Karel Johanovský Michal Bílek SPŠ-JIA
Operační p p paměť
1
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
P ěti - úvodem Paměti ú d • Paměti můžeme dělit dle různých kritérií: – podle přístupu k buňkám paměti – podle možnosti změny dat – podle technologie realizace paměťové buňky nebo technologie výroby – podle organizace paměti – a podle řady dalších kritérií
• Primárně paměti dělíme do dvou skupin na paměti: – ROM (Read Only Memory) – RWM (Read Write Memory) 2
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
P ěti - úvodem Paměti ú d • •
Aby bylo možné paměť použít jako paměť operační, musí umožňovat čtení i zápis RWM Častěji však vidíme označení RAM (Random Access Memory) − Takto se ale obecně označuje libovolná (polovodičová) paměť, paměť do které je možno libovolně přistupovat a cokoli měnit − Po ztrátě napětí (výpadku proudu) se veškeré informace v ní uložené ztratí − Jedná se o paměti, které jsou energeticky závislé – říkáme že paměť je tzv. volatilní
3
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
P ěti - úvodem Paměti ú d • Podle principu rozdělujeme na:
činnosti
tuto
paměť
– Statickou (Paměťová buňka SRAM je realizována jako bistabilní klopný obvod, tj. obvod, který se může nacházet vždy v jednom ze dvou stavů, které určují, zda v paměti je uložena 1 nebo 0) – Dynamickou (V paměti DRAM je informace uložena pomocí elektrického náboje na kondenzátoru. Tento náboj má však tendenci se vybíjet, aby nedošlo ke ztrátě uložené i f informace, j nutné je t é periodicky i di k provádět ádět tzv. t refresh, tj. oživování paměťové buňky) 4
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
SRAM vs. DRAM - princip i i
SRAM
vs.
DRAM
5
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
M lá odbočka Malá db čk - paměť ěť typu t ROM • Paměti typu ROM jsou paměti, u kterých jsou data trvale uložena • Jedná se tedy o statické, energeticky nezávislé paměti, paměti určené pouze ke čtení • Data jsou v nich uložena přímo výrobcem. Existují však varianty, varianty u kterých lze informaci do paměti uložit až podle přání uživatele • Například paměti typu – PROM – EPROM – EEPROM (Flash) 6
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
DIPP – Dual D l Inline I li Pin Pi Package P k • Byly to obyčejné integrované obvody osazené přímo na základní desce nebo rozšiřující kartě v paticích • Jejich kapacita byla 256Kb. 256Kb Šířka datového přenosu byla 1 až 4 bity
7
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
DIPP – Dual D l Inline I li Pin Pi Package P k AST Rampage AT – RAM Karta s paměťovými čipy DIPP
8
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
SIPP – Single Si l Inline I li Pin Pi Package P k • • • •
Druhá generace pamětí DRAM Datová šířka 8-bitů 8 bitů Typické kapacity: 256kB, 1MB, 4MB Měl 30 pinů Měla i ů podél dél jednoho j d h okraje, k j což ž odstranilo potřebu každý DRAM čip namontovat t t individuálně i di id ál ě • Montovaly se především do počítačů 80286 a 80386SX • Tento typ paměti, se příliš neuchytil kvůli vývodům, které se často ohýbaly a lámaly 9
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
SIPP – Single Si l Inline I li Pin Pi Package P k
10
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
SIMM - Single g Inline Memoryy Module • V podstatě totožné jako moduly SIPP, ale došlo k vylepšení konektoru • Vyráběla se ve dvou provedeních – 30 pinová s datovou šířkou 8 bitů – 72 pinová s datovou šířkou 32 bitů
11
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
SIMM - Single g Inline Memoryy Module ALR – RAM K Karta t osazená á paměťovými ěť ý i moduly d l SIMM
12
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
DIMM - Dual In-line Memoryy Module • DIMM postupně nahrazuje SIMM, převládat začal s tím, jak se zvětšoval podíl Intel Pentia na trhu • Hlavní rozdíl mezi SIMM a DIMM, DIMM je ten, ten že DIMM má samostatné elektrické kontakty na každé straně modulu, modulu zatímco kontakty na SIMM jsou nadbytečně po obou stranách • Dalším rozdílem je, že standardní SIMM moduly jsou 32bitové, 32bitové zatímco DIMM jsou 64bitové 13
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
DIMM - Dual In-line Memoryy Module • Paměťové moduly DIMM se dále dělí na: – – – – – –
168 pinové SDR 184 pinové DDR 240 pinové DDR2 240 pinové DDR3 72 p pinové SO-DIMM ((32bitové)) 144 pinové SO-DIMM (64bitové)
Nyní stručně pár slov ke každému typu
14
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
SDR - Synchronous y Dynamic y Random Access Memory • Podle rychlosti: – PC66 SDRAM na frekvenci 66 MHz MHz, maximální propustnost 533 MB/s – PC100 SDRAM na frekvenci 100 MHz, maximální propustnost 800 MB/s – PC133 SDRAM na frekvenci 133 MHz, maximální i ál í propustnost t t 1066 MB/s MB/ – PC150 SDRAM na frekvenci 150 MHz, maximální propustnost 1200 MB/s
• Podle napájení: – 5 V Některé SDRAM pracují na dvojím napětí 3,3/5 V – 3,3 V Standardní SDRAM 15
