ASGHARASGHARASGHARASGHARASGHARASGHARهرOOONOOONOOONOOONOOONOOON کامپیوتر یا دستگاه الکترونیکی از ذهن ی رم (RAM) نصیب می برد. رم را می توان به صورت یکپارچه داخل پردازنده یا در برد مداری جداگانه روی سیستم داخل نظر گرفت. بوسیله هرحال، کامپیوترها بدون استعمال از حافظه ی رم هیچگاه کارایی ندارند. رم یکی از شاهکارهای مهندسی محسوب می شود که داخل پایه ای ترین سطوح ساختاری، دستاوردهای جالبی دارد. تولید متراکم این قطعه ی پر اب افزاری نیز هرسال در حجم یدکی ایفا می شود و هر ساله غم شاهد رشد فناوری ها و قابلیت های آن هستیم. میلیاردها ترانزیستور روی ماژول رم صبر دارد؛ اما این قطعه، تنها چند وات برق مصرف می درنگ که خویشتن دستاورد الکترونیکی جذابی محسوب می شود. درنهایت، همین جلال و ساختار جالب رم باعث می شود تا تجسس زیرساخت آن جذاب بشود. درادامه ی این مطلب زومیت، آناتومی رم را در سطوح انواع بررسی می کنیم.استعمال حیاتی رم
پردازنده ها نیاز به دسترسی سریع بوسیله داده و دستورالعمل های پردازشی دارند. آن ها برای مدیریت عملکرد بطی ء افزارها، باید به منابع مناسب دسترسی پیدا کنند. بوسیله علاوه، دسترسی باید بوسیله گونه ای باشد که اگر التماس تصادفی و غیر منتظره ای بخاطر دسترسی به داده ارسال شد، عملکرد کلی دچار بغرنج نشود؛ بوسیله همین دلیل، رم (مخفف Random Access Mempry یا حافظه ی دسترسی تصادفی) اهمیت زیادی برای کامپیوتر دارد.
حافظه های رم به دو نوع استاتیک و داینامیک (ایستا و پویا) تقسیم می شوند که با نام های SRAM و DRAM می شناسیم. حافظه های رم ایستا فقط در داخل پردازنده ها (ذهن های کش) استفاده می شوند. در این مطلب، عزب حافظه های پویای DRAM را مطالعه می کنیم. برای مقدماتی بخش، اول به این سؤال های خطیر پاسخ می دهیم: DRAM را چگونه در کامپیوتر انحصاری فاحش کنیم؟ DRAM چگونه کار می کند؟
حجم زیادی از حافظه ی رم درکنار پردازندهقرار دارد که به نام ذهن ی سیستمی (System Memory) شناخته می شود. البته بهتر است آن را حافظه ی پردازنده ی مرکزی یا CPU Memory بنامیم؛ چون به عنوان ذهن 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 نصب می شود که هرکدام ازطریق درگاهی اختصاصی، بوسیله مادربرد کامپیوتر متصل می شوند. هریک از بردها بوسیله معروفیت 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 اصطلاح ها را شرح می دهیم. فعلا بدانید واضح ترین و مشخص ترین حافظه ی رم در کامپیوترهای انحصاری همین ماژول ها هستند. ذهن ی رم لزوما به سرعت بسیار زیادی نیاز ندارد؛ اما کامپیوترهای شخصی مدرن امروزی برای هماهنگی و مدیریت بهتر اپلیکیشن های حرفه ای با فرایندهای پردازشی بی شمار، نیاز بوسیله حجم متجاوز و البته سریعی از حافظه ی تصادفی دارند.
قطعه ی دیگری که نیاز به فضای ذهن ی زیادی دارد، کارت گرافیک است. کارت های گرافیک به حافظه ی DRAM جداگانه نیازمند هستند؛ بجهت رندر سه گانه بعدی با دسترسی و نوشتن داده های بی شمار همراه می شود. این سنخ از DRAM برای عملکرد تو شیوه ای تقریبا متفاوت برنامه ریزی می شود که قدری با حافظه ی رم سیستمی، تباین دارد. همان طورکه در تمثال زیر می بینید، تو حوالی پردازنده ی گرافیکی، ۱۲ قطعه ی الکترونیکی تخت حضور دارد که همان تراشه های DRAM هستند. این حافظه ها در انواع مختلفی تولید می شود که می توان به GDDR5 و GDDR5X و GDDR6 اشاره کرد که داخل حصه های بعد اینده آن ها را تطویل می دهیم. درنهایت، کارت های گرافیکی به ذهن ی رم اضافی به قطع ی پردازنده ی مرکزی احتیاج ندارند؛ اما آن ها نیز با هزاران مگابایت حافظه عرضه می شوند.
لزوما تمامی قطعات سخت افزاری کامپیوتر شخصی بوسیله حجم زیادی از حافظه ی رم نیاز ندارند. به عنوان مثال، هارد درایو با مقدار کمی رم فعالیت های خود را به خوبی ارتکاب می دهد. به عارض 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 شمایل زیر، برد مداری درایو HDDرا در جانب چپ و برد SSD را داخل سمت راست مشاهده می کنید. درون هر دو بخش، رم با چهارگوش سرخ مشخص شده است. همان طورکه می بینید، درون درایو پس انداز سازی، عزب یک تراش برای رم داریم؛ مربوط به ۲۵۶ مگابایت نیاز به فضای زیادی ندارد و با قطعه ی سیلیکونی مهجور می توان آن را برای درایو پس انداز سازی تأمین کرد.
توضیحات سابق الذکر مدال عدل که هر قطعه یا لوازم جانبی با کاربردهای پردازشی به رم نیاز دارد؛ درنتیجه، داخل اکثر قطعات کامپیوتر شخصی می توان اثری از رم مشاهده کرد. به نشانی مثال، کنترلرهای SATA و PCI Express حاجت بوسیله تراشه های کوچک و محدود DRAM دارند. ابزارهای رابط شبکه و کارت های صوتی همچنین از این قطعه روزی می برند. حتی پرینترها و اسکنرها بی قراری حافظه ی DRAM دارند. شاید درنگاه اول، همین ریشه که DRAM داخل همگی ی قطعات استراحت دارد، آن را به تجهیزی خیر چندان جذاب تبدیل کند؛ اما وقتی به زیرساخت آن نگاه می کنیم، متوجه جذابیت های عملکردی می شویم.
بررسی قطعات ریز موجود در تراشه
مهندسان الکترونیک برای وارسی و تغییر عمیق در محصولات نیمه هادی خود، ابزارهای خاصی دارند که دردسترس دبیر ی مقاله ی شیرهدار افزاری زدودن (قرین میکروسکوپ الکترونی)؛ درنتیجه نمی توان تراش ی واقعی DRAM را شکافت و اجزای داخلی آن را به راحتی مشاهده کرد. به هرحال، برخی از کارشناسان با بهره برداری از همان ابزارها، تصاویر کنجکاو و مفیدی را از ساختار تراشه منتشر کرده اند.
در نگاه اولیه بوسیله ساختار سطحی خراش ی رم، تصویری متشابه با کلکسیون ای از مزرعه های ذرت را مشاهده می کنیم که با روش هایی به بی قراری هموار شده اند. نکته ی جالب اینکه این برداشت اولین تفاوت چندانی با عملکرد اصلی تراشه ندارد. محدوده هایی که در 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 ذخیره سازی که خازن شیاری فراهم می کند.
ترکیب دو قطعه ی الکترونیکی بخشی به اشتهار سلول حافظه (Memory Cell) را ایجاد می کنند و هریک، یک بیت داده را تو خویشتن نگه می دارند. داخل محسوس زیر، تصویر طاسی و مقدماتی از ساختار سلول حافظه را مشاهده می کنید؛ البته قطعا مهندسان الکترونیک توجیه و نمای بهتری از آن می شناسند.
خطوط آبی و سبز اتصال هایی را مدال می دهند که ولتاژ را بوسیله MOSFET و خازن ارسال می کند. این همراهی ها برای نوشتن و خواندن داده در وابستگی با سلول حافظه مصرف دارند. شیار عمودی (Bit line) همیشه ابتدا فعال می شود. خازن شیاری رفتاری شبیه به سطل دارد که با وهله الکتریکی لبریز می شود. حالت پر یا خالی وجود داشتن آن وضعیت یک بیت داده را نشان می دهد که صفر به معنای خالی بودن و یک بوسیله معنای پربودن خواهد بود. با وجود تلاش های بیش مهندسان، خازن ها اقتدار حفظ بار در طولانی مدت را ندارند و با چشم پوشی زمان، خازن خالی می شود.
