Ram и rom что это такое

Что такое RAM и ROM-память?

Все смартфоны имеют определенный объем памяти, и это один из ключевых моментов, который вы должны учитывать при покупке нового телефона.

Существует два вида памяти: RAM (оперативная) и ROM (постоянная, внутренняя). RAM-память, как правило, имеет меньший объем, а назначение ее состоит в том, чтобы хранить информацию, обрабатываемую процессором.

ROM-память относится к категории долговременной памяти, и в ней можно установить всю операционную систему, а также приложения и различные файлы.

Итак, давайте рассмотрим подробнее эти два вида памяти.

Что такое RAM?

Чтобы понять, что такое оперативная память, вам нужно узнать, что обозначает аббревиатура «RAM». В переводе с английского это значит «Память с произвольным доступом», или также «Оперативное запоминающее устройство» (ОЗУ). Говоря иначе, информация в такой памяти может быть прочитана и записана в любой момент, без необходимости ожидания выполнения ряда процессов.

Это значительно ускоряет поиск тех или иных данных, так как, в отличие от ROM-памяти или памяти формата microSD, можно быстро получить доступ к физическому местоположению, где хранится данные.

Особенности RAM-памяти

Оперативная память – это то место, которое любое устройство использует для заполнения какими-либо данными, например, операционная система, приложения, используемые по прямому назначению и те, которые работают в фоновом режиме. RAM – это хранилище, откуда процессор получает всю необходимую информацию напрямую.

Вот поэтому ОЗУ и процессор располагаются на единой платформе-модуле, которая припаяна к материнской плате. На изображении ниже вы можете увидеть материнскую плату Nexus 5X. Этот девайс имеет оперативную память на 2 гигабайта, процессор, отмеченный красным цветом, и внутреннюю память с оранжевой отметкой.

Чем больший объем RAM-памяти присутствует в вашем телефоне, тем лучше производительность и скорость работы девайса в целом, хотя это также зависит от типа памяти и качества сборки телефона.

Важный момент: оперативная память работает только тогда, когда устройство включено – то есть, такой тип памяти не способен хранить информацию после выключения девайса. Вот поэтому имеется небольшая задержка при включении смартфона, во время которой оперативная память подготавливается для работы с ОС устройства.

Виды оперативной памяти

На сегодняшний день существует множество видов RAM-памяти, которые различаются между собой по скорости чтения и потребляемой мощности. Самые первые сообщения об оперативной памяти появились в 60-х годах прошлого столетия, и с тех пор каждое новое поколение ОЗУ характеризовалось большей емкостью, скоростью и энергоэффективностью.

В наши дни в смартфонах используется особый вид RAM-памяти, называемый LPDDR. Такая память расходует очень мало энергии, с одной стороны, но с другой, она недешева. Наиболее распространены такие виды ОЗУ: LPDDR2, LPDDR3 и LPDDR4 – это последние три поколения оперативной памяти для мобильных устройств. Главное различие между ними состоит в том, что у каждого последующего поколения наблюдается удвоение скорости передачи данных.

Что такое ROM?

Если RAM – это память уровня «чтение-запись», то ROM является памятью, рассчитанной лишь для сохранения информации. Аббревиатура «ROM» переводится на русский как «Память, доступная лишь для чтения» (отечественный вариант – «Постоянное запоминающее устройство» (ПЗУ). Данные, хранящиеся в такой памяти, не могут быть изменены – по крайней мере, сделать это не так легко или быстро.

В более новых поколениях ПЗУ, таких как EPROM или Flash EEPROM (флеш-память), содержимое может быть удалено и перезаписано большое количество раз, но такая память по-прежнему считается «только для чтения». Основная причина этого заключается в том, что процесс стирания и записи относительно медленный, и он может быть использован лишь для мест, подвергнувшихся процессу форматирования.

Сегодня ROM-память в смартфонах намного быстрее, чем жесткие диски обычных ПК, а модули с данным видом памяти также монтируются непосредественно на материнской плате. В этом виде памяти хранится особная программа-загрузчик, которая запускает устройство и загружает операционную систему, а также сама ОС, все приложения и пользовательские данные.

Как правило, модифицированные версии операционной системы также относятся к ROM-памяти (такие версии еще называют «пользовательские прошивки ОС»). Быстрый поиск онлайн скажет вам, что существует множество вариантов пользовательских прошивок. Такие прошивки именуются «ROM» потому, что каждая из них представляет собой образ системы, подобный тому, который записан в ROM-память заводом-изготовителем.

Была ли наша статья полезной для вас? Что вам было бы еще интересно узнать на эту тему? Поделитесь с нами вашими мыслями в комментариях.

Источник

Что такое RAM и ROM?

Что такое RAM и ROM простыми словами?

В вашем компьютере есть RAM, что означает оперативную память, и ROM, что означает постоянную память. ОЗУ — это энергозависимая память, в которой временно хранятся файлы, с которыми вы работаете. ПЗУ — это энергонезависимая память, в которой постоянно хранятся инструкции для вашего компьютера.

Какая разница в ПЗУ и ОЗУ?

В вашем компьютере есть RAM, что означает оперативную память, и ROM, что означает постоянную память. ОЗУ — это энергозависимая память, в которой временно хранятся файлы, с которыми вы работаете. ПЗУ — это энергонезависимая память, в которой постоянно хранятся инструкции для вашего компьютера. Узнайте больше об оперативной памяти.

Что такое RAM и ROM с примером?

RAM и ROM — это оба типа компьютерной памяти. ОЗУ используется для хранения компьютерных программ и данных, необходимых процессору в режиме реального времени. Данные RAM непостоянны и стираются при выключении компьютера. … ROM расшифровывается как Read Only Memory.

Что Рам объяснить?

ОЗУ — это сокращение от «оперативная память», и хотя это может показаться загадочным, ОЗУ является одним из самых фундаментальных элементов вычислений. ОЗУ — это сверхбыстрое и временное пространство для хранения данных, к которому компьютер должен получить доступ прямо сейчас или в следующие несколько мгновений.

Какой пример Ram?

Для чего используется ПЗУ?

