ASGHARASGHARASGHARASGHARASGHARASGHARهرOOONOOONOOONOOONOOONOOON کامپیوتر خواه مایه الکترونیکی از ذهن ی رم (RAM) روزی می برد. رم را می نبوغ به صورت یکپارچه درون پردازنده خواه در برد مداری جداگانه روی جهیز در دید گرفت. بوسیله هرحال، کامپیوترها عاری استفاده از حافظه ی رم هیچگاه کارایی ندارند. رم یکی از شاهکارهای مهندسی محسوب می شود که در پایه ای ترین سطوح ساختاری، دستاوردهای جالبی دارد. تولید انبوه این قطعه ی باطراوت افزاری نیز هرسال در حجم زیادی انجام می شود و هر ساله حزن شاهد رشد فناوری ها و توان های آن هستیم. میلیاردها ترانزیستور روی ماژول رم راحتی دارد؛ اما این قطعه، عزب چند وات صاعقه استفاده می بطی ء که خویشتن دستاورد الکترونیکی جذابی محسوب می شود. درنهایت، همین اهمیت و ساختار جالب رم باعث می شود تا معاینه زیرساخت آن جذاب بشود. درادامه ی این مطلب زومیت، آناتومی رم را درون سطوح گوناگون وارسی می کنیم.کاربرد مهیب رم
پردازنده ها حاجت به دسترسی سریع به داده و دستورالعمل های پردازشی دارند. آن ها برای مدیریت عملکرد نرم افزارها، باید بوسیله منابع مناسب دسترسی محسوس کنند. به علاوه، دسترسی باید بوسیله گونه ای باشد که چنانچه درخواست تصادفی و غیر منتظره ای بخاطر دسترسی به داده ارسال شد، عملکرد طاسی دچار شاق نشود؛ به همین دلیل، رم (مخفف Random Access Mempry یا حافظه ی دسترسی تصادفی) شکوه اضافی برای کامپیوتر دارد.
حافظه های رم به دو سنخ استاتیک و داینامیک (ایستا و پویا) انشعاب می شوند که با نام های SRAM و DRAM می شناسیم. حافظه های رم ایستا فقط درون در پردازنده ها (حافظه های کش) استفاده می شوند. تو این مطلب، تنها حافظه های پویای DRAM را تجسس می کنیم. برای اولین بخش، ابتدا بوسیله این سؤال های حیاتی پاسخ می دهیم: DRAM را چگونه در کامپیوتر شخصی محسوس کنیم؟ DRAM چگونه امر می کند؟
حجم یدکی از حافظه ی رم درکنار پردازندهقرار دارد که به اشتهار حافظه ی سیستمی (System Memory) شناخته می شود. البته بهتر است آن را حافظه ی پردازنده ی مرکزی یا CPU Memory بنامیم؛ در مقابل به عنوان حافظه ی اصلی برای امر روی داده ها و دستورالعمل ها در پردازنده استفاده می شود.
همان طورکه تو تصاویر ماژول رم مشاهده می شود، DRAM روی بردهای مداری کوچکی نصب می شود که هرکدام ازطریق درگاهی اختصاصی، بوسیله مادربرد کامپیوتر همواره می شوند. هریک از بردها به صیت DIMM خواه UDIMM شناخته می شوند که مخفف dual inline memory module هستند (حرف U در UDIM عبارت unbuffered را بوسیله آن تکثیر می نرم). درادامه، هریک از کلمه ها را شرح می دهیم. فعلا بدانید واضح ترین و پدیدار ترین حافظه ی رم در کامپیوترهای شخصی همین ماژول ها هستند. حافظه ی رم لزوما به سرعت بسیار زیادی نیاز ندارد؛ اما کامپیوترهای شخصی مدرن امروزی برای هماهنگی و مدیریت بهتر اپلیکیشن های حرفه ای با فرایندهای پردازشی بی شمار، احتیاج به حجم زیاد و البته سریعی از حافظه ی تصادفی دارند.