چالش یادشده بدین معنا خواهد بود که هر سلول حافظه باید در دوره ی زمانی منظم، تازه شود که عموما بازه ی ۱۵ تا ۳۰ بار در دم خواهد حیات. تمام فرایند بسیار سریع خواهد بود و تو مدت چند نانوثانیه، مجموعه ای از سلول ها عملیات را ادا می دهند. متأسفانه تعداد زیادی سلول در هر خراش ی DRAM وجود دارد و حافظه نمی تواند درون زمان پرشدن مجدد شارژ، عملیات نوشتن یا خواندن عمل دهد. تمثال زیر، نحوه ی وحدت سلول های متعدد را نمایش می دهد.
یک سطر کامل از سلول های حافظه به نام ورقه (Page) شناخته می شود و طول آن ها داخل انواع رم با پیکربندی های متنوع تفاوت دارد. ورق ی بلندتر بیت های بیشتری خواهد داشت؛ اما نیروی صاعقه بیشتری هم برای مدیریت آن نیاز خواهد وجود. بوسیله همین ترتیب، صفحه های کوچک تر مصرف و نبوغ پس انداز سازی کمتری دارند.
عامل دیگری اندوه در فرایند عملکردی تراشه ی رم باید درون نظر خمود شود: وقتی داده روی تراشه ی DRAM نوشته یا از روی آن خوانده می شود، اولین بار ی فرایند فعال کردن صفحه ی تمام خواهد وجود. مسیر بیت ها (کلکسیون ای از صفر و یک) در قدری به نام Row buffer پس انداز می شود که خود کلکسیون ای از آمپلی فایرها و Latch هستند و درواقع، حافظه ی بیشتری ارائه نمی کنند. درنهایت، ستون مدنظر سیستم کوشا می شود تا داده ی مرتبط را از بافر بخواند.
اگر صفحه ها زیاد کوچک باشند، هر استوانه باید در دور ه های متناوب لطافت بخاطر پاسخ به نیازهای داده ای فعال شود. درمقابل، ورق ی بزر گ تر پاره های بیشتری را پوشش می دهد و در گرداگرد های تناوب مبصر تری کوشا می شود. سیلندر های بزرگ نیاز به نیروی برق بیشتری دارند و ایستادگی کمتری هم نمایش می کنند؛ ولی بزرگ تربودن ورقه درنهایت مزیت محسوب می شود.
خیساندن کردن صفحه ها منجر بوسیله پیدایش المانی به شهرت بانک (Bank) داخل DRAM می شود. متشابه بوسیله روندی که تو صفحه ها داشتیم، ابعاد و نحوه ی چینش سطرها و استوانه ها در سلول ها نیز اهمیت بسیاری درون ظرفیت نهایی ذخیره ی داده در حافظه دارند. به علاوه، عوامل دیگر همچون سرعت و استفاده نیرو و موارد مانند همچنین عرشه تأثیر خواهند بود.
جانمایی مرسوم در ورق ها شامل ۴۰۹۶ دست خط و ۴۰۹۶ ستون می شود؛ درنتیجه، هر بانک ظرفیت ذخیره سازی ۱۶،۷۷۷،۲۱۶ بیت یا دو مگابایت دارد. البته تمامی تراش های DRAM از بانک با ساختار لزوما مربعی بهره نمی برند؛ در مدت تمام تربودن ورقه ها بخاطر آن ها بهتر خواهد وجود. به عنوان مثال، جانمایی ۱۶،۳۸۴ سطر و ۱،۰۲۴ ستون بی آرامی دو مگابایت حافظه ی پس انداز سازی را بوسیله همراه دارد؛ اما هر ورق چهاربرابر داده ی بیشتری از ساختار مربعی ذخیره می یواش.
تمامی صفحه هایی که داخل بانک حیات دارند، با استعمال از جهیز آدرس دهی خوش نویسی به هم هموار شده اند و ستون ها نیز همین ساختار اتصالی را دارند. همگی ی آن ها با سیگنال های کنترلی و آدرس هایی برای هر خوش نویسی یا ستون کنترل می شوند. هرچه ستون و سطرهای بیشتری در بانک وجود داشته باشد، بیت های اضافی برای آدرس دهی آن ها نیاز خواهد بود.
برای بانک با ساختار ۴۰۹۶ داخل ۴۰۹۶، هر سیستم آدرس دهی احتیاج به ۱۲ بیت دارد؛ اما داخل ساختار ۱۶۳۸۴ درون ۱۰۲۴، به ۱۴ بیت فضا بخاطر آدرس دهی سطرها نیاز خواهد وجود و ۱۰ بیت غصه بخاطر ستون ها استفاده می شود. فراموش نکنید هر دو سیستم ابعاد ۲۴ بیتی دارند.
چنانچه تراشه ی DRAM داخل هر رتبه یک صفحه را نمایش کند، کاربرد چندانی نخواهد داشت؛ درنتیجه، هر تراشه شامل مجموعه های بی حد بانک سلول ذهن خواهد بود. ودیعه به ابعاد کلی تراشه، شاید چهار یا هشت یا شانزده بانک داخل آن وجود داشته باشد. متداول ترین حالت استفاده از هشت بانک است.
تمامی بانک ها از باس های داده و آدرس و فرمان مشترک مصرف می کنند که ساختار طاسی جهیز حافظه را ساده برنده می کند. زمانی که بانک مشغول منظم کردن دستورالعمل باشد، بانک های دیگر فعالیت های دیگری انجام می دهند. طاس خراش که دربرگیرنده بانک ها و باس های متعدد می شود، داخل محفظه ی حمایت حفظ و درنهایت، به برد مداری پا بر جا لحیم می شود. برد مداری مسیرهای الکتریکی را دربر می گیرد که نیروی موردنیاز فعالیت DRAM و سیگنال های دستور و آدرس دهی و داده را جابه جا می کنند.
درون تمثال بالا، تراشه ی DRAM را می بینیم که عموما به نام ماژول (Module) شناخته می شود. این عکس مربوط به محصول سامسونگ است. از تولیدکننده های ارشد دیگر می قابلیت توشیبا، میکرون، اس کی هاینیکس و نانیا را اشتهار سرما. سامسونگ زمان حال ارشد ترین تولید کننده ی راسته به حساب می رود که ۴۰ درصد از تسهیم بازار طاس جهان را دراختیار دارد. هر تولیدکننده ی DRAM بخاطر نشان اعطا کردن مشخصات حافظه، سیستم کدگذاری اختصاصی دارد. تراشه ای که درون رفعت می بینید، تراشه ی یک گیگابیتی است که هشت بانک ۱۲۸ مگابیتی دارد و تو ساختاری با ۱۶،۳۸۴ حروف و ۸،۱۹۲ ستون پیکربندی شده است.مفهوم و بزرگی رنک (Rank) داخل رم
انبازی های تولیدکننده ی حافظه خراش های بی نهایت DRAM را روی برد مداری صبر می دهند که درنهایت، به صیت DIMM شناخته می شود. D در زبان ی مذکور معنای Dual خواه دوگانه دارد؛ اما لزوما تمامی بردها محدود به دو تراشه نیستند. درواقع، دوال داخل اینجا به ارتباط های الکتریکی با بخش پایینی سرما مرتبط می شود و هر دو مقدر شدن ماژول ها را مدیریت می کنند. ماژول های DIMM ازلحاظ ابعاد و تعداد تراش های موجود با هم تفاوت دارند.
داخل تمثال بالا، DIMM استاندارد کامپیوتر شخصی رومیزی را مشاهده می کنیم و قطعه ی پایینی SO-DIMM (یا Small Outline DIMM) نام دارد. ماژول کوچک برای استعمال داخل کامپیوترهای انحصاری با فرم فکتور کوچک خیس متشابه لپ تاپیا کامپیوترهای همه کاره کاربر دارد. الزام تولیدکننده بوسیله جانمایی همه ی بخش ها در ابعاد کوچک تر تعداد تراشه های مورداستفاده تو ماژول و سرعت اجرای وظایف و بسیاری موارد دیگر را دون تأثیر قرار می دهد.
برای استعمال از خراش های حافظه ی بی اندازه در DIMM، دلایل گوناگونی حیات دارد. دلیل اصلی را می توان در افزایش حافظه ی دردسترس مشاهد کرد. دلیل مربوط باینده این است که در ساختار چندتراشه ای، تو هر مرتبه فقط یک بانک دردسترس قرار می گیرد و اشغال می شود و سایر بانک ها درون پس زمینه عملیات خود را با بهره وری بیشتری ارتکاب می دهند. دلیل دیگر به پردازنده مرتبط می شود که باس آدرس دهی مرتبط با مدیریت حافظه در آن، گشاد تر از باس DRAM است.