ПЗУ — это память, которая не может быть изменена программой или пользователем. ПЗУ сохраняет свою память даже после выключения компьютера. Например, в ПЗУ хранятся инструкции по запуску компьютера при повторном включении.

Какие бывают 2 типа оперативной памяти?

Существует два основных типа ОЗУ: динамическое ОЗУ (DRAM) и статическое ОЗУ (SRAM).

Почему так важна оперативная память?

Чем больше оперативной памяти у вашего процессора, тем легче становится его работа, что делает компьютер более быстрым. … Оперативная память также помогает вашей системе поддерживать программное обеспечение. Каждая часть программного обеспечения требует минимального количества места и памяти для бесперебойной работы.

ПЗУ все еще используется?

Самый старый носитель данных типа ROM может быть датирован 1932 годом с барабанной памятью. Хранилище типа ROM все еще используется.

Какие устройства используют ROM?

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) — это тип электронного хранилища, которое встроено в устройство во время производства. Вы найдете микросхемы ПЗУ в компьютерах и многих других типах электронных продуктов; Видеомагнитофоны, игровые приставки и автомобильные радиоприемники используют ПЗУ для бесперебойного выполнения своих функций.

Что такое ROM и примеры?

ПЗУ — это сокращение от «постоянная память», это носитель данных, который используется в компьютерах и других электронных устройствах. … ПЗУ в основном используется для обновлений прошивки. Простым примером ПЗУ является картридж, используемый с игровыми консолями, который позволяет одной системе запускать несколько игр.

Что такое оперативная память и ее использование?

Компьютерная память или оперативная память (RAM) — это краткосрочное хранилище данных вашей системы; в нем хранится информация, которую ваш компьютер активно использует, чтобы к ней можно было быстро получить доступ. Чем больше программ работает в вашей системе, тем больше памяти вам понадобится.

Какие бывают 3 типа оперативной памяти?

Хотя вся оперативная память в основном служит одной цели, сегодня обычно используются несколько различных типов:

Источник

Сколько должно быть внутренней памяти в телефоне (ROM)

Объем внутренней памяти (ROM) в разных смартфонах отличается от 16Гб до 1Тб. С одной стороны можно купить телефон с небольшим объемом и потом, если что, докупить microSD карточку. А если слота под нее нет? Сколько памяти нам действительно нужно на смартфоне? Ну, это зависит от того, как вы его используете. Читайте дальше, как подсчитать необходимый объем памяти.

Что такое внутренняя память (ROM) в телефоне?

ROM (Read-only memory) – это тип носителя информации, который постоянно хранит данные. Вне зависимости от того – включено устройство или нет. Именно такая память еще называется ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), или внутренняя память. В ней хранится сама операционная система смартфона, а также все файлы пользователя: фото, видео, игры и много всего остального.

Не спутайте! Еще в смартфоне есть оперативная память (RAM, ОЗУ). О ней и сколько оперативной памяти нужно читайте подробнее здесь.

Таким образом, при выборе смартфона стоит заранее подумать, как вы будете им пользоваться. Сколько информации будет в нем хранится: фото, видео, файлы, документы, игры. Есть ли в нем слот microSD, чтобы была возможность расширить количество гигабайт в смартфоне.

Варианты на рынке: что выбрать?

Производители выпускают устройства с 8, 16, 32, 64, 128, 256 и 512 ГБ внутренней памяти. Поразительно, но в 2019 году появилась возможность приобрести смартфон емкостью 1 ТБ (1000 Гб)! По крайней мере, так будет написано на упаковке вашего смартфона. Но эти цифры не обязательно отражают количество свободного места, доступного вам. Часть уже будет занята операционной системой.

Как подсчитать, сколько внутренней памяти смартфона нужно?

Чтобы понять, сколько нужно памяти давайте примерно посчитаем, на что будет уходить память.

Фотографии

Средний размер фотографии сильно отличается в разных смартфонах. Все зависит от разрешения камеры, настроек и детальности снимков. Но по приблизительным подсчетам, большинство фотографий на современных смартфонах будут весить около 5MB.

А значит 1 Гб памяти вам хватит для хранения 200 изображений. Тех же 5 ГБ ROM хватит для 800-1000 фото.

Видео

С видео все сложнее. Если ваш смартфон умеет снимать в качестве 4K, то память будет исчезать прямо на глазах! 5 ГБ дискового пространства смартфона уйдет на хранение 10 минут 4K-видео. А чтобы сохранить часовой видеоролик, вам потребуется уже 30 Гб ROM!

С другой стороны, вы можете снимать Full HD видео. Тогда 1 ГБ видео вам может хватить на примерно 20 минут записи. А 5 ГБ хватит больше, чем на 1,5 часа видео.

Сколько занимает музыка памяти телефона?

Современные форматы хранения аудио не очень прожорливые. В среднем, 1 ГБ ROM вам хватит на 200 песен. 5 Гб внутренней памяти хватит на 1000 песен.

Игры и приложения могут скушать всю память вашего смартфона!

Если вы хотите иметь возможность загружать десяток-два приложений и небольших мобильных игр, 10 Гб свободного места должно хватить. Но 3D игры занимают куда больше места. А потому для фанатов мобильных развлечений и 20 Гб может оказаться мало.

Теперь вы можете примерно посчитать, сколько вам нужно места во внутренней памяти телефона. Однако помните, что сама операционная система тоже занимает место: 5-10 Гб. Также полезно накинуть сверху к полученной цифре 20%, чтобы вам уж точно не пришлось беспокоиться о нехватке места.

Стоит ли покупать смартфон с 8 Гб ROM?

Смартфоны емкостью всего 8 ГБ сейчас встречаются довольно редко. И на это есть веские причины: достаточно только файлов, полученных на WhatsApp и нескольких фотографий, чтобы система начала отставать с таким ограниченным объемом памяти. Не советуем выбирать этот вариант!

16 Гб встроенной памяти в смартфоне – пойдет только совсем нетребовательным

Вам может показаться, что 16 Гб внутренней памяти в смартфоне вполне достаточно. Вполне возможно! Но будьте готовы периодически чистить свой смартфон от ненужных приложений. А еще настроить облачное хранение фото и видео. Например, Google Photo или Облако Mail.ru.

