რა არის განახლების ციკლი?

თქვენს კომპიუტერში, სავარაუდოდ, არსებობს ორი ტიპის RAM კლასის მეხსიერება. მხოლოდ ერთს მოიხსენიებენ როგორც RAM: სისტემის მეხსიერებას ან სისტემის RAM-ს. ოპერატიული მეხსიერების ამ კლასს DRAM ეწოდება. ამ კლასში შესაძლოა გქონდეთ რამდენიმე SSD ინტეგრირებული DRAM-ით. გრაფიკულ ბარათზე VRAM ასევე არის DRAM-ის ქვეჯგუფი. თქვენ გექნებათ სხვა ტიპის ოპერატიული მეხსიერება რეალურ CPU-ზე და თავად GPU იღუპება. SRAM გამოიყენება on-die ქეშებისთვის.

SRAM არის სწრაფი. თუმცა, ის არ არის განსაკუთრებით მკვრივი გიგაბაიტების კვადრატულ სანტიმეტრზე, რაც ასევე განაპირობებს მის მაღალ ფასს. DRAM უფრო ნელია. თუმცა, მას აქვს გაცილებით მაღალი შენახვის სიმკვრივე და გაცილებით იაფია. ამ მიზეზით, SRAM გამოიყენება მცირე რაოდენობით პროცესორების დისკებზე, როგორც მაღალსიჩქარიანი მეხსიერება, ხოლო DRAM გამოიყენება უფრო დიდი მეხსიერების აუზებისთვის, როგორიცაა ზემოთ აღწერილი.

განსხვავება SRAM-სა და DRAM-ს შორის აშკარაა მათ რეალურ სტრუქტურაში. SRAM იყენებს ოთხიდან ექვს ტრანზისტორს, ხოლო DRAM იყენებს ერთ ტრანზისტორს და კონდენსატორს. აქ არის შენახვის სიმკვრივის შედარება. DRAM-ში უბრალოდ ნაკლები ნაწილია, რაც მეხსიერების თითოეულ უჯრედს უფრო პატარას ხდის.

დიზაინის განსხვავებებს სხვა ეფექტი აქვს, თუმცა, ერთი საკმარისად დიდია ამ ორის სახელწოდების ტიტულის ფაქტორი. SRAM-ში S ნიშნავს Static-ს, ხოლო D DRAM-ში ნიშნავს დინამიურს. ეს ნიშნავს, რომ SRAM-ს შეუძლია შეინარჩუნოს თავისი შინაარსი განუსაზღვრელი ვადით, ხოლო DRAM საჭიროებს რეგულარულად განახლებას.

Შენიშვნა: ეს ვარაუდობს, რომ მუდმივი ელექტრომომარაგება ხელმისაწვდომია. SRAM ჯერ კიდევ არასტაბილური მეხსიერებაა და თუ ელექტროენერგია დაიკარგება, ის დაკარგავს მასში არსებულ მონაცემებს. ისევე როგორც DRAM.

რა არის მეხსიერების განახლება?

DRAM-ის მიკროსქემის დონის არქიტექტურა ნიშნავს, რომ მეხსიერების უჯრედის მუხტი დროთა განმავლობაში იშლება. მეხსიერების თითოეული უჯრედი რეგულარულად უნდა განახლდეს, რათა DRAM-მა შეინახოს მონაცემები დიდი ხნის განმავლობაში. არსებობს რამდენიმე მნიშვნელოვანი რამ, რაც უნდა იცოდეთ ამის შესახებ. პირველი ის არის, რომ მეხსიერების წვდომა შეუძლებელია განახლების დროს. ეს ასევე ნიშნავს, რომ შესრულება შეიძლება შეიზღუდოს იმით, თუ რამდენად ხშირად სჭირდება DRAM უჯრედების განახლება.

ზოგადად, DRAM უჯრედები განახლდება ყოველ 64 მილიწამში, თუმცა ეს განახევრდება მაღალ ტემპერატურაზე. უჯრედების თითოეული მწკრივი განახლდება დამოუკიდებლად, რათა თავიდან აიცილოს ეს ერთბაშად, რაც იწვევს მნიშვნელოვან ჩახშობას ყოველ 64 მილიწამში.

ჭკვიანურად, მეხსიერების კონტროლერი ასევე ახორციელებს განახლების ციკლებს, როდესაც RAM მოდული აკეთებს სხვა მოქმედებებს, რაც ხელს უშლის მას მეხსიერების წაკითხვაში ან ჩაწერაში, როგორიცაა წაკითხული მონაცემების გადაცემა. საბედნიეროდ, უჯრედის განახლებისთვის საჭირო დრო მცირეა, ზოგადად 75 ან 120 ნანოწამი. ეს ნიშნავს, რომ DRAM ჩიპი დროის დაახლოებით 0.4%-დან 5%-მდე ხარჯავს განახლების ოპერაციას.