آخرین دلیلی که ذکر کردیم، اهمیت بسیار بیشتری دارد. اکثر تراش های DRAM تنها باس داده ی هشت بیتی و پردازنده ی واقعی 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 انتصاب 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 نصیب می برد؛ درحالی که تنها هشت تراشه در آن دیده می شود. چرا؟ تراشه های حافظه که بخاطر کارت های گرافیکی طراحی می شوند، در هر تراش بانک های بیشتری دارند (عموما ۱۶ یا ۳۲ بانک)؛ چون رندر سه بعد اینده نیاز بوسیله دسترسی هم زمان به داده های بیشتری دارد.
سیستم تک رنک درون برابر دو رنک
مجموعه ی ماژول های حافظه که باس داده ی کنترلر ذهن را پر می کند، رنک (Rank) نامیده می شود. اتصال بیش از یک رنک به کنترلر دورازذهن نیست؛ اما کنترلر در هر مرتبه فقط توانایی حصول داده از یک رنک را دارد؛ زیرا همه ی آن ها از یک باس داده ی مشترک مصرف می کنند. این مورد مشکلی خلق نمی کند؛ از طرف تا زمانی که یک رنک مشغول پاسخ دادن به یک دستورالعمل باشد، کلکسیون ی از دستورهای جدید را می توان به رنک دیگر ارسال کرد.
ماژول های DIMM می توانند با بیش از یک رنک مدل سازی و مصنوع شوند که خصوصا درصورت نیاز به حافظه ی زیاد و باتوجه به محدودبودن تعداد جناب 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 ارائه می کنند. البته اضافه شدن رنک به معنای فشار پیاده شدن سیستم الکتریکی هم خواهد وجود. اکثر کامپیوترهای شخصی رومیزی فقط اقتدار مدیریت یک خواه دو رنک را در هر کنترلر دارند. اگر جهیز احتیاج به ساختار رنک بیشتر داشته باشد، استفاده از DIMM با ساختار Buffered پیشنهاد می شود. این نوع از حافظه یک تراشه ی اضافه روی DIMM دارد که ضیق روی جهیز را با ذخیره سازی دستورالعمل و داده در چند چرخه پیش از ارسال بوسیله وهله ی بعد نگه داری می بطی ء.
تمامی انواع رنک الزاما ابعاد ۶۴ بیتی ندارند. DIMMهایی که داخل سرورها و ورک استیشن ها استفاده می شوند، رنک ۷۲ بیتی دارند؛ یعنی یک ماژول DRAM افزایش روی آن ها وجود دارد. تراشه ی افزودن لزوما حافظه خواه سرعت و کارایی بیشتر را به همراه ندارد و درعوض، برای کاربرد بررسی و سازش منکر (ECC) استفاده می شود.
همان طورکه گفته شد، همه ی گوناگون پردازنده برای انجام وظایف به ذهن حاجت دارند. تو بخش ECC RAM، وسیله کوچکی که همگی ی کارها را ارتکاب می دهد، ماژول اختصاصی خود را دارد. باس داده در چنین نوعی از ذهن فقط ۶۴ بیت قدر دارد؛ ولی پایداری داده بوسیله میزان درخورتوجهی بهبود ظاهر می یواش. درنهایت، استفاده از بافر و ECC تنها کمی به بهبود کارایی کلی کمک می کند؛ اما هزینه ی زیادی را در پی دارد.ساختار کلاک حافظه
تمامی حافظه های رم کلاک مرکزی I/O (O ورودی و) خروجی دارند که به رخساره ولتاژ با تغییر دائم بین دو سطح ستایش می. شود این کلاک برای سازمان دهی تمام فعالیت هایی بوسیله حکم می جوی که داخل تراش ی حافظه و باس ها رخ می. دهد در سا ل های بسیار (دور)۱۹۹۳ ، حافظه هایی به شهرت (SDRAM یا Synchronous) DRAM در بازار حیات داشتند که تمامی فرایندها را با استفاده از گرداگرد ی زمانی توالی می دادند که کلاک از فاز پایین به بالا تغییر می. کرد ازآنجاکه این اتفاق بسیار تند عارض می دهد، روش بیش دقیقی برای شناسایی زمان رخ دادن موافقت دراختیار قرار می.
دهد SDRAM های باستانی کلاک های/O I O با فرکانسی بین ۶۶ تا ۱۳۳ مگاهرتز داشتند و بخاطر هر حرکت دورانی ی کلاک، دستورالعمل به DRAM ارسال. می شد درمقابل، خراش می توانست هشت بیت داده را درون همان دوره ی زمانی جابه. جا نرم توسعه ی نوک تیز SDRAM که با پیش گامی سامسونگ صورت داد، نوع جدیدی از آن ها را درون سال ۱۹۹۸ به راسته. معرفی کرد نوع متاخر انتقال داده را در بلندی و فرود ولتاژ کلاک مدیریت می کرد؛ درنتیجه در هر دوچرخه ی کلاک، داده به صورت هم زمان دو بار ارسال و دریافت. می شد نام فناوری جدید Double data rate synchronous dynamic random access memory بود که به عارض-اختصار DDR SDRAM یا عزب DDR خوانده.
می شد حافظه های DDR به سرعت به ساختار مرسوم بازار ذهن تبدیل شدند؛ درنتیجه، SDRAMهای ابتدایی به نام single data rate SDRAM-یا SDR DRAM شناخته می شدند و تا ۲۰ سال، به عنوان تجهیز پایه ای سیستم های کامپیوتری به امر. می رفتند صعود هایی که در دنیای فناوری قیافه داد، بهبود فناوری ذهن ها را هم ممکن کرد و تو سال ۲۰۰۳، گواه عرضه ی. DDR2 بودیم فناوری های بعدی به معروفیت های DDR3 و DDR4 در سال های ۲۰۰۷ و ۲۰۱۲ به بازار. عرضه شدند هر بوسیله روزرسانی با بهره وری و کارایی بیشتر همراه بود؛ برای اینکه از کلاک کندرو تری تو/O پاره I O. بهره می سرما به علاوه، نسخه های جدید، سیستم های سیگنال دهی بهینه و مصرف.
نیروی کمتر داشتند فناوری DDR2 تغییری وارد دنیای رم کرد که امروزه همچنین هنوز. استفاده می/O شود کلاک I O در حافظه ها به جهیز جداگانه ای تبدیل شد که بوسیله نوعی خود را از دیگر ساختارهای کلاک استثنا کرد و سرعتی. دوبرابر آن ها دارد همین ساختار را می قابلیت در پردازنده های مرکزی تفسیر کرد که کلاک ۱۰۰ مگاهرتزی توانایی مدیریت همه ی رخدادها را دارد؛ اما کلاک های داخلی در پردازنده، ۳۰ تا ۴۰. برابر سریع نم هستند DDR3 و DDR4 سرعت را با چهاربار اجرای/O دوچرخه درون کلاک I O افزایش دادند؛ اما در تمامی موارد، باس داده بازهم عزب از بالارفتن/O و پایین آمدن کلاک I O برای ارسال.
و دریافت اطلاعات استفاده می نرم تراشه های حافظه درون سرعت های آن چنان سریعی فعالیت نمی کنند و. درواقع، حتی سرعت نسبتا کمی دارند مقدار جابه جایی داده که با معیار/میلیون جابه جایی درون دم MT s معادل گیری می شود، درون DRAMهای مدرن بسیار بسیار است؛ در برابر از چند بانک. در هر تراشه استفاده می شود اگر تو هر ماژول فقط یک بانک داشتیم، همه ی فعالیت ها.
به میزان چشمگیری کندتر می شد هر نسخه ی متاخر از DRAM قابلیت هماهنگی با نسخه های قبلی را ندارد؛ درنتیجه، DIMM مورداستفاده در هر نوع وحدت های. الکتریکی متفاوتی با انوع دیگر دارد همچنین، حضور ها و بریدگی ها مغایرت می بطی ء تا از هرگونه اختلال سهوی همچون مصرف از-ذهن ی DDR4.
در درگاه DDR SDRAM جلوگیری شود حافظه ی رم بخاطر کارهای گرافیکی مقدمه به شهرت SGRAM یا. synchronous graphics RAM شناخته می شد آن جنس از رم همچنین در سال های گذشته. توسعه های متعددی تجربه کرده است امروزه، از اصطلاح GDDR بخاطر رم گرافیکی استفاده می شود تا استعمال آن. به مرحمت تو معروفیت جلوه گر شود درحال حاضر، GDDR نسخه ی ۶ در راسته حیات دارد و برای جابه جایی داده از جهیز ارج. داده ی چهارگانه استفاده می کند بوسیله تقریر دیگر در هر چرخه ی کلاک، چهارمرتبه.