Если планируете ставить тяжелые и требовательные игры – забудьте про памят объемом 16 ГБ. На данный момент некоторые дешевые смартфоны все еще оснащены 16 ГБ ROM. Хорошо подумайте, стоит ли их покупать….

32-64GB ПЗУ в смартфоне – оптимальная середина?

Смартфон с 32 Гб внутренней памяти – вполне разумный выбор, если только вы не привыкли делать очень много фотографий. И при этом не знаете, что такое “облако”. В любом случае, это хорошее решение для тех, кому не нужно устройство высшего класса и не требуется большое количество приложений. Еще один пример – Samsung Galaxy A6 2018.

64 Гб ROM – достойный выбор. Эта опция позволяет вам иметь достаточно места для приложений, фотографий и других файлов. И вам не придется иметь дело с постоянным замедлением работы системы во время игр или многозадачности.

Поклонникам мобильных игр с хорошей графикой, которые часто могут занимать несколько ГБ, стоит рассмотреть 64 как минимум. Razer Phone 2 имеет хорошее сочетание 64 Гб памяти и 8 Гб оперативной памяти. В нем быстрая и достаточно вместительная внутренняя память для игр типа PUBG Mobile, Fortnite.

Samsung Galaxy S9 тоже есть в варианте с 64GB встроенной памяти. Неплохой выбор.

128 Гб: больше никогда не волнуйтесь о хранении данных

Когда-то 128 и 256 Гб ROM были только в флагманских смартфонах. А теперь столько памяти есть и в телефонах среднего ценового диапазона.

Samsung Galaxy A9 может похвастаться 128 Гб ROM. А еще Huawei Honor View 20 продается в комплекте с 256 Гб внутренней памяти. OnePlus 6T и новый Samsung Galaxy S10e также поставляются с таким объемом ROM.

512 Гб – выше крыши!

Но для того, чтобы претендовать в 2020 году на первое место, производителям приходится встраивать в смартфоны 512 Гб внутренней памяти и больше. Число, ранее немыслимое на смартфоне!

Xiaomi Mi MIX 3, помимо многих других привлекательных свойств, поставляется с 128-512 Гб памяти в зависимости от конфигурации. Новый Galaxy S10 от Samsung может иметь до 512 Гб ROM. А внутренняя память Galaxy S10 Plus может достигать абсурдных 1 Тб, или 1000 Гб!

Думается, такой поразительный объем памяти вряд ли кому-то понадобится. Зачем хранить такие огромные объемы данных на своем смартфоне? Большинству из нас будет сложно заполнить даже 128 Гб.

Источник

Что такое ОЗУ или RAM в телефонах и смартфонах

Изучая технические характеристики телефонов и смартфонов, пользователи часто задаются вопросом, что такое ОЗУ или RAM и на что оно влияет. Если вас также интересуют эти вопросы, то предлагаем вам ознакомиться с данной статьей.

Что такое ОЗУ или RAM

Аббревиатура ОЗУ расшифровывается как Оперативное Запоминающее Устройство и означает оперативную память. Фактически, термин Оперативное Запоминающее Устройство или ОЗУ — это более правильное название для оперативной памяти. Такой термин часто используют в профессиональной литературе для программистов и компьютерщиков.

Что касается аббревиатуры RAM, то она расшифровывается как Random Access Memory и также обозначает оперативную память. Все эти термины означают одно и тоже – оперативную память. Поэтому если в характеристиках телефона или смартфона указано «RAM 2 Gb» или «ОЗУ 2 Гб», то это означает, что объем оперативной памяти данного мобильного устройства составляет 2 Гигабайта.

Также в характеристиках телефонов или смартфонов можно встретить такие аббревиатуры как ПЗУ или ROM (вариант ROM используется редко). ПЗУ – это Постоянное запоминающее устройство, а ROM – это Read-only memory. Этими терминами обозначают постоянную память смартфона (ее еще иногда называют внутренней). Поэтому путать термины ПЗУ и ОЗУ либо RAM и ROM нельзя, они обозначают совершенно разные типы памяти и выполняют разные задачи. ОЗУ и RAM – это оперативная память, а ПЗУ и ROM – это постоянная (внутренняя) память.

Для чего нужна ОЗУ

Оперативная память или ОЗУ – это быстрая энергозависимая память, которая присутствует в любой компьютерной технике. Есть она и в мобильных устройствах, например, в телефонах, смартфонах и умных часах. ОЗУ используется для хранения данных, которые нужны процессору для работы. В частности, в оперативной памяти хранится код запущенных приложений и нужные им данные.

Как уже было сказано, основными особенностями ОЗУ являются высокая скорость работы и зависимость от питания. По факту оперативная память – это самая быстрая память в компьютере, если не считать регистры и кэш, которые находятся непосредственно в самом процессоре. Зависимость от питания означает, что оперативная память может хранить данные только пока присутствует напряжение электропитания. Как только напряжение пропадает, все данные в оперативной памяти обнуляются. Поэтому оперативная память используется только для временного хранения данных, которые нужны компьютеру для работы в данный момент. Для долговременного хранения данных используется постоянная память (ПЗУ, ROM), которая не зависит от питания и продолжает хранить информацию даже после полного выключения.

На что влияет объем ОЗУ

Производители телефонов, смартфонов и другой умной техники часто делают акцент на объеме ОЗУ. В рекламных материалах часто можно увидеть громкие заголовки, сообщающие о том, что устройство оснащено 2, 4, 6 или даже 8 гигабайтами оперативной памяти. Но, при этом производители редко объясняют, что конкретно получит пользователь если выберет устройство с таким объемом ОЗУ.

Большинство пользователей считают, что объем ОЗУ влияет на скорость работы их телефона. Частично так и есть, ведь чем больше объем оперативной памяти, тем реже системе нужно обращаться к постоянной памяти, которая заметно медленней. На практике, это означает, что телефон быстрее реагирует на действия пользователя, быстрее открывает приложения, реже перезагружает вкладки в браузере и т.д.

