_Khi cần truy xuất đến 1 địa chỉ nhớ bất kì Memory Controler sẽ gửi các tín hiệu RAS và CAS tương xứng đến Chip nhớ tương ứng với dữ liệu cần lấy.. 2.Cách thức truy cập chip nhớ.[r]
(1)I/Định Nghĩa 1, Định nghĩa Ram
Ram (Random Access Memory ) nhớ truy cập ngẫu nhiên Khác với truy cập Có thể lấy ví dụ có 100 nhớ đánh địa từ đến 100 Với cách truy cập muốn lấy liệu từ ô nhớ thứ 99, cần phải truy cập từ ô nhớ thứ 1,2,3…….cho đến ô nhớ thứ 99 Nhưng với phương thức truy cập ngẫu nhiên, truy cập đến ô nhớ thứ 99 mà không cần phải qua ô nhớ trước
Có loại Ram SRAM ( Static Ram ) hay gọi Ram tĩnh DRAM ( Dynamic RAM) hay gọi RAM động
SRAM loại Ram ko cần phải refesh mà liệu không bị Do dung lượng lớn đắt tiền
Trong DRAM cần phải refresh thường xuyên (Hàng triệu lần giây ) để đảm bảo liệu lưu trữ không bị
Cả SRAM DRAM bị liệu sau tắt máy Để hiểu rõ trình refresh ta nhìn vào hình sau :
2,Nhiệm vụ RAM :
Ram nơi hệ điều hành,ứng dụng lưu trữ data để CPU nhanh chóng truy xuất Tăng dung lượng Ram đồng nghĩa với việc giảm số lần CPU phải lấy liệu từ Hard Disk, trình nhiều thời gian đọc liệu trực tiếp từ RAM
(Thời gian truy xuật RAM tính = ns thời gian truy xuất HD tính = mili s )
Máy tính cá nhân cần lượng RAM định cho ứng dụng,càng nhiều ứng dụng bạn mở, luonwjg RAM cần dung nhiều Vậy điều xảu RAM đầy Rất may hệ điều hành thiết kể để xử lí trường hơpnj Khi Ram gần đầy hệ điều hành lấy bớt phần liệu từ RAM ghi vào ổ cứng, thường phần dung Phần HD dung để ghi liệu tạm thời gọi PAGE FILE hay SWAP FILE dịch sang tiếng việt có nghĩa “Tập tin tráo đổi”.RAM khơng bị đầy giá phải trả việc hệ thống hoạt động í ạch CPU phải lấy nhiều liệu từ ổ cứng
(2)3,Các định nghĩa khác :
SIMM : Single Inline Memory Module loại nhớ dung máy tính cổ, gồm loại 30 pin 72 pin Nhiều người cho SIMM loại Module RAM có mặt ( Single Side) khơng hẳn vần có loại SIMM double sides Bus width loại RAM 32 bit
DIMM : Double Inline Memory Module loại nhớ máy tính ngày Được biết đến với DIMM 168 pin (SDR-SDRAM hay cịn gọi SDRAM) 184pin (DDR-SDRAM DDR1) loại 240pin (DDR2-SDRAM hay biết đến DDR2 ) ngồi cịn có loại khác 72 144 pin 200 pin (SODIMM cho laptop).Bus width DIMM 64 bit khác biệt DIMM SIMM SIMM single side DIMM double sides nhiều người nghĩ
SDR-SDRAM : Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM loại chip RAM chuyển bit liệu xung nhịp.Được sử dụng rộng rãi từ năm 1990 Chi tiết SDRAM đề cập viết sau
DDR-SDRAM: Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM loại chip RAM truyển liệu mặt lên xuống xung nhịp Hay nói cách khác xung nhịp DDR-SDRAM truyển bit liệu Đây gọi Double Pump
DDR2-SDRAM : Thế hệ sau DDR với tốc độ từ 400MHZ trở lên module có 240 pin.