قطعه ی دیگری که نیاز بوسیله فضای حافظه ی زیادی دارد، کارت گرافیک است. کارت های گرافیک به حافظه ی DRAM مجزا نیازمند هستند؛ چون رندر سه بعدی با دسترسی و نگاشتن داده های بی شمار همراه می شود. این نوع از DRAM برای عملکرد درون قانون ای تقریبا متفاوت برنامه ریزی می شود که اندکی با ذهن ی رم سیستمی، تفاوت دارد. همان طورکه درون شمایل زیر می بینید، داخل دوروبر پردازنده ی گرافیکی، ۱۲ قطعه ی الکترونیکی سریر حضور دارد که همان تراشه های DRAM هستند. این حافظه ها درون انواع مختلفی تولید می شود که می توان بوسیله GDDR5 و GDDR5X و GDDR6 اشاره کرد که در پاره های بعدی آن ها را تطویل می دهیم. درنهایت، کارت های گرافیکی به حافظه ی رم زیادی به کمیت ی پردازنده ی مرکزی احتیاج ندارند؛ ولی آن ها نیز با هزاران مگابایت حافظه عرضه می شوند.
لزوما تمامی قطعات رقیق افزاری کامپیوتر شخصی به حجم یدکی از ذهن ی رم نیاز ندارند. بوسیله نشانی مثال، هارد درایو با مقدار کمی رم فعالیت های خود را بوسیله دهش انجام می دهد. به صورت میانگین، هارد درایوها از ۲۵۶ مگابایت رم بهره می برند که پیش از نگاشتن داده روی درایو، آن ها را گروه بندی می کند.
در تمثال زیر، برد مداری درایو HDDرا داخل سمت چپ و برد SSD را در جانب راست مشاهده می کنید. در هر دو بخش، رم با چهارگوش سرخ رک شده است. همان طورکه می بینید، در درایو ذخیره سازی، تنها یک تراش برای رم داریم؛ در برابر ۲۵۶ مگابایت احتیاج به فضای زیادی ندارد و با قطعه ی سیلیکونی طاق می توان آن را برای درایو پس انداز سازی تأمین کرد.
توضیحات مذکور علامت عدالت که هر قطعه خواه کالا جانبی با کاربردهای پردازشی به رم نیاز دارد؛ درنتیجه، در اکثر قطعات کامپیوتر شخصی می قابلیت اثری از رم مشاهده کرد. به عنوان مثال، کنترلرهای SATA و PCI Express احتیاج بوسیله تراش های کوچک و محدود DRAM دارند. ابزارهای رابط شبکه و کارت های صوتی نیز از این قطعه نصیب می برند. حتی پرینترها و اسکنرها غصه حافظه ی DRAM دارند. شاید درنگاه اول، همین عین که DRAM داخل همه ی قطعات قرار دارد، آن را به تجهیزی نه چندان جذاب تبدیل کند؛ ولی وقتی به زیرساخت آن نگاه می کنیم، متوجه جذابیت های عملکردی می شویم.
مطالعه قطعات ریز موجود درون تراش
مهندسان الکترونیک برای بررسی و تغییر عمیق تو محصولات نصف هادی خود، ابزارهای خاصی دارند که دردسترس دبیر ی مقاله ی سخت افزاری حلق (مانند میکروسکوپ الکترونی)؛ درنتیجه نمی توان تراشه ی اصلی DRAM را شکافت و اجزای داخلی آن را به استراحت مشاهده کرد. بوسیله هرحال، برخی از کارشناسان با یکروز برداری از همان ابزارها، تصاویر نکته سنج و مفیدی را از ساختار خراش منتشر کرده اند.
درون نگاه اولیه به ساختار سطحی تراشه ی رم، تصویری مشابه با مجموعه ای از مزرعه های ذرت را مشاهده می کنیم که با راه هایی به اندوه متصل شده اند. نکته ی جالب اینکه این برداشت ابتدایی نفاق چندانی با عملکرد اصلی تراشه ندارد. محدوده هایی که داخل تراشه ی رم می بینید، به جای ذرت خواه غله عموما از دو قطعه ی الکترونیکی تشکیل می شوند: سوئیچی درون فرمت MOSFET (مخفف Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) و ساختار ذخیره سازی که خزانه دار شیاری فراهم می کند.
اختلاط دو قطعه ی الکترونیکی بخشی به معروفیت سلول حافظه (Memory Cell) را ابداع می کنند و هریک، یک بیت داده را درون خویشتن نگه می دارند. تو نمودار زیر، تصویر کلی و ابتدایی از ساختار سلول حافظه را مشاهده می کنید؛ البته قطعا مهندسان الکترونیک تفسیر و نمای بهتری از آن می شناسند.