Но, нужно понимать, что скорость работы телефона также зависит от тактовой частоты процессора, количества вычислительных ядер, тактовой частоты оперативной памяти и программного обеспечения. Поэтому увеличение объема ОЗУ далеко не всегда дает улучшение, которое можно было бы заметить невооруженным взглядом.

Как посмотреть объем ОЗУ

Если вы хотите узнать, какой объем ОЗУ установлен в вашем телефоне или смартфоне, то для этого можно воспользоваться специальными приложениями, предоставляющими информацию об устройстве. Например, можно воспользоваться приложением AIDA64, которое доступно как на Android, так и на iOS.

Если у вас телефон на базе Android, то вам нужно запустить приложение AIDA64 и перейти в раздел «Система».

А в случае iOS нужно запустить приложение AIDA64 и открыть раздел «Memory».

Также вы можете просто ввести название вашего устройства в любую поисковую систему и посмотреть характеристики в интернете.

Источник

Современная оперативная память (RAM FAQ 1.01)

SDRAM: Определение

Аббревиатура SDRAM расшифровывается как Synchronous Dynamic Random Access Memory — синхронная динамическая память с произвольным доступом. Остановимся подробнее на каждом из этих определений. Под «синхронностью» обычно понимается строгая привязка управляющих сигналов и временных диаграмм функционирования памяти к частоте системной шины. Вообще говоря, в настоящее время изначальный смысл понятия синхронности становится несколько условным. Во-первых, частота шины памяти может отличаться от частоты системной шины (в качестве примера можно привести уже сравнительно давно существующий «асинхронный» режим работы памяти DDR SDRAM на платформах AMD K7 с чипсетами VIA KT333/400, в которых частоты системной шины процессора и шины памяти могут соотноситься как 133/166 или 166/200 МГц). Во-вторых, ныне существуют системы, в которых само понятие «системной шины» становится условным — речь идет о платформах класса AMD Athlon 64 с интегрированным в процессор контроллером памяти. Частота «системной шины» (под которой в данном случае понимается не шина HyperTransport для обмена данными с периферией, а непосредственно «шина» тактового генератора) в этих платформах является лишь опорной частотой, которую процессор умножает на заданный коэффициент для получения собственной частоты. При этом контроллер памяти всегда функционирует на той же частоте, что и сам процессор, а частота шины памяти задается целым делителем, который может не совпадать с первоначальным коэффициентом умножения частоты «системной шины». Так, например, режиму DDR-333 на процессоре AMD Athlon 64 3200+ будут соответствовать множитель частоты «системной шины» 10 (частота процессора и контроллера памяти 2000 МГц) и делитель частоты памяти 12 (частота шины памяти 166.7 МГц). Таким образом, под «синхронной» операцией SDRAM в настоящее время следует понимать строгую привязку временных интервалов отправки команд и данных по соответствующим интерфейсам устройства памяти к частоте шины памяти (проще говоря, все операции в ОЗУ совершаются строго по фронту/срезу синхросигнала интерфейса памяти). Так, отправка команд и чтение/запись данных может осуществляться на каждом такте шины памяти (по положительному перепаду — «фронту» синхросигнала; в случае памяти DDR/DDR2 передача данных происходит как по «фронту», так и по отрицательному перепаду — «срезу» синхросигнала), но не по произвольным временным интервалам (как это осуществлялось в асинхронной DRAM).

Понятие «динамической» памяти, DRAM, относится ко всем типам оперативной памяти, начиная с самой древней, «обычной» асинхронной динамической памяти и заканчивая современной DDR2. Этот термин вводится в противоположность понятия «статической» памяти (SRAM) и означает, что содержимое каждой ячейки памяти периодически необходимо обновлять (ввиду особенности ее конструкции, продиктованной экономическими соображениями). В то же время, статическая память, характеризующаяся более сложной и более дорогой конструкцией ячейки и применяемая в качестве кэш-памяти в процессорах (а ранее — и на материнских платах), свободна от циклов регенерации, т.к. в ее основе лежит не емкость (динамическая составляющая), а триггер (статическая составляющая).

Наконец, стоит также упомянуть о «памяти с произвольным доступом» — Random Access Memory, RAM. Традиционно, это понятие противопоставляется устройствам «памяти только на чтение» — Read-Only Memory, ROM. Тем не менее, противопоставление это не совсем верно, т.к. из него можно сделать вывод, что память типа ROM не является памятью с произвольным доступом. Это неверно, потому как доступ к устройствам ROM может осуществляться в произвольном, а не строго последовательном порядке. И на самом деле, наименование «RAM» изначально противопоставлялось ранним типам памяти, в которых операции чтения/записи могли осуществляться только в последовательном порядке. В связи с этим, более правильно назначение и принцип работы оперативной памяти отражает аббревиатура «RWM» (Read-Write Memory), которая, тем не менее, встречается намного реже. Заметим, что русскоязычным сокращениям RAM и ROM — ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) и ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), соответственно, подобная путаница не присуща.

Микросхемы SDRAM: Физическая организация и принцип работы

Общий принцип организации и функционирования микросхем динамической памяти (DRAM) практически един для всех ее типов — как первоначальной асинхронной, так и современной синхронной. Исключение составляют разве что экзотические варианты, тем не менее, существовавшие еще до появления SDRAM, вроде Direct Rambus DRAM (DRDRAM). Массив памяти DRAM можно рассматривать как матрицу (двумерный массив) элементов (строго говоря, это понятие относится к логическому уровню организации микросхемы памяти, рассмотренному в следующем разделе, но его необходимо ввести здесь для наглядности), каждый из которых содержит одну или несколько физических ячеек (в зависимости от конфигурации микросхемы), способных вмещать элементарную единицу информации — один бит данных. Ячейки представляют собой сочетание транзистора (ключа) и конденсатора (запоминающего элемента). Доступ к элементам матрицы осуществляется с помощью декодеров адреса строки и адреса столбца, которые управляются сигналами RAS# (сигнал выбора строки — Row Access Strobe) и CAS# (сигнал выбора столбца — Column Access Strobe).