جابه جایی داده رخ می دهد حافظه های رم تو کارت گرافیک علاوه پیاده شدن نرخ جابه جایی داده ی سریع تر، قابلیت های تکثیر. ای بخاطر مدیریت بهتر مسئله دارند به عنوان مثال، در این حافظه ها دو صفحه به صورت هم زمان در یک بانک باز خواه باس های آدرس و. رخصت در DDR انجام می شوند از نبوغ های دیگر می توان به عملکرد تراش های ذهن تو سرعت های کلاک متجاوز بیشتر اشاره کرد؛ البته تمامی پیشرفت ها و قابلیت های مذکور با افزودن.
خرج و گرمای تولیدشده همراه هستند ماژول رم GDDR6 تقریبا نفیس دوبرابر ماژول مانند DDR4 دارد و زمان مصرف تو حداکثر سرعت واقعا گرم می شود؛ به همین دلیل، کارت های گرافیک که حافظه های رم با سرعت بیش بسیار دارند، عموما مجهز به سیستم خنک کننده ی مجزای.حرفه ای و قدرتمند
همچنین هستند مفاهیم تأثیرگذار بر سرعت یکروز وری و سرعت ذهن ی DRAM عموما با تعداد بیت های داده ای جابه جا شده. داخل هر لمحه محاسبه می شود در مدخل های قبلی مقاله، دیدیم که DDR4 به عنوان حافظه ی سیستم تراشه هایی با جاه هشت بیت دارد؛ درنتیجه، هر ماژول تا هشت بیت درون هر چرخه. ی کلاک داده منتقل می کند اگر/ارزش جابه جایی داده را 3200MT=s در رویت بگیریم، درمجموع ۳۲۰۰x۸ ۲۶،۶۰۰ میلیون بیت برثانیه یا کمی بیشتر. از سه گیگابیت برثانیه سرعت داریم ازآنجاکه اکثر ماژول ها از هشت تراشه کاربرد می کنند، به سرعت. حدودی ۲۵ گیگابایت برثانیه می رسیم برای انواع GDDR6، هشت ماژول به.
معنای ۴۴۰ گیگابایت برثانیه خواهد بود اکثر افراد این (مقدارِ) محاسبه شده را پهنای باند Bandwidth حافظه می نامند که یکی از عوامل مهم در بهره وری و. کارایی رم به شمار می آید به هرحال، این مقدار کاملا تئوری است؛ چون همگی ی رخدادها در رم. لزوما هم زمان اتفاق نمی افتند برای درک این بخش، به تمثال عرشه مداقه کنید که طرح کاملا ساده و البته به دور از واقعیت از ائتلاف هایی را نشان می دهد که در زمان ارسال درخواست.
داده به ذهن رخ می دهند مرحله ی اول محتوی فعال کردن ورق در DRAM می شود که داده های. مدنظر را نگه داری می یواش این جنین ابتدا به حافظه می گوید که کدام رنک موردنیاز است و سپس ماژول مرتبط. و بانک مدنظر گزینش می شود موضع ورق به تراش اطلاع دادن می شود و آن بخش. کل ورقه را فعال می بطی ء اجرای مراحل نیاز به زمان دارد و از همه مهم نم بخاطر کوشا شدن تمام. صفحه نیز به زمان نیاز داریم فرایندها به این دلیل انجام می شوند که از قفل شدن کچل سطر بیت ها پیش از.
ارائه ی دسترسی اطمینان خراج شود پس از مراحل بالا، ستون مرتبط فاش. و اطلاعات مدنظر عرضه می شود کل DRAM داده را بوسیله قیافه یک بلوک ارائه می کند که در انواع امروزی،. هربار ارسال بلوک هشت بیت است درنهایت، اگر تو یک چرخه ی کلاک یک بیت از یک ستون دریافت شود، داده ی مذکور تا پیش از آماده شدن. هفت بیت دیگر، ارسال نخواهد شد درنتیجه، اگر بیت اتیه داده از ورقه ی دیگر التماس شود، ورقه ی باز کنونی (اول باید-بوسیله) حالت سپرده برود فرایند pre charging تا دراداه ورق ی. بعدی دستور ی بازشدن ظاهر کند فرایند مذکور.
زمان موردنیاز را اضافه می دهد تمامی دوره های زمانی ذکرشده بین ارسال دستورالعمل به حافظه و ایفا فعالیت ایفا و با شهرت Memory. timings یا Latencies شناخته می شوند هرچه این قیمت کمتر باشد، کارایی و یکروز وری کلی سیستم بیشتر خواهد بود؛ چون بوسیله درود کاملا روشن، برای قیافه دادن فرایند بوسیله. زمان کمتری نیاز هویدا می کنید برخی از تأخیرها اسامی آشنایی:برای علاقه مندان دنیای-کامپیوتر-دارند نامتوضیحمقدار: مرسوم تو DDR4tRCDRow to Column Delay تعداد حرکت دورانی هایی که بین فعال شدن سطر و انتخاب شدن: ستون رخ می دهند۱۷ چرخهCLCAS Latency تعداد چرخه هایی که بین شناسایی استوانه و مبدا ارسال داده: طول می کشد۱۵ چرخهtRASRow Cycle Time کمترین تعداد چرخه که خوش نویسی باید داخل آن ها-کوشا بماند تا وارد فرایند: pre charge شود۳۵ چرخهtRPRow Precharge Time حداقل چرخه های موردنیاز
بین کوشا سازی سطرهای گوناگون۱۷ چرخه مؤلفه های بی اندازه دیگری برای بررسی وجود دارند و همه ی آن ها باید با مداقه برنامه ریزی شوند تا DRAM در رویکردی جماز فعالیت کند؛ رویکردی که بدون خلق اختلال و آسیب در داده و با بیشترین. بهره وری ممکن رخ می دهد با وجود کامل فرایندهای تأخیری که تو عملکرد رم وجود دارد، دستورالعمل ها تا اینکه زمانی اجرا می شوند که رم مشغول انجام اعطا کردن امر دیگری باشد؛ به همین دلیل داخل قطعات پردازشی گوناگون، ماژول. های RAM متعددی مشاهده می کنیم تایمینگ های حافظه انتظام شدنی هستند و درواقع درون تو DRAM، به عنوان حقیقی تغییر ناپذیر ثبت نشده اند؛ بجای تمامی دستورالعمل ها با استفاده از رم از کنترلر. حافظه درون پردازنده ارسال می شوند تولیدکننده ها همه ی تراشه های تولیدی خود را آزمایش می کنند و آن هایی که در زمان جلوه گر به حد عادی از سرعت برسند، با یکدیگر خیساندن. و روی DIMMها نصب می شوند بعد تایمینگ ها تو خراش ی کوچک.
روی برد اصلی:نصب می: شوند مقاله: های
مرتبط آناتومی گجت مادربردآناتومی گجت پاور فرایندی که برای دسترسی و استفاده از معلومات بلندی به حکم می رود، با عنوان serial presence. detect یا SPD شناخته می شود این اصطلاح به رخ میزان صنعتی بوسیله BIOS امکان می دهد تا تنظیم بندی زمانی. را برای ارتکاب کارها ارتکاب دهد بسیاری از مادربردها به کاربر امکان می دهند زمان بندی ها را تغییر دهند که با مرام افزایش نصیب وری سیستم.
خواه پایداری پلتفرم ادا می شود همچنین، بسیاری از ماژول های رم از مدل Extreme Memory Profile. خواه XMP اینتل پشتیبانی می کنند این مقیاس به نوعی اطلاعات اضافه را داخل SPD حافظه پس انداز می: «یواش که به بایوس می گوید غلام می توانم این زمان». بندی های غیراستاندارد را مدیریت کنم درنهایت، استاندارد جدید امکان می دهد بوسیله جای ساختن تغییر غیرالزامی در استانداردها، تنها با یک.
کلیک تنظیمات موردنیاز را اجرا کنید توضیحات مذکور جزئیات قطعه ی رم. را در کامپیوترهای شخصی تطویل دادند اکنون که زیرساخت های این قطعه ی احساساتی کامپیوتری را حس کرده اید، تخیل کنید-که حافظه ی هشت گیگابایتی. DDR4 SDRAM را تو دست دارید این ذهن از ۷۰ میلیارد خازن تشکیل می شود. و همین تعداد بی قراری ترانزیستور دارد هریک از آن ها قیمت کمی بار الکتریکی ذخیره می کنند و تو چند نانوثانیه می. توان بوسیله هریک دسترسی پیدا کرد ماژول های رم می توانند تعداد بسیار زیادی دستورالعمل را مدیریت کنند و اکثر آن ها درمقایسه با قطعات.
