Bài giảng kiến trúc máy tính chương 5 bộ nhớ chính (tiếp theo)

Bộ Nhớ Chính (2) VŨ NGỌC THANH SANG TRỊNH TẤN ĐẠT KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN ĐẠI HỌC SÀI GỊN Email: trinhtandat@sgu.edu.vn Website: https://sites.google.com/site/ttdat88 BỘ NHỚ BÁN DẪN – DYNAMIC RANDOM ACCESS MEMORY DRAM dùng n địa dồn kênh để nạp (2 lần) địa hàng địa cột vào đệm địa chỉ/ Dung lượng chip DRAM 22n × m bit Các chân tín hiệu điều khiển • RAS (Row Access Strobe): điều khiển việc nạp địa hàng • CAS (Column Access Strobe): điều khiển việc nạp địa cột • W/R = điều khiển ghi chip, W/R = điều khiển đọc chip Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gịn Kiến Trúc Máy Tính TỔ CHỨC CHIP NHỚ Cơ chế refresh DRAM • Điện tích tụ điện nhớ DRAM bị phóng điện liệu bị thay đổi • Khi đọc/ghi nhớ DRAM làm tươi tự động • Có 03 kỹ thuật làm tươi (refresh phổ biến) + Chỉ kích hoạt RAS (RAS – Only – Refresh) + Kích hoạt CAS trước RAS (CAS - Before - RAS - Refresh) + Làm tươi ẩn (Hiden – Refresh) Khoa Công Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn Kiến Trúc Máy Tính Số Cơ chế refresh DRAM ❑ Chỉ kích hoạt RAS (RAS – Only – Refresh) • Sử dụng chu trình đọc giả để làm tươi DRAM • Tín hiệu 𝑅𝐴𝑆 đặt mức tích cực để chọn hàng • Các tín hiệu 𝐶𝐴𝑆 bị cấm • DRAM đọc bên hàng vào cặp dây bit khuếch đại số liệu đọc, nhiên không truyền chúng cặp dây I/O → Số liệu không truyền đệm lối Khoa Công Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn Kiến Trúc Máy Tính Cơ chế refresh DRAM ❑ Kích hoạt CAS trước RAS (CAS - Before - RAS - Refresh) • DRAM sử dụng mạch logic làm tươi riêng • Quá trình làm tươi tự thực chíp DRAM • Địa làm tươi phát từ bên đếm địa Khoa Công Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn Kiến Trúc Máy Tính Cơ chế refresh DRAM ❑ Làm tươi ẩn (Hiden – Refresh) • Chu kì làm tươi dấu sau chu kì đọc nhớ • Bộ đếm phát địa làm tươi Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gịn Kiến Trúc Máy Tính CÁC CHẾ ĐỘ LÀM TƯƠI NHANH DRAM ❑ Chế độ trang • Địa cột thay đổi, địa hàng giữ ngun • Để khởi phát q trình đọc, mạch điều khiển kích hoạt tín hiệu 𝑅𝐴𝑆 sau kích hoạt tín hiệu 𝐶𝐴𝑆 • Trong chế độ phân trang để truy nhập ô nhớ tiếp theo, ô nhớ nằm trang tín hiệu 𝑅𝐴𝑆 khơng bị cấm, có tín hiệu 𝐶𝐴𝑆 bị cấm thời gian ngắn, sau kích hoạt trở lại ❑ Chế độ cột tinh • Tăng nhanh tốc độ làm tươi DRAM • Tín hiệu 𝐶𝐴𝑆 giữ ngun khơng đổi mức thấp • Mạch điều khiển DRAM tự phát thay đổi tín hiệu cột ❑ Chế độ Nibble ❑ Chế độ nối tiếp ❑ Chế độ đan xen Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gịn Kiến Trúc Máy Tính THIẾT KẾ MODULE NHỚ BÁN DẪN • Dung lượng chip nhớ 2n ì m ã Thit k tng dung lng Tăng độ dài ngăn nhớ (tăng m) Tăng số lượng ngăn nhớ (tăng n) Kết hợp hai (tăng m n) Qui tắc: ghép nối chip nhớ song song (tăng độ dài) nối tiếp mạch giải mã (tăng số lượng) Ví dụ ❑ Tăng độ dài từ nhớ • Cho chip nhớ SRAM 4K x bit Hãy thiết kế mô-đun nhớ 4K x bit • Giải: Dung lượng chip nhớ = 212 x bit Chip nhớ có: 12 chân địa chân liệu Mơ-đun nhớ cần có: 12 chân địa chân liệu Tổng quát • Cho chip nhớ 2n x m bit • Thiết kế mơ-đun nhớ 2n x (k*m) bit • Dùng k chip nhớ Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gịn Kiến Trúc Máy Tính Ví dụ ❑ Tăng số lượng từ nhớ • Cho chip nhớ SRAM 4K x bit Hãy thiết kế mô-đun nhớ 8K x bit • Giải: Dung lượng chip nhớ = 212 x bit Chip nhớ có: 12 chân địa chân liệu Dung lượng mô-đun nhớ = 213 x bit 13 chân địa chân liệu Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn Kiến Trúc Máy Tính Bài tập 1) Tăng số lượng từ gấp lần: Cho chip nhớ SRAM 4K x bit Thiết kế mô-đun nhớ 16K x bit Gợi ý: Dùng mạch giải mã -> 2) Tăng số lượng từ gấp lần: Cho chip nhớ SRAM 4K x bit Thiết kế mô-đun nhớ 32K x bit Gợi ý: Dùng mạch giải mã -> 3) Thiết kế kết hợp: Cho chip nhớ SRAM 4K x bit Thiết kế mô-đun nhớ 8K x bit Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gịn Kiến Trúc Máy Tính THANK YOU FOR YOUR ATTENTIONS Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gịn Kiến Trúc Máy Tính