Из соображений минимизации размера упаковки микросхемы, адреса строк и столбцов передаются по одним и тем же адресным линиям микросхемы — иными словами, говорят о мультиплексировании адресов строк и столбцов (упомянутые выше отличия в общих принципах функционирования микросхем DRDRAM от «обычных» синхронных/асинхронных DRAM проявляются, в частности, здесь — в этом типе микросхем памяти адреса строк и столбцов передаются по разным физическим интерфейсам). Так, например, 22-разрядный полный адрес ячейки может разделяться на два 11-разрядных адреса (строки и столбца), которые последовательно (через определенный интервал времени, см. раздел «Тайминги памяти») подаются на адресные линии микросхемы памяти. Одновременно со второй частью адреса (адреса столбца) по единому командно-адресному интерфейсу микросхемы SDRAM подается соответствующая команда (чтения или записи данных). Внутри микросхемы памяти адреса строки и столбца временно сохраняются в буферах (защелках) адреса строки и адреса столбца, соответственно.

Важно заметить, что с динамической матрицей памяти связан особый буфер статической природы, именуемый «усилителем уровня» (SenseAmp), размер которого равен размеру одной строки, необходимый для осуществления операций чтения и регенерации данных, содержащихся в ячейках памяти. Поскольку последние физически представляют собой конденсаторы, разряжающиеся при совершении каждой операции чтения, усилитель уровня обязан восстановить данные, хранящиеся в ячейке, после завершения цикла доступа (более подробно участие усилителя уровня в цикле чтения данных из микросхемы памяти рассмотрено ниже).

Кроме того, поскольку конденсаторы со временем теряют свой заряд (независимо от операций чтения), для предотвращения потери данных необходимо периодически обновлять содержимое ячеек. В современных типах памяти, которые поддерживают режимы автоматической регенерации (в «пробужденном» состоянии) и саморегенерации (в «спящем» состоянии), обычно это является задачей внутреннего контроллера регенерации, расположенного непосредственно в микросхеме памяти.

Схема обращения к ячейке памяти в самом общем случае может быть представлена следующим образом:

1. На адресные линии микросхемы памяти подается адрес строки. Наряду с этим подается сигнал RAS#, который помещает адрес в буфер (защелку) адреса строки.

2. После стабилизации сигнала RAS#, декодер адреса строки выбирает нужную строку, и ее содержимое перемещается в усилитель уровня (при этом логическое состояние строки массива инвертируется).

3. На адресные линии микросхемы памяти подается адрес столбца вместе с подачей сигнала CAS#, помещающего адрес в буфер (защелку) адреса столбца.

4. Поскольку сигнал CAS# также служит сигналом вывода данных, по мере его стабилизации усилитель уровня отправляет выбранные (соответствующие адресу столбца) данные в буфер вывода.

5. Сигналы CAS# и RAS# последовательно дезактивируются, что позволяет возобновить цикл доступа (по прошествии промежутка времени, в течение которого данные из усилителя уровня возвращаются обратно в массив ячеек строки, восстанавливая его прежнее логическое состояние).

Так выглядела реальная схема доступа к ячейке DRAM в самом первоначальном ее варианте, реализованном еще до появления первых реально используемых микросхем/модулей асинхронной памяти типа FPM (Fast Page Mode) DRAM. Тем не менее, нетрудно заметить, что эта схема является достаточно неоптимальной. Действительно, если нам требуется считать содержимое не одной, а сразу нескольких подряд расположенных ячеек, отличающихся только адресом столбца, но не адресом строки, то нет необходимости каждый раз подавать сигнал RAS# с одним и тем же адресом строки (т.е. выполнять шаги 1-2). Вместо этого, достаточно удерживать сигнал RAS# активным на протяжении промежутка времени, соответствующего, например, четырем последовательным циклам чтения (шаги 3-4, с последующей дезактивацией CAS#), после чего дезактивировать сигнал RAS#. Именно такая схема применялась в асинхронной памяти типа FPM DRAM и более поздней EDO (Enhanced Data Output) DRAM. Последняя отличалась опережающей подачей адреса следующего столбца, что позволяло достичь меньших задержек при операциях чтения.

В современных микросхемах SDRAM схема обращения к ячейкам памяти выглядит аналогично. Далее, в связи с обсуждением задержек при доступе в память (таймингов памяти), мы рассмотрим ее более подробно.

Микросхемы SDRAM: Логическая организация

А пока перейдем к рассмотрению организации микросхем памяти SDRAM на логическом уровне. Как уже было сказано выше, микросхема DRAM, фактически, представляет собой двумерный массив (матрицу) элементов, состоящих из одного или нескольких элементарных физических ячеек. Очевидно, что главной характеристикой этого массива является его емкость, выражаемая в количестве бит информации, которую он способен вместить. Часто можно встретить понятия «256-Мбит», «512-Мбит» микросхем памяти — речь здесь идет именно об этом параметре. Однако составить эту емкость можно разными способами — мы говорим сейчас не о количестве строк и столбцов, но о размерности, или «вместимости» индивидуального элемента. Последняя прямо связана с количеством линий данных, т.е. шириной внешней шины данных микросхемы памяти (но не обязательно с коэффициентом пропорциональности в единицу, что мы увидим ниже, при рассмотрении отличий памяти типа DDR и DDR2 SDRAM от «обычной» SDRAM). Ширина шины данных самых первых микросхем памяти составляла всего 1 бит, в настоящее же время наиболее часто встречаются 4-, 8- и 16- (реже — 32-) битные микросхемы памяти. Таким образом, микросхему памяти емкостью 512 Мбит можно составить, например, из 128М (134 217 728) 4-битных элементов, 64М (67 108 864) 8-битных элементов или 32М (33 554 432) 16-битных элементов — соответствующие конфигурации записываются как «128Mx4», «64Mx8» и «32Mx16». Первая из этих цифр именуется глубиной микросхемы памяти (безразмерная величина), вторая — шириной (выраженная в битах).