RAMBUS: Là loại RAM tốc độ cao tử 400 – 800MHZ bus width lại 16 bit.Hay gọi RDRAM ( Rambus Dynamic Ram )
ECC : Error Correction Code Code tuân theo luật định có khả phát sửa lỗi xung nhịp Có loại code Hamming code, Reed-Solomon code, Reed-Muller code, Binary Golay code, convolutional code, Turbo code nhiều Code khác Được sử dụng DIMM thiết bị lưu trữ cao cấp Một ECC đơn giản sửa 1bit lỗi phát bit lỗi khác số ECC khác sửa phát nhiều bit lỗi đồng thời ECC DIMM đắt tiền sử dụng hệ thống máy chủ địi hỏi độ xác cao cho liệu lưu trữ Cần phân biệt ECC với Registered hay Buffered RAM
Memory Cell : Cịn gọi nhớ bao gồm transistor Capacitors thể trạng thái Transistor đóng vai trị cơng tắc để chuyển đổi trạng thái này.Có cổng Data in Data out Write Enable ( Mặc định tắt mở chuyển từ chế độ Read sang Write lúc liệu nạp vào )
Memory Chip: Là tập hợp nhiều Row (Hàng) Column(Cột) Tưởng tượng Memory Chip bảng tính Excel mội location Các Row Column có địa riêng.Trong Location gồm nhiều Memory Cell
Memory Bank: Tập hợp Memory Chip để đồng thởi cung cấp đủ bit liệu tương xứng với bus liệu CPU
3 khái niệm làm rõ phần viết I/Cách thức truy cập RAM
(3)_RAS ( Row Address Strobe ) Là tín hiệu để xác định địa nhớ theo hàng. _CAS ( Column Address Strobe) tín hiệu để xác định địa nhớ theo cột.
_Address Bus đường truyền tín hiệu RAS Cas.
_Data Bus đường truyền liệu Memory Controler chip nhớ.
_Khi cần truy xuất đến địa nhớ Memory Controler gửi tín hiệu RAS CAS tương xứng đến Chip nhớ tương ứng với liệu cần lấy
2.Cách thức truy cập chip nhớ
_Tín hiệu RAS Mem Control truyền theo Address bus
_Khi RoW Addr Latch nhận tín hiệu RAS Nó chuyển tín hiệu sang Row Address Decoder ( Bộ phận giải mã địa nhớ theo hàng) để giải mã địa Row cần truy xuất
_Row kích hoạt
_Sau tín hiệu CAS gửi đến Column Address Latch tương tự Column cần truy xuất kích hoạt
_Mặc định Write Enable Deactived ( Ko có hình vẽ ) liệu đọc theo Data Bus Memory Controler
_Nếu Write Enable Active liệu ghi
(4)sau
3, Dung lượng RAM tối đa Memory Bank
(5)đánh dấu địa nhớ 32bit Tức có 2^32 địa nhớ đánh dấu quản lí 2^32 = 4294967296 ~ 4Gb địa nhớ Tương ứng với địa nhớ 8bit (x8) Như lượng Ram tối đa mà hệ thống 32 bit có 4Gb * = 4GB Đối với hệ điều hành 64 bit kết hợp với hệ thống 64 bit có khả đánh dấu quản
lí địa nhớ 64bit Tức lượng Ram tối đa có 4GB*2^32 (do 2^64 gấp 2^32 2^32 lần ) Một số thật khủng khiếp phải không Chuẩn location ( địa nhớ) ứng với 8bit IBM đưa Nhưng sau có chip x16 nên lượng RAM tối đa với hệ thống 32bit lý thuyết cao 4GB nhiều thực
tế với 4GB khó kiếm dc BIOS hỗ trợ
Với Chip RAM có kí hiệu 32M x hiểu 32M có 32 triệu location (32M) location bit (x8) nên chip RAM có dung lượng 32Mbyte Tương tự với kĩ hiệu khác 16Mx16 64M x