ارزش مناسب و عمر طولانی دارند حافظه های DRAM همیشه داخل مسیر. توسعه و بهترین سازی قرار دارند به زودی، تماشاچی عرضه ی DDR5 خواهیم وجود که با ادعای پهنای باندی تقریبا برابر با. دو ماژول DDR4 عرضه می شود فناوری جدید قطعا قیمت گرانی خواهد داشت؛ ولی مزیت های بی شماری تیمار برای ورک استیشن.ها و:سرورها بوسیله همراه دارد بیشتر بخوانید لکسار با عرضه ی دو محصول: DDR4 واقف راسته ذهن رم شدAMD چهار گیگابایت حافظه VRAM برای بازی های امروزی کافی نیستشیائومی احتمالا روی موبایلی با ۱۶ گیگابایت رم کار می کنداپل هزینه ی ارتقای ذهن رم را در معیار پایه مک بوک پرو ۱۳ اینچی دوبرابر-کردسامسونگ خطوط تولید حافظه های V NAND
پردازنده ها نیاز به دسترسی سریع بوسیله داده و دستورالعمل های پردازشی دارند. آن ها برای مدیریت عملکرد بطی ء افزارها، باید به منابع مناسب دسترسی پیدا کنند. بوسیله علاوه، دسترسی باید بوسیله گونه ای باشد که اگر التماس تصادفی و غیر منتظره ای بخاطر دسترسی به داده ارسال شد، عملکرد کلی دچار بغرنج نشود؛ بوسیله همین دلیل، رم (مخفف Random Access Mempry یا حافظه ی دسترسی تصادفی) اهمیت زیادی برای کامپیوتر دارد.
حافظه های رم به دو نوع استاتیک و داینامیک (ایستا و پویا) تقسیم می شوند که با نام های SRAM و DRAM می شناسیم. حافظه های رم ایستا فقط در داخل پردازنده ها (ذهن های کش) استفاده می شوند. در این مطلب، عزب حافظه های پویای DRAM را مطالعه می کنیم. برای مقدماتی بخش، اول به این سؤال های خطیر پاسخ می دهیم: DRAM را چگونه در کامپیوتر انحصاری فاحش کنیم؟ DRAM چگونه کار می کند؟
حجم زیادی از حافظه ی رم درکنار پردازندهقرار دارد که به نام ذهن ی سیستمی (System Memory) شناخته می شود. البته بهتر است آن را حافظه ی پردازنده ی مرکزی یا CPU Memory بنامیم؛ چون به عنوان ذهن 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 نصب می شود که هرکدام ازطریق درگاهی اختصاصی، بوسیله مادربرد کامپیوتر متصل می شوند. هریک از بردها بوسیله معروفیت 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 اصطلاح ها را شرح می دهیم. فعلا بدانید واضح ترین و مشخص ترین حافظه ی رم در کامپیوترهای انحصاری همین ماژول ها هستند. ذهن ی رم لزوما به سرعت بسیار زیادی نیاز ندارد؛ اما کامپیوترهای شخصی مدرن امروزی برای هماهنگی و مدیریت بهتر اپلیکیشن های حرفه ای با فرایندهای پردازشی بی شمار، نیاز بوسیله حجم متجاوز و البته سریعی از حافظه ی تصادفی دارند.
قطعه ی دیگری که نیاز به فضای ذهن ی زیادی دارد، کارت گرافیک است. کارت های گرافیک به حافظه ی DRAM جداگانه نیازمند هستند؛ بجهت رندر سه گانه بعدی با دسترسی و نوشتن داده های بی شمار همراه می شود. این سنخ از DRAM برای عملکرد تو شیوه ای تقریبا متفاوت برنامه ریزی می شود که قدری با حافظه ی رم سیستمی، تباین دارد. همان طورکه در تمثال زیر می بینید، تو حوالی پردازنده ی گرافیکی، ۱۲ قطعه ی الکترونیکی تخت حضور دارد که همان تراشه های DRAM هستند. این حافظه ها در انواع مختلفی تولید می شود که می توان به GDDR5 و GDDR5X و GDDR6 اشاره کرد که داخل حصه های بعد اینده آن ها را تطویل می دهیم. درنهایت، کارت های گرافیکی به ذهن ی رم اضافی به قطع ی پردازنده ی مرکزی احتیاج ندارند؛ اما آن ها نیز با هزاران مگابایت حافظه عرضه می شوند.
لزوما تمامی قطعات سخت افزاری کامپیوتر شخصی بوسیله حجم زیادی از حافظه ی رم نیاز ندارند. به عنوان مثال، هارد درایو با مقدار کمی رم فعالیت های خود را به خوبی ارتکاب می دهد. به عارض 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 شمایل زیر، برد مداری درایو HDDرا در جانب چپ و برد SSD را داخل سمت راست مشاهده می کنید. درون هر دو بخش، رم با چهارگوش سرخ مشخص شده است. همان طورکه می بینید، درون درایو پس انداز سازی، عزب یک تراش برای رم داریم؛ مربوط به ۲۵۶ مگابایت نیاز به فضای زیادی ندارد و با قطعه ی سیلیکونی مهجور می توان آن را برای درایو پس انداز سازی تأمین کرد.
توضیحات سابق الذکر مدال عدل که هر قطعه یا لوازم جانبی با کاربردهای پردازشی به رم نیاز دارد؛ درنتیجه، داخل اکثر قطعات کامپیوتر شخصی می توان اثری از رم مشاهده کرد. به نشانی مثال، کنترلرهای SATA و PCI Express حاجت بوسیله تراشه های کوچک و محدود DRAM دارند. ابزارهای رابط شبکه و کارت های صوتی همچنین از این قطعه روزی می برند. حتی پرینترها و اسکنرها بی قراری حافظه ی DRAM دارند. شاید درنگاه اول، همین ریشه که DRAM داخل همگی ی قطعات استراحت دارد، آن را به تجهیزی خیر چندان جذاب تبدیل کند؛ اما وقتی به زیرساخت آن نگاه می کنیم، متوجه جذابیت های عملکردی می شویم.
بررسی قطعات ریز موجود در تراشه
مهندسان الکترونیک برای وارسی و تغییر عمیق در محصولات نیمه هادی خود، ابزارهای خاصی دارند که دردسترس دبیر ی مقاله ی شیرهدار افزاری زدودن (قرین میکروسکوپ الکترونی)؛ درنتیجه نمی توان تراش ی واقعی DRAM را شکافت و اجزای داخلی آن را به راحتی مشاهده کرد. به هرحال، برخی از کارشناسان با بهره برداری از همان ابزارها، تصاویر کنجکاو و مفیدی را از ساختار تراشه منتشر کرده اند.
در نگاه اولیه بوسیله ساختار سطحی خراش ی رم، تصویری متشابه با کلکسیون ای از مزرعه های ذرت را مشاهده می کنیم که با روش هایی به بی قراری هموار شده اند. نکته ی جالب اینکه این برداشت اولین تفاوت چندانی با عملکرد اصلی تراشه ندارد. محدوده هایی که در 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 ذخیره سازی که خازن شیاری فراهم می کند.
ترکیب دو قطعه ی الکترونیکی بخشی به اشتهار سلول حافظه (Memory Cell) را ایجاد می کنند و هریک، یک بیت داده را تو خویشتن نگه می دارند. داخل محسوس زیر، تصویر طاسی و مقدماتی از ساختار سلول حافظه را مشاهده می کنید؛ البته قطعا مهندسان الکترونیک توجیه و نمای بهتری از آن می شناسند.
خطوط آبی و سبز اتصال هایی را مدال می دهند که ولتاژ را بوسیله MOSFET و خازن ارسال می کند. این همراهی ها برای نوشتن و خواندن داده در وابستگی با سلول حافظه مصرف دارند. شیار عمودی (Bit line) همیشه ابتدا فعال می شود. خازن شیاری رفتاری شبیه به سطل دارد که با وهله الکتریکی لبریز می شود. حالت پر یا خالی وجود داشتن آن وضعیت یک بیت داده را نشان می دهد که صفر به معنای خالی بودن و یک بوسیله معنای پربودن خواهد بود. با وجود تلاش های بیش مهندسان، خازن ها اقتدار حفظ بار در طولانی مدت را ندارند و با چشم پوشی زمان، خازن خالی می شود.
چالش یادشده بدین معنا خواهد بود که هر سلول حافظه باید در دوره ی زمانی منظم، تازه شود که عموما بازه ی ۱۵ تا ۳۰ بار در دم خواهد حیات. تمام فرایند بسیار سریع خواهد بود و تو مدت چند نانوثانیه، مجموعه ای از سلول ها عملیات را ادا می دهند. متأسفانه تعداد زیادی سلول در هر خراش ی DRAM وجود دارد و حافظه نمی تواند درون زمان پرشدن مجدد شارژ، عملیات نوشتن یا خواندن عمل دهد. تمثال زیر، نحوه ی وحدت سلول های متعدد را نمایش می دهد.