Существенная отличительная особенность микросхем SDRAM от микросхем более ранних типов DRAM заключается в разбиении массива данных на несколько логических банков (как минимум — 2, обычно — 4). Не следует путать это понятие с понятием «физического банка» (называемого также «ранком» (rank) памяти), определенным для модуля, но не микросхемы памяти — его мы рассмотрим далее. Сейчас лишь отметим, что внешняя шина данных каждого логического банка (в отличие от физического, который составляется из нескольких микросхем памяти для «заполнения» шины данных контроллера памяти) характеризуется той же разрядностью (шириной), что и разрядность (ширина) внешней шины данных микросхемы памяти в целом (x4, x8 или x16). Иными словами, логическое разделение массива микросхемы на банки осуществляется на уровне количества элементов в массиве, но не разрядности элементов. Таким образом, рассмотренные выше реальные примеры логической организации 512-Мбит микросхемы при ее «разбиении» на 4 банка могут быть записаны как 32Mx4x4 банка, 16Mx8x4 банка и 8Mx16x4 банка, соответственно. Тем не менее, намного чаще на маркировке микросхем памяти (либо ее расшифровке в технической документации) встречаются именно конфигурации «полной» емкости, без учета ее разделения на отдельные логические банки, тогда как подробное описание организации микросхемы (количество банков, строк и столбцов, ширину внешней шины данных банка) можно встретить лишь в подробной технической документации на данный вид микросхем SDRAM.

Разбиение массива памяти SDRAM на банки было введено, главным образом, из соображений производительности (точнее, минимизации системных задержек — т.е. задержек поступления данных в систему). В самом простом и пока достаточном изложении, можно сказать, что после осуществления любой операции со строкой памяти, после дезактивации сигнала RAS#, требуется определенное время для осуществления ее «подзарядки». И преимущество «многобанковых» микросхем SDRAM заключается в том, что можно обращаться к строке одного банка, пока строка другого банка находится на «подзарядке». Можно расположить данные в памяти и организовать к ним доступ таким образом, что далее будут запрашиваться данные из второго банка, уже «подзаряженного» и готового к работе. В этот момент вполне естественно «подзаряжать» первый банк, и так далее. Такая схема доступа к памяти называется «доступом с чередованием банков» (Bank Interleave).

Модули SDRAM: Организация

Основные параметры логической организации микросхем памяти — емкость, глубину и ширину, можно распространить и на модули памяти типа SDRAM. Понятие емкости (или объема) модуля очевидно — это максимальный объем информации, который данный модуль способен в себя вместить. Теоретически он может выражаться и в битах, однако общепринятой «потребительской» характеристикой модуля памяти является его объем (емкость), выраженный в байтах — точнее, учитывая современный уровень используемых объемов памяти — в мега-, или даже гигабайтах.

Ширина модуля — это разрядность его интерфейса шины данных, которая соответствует разрядности шины данных контроллера памяти и для всех современных типов контроллеров памяти SDRAM (SDR, DDR и DDR2) составляет 64 бита. Таким образом, все современные модули характеризуются шириной интерфейса шины данных «x64». Каким же образом достигается соответствие между 64-битная шириной шины данных контроллера памяти (64-битным интерфейсом модуля памяти), когда типичная ширина внешней шины данных микросхем памяти обычно составляет всего 4, 8 или 16 бит? Ответ очень прост — интерфейс шины данных модуля составляется простым последовательным «слиянием» внешних шин данных индивидуальных микросхем модуля памяти. Такое «заполнение» шины данных контроллера памяти принято называть составлением физического банка памяти. Таким образом, для составления одного физического банка 64-разрядного модуля памяти SDRAM необходимо и достаточно наличие 16 микросхем x4, 8 микросхем x8 (это наиболее часто встречаемый вариант) или 4 микросхем x16.

Оставшийся параметр — глубина модуля, являющийся характеристикой емкости (вместимости) модуля памяти, выраженной в количестве «слов» определенной ширины, вычисляется, как нетрудно догадаться, простым делением полного объема модуля (выраженного в битах) на его ширину (разрядность внешней шины данных, также выраженную в битах). Так, типичный 512-МБ модуль памяти SDR/DDR/DDR2 SDRAM имеет глубину, равную 512МБайт * 8 (бит/байт) / 64 бита = 64М. Соответственно, произведение ширины на глубину дает полную емкость модуля и определяет его организацию, или геометрию, которая в данном примере записывается в виде «64Мx64».

Возвращаясь к физическим банкам модуля памяти, заметим, что при использовании достаточно «широких» микросхем x8 или x16 ничего не мешает поместить и большее их количество, соответствующее не одному, а двум физическим банкам — 16 микросхем x8 или 8 микросхем x16. Так различают однобанковые (или «одноранковые», single-rank) и двухбанковые («двухранковые», dual-rank) модули. Двухбанковые модули памяти наиболее часто представлены конфигурацией «16 микросхем x8», при этом один из физических банков (первые 8 микросхем) расположен с лицевой стороны модуля, а второй из них (оставшиеся 8 микросхем) — с тыльной. Наличие более одного физического банка в модуле памяти нельзя считать определенным преимуществом, т.к. может потребовать увеличения задержек командного интерфейса, которые рассмотрены в соответствующем разделе.

Модули памяти: Микросхема SPD

Еще до появления первого типа синхронной динамической оперативной памяти SDR SDRAM стандартом JEDEC предусматривается, что на каждом модуле памяти должна присутствовать небольшая специализированная микросхема ПЗУ, именуемая микросхемой «последовательного обнаружения присутствия» (Serial Presence Detect, SPD). Эта микросхема содержит основную информацию о типе и конфигурации модуля, временных задержках (таймингах, см. следующий раздел), которых необходимо придерживаться при выполнении той или иной операции на уровне микросхем памяти, а также прочую информацию, включающую в себя код производителя модуля, его серийный номер, дату изготовления и т.п. Последняя ревизия стандарта SPD модулей памяти DDR2 также включает в себя данные о температурном режиме функционирования модулей, которая может использоваться, например, для поддержания оптимального температурного режима посредством управления синхронизацией (регулированием скважности импульсов синхросигнала) памяти (так называемый «троттлинг памяти», DRAM Throttle). Более подробную информацию о микросхеме SPD и о том, как выглядит ее содержимое можно получить в нашей статье «SPD — схема последовательного детектирования», а также в серии наших исследований модулей оперативной памяти.