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
SDR - Synchronous y Dynamic y Random Access Memory • Podle CAS latence: – CL 1 (nejrychlejší) – CL 2 – CL 3 (nejpomalejší)
• Typická kapacita od 16 MB do 512 MB CAS (Column Address Strobe) Latency – D Doba b mezii tím tí než ž paměťový ěť ý řadič ř dič (controller) ( t ll ) požádá paměťový modul o data uložená na nějaké jeho adrese do doby než se tato data objeví na výstupních pinech paměťového modulu 16
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
SDR - Synchronous y Dynamic y Random Access Memory
17
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
DDR Double DDRD bl Data D t Rate R t RAM • Dosahuje vyššího výkonu než předchozí typ SDRAM tím, že přenáší data na obou koncích hodinového signálu • Tento přístup zvyšuje efektivní výkon téměř dvakrát bez nutnosti zvyšování frekvence sběrnice • DDR paměti na 100 MHz jsou tedy přibližně stejně rychlé jako SDR paměti na 200 MHz • Podle specifikace JEDEC jsou paměti DDR napájeny napětím 2,5 V nebo 2,6 V 18
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
DDR Double DDRD bl Data D t Rate R t RAM • Někteří výrobci dodávají na trh pro náročnější zákazníky paměťové moduly testované a schopné pracovat na větším napětí p - p pro lepší p p přetaktování a stabilitu nebo naopak nižším napětí pro nižší spotřebu p • Paměťové moduly DDR mají 184 pinů a zámek, který zaručuje správnou instalaci do paměťového slotu na základní desce • Nejsou kompatibilní s SDRAM (mají pouze 168 pinů), ani s DDR2 (240 pinů) 19
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
DDR Double DDRD bl Data D t Rate R t RAM
20
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
DDR2 – Double Data Rate 2 RAM • Tato technologie se používá pro vysokorychlostní ukládání pracovních dat • Hlavní rozdílem mezi DDR a DDR2 moduly je v tom, tom že sběrnice, sběrnice kterou DDR2 paměťové moduly používají, je taktována na dvojnásobku rychlosti paměťové buňky • Z praktického hlediska můžeme říct, že čtyři slova dat mohou být přenesena během jednoho cyklu paměťové buňky • Stručně řečeno DDR2 dokáže efektivně pracovat na dvojnásobku rychlosti DDR 21
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
DDR2 – Double Data Rate 2 RAM • Pracují při standardním napětí 1,8 V až po nestandardní a rizikové 2,4 V • Mnoho pamětí zvládá napětí v rozpětí 1,8 – 2,2 2 2 V pak může dojít k poškození • Časování mají podle frekvence a to od CL4 po CL7 • Při dané frekvenci se podle časování mění odezva • Pro použití v počítačích jsou DDR2 SDRAM dodávány d dá á v DIMM modulech d l h s 240 vývody 22
DDR2 – Double Data Rate 2 RAM Propusttnost
Označení modulu u
Časování
Počet přenesený ých dat během sekundy s
Doba cy yklu
I/O takt sběrnice
Takt pam měti
Standarrdní označ čení
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
DDR2400
100 MHz
10 ns
200 MHz
400 milionů
CL4-5
PC23200
3,2 GB/ s
DDR2DDR2 533
133 MHz
7,5 ns
266 MHz
533 milionů
CL4
PC2PC2 4200
4,266 4 266 GB/s
DDR2667
166 MHz
6 ns
333 MHz
667 milionů
CL4-5
PC25300
5,333 GB/s
DDR2800
200 MHz
5 ns
400 MHz
800 milionů
CL3-6
PC26400
6,4 GB/ s
DDR2DDR2 1066
266 MHz
3,8 ns
533 MHz
1,066 1 066 miliard
CL5-7
PC2PC2 8500
8,533 8 533 GB/s 23
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
DDR2 – Double Data Rate 2 RAM
24
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
DDR3 – Double Data Rate 3 RAM • DDR3 neboli Double Data Rate 3 SDRAM je evoluční nástupce operační paměti DDR2 • Hlavní rozdíl mezi DDR2 a DDR3 je v rychlosti pamětí – Počáteční 400 MHz proti 1,066 1 066 GHz – Nejvyšší 1,2 GHz proti 2,133 GHz – Už jsou ohlášeny přes 2,4 GHz
• Standardní napětí určené standardem JEDEC bylo sníženo z 1,8 1 8 na 1,5 15V • Bohužel ve skutečnosti většina pamětí potřebuje napětí mezi 1,65 1 65 a 1,8 18V 25
DDR3 – Double Data Rate 3 RAM Propus stnost
Časová ání
Označe ení modulu
ných Počet přenese p dat běh hem sek kundy
I/O taktt sběrnic ce
Doba cyklu c
Takt pa aměti
Standa ardní ozn načení
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
DDR3 -800
100 MHz
10 ns
400 MHz
800 milionů
CL5CL5 6
PC3PC3 6400
6,4 6 4G B/s
DDR3 -1066
133 MHz
7 5 ns 7,5
533 MHz
1,066 miliard
CL68
PC38500
8,533 GB/s
DDR3 -1333 1333
166 MH MHz
6 ns
667 MH MHz
1,333 miliard ili d
CL710
PC310600
10,66 7 GB/ s
DDR3 -1600 1600
200 MHz
5 ns
800 MHz
1,6 miliard
CL811
PC312800
12,8 GB/s 26
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
DDR3 – Double Data Rate 3 RAM
27
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
SO-DIMM - Small Outline Dual Inline Memory Module Zmenšené moduly DIMM, hlavní využití pro notebooky, high high-end end tiskárny, routery, apod…
28
Paměti SRAM vs. DRAM ROM DIPP SIPP SIMM DIMM SDR DDR DDR2 DDR3 SO-DIMM
SO-DIMM - Small Outline Dual Inline Memory Module
29
DOTAZY K VĚCI ? POKUD NE, NE TAK DĚKUJI ZA POZORNOST
30