یک سطر کامل از سلول های حافظه به نام ورقه (Page) شناخته می شود و طول آن ها داخل انواع رم با پیکربندی های متنوع تفاوت دارد. ورق ی بلندتر بیت های بیشتری خواهد داشت؛ اما نیروی صاعقه بیشتری هم برای مدیریت آن نیاز خواهد وجود. بوسیله همین ترتیب، صفحه های کوچک تر مصرف و نبوغ پس انداز سازی کمتری دارند.
عامل دیگری اندوه در فرایند عملکردی تراشه ی رم باید درون نظر خمود شود: وقتی داده روی تراشه ی DRAM نوشته یا از روی آن خوانده می شود، اولین بار ی فرایند فعال کردن صفحه ی تمام خواهد وجود. مسیر بیت ها (کلکسیون ای از صفر و یک) در قدری به نام Row buffer پس انداز می شود که خود کلکسیون ای از آمپلی فایرها و Latch هستند و درواقع، حافظه ی بیشتری ارائه نمی کنند. درنهایت، ستون مدنظر سیستم کوشا می شود تا داده ی مرتبط را از بافر بخواند.
اگر صفحه ها زیاد کوچک باشند، هر استوانه باید در دور ه های متناوب لطافت بخاطر پاسخ به نیازهای داده ای فعال شود. درمقابل، ورق ی بزر گ تر پاره های بیشتری را پوشش می دهد و در گرداگرد های تناوب مبصر تری کوشا می شود. سیلندر های بزرگ نیاز به نیروی برق بیشتری دارند و ایستادگی کمتری هم نمایش می کنند؛ ولی بزرگ تربودن ورقه درنهایت مزیت محسوب می شود.
خیساندن کردن صفحه ها منجر بوسیله پیدایش المانی به شهرت بانک (Bank) داخل DRAM می شود. متشابه بوسیله روندی که تو صفحه ها داشتیم، ابعاد و نحوه ی چینش سطرها و استوانه ها در سلول ها نیز اهمیت بسیاری درون ظرفیت نهایی ذخیره ی داده در حافظه دارند. به علاوه، عوامل دیگر همچون سرعت و استفاده نیرو و موارد مانند همچنین عرشه تأثیر خواهند بود.
جانمایی مرسوم در ورق ها شامل ۴۰۹۶ دست خط و ۴۰۹۶ ستون می شود؛ درنتیجه، هر بانک ظرفیت ذخیره سازی ۱۶،۷۷۷،۲۱۶ بیت یا دو مگابایت دارد. البته تمامی تراش های DRAM از بانک با ساختار لزوما مربعی بهره نمی برند؛ در مدت تمام تربودن ورقه ها بخاطر آن ها بهتر خواهد وجود. به عنوان مثال، جانمایی ۱۶،۳۸۴ سطر و ۱،۰۲۴ ستون بی آرامی دو مگابایت حافظه ی پس انداز سازی را بوسیله همراه دارد؛ اما هر ورق چهاربرابر داده ی بیشتری از ساختار مربعی ذخیره می یواش.
تمامی صفحه هایی که داخل بانک حیات دارند، با استعمال از جهیز آدرس دهی خوش نویسی به هم هموار شده اند و ستون ها نیز همین ساختار اتصالی را دارند. همگی ی آن ها با سیگنال های کنترلی و آدرس هایی برای هر خوش نویسی یا ستون کنترل می شوند. هرچه ستون و سطرهای بیشتری در بانک وجود داشته باشد، بیت های اضافی برای آدرس دهی آن ها نیاز خواهد بود.
برای بانک با ساختار ۴۰۹۶ داخل ۴۰۹۶، هر سیستم آدرس دهی احتیاج به ۱۲ بیت دارد؛ اما داخل ساختار ۱۶۳۸۴ درون ۱۰۲۴، به ۱۴ بیت فضا بخاطر آدرس دهی سطرها نیاز خواهد وجود و ۱۰ بیت غصه بخاطر ستون ها استفاده می شود. فراموش نکنید هر دو سیستم ابعاد ۲۴ بیتی دارند.
چنانچه تراشه ی DRAM داخل هر رتبه یک صفحه را نمایش کند، کاربرد چندانی نخواهد داشت؛ درنتیجه، هر تراشه شامل مجموعه های بی حد بانک سلول ذهن خواهد بود. ودیعه به ابعاد کلی تراشه، شاید چهار یا هشت یا شانزده بانک داخل آن وجود داشته باشد. متداول ترین حالت استفاده از هشت بانک است.
تمامی بانک ها از باس های داده و آدرس و فرمان مشترک مصرف می کنند که ساختار طاسی جهیز حافظه را ساده برنده می کند. زمانی که بانک مشغول منظم کردن دستورالعمل باشد، بانک های دیگر فعالیت های دیگری انجام می دهند. طاس خراش که دربرگیرنده بانک ها و باس های متعدد می شود، داخل محفظه ی حمایت حفظ و درنهایت، به برد مداری پا بر جا لحیم می شود. برد مداری مسیرهای الکتریکی را دربر می گیرد که نیروی موردنیاز فعالیت DRAM و سیگنال های دستور و آدرس دهی و داده را جابه جا می کنند.
درون تمثال بالا، تراشه ی DRAM را می بینیم که عموما به نام ماژول (Module) شناخته می شود. این عکس مربوط به محصول سامسونگ است. از تولیدکننده های ارشد دیگر می قابلیت توشیبا، میکرون، اس کی هاینیکس و نانیا را اشتهار سرما. سامسونگ زمان حال ارشد ترین تولید کننده ی راسته به حساب می رود که ۴۰ درصد از تسهیم بازار طاس جهان را دراختیار دارد. هر تولیدکننده ی DRAM بخاطر نشان اعطا کردن مشخصات حافظه، سیستم کدگذاری اختصاصی دارد. تراشه ای که درون رفعت می بینید، تراشه ی یک گیگابیتی است که هشت بانک ۱۲۸ مگابیتی دارد و تو ساختاری با ۱۶،۳۸۴ حروف و ۸،۱۹۲ ستون پیکربندی شده است.مفهوم و بزرگی رنک (Rank) داخل رم
انبازی های تولیدکننده ی حافظه خراش های بی نهایت DRAM را روی برد مداری صبر می دهند که درنهایت، به صیت DIMM شناخته می شود. D در زبان ی مذکور معنای Dual خواه دوگانه دارد؛ اما لزوما تمامی بردها محدود به دو تراشه نیستند. درواقع، دوال داخل اینجا به ارتباط های الکتریکی با بخش پایینی سرما مرتبط می شود و هر دو مقدر شدن ماژول ها را مدیریت می کنند. ماژول های DIMM ازلحاظ ابعاد و تعداد تراش های موجود با هم تفاوت دارند.
داخل تمثال بالا، DIMM استاندارد کامپیوتر شخصی رومیزی را مشاهده می کنیم و قطعه ی پایینی SO-DIMM (یا Small Outline DIMM) نام دارد. ماژول کوچک برای استعمال داخل کامپیوترهای انحصاری با فرم فکتور کوچک خیس متشابه لپ تاپیا کامپیوترهای همه کاره کاربر دارد. الزام تولیدکننده بوسیله جانمایی همه ی بخش ها در ابعاد کوچک تر تعداد تراشه های مورداستفاده تو ماژول و سرعت اجرای وظایف و بسیاری موارد دیگر را دون تأثیر قرار می دهد.
برای استعمال از خراش های حافظه ی بی اندازه در DIMM، دلایل گوناگونی حیات دارد. دلیل اصلی را می توان در افزایش حافظه ی دردسترس مشاهد کرد. دلیل مربوط باینده این است که در ساختار چندتراشه ای، تو هر مرتبه فقط یک بانک دردسترس قرار می گیرد و اشغال می شود و سایر بانک ها درون پس زمینه عملیات خود را با بهره وری بیشتری ارتکاب می دهند. دلیل دیگر به پردازنده مرتبط می شود که باس آدرس دهی مرتبط با مدیریت حافظه در آن، گشاد تر از باس DRAM است.
آخرین دلیلی که ذکر کردیم، اهمیت بسیار بیشتری دارد. اکثر تراش های DRAM تنها باس داده ی هشت بیتی و پردازنده ی واقعی 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 انتصاب 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 نصیب می برد؛ درحالی که تنها هشت تراشه در آن دیده می شود. چرا؟ تراشه های حافظه که بخاطر کارت های گرافیکی طراحی می شوند، در هر تراش بانک های بیشتری دارند (عموما ۱۶ یا ۳۲ بانک)؛ چون رندر سه بعد اینده نیاز بوسیله دسترسی هم زمان به داده های بیشتری دارد.