Тайминги памяти

Немаловажной категорией характеристик микросхем/модулей памяти являются «тайминги памяти» — понятие, наверняка так или иначе знакомое каждому пользователю ПК. Понятие «таймингов» тесно связано с задержками, возникающими при любых операциях с содержимым ячеек памяти в связи со вполне конечной скоростью функционирования устройств SDRAM, как и любых других интегральных схем. Задержки, возникающие при доступе в память, также принято называть «латентностью» памяти (этот термин не совсем корректен, и пришел в обиход с буквальным переводом термина latency, означающего «задержка»).

В этом разделе мы рассмотрим, где именно возникают задержки при операциях с данными — содержимым микросхем памяти, и как они связаны с важнейшими параметрами таймингов памяти. Поскольку в настоящем руководстве мы рассматриваем модули памяти класса SDRAM (SDR, DDR и DDR2), ниже мы рассмотрим конкретную схему доступа к данным, содержащимся в ячейках памяти микросхемы SDRAM. В этом разделе мы также рассмотрим несколько иную категорию таймингов, связанных не с доступом к данным, но с выбором номера физического банка для маршрутизации команд по командному интерфейсу модулей памяти класса SDRAM — так называемые «задержки командного интерфейса».

Схема доступа к данным микросхемы SDRAM

1. Активизация строки

Перед осуществлением любой операции с данными, содержащимися в определенном банке микросхемы SDRAM (чтения — команда READ, или записи — команда WRITE), необходимо «активизировать» соответствующую строку в соответствующем банке. С этой целью, на микросхему подается команда активизации (ACTIVATE) вместе с номером банка (линии BA0-BA1 для 4-банковой микросхемы) и адресом строки (адресные линии A0-A12, реальное количество которых зависит от количества строк в банке, в рассматриваемом примере 512-Мбит микросхемы памяти SDRAM их число составляет 2 13 = 8192).

Активизированная строка остается открытой (доступной) для последующих операций доступа до поступления команды подзарядки банка (PRECHARGE), по сути, закрывающей данную строку. Минимальный период «активности» строки — от момента ее активации до момента поступления команды подзарядки, определяется минимальным временем активности строки (Row Active Time, t_RAS).

Повторная активизация какой-либо другой строки того же банка не может быть осуществлена до тех пор, пока предыдущая строка этого банка остается открытой (т.к. усилитель уровня, содержащий буфер данных размером в одну строку банка и описанный в разделе «Микросхемы SDRAM: Физическая организация и принцип работы», является общим для всех строк данного банка микросхемы SDRAM). Таким образом, минимальный промежуток времени между активизацией двух различных строк одного и того же банка определяется минимальным временем цикла строки (Row Cycle Time, t_RC).

В то же время, после активизации определенной строки определенного банка микросхеме SDRAM ничего не мешает активизировать какую-либо другую строку другого банка (в этом и заключается рассмотренное выше преимущество «многобанковой» структуры микросхем SDRAM) на следующем такте шины памяти. Тем не менее, в реальных условиях производителями устройств SDRAM обычно здесь также умышленно вводится дополнительная задержка, именуемая «задержкой от активации строки до активации строки» (Row-to-Row Delay, t_RRD). Причины введения этой задержки не связаны с функционированием микросхем памяти как таковых и являются чисто электрическими — операция активизации строки потребляет весьма значительное количество электрического тока, в связи с чем частое их осуществление может приводить к нежелательным избыточным нагрузкам устройства по току.

2. Чтение/запись данных

Следующий временной параметр функционирования устройств памяти возникает в связи с тем, что активизация строки памяти сама по себе требует определенного времени. В связи с этим, последующие (после ACTIVATE) команды чтения (READ) или записи (WRITE) данных не могут быть поданы на следующем такте шины памяти, а лишь спустя определенный временной интервал, называемый «задержкой между подачей адреса строки и столбца» (RAS#-to-CAS# Delay, t_RCD).

Итак, после прошествия интервала времени, равного t_RCD, при чтении данных в микросхему памяти подается команда READ вместе с номером банка (предварительно активизированного командой ACTIVATE) и адресом столбца. Устройства памяти типа SDRAM ориентированы на чтение и запись данных в пакетном (Burst) режиме. Это означает, что подача всего одной команды READ (WRITE) приведет к считыванию из ячеек (записыванию в ячейки) не одного, а сразу нескольких подряд расположенных элементов, или «слов» данных (разрядность каждого из которых равна ширине внешней шины данных микросхемы — например, 8 бит). Количество элементов данных, считываемых одной командой READ или записываемых одной командой WRITE, называется «длиной пакета» (Burst Length) и обычно составляет 2, 4 или 8 элементов (за исключением экзотического случая передачи целой строки (страницы) — «Full-Page Burst», когда необходимо дополнительно использовать специальную команду BURST TERMINATE для прерывания сверхдлинной пакетной передачи данных). Заметим, что для микросхем памяти типа DDR и DDR2 параметр Burst Length не может принимать значение меньше 2 и 4 элементов, соответственно — причину этого мы рассмотрим ниже, в связи с обсуждением различий в реализации устройств памяти SDR/DDR/DDR2 SDRAM.

Возвращаясь к чтению данных, заметим, что существует две разновидности команды чтения. Первая из них является «обычным» чтением (READ), вторая называется «чтением с автоматической подзарядкой» (Read with Auto-Precharge, «RD+AP»). Последняя отличается тем, что после завершения пакетной передачи данных по шине данных микросхемы автоматически будет подана команда подзарядки строки (PRECHARGE), тогда как в первом случае выбранная строка микросхемы памяти останется «открытой» для осуществления дальнейших операций.

После подачи команды READ, первая порция данных оказывается доступной не сразу, а с задержкой в несколько тактов шины памяти, в течение которой данные, считанные из усилителя уровня, синхронизируются и передаются на внешние выводы микросхемы. Задержка между подачей команды чтения и фактическим «появлением» данных на шине считается наиболее важной и именуется пресловутой «задержкой сигнала CAS#» (CAS# Latency, t_CL). Последующие порции данных (в соответствии с длиной передаваемого пакета) оказываются доступными без каких-либо дополнительных задержек, на каждом последующем такте шины памяти (по 1 элементу за такт для устройств SDR, по 2 элемента в случае устройств DDR/DDR2).