Có thể thắc mắc, Data Bus width Ram 64 bit Tương xứng với địa nhớ bit Vậy làm mà CPU tận dụng 64 bit bus width này.1 Module RAM gồm nhiều chip Trong chip hợp lại tạo thành Bank ( loại chip x8) 16 chip hợp thành Bank (đối với loại chip x4) chip hợp thành
BANK loại x16 Đây hình minh họa cho BANK chip x8
Khi cần nạp liệu CPU nạp toàn liệu vào Bank Như 64 bit liệu phân chip x8 Trên VD để làm rõ chức Bank Trên thực tế SDRAM(ko phải SDR-SDRAM đâu nha) chip có khoảng 60 pin Ngồi pin cho địa chỉ, điều phối điện tiêu thụ 16 pin để truyền liệu Như
4 Chip đủ hợp thành BANK để lấp đầy 64 bit liệu cho CPU 4.Single Channel Dual Channel
Ở chế độ Single Channel có Bank truy cập vào thời điểm Nhưng chế độ Dual Channel có tới Bank DIMM khác truy cập lúc Điều làm cải thiện băng thơng
tồn hệ thống.Có thể tham khảo thêm Dual Channel viết Enrique
Cách tính băng thơng RAM :
_Ở chế độ Single Channel : Sẽ có BANK truy xuất thời điểm Data Bus Width 64 bit Như
BandWidth = Bus Speed * Bus Width/8 = Bus Speed * 64/8 = Bus Speed *8 (Sở dĩ chia Bus width tính theo đơn vị Bit cịn BandWidth lại tính theo đơn vị MB/s 1byte = bit)
VD: Với DDR-SDRAM 400 MHZ BandWidth = 400 * 64/8 = 3200MB/s mà người ta cịn kí hiệu PC3200
_Ở độ Dual Channel : Sẽ có BANK DIMM khác truy xuất lúc Lúc Bank sẽ mở kênh Mem Controler Mỗi kênh có BandWidth 64 bit tổng BandWidth toàn hệ thống
(6)Lúc BandWidth = Bus Speed * 128/8 = Bus Speed * Phần : Memory Timming.
III/ Memory Timing
Chúng ta thường nghe người nhắc đến RAM Timings kiểu 2-2-2-5-1T hay 3-3-3-8-2T tiêu chí để chọn RAM dân OverClocker Vậy thực chất số có ý nghĩa
Cas Latency (TCL) (Số thứ 1) : Là khoảng thời gian ( tính theo cycle) từ CAS Active dữ liệu bắt đầu truyền Data Bus Chính mà coi số quan trọng Để hiểu rõ
hơn Cas Latency nhìn hình sau :
NOP No Operation ( khơng hoạt động) Vì xen kẽ lệnh READ lại kèm theo NOP Lý đơn giản tốc độ CPU thường cao so với tốc độ xử lí RAM Chính mà lệnh READ CPU phải chèn theo lệnh No Operation để RAM có thời gian xử lí cung cấp đủ liệu trước tiếp nhận lệnh
mới
(7)Ras precharge time (TRP) (Số thứ 3): Trước chip RAM đời cũ sau lần Row active sẽ bị deactived phải sau khoảng vài cycle để precharge active trở lại Row khác
được active Nhưng chip RAM có thêm chế độ FAST PAGE MODE Với FPM Row active liệu cần nằm Row khác Lúc RoW deactive Và Row chứa liệu
cần phải khoảng thời gian precharge trước actived Đay TRP
(8)Đây latency quan trọng ngồi cịn có nhiều timing RAM khác không đề cập Mỗi RAM có số mặc định nhà sản xuất đưa nhằm đảo bảo RAM hoạt động ổn định
được ghi vào SPD EEPROM BIOS mặc định nhận số tự động Dĩ nhiên thay đổi timing BIOS hỗ trợ việc thay đổi kinh nghiệm dẫn đến hỏng RAM hệ thống hoạt
động không ổn định