سیستم تک رنک درون برابر دو رنک
مجموعه ی ماژول های حافظه که باس داده ی کنترلر ذهن را پر می کند، رنک (Rank) نامیده می شود. اتصال بیش از یک رنک به کنترلر دورازذهن نیست؛ اما کنترلر در هر مرتبه فقط توانایی حصول داده از یک رنک را دارد؛ زیرا همه ی آن ها از یک باس داده ی مشترک مصرف می کنند. این مورد مشکلی خلق نمی کند؛ از طرف تا زمانی که یک رنک مشغول پاسخ دادن به یک دستورالعمل باشد، کلکسیون ی از دستورهای جدید را می توان به رنک دیگر ارسال کرد.
ماژول های DIMM می توانند با بیش از یک رنک مدل سازی و مصنوع شوند که خصوصا درصورت نیاز به حافظه ی زیاد و باتوجه به محدودبودن تعداد جناب 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 ارائه می کنند. البته اضافه شدن رنک به معنای فشار پیاده شدن سیستم الکتریکی هم خواهد وجود. اکثر کامپیوترهای شخصی رومیزی فقط اقتدار مدیریت یک خواه دو رنک را در هر کنترلر دارند. اگر جهیز احتیاج به ساختار رنک بیشتر داشته باشد، استفاده از DIMM با ساختار Buffered پیشنهاد می شود. این نوع از حافظه یک تراشه ی اضافه روی DIMM دارد که ضیق روی جهیز را با ذخیره سازی دستورالعمل و داده در چند چرخه پیش از ارسال بوسیله وهله ی بعد نگه داری می بطی ء.
تمامی انواع رنک الزاما ابعاد ۶۴ بیتی ندارند. DIMMهایی که داخل سرورها و ورک استیشن ها استفاده می شوند، رنک ۷۲ بیتی دارند؛ یعنی یک ماژول DRAM افزایش روی آن ها وجود دارد. تراشه ی افزودن لزوما حافظه خواه سرعت و کارایی بیشتر را به همراه ندارد و درعوض، برای کاربرد بررسی و سازش منکر (ECC) استفاده می شود.
همان طورکه گفته شد، همه ی گوناگون پردازنده برای انجام وظایف به ذهن حاجت دارند. تو بخش ECC RAM، وسیله کوچکی که همگی ی کارها را ارتکاب می دهد، ماژول اختصاصی خود را دارد. باس داده در چنین نوعی از ذهن فقط ۶۴ بیت قدر دارد؛ ولی پایداری داده بوسیله میزان درخورتوجهی بهبود ظاهر می یواش. درنهایت، استفاده از بافر و ECC تنها کمی به بهبود کارایی کلی کمک می کند؛ اما هزینه ی زیادی را در پی دارد.ساختار کلاک حافظه
تمامی حافظه های رم کلاک مرکزی I/O (O ورودی و) خروجی دارند که به رخساره ولتاژ با تغییر دائم بین دو سطح ستایش می. شود این کلاک برای سازمان دهی تمام فعالیت هایی بوسیله حکم می جوی که داخل تراش ی حافظه و باس ها رخ می. دهد در سا ل های بسیار (دور)۱۹۹۳ ، حافظه هایی به شهرت (SDRAM یا Synchronous) DRAM در بازار حیات داشتند که تمامی فرایندها را با استفاده از گرداگرد ی زمانی توالی می دادند که کلاک از فاز پایین به بالا تغییر می. کرد ازآنجاکه این اتفاق بسیار تند عارض می دهد، روش بیش دقیقی برای شناسایی زمان رخ دادن موافقت دراختیار قرار می.
دهد SDRAM های باستانی کلاک های/O I O با فرکانسی بین ۶۶ تا ۱۳۳ مگاهرتز داشتند و بخاطر هر حرکت دورانی ی کلاک، دستورالعمل به DRAM ارسال. می شد درمقابل، خراش می توانست هشت بیت داده را درون همان دوره ی زمانی جابه. جا نرم توسعه ی نوک تیز SDRAM که با پیش گامی سامسونگ صورت داد، نوع جدیدی از آن ها را درون سال ۱۹۹۸ به راسته. معرفی کرد نوع متاخر انتقال داده را در بلندی و فرود ولتاژ کلاک مدیریت می کرد؛ درنتیجه در هر دوچرخه ی کلاک، داده به صورت هم زمان دو بار ارسال و دریافت. می شد نام فناوری جدید Double data rate synchronous dynamic random access memory بود که به عارض-اختصار DDR SDRAM یا عزب DDR خوانده.
می شد حافظه های DDR به سرعت به ساختار مرسوم بازار ذهن تبدیل شدند؛ درنتیجه، SDRAMهای ابتدایی به نام single data rate SDRAM-یا SDR DRAM شناخته می شدند و تا ۲۰ سال، به عنوان تجهیز پایه ای سیستم های کامپیوتری به امر. می رفتند صعود هایی که در دنیای فناوری قیافه داد، بهبود فناوری ذهن ها را هم ممکن کرد و تو سال ۲۰۰۳، گواه عرضه ی. DDR2 بودیم فناوری های بعدی به معروفیت های DDR3 و DDR4 در سال های ۲۰۰۷ و ۲۰۱۲ به بازار. عرضه شدند هر بوسیله روزرسانی با بهره وری و کارایی بیشتر همراه بود؛ برای اینکه از کلاک کندرو تری تو/O پاره I O. بهره می سرما به علاوه، نسخه های جدید، سیستم های سیگنال دهی بهینه و مصرف.
نیروی کمتر داشتند فناوری DDR2 تغییری وارد دنیای رم کرد که امروزه همچنین هنوز. استفاده می/O شود کلاک I O در حافظه ها به جهیز جداگانه ای تبدیل شد که بوسیله نوعی خود را از دیگر ساختارهای کلاک استثنا کرد و سرعتی. دوبرابر آن ها دارد همین ساختار را می قابلیت در پردازنده های مرکزی تفسیر کرد که کلاک ۱۰۰ مگاهرتزی توانایی مدیریت همه ی رخدادها را دارد؛ اما کلاک های داخلی در پردازنده، ۳۰ تا ۴۰. برابر سریع نم هستند DDR3 و DDR4 سرعت را با چهاربار اجرای/O دوچرخه درون کلاک I O افزایش دادند؛ اما در تمامی موارد، باس داده بازهم عزب از بالارفتن/O و پایین آمدن کلاک I O برای ارسال.
و دریافت اطلاعات استفاده می نرم تراشه های حافظه درون سرعت های آن چنان سریعی فعالیت نمی کنند و. درواقع، حتی سرعت نسبتا کمی دارند مقدار جابه جایی داده که با معیار/میلیون جابه جایی درون دم MT s معادل گیری می شود، درون DRAMهای مدرن بسیار بسیار است؛ در برابر از چند بانک. در هر تراشه استفاده می شود اگر تو هر ماژول فقط یک بانک داشتیم، همه ی فعالیت ها.
به میزان چشمگیری کندتر می شد هر نسخه ی متاخر از DRAM قابلیت هماهنگی با نسخه های قبلی را ندارد؛ درنتیجه، DIMM مورداستفاده در هر نوع وحدت های. الکتریکی متفاوتی با انوع دیگر دارد همچنین، حضور ها و بریدگی ها مغایرت می بطی ء تا از هرگونه اختلال سهوی همچون مصرف از-ذهن ی DDR4.
در درگاه DDR SDRAM جلوگیری شود حافظه ی رم بخاطر کارهای گرافیکی مقدمه به شهرت SGRAM یا. synchronous graphics RAM شناخته می شد آن جنس از رم همچنین در سال های گذشته. توسعه های متعددی تجربه کرده است امروزه، از اصطلاح GDDR بخاطر رم گرافیکی استفاده می شود تا استعمال آن. به مرحمت تو معروفیت جلوه گر شود درحال حاضر، GDDR نسخه ی ۶ در راسته حیات دارد و برای جابه جایی داده از جهیز ارج. داده ی چهارگانه استفاده می کند بوسیله تقریر دیگر در هر چرخه ی کلاک، چهارمرتبه.
جابه جایی داده رخ می دهد حافظه های رم تو کارت گرافیک علاوه پیاده شدن نرخ جابه جایی داده ی سریع تر، قابلیت های تکثیر. ای بخاطر مدیریت بهتر مسئله دارند به عنوان مثال، در این حافظه ها دو صفحه به صورت هم زمان در یک بانک باز خواه باس های آدرس و. رخصت در DDR انجام می شوند از نبوغ های دیگر می توان به عملکرد تراش های ذهن تو سرعت های کلاک متجاوز بیشتر اشاره کرد؛ البته تمامی پیشرفت ها و قابلیت های مذکور با افزودن.
