วงจรรีเฟรชคืออะไร?

How to effectively deal with bots on your site? The best protection against click fraud.

ในคอมพิวเตอร์ของคุณ น่าจะมีหน่วยความจำคลาส RAM สองประเภท มีเพียงตัวเดียวเท่านั้นที่เรียกว่า RAM: หน่วยความจำระบบหรือ RAM ของระบบ RAM คลาสนี้เรียกว่า DRAM ในคลาสนี้ คุณอาจมี SSD บางตัวที่มี DRAM ในตัว VRAM บนการ์ดแสดงผลเป็นส่วนย่อยของ DRAM คุณจะมี RAM ประเภทอื่นบน CPU จริงและ GPU ตายเอง SRAM ใช้สำหรับแคชออนได

SRAM นั้นรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้หนาแน่นเป็นพิเศษในแง่ของกิกะไบต์ต่อตารางเซนติเมตร ซึ่งทำให้ราคาสูงเช่นกัน DRAM ทำงานช้าลง อย่างไรก็ตาม มีความหนาแน่นของการจัดเก็บที่สูงกว่ามากและมีราคาถูกกว่ามาก ด้วยเหตุนี้ SRAM จึงถูกใช้ในปริมาณเล็กน้อยบนตัวประมวลผลดายเป็นหน่วยความจำความเร็วสูง และ DRAM ถูกใช้สำหรับพูลหน่วยความจำขนาดใหญ่เช่นเดียวกับที่อธิบายไว้ข้างต้น

ความแตกต่างระหว่าง SRAM และ DRAM นั้นชัดเจนในโครงสร้างที่แท้จริง SRAM ใช้ทรานซิสเตอร์สี่ถึงหกตัว ในขณะที่ DRAM ใช้ทรานซิสเตอร์ตัวเดียวและตัวเก็บประจุ นี่คือที่มาของการเปรียบเทียบความหนาแน่นของการจัดเก็บ มีชิ้นส่วนใน DRAM น้อยลง ทำให้เซลล์หน่วยความจำแต่ละเซลล์มีขนาดเล็กลง

ความแตกต่างในการออกแบบมีผลอีกอย่างหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างหนึ่งมีขนาดใหญ่พอที่จะเป็นปัจจัยการตั้งชื่อตามตำแหน่งของทั้งสอง S ใน SRAM ย่อมาจาก Static ในขณะที่ D ใน DRAM ย่อมาจาก Dynamic นี่แสดงว่า SRAM สามารถเก็บเนื้อหาไว้ได้อย่างไม่มีกำหนด ในขณะที่ DRAM จะต้องได้รับการรีเฟรชเป็นประจำ

บันทึก: ถือว่ามีแหล่งจ่ายไฟคงที่ SRAM ยังคงเป็นหน่วยความจำที่ผันผวน และหากไฟฟ้าดับ ข้อมูลที่เก็บไว้จะสูญหาย เช่นเดียวกับ DRAM

การรีเฟรชหน่วยความจำคืออะไร?

สถาปัตยกรรมระดับวงจรของ DRAM หมายความว่าประจุของเซลล์หน่วยความจำจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป แต่ละเซลล์หน่วยความจำต้องได้รับการรีเฟรชอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้ DRAM สามารถจัดเก็บข้อมูลได้เป็นเวลานาน มีสองสิ่งสำคัญที่ควรทราบเกี่ยวกับเรื่องนี้ อย่างแรกคือไม่สามารถเข้าถึงหน่วยความจำได้ในขณะที่รีเฟรช นอกจากนี้ยังหมายความว่าประสิทธิภาพอาจถูกจำกัดด้วยความถี่ที่เซลล์ DRAM ต้องการการรีเฟรช

โดยทั่วไป เซลล์ DRAM จะรีเฟรชทุกๆ 64 มิลลิวินาที แม้ว่าจะลดลงครึ่งหนึ่งที่อุณหภูมิสูง แต่ละแถวของเซลล์ได้รับการรีเฟรชอย่างอิสระเพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้นพร้อมกัน ทำให้เกิดอาการสะอึกที่สำคัญทุกๆ 64 มิลลิวินาที

ตัวควบคุมหน่วยความจำอย่างชาญฉลาดยังใช้เวลาในการรีเฟรชรอบเพื่อให้เกิดขึ้นในขณะที่โมดูล RAM ทำสิ่งอื่นที่ป้องกันไม่ให้อ่านหรือเขียนหน่วยความจำ เช่น การส่งข้อมูลการอ่าน โชคดีที่ระยะเวลาที่จำเป็นในการรีเฟรชเซลล์มีน้อย โดยทั่วไปคือ 75 หรือ 120 นาโนวินาที ซึ่งหมายความว่าชิป DRAM ใช้เวลาประมาณ 0.4% ถึง 5% ของเวลาในการดำเนินการรีเฟรช