خطوط آبی و سبز اتصال هایی را علامت می دهند که ولتاژ را به MOSFET و خزانه دار ارسال می کند. این اتصال ها برای نگاشتن و خواندن داده در مناسبت با سلول ذهن استفاده دارند. شیار عمودی (Bit line) ابد مطلع کوشا می شود. خزانه دار شیاری رفتاری مثل به سطل دارد که با بار الکتریکی لبالب می شود. حالت پر یا خالی بودن آن وضعیت یک بیت داده را علامت می دهد که صفر به معنای خالی وجود داشتن و یک بوسیله معنای پربودن خواهد حیات. با وجود تکاپو های زیاد مهندسان، خزانه دار ها توانایی حفظ کردن بار در کامل مدت را ندارند و با گذشت زمان، خازن خالی می شود.
چالش یادشده بدین معنا خواهد بود که هر سلول حافظه باید درون اطراف ی زمانی منظم، تازه شود که عموما بازه ی ۱۵ تا ۳۰ بار در وقت خواهد بود. طولانی فرایند بسیار سریع العمل خواهد بود و داخل مدت چند نانوثانیه، مجموعه ای از سلول ها عملیات را انجام می دهند. متأسفانه تعداد زیادی سلول تو هر تراش ی DRAM بود دارد و حافظه نمی تواند در زمان پرشدن دوباره شارژ، عملیات نگاشتن یا خواندن انجام دهد. تصویر زیر، نحوه ی یکدلی سلول های متعدد را ارائه می دهد.
یک حروف تمام از سلول های حافظه بوسیله صیت ورق (Page) شناخته می شود و طول آن ها در انواع رم با پیکربندی های متنوع تفاوت دارد. ورقه ی بلندتر بیت های بیشتری خواهد داشت؛ اما نیروی صاعقه بیشتری بی آرامی بخاطر مدیریت آن نیاز خواهد بود. بوسیله همین ترتیب، صفحه های کوچک تر مصرف و قابلیت ذخیره سازی کمتری دارند.
عامل دیگری غم در فرایند عملکردی خراش ی رم باید درون نظر گرفته شود: وقتی داده روی تراشه ی DRAM نوشته یا از روی آن خوانده می شود، اولین مرحله ی فرایند فعال کردن صفحه ی کامل خواهد بود. سطر بیت ها (کلکسیون ای از صفر و یک) درون اندکی بوسیله شهرت Row buffer ذخیره می شود که خود کلکسیون ای از آمپلی فایرها و Latch هستند و درواقع، حافظه ی بیشتری عرضه نمی کنند. درنهایت، ستون مدنظر سیستم فعال می شود تا داده ی مرتبط را از بافر بخواند.
اگر ورقه ها بسیار کوچک باشند، هر ستون باید در دور ه های متناوب رطوبت برای پاسخ به نیازهای داده ای فعال شود. درمقابل، صفحه ی بزر گ تر مدخل های بیشتری را پوشش می دهد و داخل پرگیر های تناوب مبصر تری کوشا می شود. سیلندر های ارشد حاجت به نیروی برق بیشتری دارند و پایداری کمتری هم ارائه می کنند؛ اما بزرگ تربودن صفحه درنهایت مزیت محسوب می شود.
ترکیب کردن ورق ها منجر بوسیله ساخت المانی بوسیله اشتهار بانک (Bank) تو DRAM می شود. شبیه به روندی که در ورق ها داشتیم، ابعاد و نحوه ی چینش سطرها و استوانه ها در سلول ها نیز جلال بسیاری در ظرفیت بازپسین ذخیره ی داده داخل ذهن دارند. به علاوه، عوامل دیگر همچون سرعت و مصرف نیرو و موارد مثل نیز مافوق تأثیر خواهند بود.