خرج و گرمای تولیدشده همراه هستند ماژول رم GDDR6 تقریبا نفیس دوبرابر ماژول مانند DDR4 دارد و زمان مصرف تو حداکثر سرعت واقعا گرم می شود؛ به همین دلیل، کارت های گرافیک که حافظه های رم با سرعت بیش بسیار دارند، عموما مجهز به سیستم خنک کننده ی مجزای.حرفه ای و قدرتمند
همچنین هستند مفاهیم تأثیرگذار بر سرعت یکروز وری و سرعت ذهن ی DRAM عموما با تعداد بیت های داده ای جابه جا شده. داخل هر لمحه محاسبه می شود در مدخل های قبلی مقاله، دیدیم که DDR4 به عنوان حافظه ی سیستم تراشه هایی با جاه هشت بیت دارد؛ درنتیجه، هر ماژول تا هشت بیت درون هر چرخه. ی کلاک داده منتقل می کند اگر/ارزش جابه جایی داده را 3200MT=s در رویت بگیریم، درمجموع ۳۲۰۰x۸ ۲۶،۶۰۰ میلیون بیت برثانیه یا کمی بیشتر. از سه گیگابیت برثانیه سرعت داریم ازآنجاکه اکثر ماژول ها از هشت تراشه کاربرد می کنند، به سرعت. حدودی ۲۵ گیگابایت برثانیه می رسیم برای انواع GDDR6، هشت ماژول به.
معنای ۴۴۰ گیگابایت برثانیه خواهد بود اکثر افراد این (مقدارِ) محاسبه شده را پهنای باند Bandwidth حافظه می نامند که یکی از عوامل مهم در بهره وری و. کارایی رم به شمار می آید به هرحال، این مقدار کاملا تئوری است؛ چون همگی ی رخدادها در رم. لزوما هم زمان اتفاق نمی افتند برای درک این بخش، به تمثال عرشه مداقه کنید که طرح کاملا ساده و البته به دور از واقعیت از ائتلاف هایی را نشان می دهد که در زمان ارسال درخواست.
داده به ذهن رخ می دهند مرحله ی اول محتوی فعال کردن ورق در DRAM می شود که داده های. مدنظر را نگه داری می یواش این جنین ابتدا به حافظه می گوید که کدام رنک موردنیاز است و سپس ماژول مرتبط. و بانک مدنظر گزینش می شود موضع ورق به تراش اطلاع دادن می شود و آن بخش. کل ورقه را فعال می بطی ء اجرای مراحل نیاز به زمان دارد و از همه مهم نم بخاطر کوشا شدن تمام. صفحه نیز به زمان نیاز داریم فرایندها به این دلیل انجام می شوند که از قفل شدن کچل سطر بیت ها پیش از.
ارائه ی دسترسی اطمینان خراج شود پس از مراحل بالا، ستون مرتبط فاش. و اطلاعات مدنظر عرضه می شود کل DRAM داده را بوسیله قیافه یک بلوک ارائه می کند که در انواع امروزی،. هربار ارسال بلوک هشت بیت است درنهایت، اگر تو یک چرخه ی کلاک یک بیت از یک ستون دریافت شود، داده ی مذکور تا پیش از آماده شدن. هفت بیت دیگر، ارسال نخواهد شد درنتیجه، اگر بیت اتیه داده از ورقه ی دیگر التماس شود، ورقه ی باز کنونی (اول باید-بوسیله) حالت سپرده برود فرایند pre charging تا دراداه ورق ی. بعدی دستور ی بازشدن ظاهر کند فرایند مذکور.
زمان موردنیاز را اضافه می دهد تمامی دوره های زمانی ذکرشده بین ارسال دستورالعمل به حافظه و ایفا فعالیت ایفا و با شهرت Memory. timings یا Latencies شناخته می شوند هرچه این قیمت کمتر باشد، کارایی و یکروز وری کلی سیستم بیشتر خواهد بود؛ چون بوسیله درود کاملا روشن، برای قیافه دادن فرایند بوسیله. زمان کمتری نیاز هویدا می کنید برخی از تأخیرها اسامی آشنایی:برای علاقه مندان دنیای-کامپیوتر-دارند نامتوضیحمقدار: مرسوم تو DDR4tRCDRow to Column Delay تعداد حرکت دورانی هایی که بین فعال شدن سطر و انتخاب شدن: ستون رخ می دهند۱۷ چرخهCLCAS Latency تعداد چرخه هایی که بین شناسایی استوانه و مبدا ارسال داده: طول می کشد۱۵ چرخهtRASRow Cycle Time کمترین تعداد چرخه که خوش نویسی باید داخل آن ها-کوشا بماند تا وارد فرایند: pre charge شود۳۵ چرخهtRPRow Precharge Time حداقل چرخه های موردنیاز
بین کوشا سازی سطرهای گوناگون۱۷ چرخه مؤلفه های بی اندازه دیگری برای بررسی وجود دارند و همه ی آن ها باید با مداقه برنامه ریزی شوند تا DRAM در رویکردی جماز فعالیت کند؛ رویکردی که بدون خلق اختلال و آسیب در داده و با بیشترین. بهره وری ممکن رخ می دهد با وجود کامل فرایندهای تأخیری که تو عملکرد رم وجود دارد، دستورالعمل ها تا اینکه زمانی اجرا می شوند که رم مشغول انجام اعطا کردن امر دیگری باشد؛ به همین دلیل داخل قطعات پردازشی گوناگون، ماژول. های RAM متعددی مشاهده می کنیم تایمینگ های حافظه انتظام شدنی هستند و درواقع درون تو DRAM، به عنوان حقیقی تغییر ناپذیر ثبت نشده اند؛ بجای تمامی دستورالعمل ها با استفاده از رم از کنترلر. حافظه درون پردازنده ارسال می شوند تولیدکننده ها همه ی تراشه های تولیدی خود را آزمایش می کنند و آن هایی که در زمان جلوه گر به حد عادی از سرعت برسند، با یکدیگر خیساندن. و روی DIMMها نصب می شوند بعد تایمینگ ها تو خراش ی کوچک.
روی برد اصلی:نصب می: شوند مقاله: های
مرتبط آناتومی گجت مادربردآناتومی گجت پاور فرایندی که برای دسترسی و استفاده از معلومات بلندی به حکم می رود، با عنوان serial presence. detect یا SPD شناخته می شود این اصطلاح به رخ میزان صنعتی بوسیله BIOS امکان می دهد تا تنظیم بندی زمانی. را برای ارتکاب کارها ارتکاب دهد بسیاری از مادربردها به کاربر امکان می دهند زمان بندی ها را تغییر دهند که با مرام افزایش نصیب وری سیستم.
خواه پایداری پلتفرم ادا می شود همچنین، بسیاری از ماژول های رم از مدل Extreme Memory Profile. خواه XMP اینتل پشتیبانی می کنند این مقیاس به نوعی اطلاعات اضافه را داخل SPD حافظه پس انداز می: «یواش که به بایوس می گوید غلام می توانم این زمان». بندی های غیراستاندارد را مدیریت کنم درنهایت، استاندارد جدید امکان می دهد بوسیله جای ساختن تغییر غیرالزامی در استانداردها، تنها با یک.
کلیک تنظیمات موردنیاز را اجرا کنید توضیحات مذکور جزئیات قطعه ی رم. را در کامپیوترهای شخصی تطویل دادند اکنون که زیرساخت های این قطعه ی احساساتی کامپیوتری را حس کرده اید، تخیل کنید-که حافظه ی هشت گیگابایتی. DDR4 SDRAM را تو دست دارید این ذهن از ۷۰ میلیارد خازن تشکیل می شود. و همین تعداد بی قراری ترانزیستور دارد هریک از آن ها قیمت کمی بار الکتریکی ذخیره می کنند و تو چند نانوثانیه می. توان بوسیله هریک دسترسی پیدا کرد ماژول های رم می توانند تعداد بسیار زیادی دستورالعمل را مدیریت کنند و اکثر آن ها درمقایسه با قطعات.
ارزش مناسب و عمر طولانی دارند حافظه های DRAM همیشه داخل مسیر. توسعه و بهترین سازی قرار دارند به زودی، تماشاچی عرضه ی DDR5 خواهیم وجود که با ادعای پهنای باندی تقریبا برابر با. دو ماژول DDR4 عرضه می شود فناوری جدید قطعا قیمت گرانی خواهد داشت؛ ولی مزیت های بی شماری تیمار برای ورک استیشن.ها و:سرورها بوسیله همراه دارد بیشتر بخوانید لکسار با عرضه ی دو محصول: DDR4 واقف راسته ذهن رم شدAMD چهار گیگابایت حافظه VRAM برای بازی های امروزی کافی نیستشیائومی احتمالا روی موبایلی با ۱۶ گیگابایت رم کار می کنداپل هزینه ی ارتقای ذهن رم را در معیار پایه مک بوک پرو ۱۳ اینچی دوبرابر-کردسامسونگ خطوط تولید حافظه های V NAND
- ۹۹/۰۴/۰۶