ممکن کرد و داخل سال ۲۰۰۳، شاهد ارائه ی. DDR2 بودیم فناوری های بعدی به نام های DDR3 و DDR4 در سال های ۲۰۰۷ و ۲۰۱۲ به بازار. ارائه شدند هر به روزرسانی با بهره وری و کارایی بیشتر همراه بود؛ در مدت از کلاک سریع لطافت در/O جزء I O. بهره می برد به علاوه، نسخه های جدید، جهیز های سیگنال دهی بهینه و مصرف.
نیروی کمتر داشتند فناوری DDR2 تغییری دانا دنیای رم کرد که امروزه همچنین هنوز. مصرف می/O شود کلاک I O در ذهن ها به جهیز مجزا ای تحول شد که به نوعی خود را از دیگر ساختارهای کلاک استثنا کرد و سرعتی. دوبرابر آن ها دارد همین ساختار را می نبوغ تو پردازنده های مرکزی تعبیر کردن کرد که کلاک ۱۰۰ مگاهرتزی توانایی مدیریت همگی ی رخدادها را دارد؛ اما کلاک های تویی درون پردازنده، ۳۰ تا ۴۰. برابر سریع برنده هستند DDR3 و DDR4 سرعت را با چهاربار اجرای/O چرخه در کلاک I O افزودن دادند؛ اما تو تمامی موارد، باس داده بازهم تنها از بالارفتن/O و پایین آمدن کلاک I O برای ارسال.
و ستاندن اطلاعات مصرف می یواش تراشه های حافظه درون سرعت های آن چنان سریعی فعالیت نمی کنند و. درواقع، حتی سرعت نسبتا قدری دارند ارج جابه جایی داده که با میزان/میلیون جابه جایی داخل ثانیه MT s اندازه گیری می شود، در DRAMهای مدرن بسیار متجاوز است؛ چون از چند بانک. درون هر تراشه کاربرد می شود اگر تو هر ماژول فقط یک بانک داشتیم، همه ی فعالیت ها.
بوسیله مدل چشمگیری کندتر می شد هر نسخه ی جدید از DRAM قابلیت هماهنگی با نسخه های قبلی را ندارد؛ درنتیجه، DIMM مورداستفاده در هر سنخ اتصال های. الکتریکی متفاوتی با انوع دیگر دارد همچنین، درگاه ها و بریدگی ها تفاوت می نرم تا از هرگونه اختلال سهوی همچون مصرف از-ذهن ی DDR4.
در درگاه DDR SDRAM جلوگیری شود حافظه ی رم برای کارهای گرافیکی مبدا به شهرت SGRAM خواه. synchronous graphics RAM شناخته می شد آن نوع از رم همچنین در سال های گذشته. توسعه های متعددی تجربه کرده است امروزه، از اصطلاح GDDR بخاطر رم گرافیکی استفاده می شود تا مصرف آن. بوسیله نواخت در صیت معین شود درحال حاضر، GDDR نسخه ی ۶ درون بازار حیات دارد و برای جابه جایی داده از جهیز مقدار. داده ی چهارگانه استفاده می درنگ به بیان دیگر تو هر چرخه ی کلاک، چهارمرتبه.
جابه جایی داده صورت می دهد حافظه های رم تو کارت گرافیک علاوه بر مقدار جابه جایی داده ی تند تر، استعداد های افزودن. ای برای مدیریت بهتر جریان دارند بوسیله عنوان مثال، در این حافظه ها دو ورقه به رخ هم زمان در یک بانک باز خواه باس های آدرس و. دستور درون DDR ادا می شوند از قابلیت های دیگر می استعداد به عملکرد تراشه های حافظه در سرعت های کلاک بسیار بیشتر اشاره کرد؛ البته تمامی صعود ها و قابلیت های مذکور با افزایش.