วิธีรีเฟรช DRAM

สิ่งที่คุณอาจไม่รู้เกี่ยวกับการอ่านข้อมูลจาก DRAM ก็คือมันเป็นการทำลายล้าง การอ่านข้อมูลจากเซลล์หน่วยความจำจะทำลายข้อมูลนั้น เพื่อซ่อนสิ่งนี้จากผู้ใช้ การดำเนินการอ่านทุกครั้งจะอ่านและส่งข้อมูล และเขียนข้อมูลเดียวกันกลับไปยังเซลล์หน่วยความจำซึ่งเรียกว่าการชาร์จล่วงหน้า น่าเสียดายที่เหตุการณ์การอ่านมาตรฐานใช้ไม่ได้กับทุกแถวของ DRAM ที่ใช้ ดังนั้นจำเป็นต้องมีการดำเนินการรีเฟรชเฉพาะ

การดำเนินการรีเฟรชไม่ซับซ้อน ในความเป็นจริง เนื่องจากพยายามรีเฟรชทั้งแถวในครั้งเดียว แทนที่จะอ่านคอลัมน์เฉพาะในแถว สัญญาณในการรีเฟรชแถวจึงเล็กลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วย กระบวนการรีเฟรชจะอ่านข้อมูลในเครื่องขยายความรู้สึกและย้อนกลับเข้าไปในเซลล์โดยตรง แทนที่จะอ่านบัฟเฟอร์เอาต์พุตที่ค่อนข้างช้า

ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติ ตัวควบคุมหน่วยความจำจัดการทั้งหมดโดยที่ CPU ไม่ทราบ

ค่าผิดปกติ

การชาร์จ DRAM นั้นลดลง แต่การวิจัยพบว่าอัตรานั้นแตกต่างกันอย่างมากระหว่างเซลล์ DRAM แม้แต่ในชิปตัวเดียว เปอร์เซ็นต์บนสุดหรือมากกว่านั้นอาจสามารถเก็บข้อมูลได้นานถึง 50 วินาทีโดยไม่ต้องรีเฟรชที่อุณหภูมิมาตรฐาน 90% สามารถเก็บข้อมูลได้ 10 วินาที 99% เป็นเวลา 3 วินาที และ 99.9% เป็นเวลา 1 วินาที

ขออภัย ค่าผิดปกติบางอย่างจำเป็นต้องรีเฟรชบ่อยขึ้นมาก เพื่อให้เกิดสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด เวลารีเฟรช DRAM ต่ำ ทางเลือกนี้ช่วยให้แน่ใจว่าไม่มีข้อมูลสูญหาย แต่ยังส่งผลต่อการใช้พลังงานและประสิทธิภาพด้วย

นักวิจัยบางคนได้เสนอวิธีอื่นในการวิเคราะห์และการรวมเซลล์ RAM และต้องการใช้วิธีที่มีการสลายตัวเร็วกว่า ซึ่งจะนำไปสู่การใช้พลังงานที่ดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีประโยชน์กับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ต่ำ อย่างไรก็ตาม มันจะนำไปสู่ระดับของประสิทธิภาพของ RAM ที่แปรผันได้

นอกจากนี้ จะต้องคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของเวลาการสลายตัวตามอุณหภูมิด้วย ที่แย่ไปกว่านั้นคือ บางเซลล์สูญเสียประสิทธิภาพการเก็บประจุเป็นบางครั้ง ซึ่งหมายความว่าต้องอาศัยสิ่งนี้ มากเกินไปในบางครั้งอาจส่งผลให้เซลล์หน่วยความจำที่ดีสันนิษฐานว่าไม่ดี จำเป็นต้องมีการ rebinning เป็นประจำ

บทสรุป

รอบการรีเฟรชเป็นกระบวนการในโมดูล DRAM ซึ่งเซลล์หน่วยความจำจะได้รับการรีเฟรช นี่เป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากการออกแบบวงจรของ DRAM ส่งผลให้ประจุไฟฟ้าลดลง การรีเฟรชเซลล์หน่วยความจำเป็นประจำช่วยป้องกันข้อมูลสูญหาย ไม่จำเป็นต้องรีเฟรช SRAM เนื่องจากการออกแบบวงจรไม่ได้ส่งผลให้มีการระบายประจุ

บันทึก: รอบการรีเฟรชอาจหมายถึงการอัปเดตฮาร์ดแวร์ของผู้ใช้หรือองค์กรเป็นประจำ