რა არის სინქრონული DRAM?

სინქრონული DRAM ან SDRAM არის DRAM-ის მიმდინარე სტანდარტი. მისი პირველადი გამოყენება არის სისტემის ოპერატიული მეხსიერება, თუმცა ის ასევე გამოიყენება VRAM-ში გრაფიკულ ბარათებზე და ყველგან, სადაც DRAM გამოიყენება. ის იმდენად დომინანტურია თავის სფეროში, რომ "S" ჩვეულებრივ იშლება და მას უბრალოდ მოიხსენიებენ, როგორც DRAM. SDRAM-ის სინქრონიზაცია გადამწყვეტია მისი მუშაობისთვის და მნიშვნელოვანი იყო მის წინამორბედზე, ასინქრონულ DRAM-ზე აღზევებაში.

მუშაობა სინქრონულად

სინქრონული ეხება იმ ფაქტს, რომ SDRAM-ს აქვს შიდა საათი და რომ საათის სიჩქარე ცნობილია სისტემისთვის. ეს არ ნიშნავს, რომ ის მუშაობს იმავე საათის სიჩქარით, როგორც CPU. მაგრამ მას აქვს შიდა საათი და CPU-მ იცის ეს. ეს საშუალებას აძლევს RAM-თან ურთიერთქმედების ოპტიმიზირებას ისე, რომ I/O ავტობუსი სრულად იყოს გამოყენებული, ვიდრე დარჩეს უმოქმედო, რათა დარწმუნდეს, რომ არცერთი ბრძანება არ შეუშლის ხელს სხვა ბრძანებებს.

პრობლემის ნაწილი ის არის, რომ DRAM-ში მონაცემების ჩაწერისას. მონაცემები ერთდროულად უნდა იყოს მოწოდებული, როგორც მონაცემების ჩაწერის ბრძანება. თუმცა, მონაცემების წაკითხვისას, მონაცემები იკითხება უკან ორი ან სამი საათის ციკლის შემდეგ წაკითხვის ბრძანების გაცემის შემდეგ. ეს ნიშნავს, რომ DRAM კონტროლერმა უნდა დაუთმოს საკმარისი დრო წაკითხვის ოპერაციების დასასრულებლად, სანამ ჩაწერის ოპერაცია მოხდება. ასინქრონული DRAM-ით, ეს მოხდა ოპერაციის დასასრულებლად საკმარისზე მეტი დროის მიცემით. თუმცა, ამ პრაქტიკამ I/O ავტობუსი უმოქმედოდ დატოვა. ამავდროულად, მაკონტროლებელი ელოდა საკმარისს, რომ დარწმუნებულიყო, რაც რესურსების არაეფექტური გამოყენება იყო.

სინქრონული DRAM იყენებს შიდა საათს მონაცემთა გადაცემის და ბრძანებების შესრულების სინქრონიზაციისთვის. ეს საშუალებას აძლევს მეხსიერების კონტროლერის დროის ოპერაციებს გამოიყენოს I/O ავტობუსის ოპტიმალური გამოყენება და უზრუნველყოფს მუშაობის უფრო მაღალ დონეებს.

გაუმჯობესებები ასინქრონული DRAM-ით

დროის გაუმჯობესების გარდა, რაც საშუალებას იძლევა გაუმჯობესებული კონტროლი, SDRAM-ის მთავარი გაუმჯობესება არის მეხსიერების მრავალი ბანკის DRAM-ის ქონა. თითოეული ბანკი არსებითად დამოუკიდებლად ფუნქციონირებს შინაგანად. ბანკში მხოლოდ ერთი რიგის გახსნა შესაძლებელია ერთდროულად. მიუხედავად ამისა, მეორე რიგის გახსნა შესაძლებელია სხვა ბანკში, რაც საშუალებას მისცემს წაკითხვის ან ჩაწერის ოპერაციების გაშვებას. ეს დიზაინი ხელს უშლის I/O ავტობუსს უმოქმედოდ დაჯდომას. ამავდროულად, ახალი წაკითხვის ან ჩაწერის ოპერაცია დგება რიგში, რაც ზრდის ეფექტურობას.

ამაზე ფიქრის ერთ-ერთი გზა არის ორგანზომილებიან მასივში მესამე განზომილების დამატება. თქვენ ჯერ კიდევ შეგიძლიათ მხოლოდ მონაცემების წაკითხვა ან ჩაწერა ერთდროულად. მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ მოამზადოთ სხვა რიგი სხვა ბანკში, სანამ ერთთან ურთიერთქმედების პროცესშია.

