Moderna datorer är tätt körda fartyg. De allra flesta komponenter körs på en klocka, och dessa klockor kan ticka miljarder gånger per sekund. Den hårdaste hårdvaran i en dator är dock RAM-minnet. Det finns dussintals primära, sekundära och tertiära timings som används för att konfigurera exakt hur snabb varje RAM-minne kan vara. Även om dessa tidpunkter definierar RAM-minnets prestanda, styr de inte hur det fungerar, bara hur snabbt.
En av de kritiska delarna med att använda RAM är RAS. RAS är en förkortning för Row Access Strobe eller Row Access Select. På asynkront DRAMs dagar var RAS en stroboskop. Men med modern Synchronous DRAM är det inte längre fallet; namnet används fortfarande allmänt som en kvarn.
RAS är en elektrisk anslutning mellan minneskontrollern och RAM-chipsen. Den lämnas hög som standard. När RAS sänks, indikerar detta att adressen på adressstiften är en radadress. RAM-minnet startar sedan processen att öppna den definierade raden. RAS måste då ligga lågt tills raden kan stängas. Detta är efter att data visas på datastiften.
Tider relaterade till RAS
Det finns många tider relaterade till RAS. Det mest grundläggande är tRAS som definierar det minsta antalet minnesklockcykler som RAS måste hållas lågt. Detta är vanligtvis den fjärde siffran om en uppsättning RAM-tider presenteras utan etiketter. tRCD är en annan timing som definierar RAS till CAS-fördröjningen. Detta är antalet minnesklockcykler som måste passera mellan att RAS dras lågt till instruera RAM-minnet att ta en radadress och CAS dras lågt för att instruera RAM-minnet att ta en kolumn adress. Tillsammans anger dessa två adresser en minnesadress, men öppningen av raden måste slutföras innan en kolumnadress kan anges.
tRC är radcykeltiden. Det är det minsta antalet minnesklockcykler mellan en rad som öppnas och en annan rad som öppnas. Detta är en kombination av den tid som RAS måste hållas låg, och den tid det måste hållas högt för att ladda efter att en rad har stängts. tRP är RAS-förladdningstiden, som definierar hur länge RAS måste vara hög innan den kan sänkas igen för att öppna en annan rad.
Vilka funktioner används RAS för?
RAS används för varje RAM-operation. En rad- och kolumnadress måste anges för att kunna läsa data från RAM. Den fallande kanten på RAS instruerar RAM-minnet att kontrollera adressstiften för att ta reda på vilken rad som ska öppnas. Denna process är densamma för skrivoperationer.
Minnescellerna som utgör RAM-minne behöver uppdatera sin laddning eftersom det läcker bort regelbundet. Detta kallas uppfriskande. En uppdateringscykel körs för att säkerställa att varje cell uppdateras innan någon dataförlust. Hela rader av celler uppdateras på en gång genom att öppna och stänga dem igen. Läs- eller skrivoperationen uppdaterar därför en rad vilket betyder att den kan hoppas över för den cykeln. Läs- och skrivoperationer kan dock inte förlitas på att träffa varje rad tillräckligt regelbundet, så specifika uppdateringsoperationer krävs.
Ett uppfriskande tillvägagångssätt
Det finns två huvudsakliga metoder för att utföra en uppdatering; båda kräver användning av RAS. Den första är RAS Only Refresh eller ROR. Detta innebär att dra ner RAS och specificera raden som ska uppdateras. Inga ytterligare åtgärder vidtas och raden stängs så snart den kan vara redo för nästa operation.
Den andra metoden är CAS Before RAS refresh eller CBR. Detta drar CAS lågt, sedan RAS lågt, men specificerar aldrig någon adress på adressstiften. Vid normal drift måste RAS alltid dras lågt först, vilket är en distinkt operation. Den förlitar sig på RAM-minnet för att hålla en räknare över vilka rader som har uppdaterats och vilka som fortfarande behöver uppdateras.
Eftersom ingen rad anges öppnas en rad som anges av räknaren och ökas sedan med en så att nästa rad öppnas nästa gång. CBR har en liten strömeffektivitetsfördel jämfört med ROR eftersom ingen ström behövs för att ange en radadress. CBR kan dock erbjuda mindre möjligheter för cell-för-cell medvetenhet om laddningsavfall, även om detta för närvarande inte implementeras alls, vilket gör det till en rent teoretisk nackdel.
Slutsats
RAS står för Row Address Strobe. Det kan också kallas för radadressval, eftersom den elektriska signalen inte längre är en blixt. När RAS sänks, plockas en radadress upp från adressstiften. Detta används för att öppna en rad, som förblir öppen så länge RAS hålls lågt. Det finns en minsta tid som RAS måste hållas låg, definierad som tRAS.
Det finns också en minsta tid som RAS måste hållas högt efteråt, tRP. Tillsammans utgör dessa två tidpunkter RAS-cykeltiden, tRC. Detta är inte en hård gräns utan en mjuk som säkerställer tillräckligt med tid för rader att öppna ordentligt och för förladdning att slutföras när raden stängs igen.