Операции записи данных осуществляются аналогичным образом. Точно также существуют две разновидности команд записи — простая запись данных (WRITE) и запись с последующей автоматической подзарядкой строки (Write with Auto-Precharge, «WR+AP»). Точно также при подаче команды WRITE/WR+AP на микросхему памяти подаются номер банка и адрес столбца. Наконец, точно также запись данных осуществляется «пакетным» образом. Отличия операции записи от операции чтения следующие. Во-первых, первую порцию данных, подлежащих записи, необходимо подать по шине данных одновременно с подачей по адресной шине команды WRITE/WR+AP, номера банка и адреса столбца, а последующие порции, количество которых определяется длиной пакета — на каждом последующем такте шины памяти. Во-вторых, вместо «задержки сигнала CAS#» (t_CL) важной здесь является иная характеристика, именуемая «периодом восстановления после записи» (Write Recovery Time, t_WR). Эта величина определяет минимальный промежуток времени между приемом последней порции данных, подлежащих записи, и готовности строки памяти к ее закрытию с помощью команды PRECHARGE. Если вместо закрытия строки требуется последующее считывание данных из той же самой открытой строки, то приобретает важность другая задержка, именуемая «задержкой между операциями записи и чтения» (Write-to-Read Delay, t_WTR).

3. Подзарядка строки

Цикл чтения/записи данных в строки памяти, который в общем случае можно обозначить «циклом доступа к строке памяти», завершается закрытием открытой строки банка с помощью команды подзарядки строки — PRECHARGE (которая, как мы уже отмечали выше, может быть «автоматической», т.е. являться составной частью команд «RD+AP» или «WR+AP»). Последующий доступ к этому банку микросхемы становится возможным не сразу, а по прошествию интервала времени, называемого «временем подзарядки строки» (Row Precharge Time, t_RP). За этот период времени осуществляется собственно операция «подзарядки», т.е. возвращения элементов данных, соответствующих всем столбцам данной строки с усилителя уровня обратно в ячейки строки памяти.

Соотношения между таймингами

В заключение этой части, посвященной задержкам при доступе к данным, рассмотрим основные соотношения между важнейшими параметрами таймингов на примере более простых операций чтения данных. Как мы рассмотрели выше, в самом простейшем и самом общем случае — для пакетного считывания заданного количества данных (2, 4 или 8 элементов) необходимо осуществить следующие операции:

1) активизировать строку в банке памяти с помощью команды ACTIVATE;

2) подать команду чтения данных READ;

3) считать данные, поступающие на внешнюю шину данных микросхемы;

4) закрыть строку с помощью команды подзарядки строки PRECHARGE (как вариант, это делается автоматически, если на втором шаге использовать команду «RD+AP»).

Временной промежуток между первой и второй операцией составляет «задержку между RAS# и CAS#» (t_RCD), между второй и третьей — «задержку CAS#» (t_CL). Промежуток времени между третьей и четвертой операциями зависит от длины передаваемого пакета. Строго говоря, в тактах шины памяти он равен длине передаваемого пакета (2, 4 или 8), поделенного на количество элементов данных, передаваемых по внешней шине за один ее такт — 1 для устройств типа SDR, 2 для устройств типа DDR. Условно назовем эту величину «t_BL».

Важно заметить, что микросхемы SDRAM позволяют осуществлять третью и четвертую операции в некотором смысле «параллельно». Чтобы быть точным — команду подзарядки строки PRECHARGE можно подавать за некоторое количество тактов x до наступления того момента, на котором происходит выдача последнего элемента данных запрашиваемого пакета, не опасаясь при этом возникновения ситуации «обрыва» передаваемого пакета (последняя возникнет, если команду PRECHARGE подать после команды READ с временным промежутком, меньшим x). Не вдаваясь в подробности, отметим, что этот промежуток времени составляет величину, равную величине задержки сигнала CAS# за вычетом единицы (x = t_CL — 1).

Наконец, промежуток времени между четвертой операцией и последующим повтором первой операции цикла составляет «время подзарядки строки» (t_RP).

В то же время, минимальному времени активности строки (от подачи команды ACTIVATE до подачи команды PRECHARGE, t_RAS), по его определению, как раз отвечает промежуток времени между началом первой и началом четвертой операции. Отсюда вытекает первое важное соотношение между таймингами памяти:

где t_RCD — время выполнения первой операции, t_CL — второй, (t_BL — (t_CL — 1)) — третьей, наконец, вычитание единицы производится вследствие того, что период t_RAS не включает в себя такт, на котором осуществляется подача команды PRECHARGE. Сокращая это выражение, получаем:

Достаточно поразительный вывод, вытекающий из детального рассмотрения схемы доступа к данным, содержащимся в памяти типа SDRAM, заключается в том, что минимальное значение t_RAS не зависит(!) от величины задержки CAS#, t_CL. Зависимость первого от последнего — достаточно распространенное заблуждение, довольно часто встречающееся в различных руководствах по оперативной памяти.

В качестве примера первого соотношения, рассмотрим типичную высокоскоростную память типа DDR с величинами задержек (t_CL-t_RCD-t_RP) 2-2-2. При минимальной длине пакета BL = 2 (минимально возможной для DDR) необходимо затратить не менее 1 такта шины памяти для передачи пакета данных. Таким образом, в этом случае минимальное значение t_RAS оказывается равным 3 (столь малое значение t_RAS не позволяет выставить подавляющее большинство контроллеров памяти). Передача более длинных пакетов, состоящих из 4 элементов (BL = 4, t_BL = 2), увеличивает это значение до 4 тактов, наконец, для передачи максимального по длине 8-элементного пакета (BL = 8, t_BL = 4) требуемое минимальное значение t_RAS составляет 6 тактов. Отсюда следует, что, поскольку большинство контроллеров памяти не позволяют указать значение t_RAS n n-prefetch» всегда соответствует минимальная величина Burst Length, равная 2 n (n = 1 соответствует DDR; n = 2 — DDR2; n = 3 — грядущей DDR3).

Источник