SDRAM-ის კიდევ ერთი სარგებელი მოდის მეხსიერების ჩიპზე დროის მონაცემების ჩართვით. ზოგიერთი თანამედროვე ოპერატიული მეხსიერების ჯოხი იძლევა უფრო სწრაფად შესრულებას, ვიდრე ოფიციალური DRAM სტანდარტები, ამ ჩიპზე მათი კონკრეტული დროის მუშაობის ინფორმაციის კოდირებით. ასევე შესაძლებელია ამ პარამეტრების ხელით უგულებელყოფა, რაც საშუალებას მისცემს RAM-ს „გადატვირთოს“. Ეს არის ხშირად ძალიან სიღრმისეულად, რადგან დროის მრავალი მნიშვნელობის კონფიგურაცია შესაძლებელია და მიდრეკილია მინიმალურ შესრულებაზე სარგებელი. ოპერატიული მეხსიერების გადატვირთვა ასევე ემუქრება არასტაბილურობის რისკს, მაგრამ მას შეუძლია უპირატესობები შესთავაზოს ზოგიერთ დატვირთვას.

გაუმჯობესებები დროთა განმავლობაში

მეხსიერების საათის რეალური სიჩქარე დიდად არ გაიზარდა SDRAM-ის გამოშვების შემდეგ. SDRAM-ის პირველმა გამეორებამ მიიღო რეტრონიმი SDR. ეს არის მოკლე მონაცემთა ერთჯერადი სიხშირე, რათა განასხვავოს იგი გვიანდელი DDR ან Double Data Rate მეხსიერებისგან. ეს ტიპები, ისევე როგორც DRAM-ის მრავალი სხვა ფორმა, ყველა SDRAM-ის მაგალითია. DRAM ჩიპის საათის ციკლი აკონტროლებს დროს DRAM-ის უსწრაფეს ოპერაციებს შორის. მაგალითად, სვეტის წაკითხვა ღია მწკრივიდან იღებს ერთი საათის ციკლს.

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ SDRAM-ისთვის არის ორი განსხვავებული საათის სიჩქარე, შიდა საათი და I/O ავტობუსის საათი. ორივე შეიძლება დამოუკიდებლად კონტროლდებოდეს და დროთა განმავლობაში განახლდა. შიდა საათი არის მეხსიერების სიჩქარე და პირდაპირ გავლენას ახდენს ლატენტურობაზე. I/O საათი აკონტროლებს რამდენად ხშირად შეიძლება გადაიცეს SDRAM-დან წაკითხული ან ჩაწერილი მონაცემები. საათის ეს სიჩქარე, I/O ავტობუსის სიგანესთან ერთად, გავლენას ახდენს გამტარობაზე. ორივე საათი დაკავშირებულია და გადამწყვეტია SDRAM-ის მაღალი მუშაობისთვის.

როგორ გაიზარდა სიჩქარეები

ოფიციალური JEDEC სტანდარტი DDR SDRAM-ის პირველი თაობისთვის ჰქონდა მეხსიერების საათები 100-დან 200 MHz-მდე. DDR3 მაინც გვთავაზობდა 100 MHz მეხსიერების საათები, თუმცა ის ასევე სტანდარტიზებულია საათის სიჩქარით 266.6 MHz-მდე. მიუხედავად ამისა, შიდა ცვლილებები I/O საათის სიჩქარისა და წაკითხვის ოპერაციაში შეტანილი მონაცემების რაოდენობა ნიშნავს, რომ თუნდაც 100 MHz მეხსიერების საათზე, გამტარუნარიანობა დროის ერთეულისთვის ოთხჯერ გაიზარდა.

DDR4-მა შეცვალა განახლების ნიმუში და გააორმაგა მეხსიერების საათი 200-დან 400 MHz-მდე დიაპაზონით, კვლავ მიაღწია ხელმისაწვდომი გამტარუნარიანობის გაორმაგებას და შეფერხების შემცირებით. DDR5 სტანდარტი ასევე იწყება მეხსიერების საათით 200 MHz. მიუხედავად ამისა, ის აღწევს 450 MHz-მდე და უბრუნდება ციკლზე გადაცემული მონაცემების გაორმაგებას, რათა გააორმაგოს სიჩქარეს.

დასკვნა

სინქრონული DRAM არის DRAM-ის ძირითადი ტიპი, რომელიც გამოიყენება დღეს. ეს არის სისტემის RAM და VRAM-ის საფუძველი გრაფიკულ აპლიკაციებში. DRAM-ის მოქმედებების საათებთან სინქრონიზირებით, DRAM-ის რეალური ფუნქციონირება შეიძლება ცნობილი იყოს, რაც შესაძლებელს გახდის ოპერაციების ეფექტურად დაყენებას შესასრულებლად რიგში. ეს ბევრად უფრო ეფექტურია, ვიდრე საკმარისზე მეტი დროის დატოვება, რადგან არ არსებობს პირდაპირი ზომა ან გზა იმის გასაგებად, თუ როდის დასრულდა კონკრეტული ბრძანება.

საათები, რომლებიც აკონტროლებენ SDRAM-ს, გადამწყვეტია მისი მაღალი შესრულებისთვის. ისინი აკონტროლებენ რამდენად ხშირად შეიძლება ბრძანებების გაშვება და რამდენად სწრაფად შეიძლება მონაცემების წაკითხვა ან ჩაწერა DRAM-დან. ამ დროის გაცნობით, მათი ოპტიმიზაცია შესაძლებელია მაქსიმალური შესრულებისთვის.