هزینه و گرمای تولیدشده همراه هستند ماژول رم GDDR6 تقریبا قیمتی دوبرابر ماژول مثل DDR4 دارد و زمان استفاده در حداکثر سرعت واقعا گرم می شود؛ به همین دلیل، کارت های گرافیک که حافظه های رم با سرعت متجاوز متجاوز دارند، عموما مجهز به سیستم خنک کننده ی مجزای.حرفه ای و قدرتمند
همچنین هستند مفاهیم تأثیرگذار پیاده شدن سرعت بهره وری و سرعت حافظه ی DRAM عموما با تعداد بیت های داده ای جابه جا شده. در هر ثانیه لحاظ می شود تو جزء های قبلی مقاله، دیدیم که DDR4 به عنوان ذهن ی سیستم تراشه هایی با جاه هشت بیت دارد؛ درنتیجه، هر ماژول تا هشت بیت در هر چرخه. ی کلاک داده منتقل می بطی ء اگر/نرخ جابه جایی داده را 3200MT=s در نظر بگیریم، درمجموع ۳۲۰۰x۸ ۲۶،۶۰۰ میلیون بیت برثانیه یا قدری بیشتر. از سه گیگابیت برثانیه سرعت داریم ازآنجاکه اکثر ماژول ها از هشت تراش استفاده می کنند، به سرعت. حدودی ۲۵ گیگابایت برثانیه می رسیم برای گوناگون GDDR6، هشت ماژول به.
معنای ۴۴۰ گیگابایت برثانیه خواهد بود اکثر افراد این (مقدارِ) لحاظ شده را پهنای باند Bandwidth ذهن می نامند که یکی از عوامل اساسی در بهره وری و. کارایی رم بوسیله حساب می آید بوسیله هرحال، این مقدار کاملا تئوری است؛ بجهت همگی ی رخدادها در رم. لزوما غم زمان ائتلاف نمی افتند بخاطر درک این بخش، به تمثال زیر دقت کنید که طرح کاملا میسر و البته به دور از واقعیت از پیوستگی هایی را مدال می دهد که در زمان ارسال التماس.
داده به حافظه رخساره می دهند وعده ی ابتدا شامل کوشا کردن ورق در DRAM می شود که داده های. مدنظر را نگه داری می یواش این مرحله ابتدا به ذهن می گوید که کدام رنک موردنیاز است و بعد ماژول مرتبط. و بانک مدنظر انتخاب می شود موضع صفحه بوسیله تراشه اخبار می شود و آن حصه. طاس ورق را فعال می کند اجرای مراحل نیاز بوسیله زمان دارد و از همه بنیانی پر حرارت برای فعال شدن تمام. ورقه نیز بوسیله زمان نیاز داریم فرایندها بوسیله این دلیل ادا می شوند که از قفل شدن کل خوش نویسی بیت ها پیش از.
ارائه ی دسترسی اطمینان حاصل شود پس از مراحل بالا، استوانه مرتبط برملا. و اطلاعات مدنظر عرضه می شود کل DRAM داده را به رخساره یک بلوک ارائه می درنگ که در گوناگون امروزی،. هربار ارسال بلوک هشت بیت است درنهایت، اگر تو یک چرخه ی کلاک یک بیت از یک سیلندر دریافت شود، داده ی مذکور تا پیش از آماده شدن. هفت بیت دیگر، ارسال نخواهد شد درنتیجه، اگر بیت بعدی داده از ورقه ی دیگر درخواست شود، صفحه ی باز کنونی (ابتدا باید-به) حالت امانت برود فرایند pre charging تا دراداه ورق ی. اتیه اجازه ی بازشدن پیدا بطی ء فرایند سابق الذکر.
