Български English [beta]
Здравей, гостенино. (вход, регистрация)
Екип Партньори Ресурси Статистики За контакт
Добави в любимиПредложи статияКонкурсиЗа рекламодатели
Начало
Форум
Към Кратки
Всички статии
 Литература
 Музика
 Филми и анимация
 На малкия екран
 Публицистика
 Популярни
 Кулинария
 Игри
 Спорт
 Творчество
 Други
Ключови думи
Поредици
Бюлетин

Търсене

Сивостен :: Компютърът: Оперативна памет (статия) - Компютри, Хардуер, RAM
Компютърът: Оперативна памет

Поредици: Хардуер

Автор: Иван Ж. Атанасов, четвъртък, 15 май 2008.

Публикувано в Статии :: Популярни; Предложи Гледна точка

Намали размера на шрифтаУвеличи размера на шрифта

Имало едно време в България оперативна памет. То всъщност все още има, но започнаха упорито да и викат RAM, което като цяло не е съвсем точно - акронимът идва от памет с произволен достъп, а откак лентовите запаметяващи устройства и носители не са флагманът на постоянния запис, кажи речи всичко що носи битове може да се достъпва произволно. Но да оставим тези нищо незначещи подробности и да си поговорим за паметите.

Преди около десетина години паметта беше доста скъпо удоволствие и това си има своето логично обяснение – съвременните чипове имат по един транзистор и един кондензатор за всеки бит. Простичка сметка говори, че един гигабайт памет съдържа десетки пъти повече транзистори от един процесор, което освен впечатляващо, очевидно е и недотам лесно за изработка и се явява причината паметите да се нареждат в челните места по процент от разходите за нов компютър.

Какво всъщност е оперативната памет? Представете си, че имате библиотека с книги, която е аналогия на твърдия диск и глава на раменете – процесор. За да използвате информацията от тези книги, променяте или презаписвате ще ви трябва място, където да натрупате малко хартия и други канцеларски материали, да оставите извадените томчета и т.н. Именно това място се явява оперативната памет. Самата тя обаче е значително по-бавна от процесора, така че ако не се използва някаква хитринка се оказва, че цялата дандания с купуването на ново CPU се оказва излишна. Една от тези хитринки е така наречения кеш на процесора.

Едно време забелязах, че единия ми компютър работи по-бавно от другия. Всъщност това беше изключително странно, имайки предвид, че използваха еднакви дънни платки, твърди дискове, памети, а по-бавно работещата машина се различаваше от по-бързо работещата такава по това, че процесорът и беше... по-бърз. Като се замислих предълбоко като същи Гандалф пред врати Морийски реших, че съм изключително недосетлив, да не кажа направо тъп. Единият чип беше с орязан кеш. От тогава като цяло не пазарувам такива чипове.

Горното иде за пример колко важен е всъщност кеша. Поне в някои ситуации. А ако вече се чудите защо започнах да говоря за него – той е един от двата вида памети. В кеша се използва статична памет – SRAM. За разлика от динамичната (DRAM) тя не се нуждае от опресняване и много е по-бърза. Не се използва обаче като основна оперативна памет поради относително високата си цена, а и по-основния си проблем - ниската си плътност. Преценете сами – десетки пъти по-големият обем при равни капацитети (обусловена от използването на схема с шест транзистора за всеки бит и други конструктивни причини) не позволява да се достигнат капацитетите на динамичния събрат, а като добавим и нарастващата с обема цена картината се изяснява.

Какво прави кешът – използва се алгоритъм за предвиждане кои адреси от паметта ще бъдат необходими на процесора и се зареждат предварително в него. Поради по-високата си скорост четенето от тази памет е значително по-бързо, така че се увеличава производителността. При неуспех на алгоритъма обаче трябва да се извлекат данните от даден адрес от оперативната памет. По-ниската и скорост, латенцията и по-ниската тактова честота на системната шина правят този процес значително по-бавен и се получава цикъл на изчакване, който съвсем логично води до падане на производителността. Както се досещате при еднакъв алгоритъм вероятността за поява на подобен цикъл е по-голяма при по-малко количество на кеша. Точно това прави размера му важен елемент за бързодействието на системата.

Да оставим SRAM-а на мира и да разгледаме основната памет. В началото бе страницирането. Страницираната памет използва схема за подобряване на производителността чрез намаляване на състоянията на изчакване. Паметта се разделя на страници, като след зареждането на дадена страница се намалява броя на състоянията на изчакване при достъпване на адрес от дадената страница. При зареждане на нова се добавят няколко такива цикъла, но като цяло общата производителност е по-ниска в сравнение с други схеми.

