Les ordinateurs modernes sont des navires étroitement gérés. La grande majorité des composants fonctionnent sur une horloge, et ces horloges peuvent faire tic tac des milliards de fois par seconde. Cependant, le composant matériel le plus étroitement contrôlé dans un ordinateur est la RAM. Il existe des dizaines de temporisations primaires, secondaires et tertiaires utilisées pour configurer précisément la vitesse à laquelle chaque barrette de RAM peut être. Bien que ces timings définissent les performances de la RAM, ils ne contrôlent pas son fonctionnement, mais à quelle vitesse.
L'un des éléments critiques de l'utilisation de la RAM est le RAS. RAS est l'abréviation de Row Access Strobe ou Row Access Select. À l'époque de la DRAM asynchrone, RAS était un stroboscope. Cependant, avec la DRAM synchrone moderne, ce n'est plus le cas; le nom est encore généralement utilisé comme vestige.
RAS est une connexion électrique entre le contrôleur de mémoire et les puces de RAM. Il est laissé élevé par défaut. Lorsque RAS est ramené au niveau bas, cela indique que l'adresse sur les broches d'adresse est une adresse de ligne. La RAM démarre alors le processus d'ouverture de la rangée définie. Le RAS doit alors rester bas jusqu'à ce que la ligne puisse être fermée. C'est après que les données apparaissent sur les broches de données.
Timings liés au RAS
Il existe de nombreux timings liés au RAS. Le plus basique est tRAS qui définit le nombre minimum de cycles d'horloge mémoire pendant lesquels RAS doit être maintenu bas. Il s'agit généralement du quatrième nombre si un ensemble de minutages de RAM est présenté sans étiquettes. tDDR est une autre synchronisation qui définit le délai RAS à CAS. Il s'agit du nombre de cycles d'horloge mémoire qui doivent s'écouler entre le RAS passant au niveau bas et ordonner à la RAM de prendre une adresse de ligne et le CAS étant tiré vers le bas pour ordonner à la RAM de prendre une colonne adresse. Combinées, ces deux adresses spécifient une adresse mémoire, mais l'ouverture de la ligne doit être terminée avant qu'une adresse de colonne puisse être spécifiée.
tRC est le temps de cycle de ligne. C'est le nombre minimum de cycles d'horloge mémoire entre l'ouverture d'une ligne et l'ouverture d'une autre ligne. Il s'agit d'une combinaison du temps pendant lequel le RAS doit être maintenu bas et du temps pendant lequel il doit être maintenu haut pour se précharger après la fermeture d'une rangée. tPR est le temps de précharge RAS, définissant la durée pendant laquelle RAS doit être élevé avant de pouvoir être ramené à nouveau bas pour ouvrir une autre ligne.
À quelles fonctions les RAS sont-ils utilisés ?
RAS est utilisé pour chaque opération RAM. Une adresse de ligne et de colonne doit être spécifiée pour lire toutes les données de la RAM. Le front descendant de RAS demande à la RAM de vérifier les broches d'adresse pour savoir quelle ligne ouvrir. Ce processus est le même pour les opérations d'écriture.
Les cellules de mémoire qui composent la RAM doivent rafraîchir leur charge car elles fuient régulièrement. C'est ce qu'on appelle le rafraichissement. Un cycle d'actualisation est exécuté pour s'assurer que chaque cellule est actualisée avant toute perte de données. Des rangées entières de cellules sont rafraîchies à la fois en les ouvrant et en les fermant à nouveau. L'opération de lecture ou d'écriture rafraîchit donc une ligne, ce qui signifie qu'elle peut être ignorée pour ce cycle. Cependant, les opérations de lecture et d'écriture ne peuvent pas être fiables pour atteindre chaque ligne suffisamment régulièrement, des opérations d'actualisation spécifiques sont donc nécessaires.
Une approche rafraîchissante
Il existe deux approches principales pour effectuer une actualisation; les deux nécessitent l'utilisation de RAS. Le premier est RAS Only Refresh ou ROR. Cela implique de tirer le RAS vers le bas et de spécifier la ligne à actualiser. Aucune autre action n'est entreprise et la ligne est fermée dès qu'elle peut être prête pour l'opération suivante.
La deuxième approche est l'actualisation CAS avant RAS ou CBR. Cela tire CAS bas, puis RAS bas, mais ne spécifie jamais d'adresse sur les broches d'adresse. Dans des conditions normales de fonctionnement, le RAS doit toujours être mis au niveau bas en premier, ce qui est une opération distincte. Il s'appuie sur la RAM pour conserver un compteur des lignes qui ont été actualisées et de celles qui doivent encore être actualisées.
Comme aucune ligne n'est spécifiée, une ligne spécifiée par le compteur est ouverte puis incrémentée de un afin que la ligne suivante soit ouverte la prochaine fois. CBR présente un léger avantage en termes d'efficacité énergétique par rapport à ROR, car aucune alimentation n'est nécessaire pour spécifier une adresse de ligne. Le CBR, cependant, peut offrir moins d'opportunités pour les allocations de sensibilisation à la décroissance de charge cellule par cellule, bien que cela ne soit pas du tout actuellement mis en œuvre, ce qui en fait un inconvénient purement théorique.
Conclusion
RAS signifie Row Address Strobe. Il peut également être appelé Row Address Select, car le signal électrique n'est plus un stroboscope. Lorsque RAS est ramené au niveau bas, une adresse de ligne est récupérée à partir des broches d'adresse. Ceci est utilisé pour ouvrir une ligne, qui reste ouverte tant que RAS est maintenu bas. Il y a un minimum de temps pendant lequel le RAS doit être maintenu bas, défini comme tRAS.
Il y a aussi un minimum de temps pendant lequel le RAS doit être maintenu élevé par la suite, tPR. Combinés, ces deux délais constituent le temps de cycle RAS, tRC. Il ne s'agit pas d'une limite stricte, mais d'une limite souple qui garantit suffisamment de temps pour que les rangées s'ouvrent correctement et pour que la précharge se termine une fois la rangée refermée.