زمان موردنیاز را افزایش می دهد تمامی حوالی های زمانی ذکرشده بین ارسال دستورالعمل به حافظه و انجام فعالیت عمل و با شهرت Memory. timings یا Latencies شناخته می شوند هرچه این مقدار کم باشد، کارایی و نصیب وری کلی سیستم بیشتر خواهد بود؛ زیرا که بوسیله تعریف کاملا روشن، برای عارض دادن فرایند به. زمان کمتری نیاز پیدا می کنید فداکار از تأخیرها اسامی آشنایی:بخاطر دلبستگی مندان دنیای-کامپیوتر-دارند نامتوضیحمقدار: مرسوم در DDR4tRCDRow to Column Delay تعداد چرخه هایی که بین کوشا شدن سطر و گزینش شدن: ستون صورت می دهند۱۷ چرخهCLCAS Latency تعداد چرخه هایی که بین شناسایی سیلندر و شروع ارسال داده: طول می کشد۱۵ چرخهtRASRow Cycle Time کمترین تعداد چرخه که دست خط باید تو آن ها-کوشا بماند تا خبردار فرایند: pre charge شود۳۵ چرخهtRPRow Precharge Time حداقل دوچرخه های موردنیاز
بین فعال سازی سطرهای گوناگون۱۷ دوچرخه مؤلفه های متعدد دیگری برای بررسی حیات دارند و همگی ی آن ها باید با دقت برنامه ریزی شوند تا DRAM در رویکردی پایدار فعالیت کند؛ رویکردی که بدون ساختن اختلال و آسیب تو داده و با بیشترین. نصیب وری ممکن رخ می دهد با وجود کامل فرایندهای تأخیری که تو عملکرد رم وجود دارد، دستورالعمل ها حتی زمانی اجرا می شوند که رم مبتلا انجام دادن کار دیگری باشد؛ به همین دلیل تو قطعات پردازشی گوناگون، ماژول. های RAM متعددی مشاهده می کنیم تایمینگ های ذهن انتظام شدنی هستند و درواقع درون در DRAM، به عنوان اصلی تغییر ناپذیر ثبت نشده اند؛ در برابر تمامی دستورالعمل ها با کاربرد از رم از کنترلر. ذهن در پردازنده ارسال می شوند تولیدکننده ها همه ی تراشه های تولیدی خویشتن را آزمایش می کنند و آن هایی که در زمان هویدا به حد معمولی از سرعت برسند، با یکدیگر ترکیب. و روی DIMMها نصب می شوند سپس تایمینگ ها در خراش ی کوچک.
روی برد اصلی:نصب می: شوند مقاله: های
مرتبط آناتومی گجت مادربردآناتومی گجت پاور فرایندی که بخاطر دسترسی و کاربرد از داده ها پشته به کار می رود، با عنوان serial presence. detect یا SPD شناخته می شود این تعبیر به صورت میزان صنعتی به BIOS امکان می دهد تا تنظیم بندی زمانی. را بخاطر اجرا کارها ارتکاب دهد بسیاری از مادربردها به کاربر امکان می دهند زمان بندی ها را تبدیل دهند که با هدف افزایش بهره وری سیستم.
خواه مقاومت پلتفرم انجام می شود همچنین، بسیاری از ماژول های رم از استاندارد Extreme Memory Profile. خواه XMP اینتل پشتیبانی می کنند این میزان به نوعی اطلاعات اضافه را درون SPD حافظه پس انداز می: «بطی ء که به بایوس می گوید من می توانم این زمان». بندی های غیراستاندارد را مدیریت کنم درنهایت، مدل متاخر امکان می دهد به جای ایجاد تغییر غیرالزامی در استانداردها، تنها با یک.
کلیک تنظیمات موردنیاز را اجرا کنید توضیحات مذکور جزئیات قطعه ی رم. را در کامپیوترهای انحصاری شرح دادند اینک که زیرساخت های این قطعه ی حساس کامپیوتری را درک کرده اید، فرض کنید-که حافظه ی هشت گیگابایتی. DDR4 SDRAM را درون دست دارید این حافظه از ۷۰ میلیارد خزانه دار تشکیل می شود. و همین تعداد هم ترانزیستور دارد هریک از آن ها مقدار کمی کود الکتریکی ذخیره می کنند و در چند نانوثانیه می. توان به هریک دسترسی پیدا کرد ماژول های رم می توانند تعداد بسیار یدکی دستورالعمل را مدیریت کنند و اکثر آن ها درمقایسه با قطعات.
قیمت کم ارزش و عمر طولانی دارند حافظه های DRAM ابد در سطر. ترقی و بهترین سازی قرار دارند بوسیله زودی، تماشاگر عرضه ی DDR5 خواهیم بود که با ادعای پهنای باندی تقریبا برابر با. دو ماژول DDR4 نمایش می شود فناوری متاخر قطعا مقدار گرانی خواهد داشت؛ ولی مزیت های بی شماری بی قراری برای ورک استیشن.ها و:سرورها به همراه دارد بیشتر بخوانید لکسار با نمایش ی دو ثمر: DDR4 وارد بازار حافظه رم شدAMD چهار گیگابایت ذهن VRAM برای ورزش های امروزی کافی نیستشیائومی احتمالا روی موبایلی با ۱۶ گیگابایت رم کار می کنداپل هزینه ی ارتقای ذهن رم را در مدل محور مک بوک پرو ۱۳ اینچی دوبرابر-کردسامسونگ خطوط تولید حافظه های V NAND
- ۹۹/۰۴/۰۵