По-късно бе въведен пакетния режим. Основната идея е, че след достъпване на даден адрес, чрез него можете да заредите следващите три адреса без допълнителна латентност или цикли на изчакване. По-късно се появи режим на редуване – последователно използване на две банки, като докато едната връща данни, другата се презарежда, така че да е готова за извличане след приключване на първата. След въвеждане на 64 битовата шина на паметта обаче този метод изгуби своята логика, поради необходимостта да се използват четири 72-изводни SIMM модула за да се реализира схемата.

Така се появи паметта с разширен изход на данните (EDO RAM). Цялата философия стояща зад нея се състои в това, че веригите формиращи изхода на данните не се изключват след премахване на адреса на колоната от контролера, което му позволява да започне четене от друг адрес преди да е приключил с данните от текущия. На практика подобрението е същото като при режима на редуване, но без използване на двойки идентични модули.

Естествено с увеличаването на скоростите се появи необходимост от нещо ново и по-бързо. Ето как се появи и синхронната памет (SDRAM). Тя работи в синхрон с шината на паметта, което на практика „обира” голяма част от латентността и позволява високоскоростни трансфери. Въпреки, че първоначалната латентност не е елиминирана (все пак SDRAM си остава динамична памет) броят на тактовете за четене на данни е значително намален спрямо EDO и FPM паметите. Способността и да поддържа до 133 мегахерца тактова честота на системната шина я направи доста популярна, поне докато от Intel не взривиха пазара с подписването на споразумението с Rambus за поддръжка на RDRAM.

Въпреки добрата си производителност RDRAM паметите така и не успяха да заемат повече от 5% пазарен дял, като новите разработки на Рамбус се използват основно във високопроизводителни видео карти, конзоли и т.н. По същество високата производителност се дължи на сериализацията на конструкцията, която за разлика от по-паралелните DDR решения предава по-малко количество данни (16 бита), но с много висока скорост. Също така се използва кръгова система за предаване на данните, тоест те се предават само в една посока, което намалява латентността. Още, данните се прехвърлят подобно на DDR и по предния и по задния фронт на такта, което прави пропусквателната способност двойна. Управляващите сигнали пък се предават по отделна шина, а чрез изпращането на пакети с данни, започващи в интервал между два четни такта се постига пълна синхронизация с шината. Всичко това води до латентност от само един такт преди започване на трансфер от паметта.

Тестовете обаче показаха, че въпреки теоретичното превъзходство на Рамбус над конкуренцията в реална обстановка едноканалните DDR решения на пазара се доближаваха до високопроизводителните си събратя по обща производителност. Това в комбинация с задаващите се двуканални DDR памети като цяло охлади ентусиазма на индустрията и осигури победа на DDR SDRAM конструкцията.

Подобно на RDRAM паметта и DDR повишава скоростта на предаване на данните, без да се повишава тактовата честота, а с предаване по двата фронта на такта, което води до удвояване на трансферната скорост. Вече споменатите тестове, по-ниската цена, както и поддръжката от производители като AMD, nVidia, SiS, VIA и т.н. спомогна за бързото налагане на DDR на пазара. Rambus се опита да отговори, като заведе дела за използване на техен патент, но като цяло това не повлия на пазара.

По-късно на пазара дойде DDR2. При тези модули архитектурата е подобрена в посока управляващите сигнали и използването на отделните клетки памет. Подобрението идва от това, че шината е с два пъти по-висока честота от тази на отделните банки памет, което позволява изпращането на два пъти повече данни на цикъл. Въпреки че латентността при равна честота при DDR2 е по-висока, отколкото при DDR, но това изцяло се компенсира от по-високата тактова честота на шината, по-голямата скорост на четене и т.н. DDR3 пък има възможност да работи на тактови честоти четири пъти тези на самата памет, като това води до още по-висока латентност, отново компенсирана от същите фактори.

В заключение остава да кажем няколко думи за покупката на памет. Важно е да се знае, че два модула могат да покриват един и същи стандарт и въпреки това единия да е значително по-добър дори като производителност от другия. Всички знаем, че Kingston, например, произвеждат едни от най-добрите памети. Обаче ако сте решили да си купите DDR400 модули и се поразтърсите из интернет ще откриете, че изненадващо Apacer, например имат по-добри, което всъщност важи и за решенията на Twister. А някои модели на иначе сравнително евтините модули на Corsair могат да ви изумят. Така че въпрос на избор е дали ще се доверите на марка или ще проверите кое е най-доброто в момента.






Допадна ли ви този материал? (15) (0) 6815 прочит(а)

 Добави коментар 
Ако сте регистрирани във форума можете да коментирате и тук

Име:
Текст:
Код:        

 Покажи/скрий коментарите (1) 



AdSense
Нови Кратки @ Сивостен


Реклама


Подобни статии

Случаен избор


Сивостен, v.5.3.0b
© Сивостен, 2003-2011, Всички права запазени
Препечатването на материали е нежелателно. Ако имате интерес към някои от материалите,
собственост на сп. "Сивостен" и неговите автори, моля, свържете се с редакционната колегия.