როგორ განაახლოთ DRAM

რაც შეიძლება არ იცოდეთ DRAM-დან მონაცემების წაკითხვის შესახებ არის ის, რომ ის დესტრუქციულია. მეხსიერების უჯრედებიდან მონაცემების წაკითხვა ანადგურებს ამ მონაცემებს. მომხმარებლისგან ამის დასამალად, ყოველი წაკითხვის ოპერაცია კითხულობს და გადასცემს მონაცემებს და წერს იმავე მონაცემებს უკან მეხსიერების უჯრედში, მოქმედებაში, რომელსაც ეწოდება წინასწარ დატენვა. სამწუხაროდ, წაკითხვის სტანდარტულ მოვლენებს არ შეიძლება დაეყრდნოთ ყველა გამოყენებული DRAM მწკრივის დასახვედრად, ამიტომ საჭიროა კონკრეტული განახლების ოპერაცია.

განახლების ოპერაცია არც ისე რთულია. სინამდვილეში, რადგან ის ცდილობს მთელი რიგის ერთდროულად განახლებას, ვიდრე მწკრივის კონკრეტული სვეტის წაკითხვას, მწკრივის განახლების სიგნალი ასევე უფრო მცირე და ეფექტურია. განახლების პროცესი კითხულობს მონაცემებს გრძნობის გამაძლიერებლებში და პირდაპირ უჯრედებში, ვიდრე შედარებით ნელი გამომავალი ბუფერებში.

ეს ყველაფერი ავტომატურად ხდება. მეხსიერების კონტროლერი მართავს ყველაფერს ისე, რომ პროცესორმა არ იცის ამის შესახებ.

გამოკვეთილები

DRAM-ის მუხტი იშლება, მაგრამ კვლევამ აჩვენა, რომ სიხშირე რადიკალურად იცვლება DRAM უჯრედებს შორის, თუნდაც ერთ ჩიპზე. ყველაზე მაღალ პროცენტს შეუძლია შეინახოს მონაცემები 50 წამამდე, სტანდარტულ ტემპერატურაზე განახლების გარეშე. 90%-ს შეუძლია მონაცემების შენახვა 10 წამის განმავლობაში, 99%-ს სამი წამის განმავლობაში და 99.9%-ს ერთი წამის განმავლობაში.

სამწუხაროდ, ზოგიერთი outliers უფრო ხშირად უნდა განახლდეს. ყველაზე უარესი სცენარისთვისაც კი, DRAM-ის განახლების დრო დაბალია. ეს არჩევანი უზრუნველყოფს, რომ მონაცემები არ დაიკარგება, მაგრამ ის ასევე გავლენას ახდენს ენერგიის მოხმარებაზე და შესრულებაზე.

ზოგიერთმა მკვლევარმა შესთავაზა ოპერატიული მეხსიერების უჯრედების ანალიზისა და ჩართვის ალტერნატიული მეთოდები და ურჩევნიათ გამოიყენონ ისეთები, რომლებსაც აქვთ უკეთესი დაშლის დრო. ეს გამოიწვევს ენერგიის მოხმარების გაუმჯობესებას, განსაკუთრებით სასარგებლოა დაბალი სიმძლავრის ბატარეაზე მომუშავე მოწყობილობებზე. ამასთან, ეს ასევე გამოიწვევს ოპერატიული მეხსიერების ცვლადი დონეს.

გარდა ამისა, გათვალისწინებულ უნდა იქნეს ტემპერატურის მიხედვით დაშლის დროის ცვლილება. კიდევ უფრო უარესი, ზოგიერთი უჯრედი უბრალოდ კარგავს მუხტის შეკავების ეფექტურობას ხანდახან, რაც იმას ნიშნავს, რომ ეყრდნობა ამას ძალიან ბევრმა შეიძლება გამოიწვიოს მეხსიერების სავარაუდო კარგი უჯრედი ცუდი, რაც საჭიროებს რეგულარულ რებინირებას.

დასკვნა

განახლების ციკლი არის პროცესი DRAM მოდულებში, რომლითაც ხდება მეხსიერების უჯრედების განახლება. ეს აუცილებელია, რადგან DRAM-ის მიკროსქემის დიზაინი იწვევს მუხტის დაშლას. მეხსიერების უჯრედების რეგულარულად განახლება ხელს უშლის მონაცემთა დაკარგვას. SRAM არ საჭიროებს განახლებას, რადგან მისი მიკროსქემის დიზაინი არ იწვევს დატენვის გადინებას.

Შენიშვნა: განახლების ციკლი ასევე შეიძლება ეხებოდეს მომხმარებლის ან ორგანიზაციის აპარატურის რეგულარულ განახლებას.