جانمایی متداول در ورق ها شامل ۴۰۹۶ سطر و ۴۰۹۶ سیلندر می شود؛ درنتیجه، هر بانک ظرفیت پس انداز سازی ۱۶،۷۷۷،۲۱۶ بیت یا دو مگابایت دارد. البته تمامی تراشه های DRAM از بانک با ساختار لزوما مربعی بهره نمی برند؛ از طرف طولانی تربودن ورق ها برای آن ها بهتر خواهد بود. به نشانی مثال، جانمایی ۱۶،۳۸۴ خوش نویسی و ۱،۰۲۴ استوانه هم دو مگابایت حافظه ی ذخیره سازی را به همراه دارد؛ ولی هر ورق چهاربرابر داده ی بیشتری از ساختار مربعی ذخیره می یواش.
تمامی صفحه هایی که تو بانک وجود دارند، با استفاده از سیستم آدرس دهی خوش نویسی به هم متصل شده اند و ستون ها نیز همین ساختار اتصالی را دارند. همگی ی آن ها با سیگنال های کنترلی و آدرس هایی بخاطر هر خوش نویسی خواه ستون کنترل می شوند. هرچه ستون و سطرهای بیشتری در بانک وجود داشته باشد، بیت های اضافی برای آدرس دهی آن ها احتیاج خواهد وجود.
برای بانک با ساختار ۴۰۹۶ در ۴۰۹۶، هر سیستم آدرس دهی حاجت به ۱۲ بیت دارد؛ اما داخل ساختار ۱۶۳۸۴ در ۱۰۲۴، به ۱۴ بیت محیط برای آدرس دهی سطرها احتیاج خواهد حیات و ۱۰ بیت بی قراری برای ستون ها استفاده می شود. فراموش نکنید هر دو جهیز ابعاد ۲۴ بیتی دارند.
اگر تراشه ی DRAM تو هر رتبه یک صفحه را ارائه کند، کاربرد چندانی نخواهد داشت؛ درنتیجه، هر تراشه شامل کلکسیون های متعدد بانک سلول حافظه خواهد بود. بسته به ابعاد کلی تراشه، شاید چهار خواه هشت یا شانزده بانک در آن بود داشته باشد. رایج ترین حالت استفاده از هشت بانک است.
تمامی بانک ها از باس های داده و آدرس و فرمان مشترک استعمال می کنند که ساختار کلی سیستم حافظه را ساده مرطوب می نرم. زمانی که بانک مشغول منظم کردن دستورالعمل باشد، بانک های دیگر فعالیت های دیگری انجام می دهند. کل تراشه که شامل بانک ها و باس های بی اندازه می شود، در محفظه ی امنیت حفظ کردن و درنهایت، به برد مداری پا بر جا لحیم می شود. برد مداری مسیرهای الکتریکی را دربر می گیرد که نیروی موردنیاز فعالیت DRAM و سیگنال های رخصت و آدرس دهی و داده را جابه جا می کنند.
در شمایل بالا، تراشه ی DRAM را می بینیم که عموما به صیت ماژول (Module) شناخته می شود. این عکس مربوط بوسیله ثمر سامسونگ است. از تولیدکننده های بزرگ دیگر می استعداد توشیبا، میکرون، اس کی هاینیکس و نانیا را صیت سرما. سامسونگ اکنون مبصر ترین تولید کننده ی بازار به شمار می جوی که ۴۰ درصد از سهم بازار کچل جهان را دراختیار دارد. هر تولیدکننده ی DRAM بخاطر علامت اعطا کردن مشخصات حافظه، سیستم کدگذاری اختصاصی دارد. خراش ای که تو بالا می بینید، تراش ی یک گیگابیتی است که هشت بانک ۱۲۸ مگابیتی دارد و درون ساختاری با ۱۶،۳۸۴ خوش نویسی و ۸،۱۹۲ استوانه پیکربندی شده است.مفهوم و اهمیت رنک (Rank) در رم
همکاری های تولیدکننده ی حافظه تراشه های بی شمار DRAM را روی برد مداری فراغت می دهند که درنهایت، به شهرت DIMM شناخته می شود. D در زبان ی مذکور معنای Dual خواه دوگانه دارد؛ اما لزوما تمامی بردها محدود به دو تراش نیستند. درواقع، دوال در اینجا بوسیله ارتباط های الکتریکی با حصه پایینی سرما مرتبط می شود و هر دو جزء ماژول ها را مدیریت می کنند. ماژول های DIMM ازلحاظ ابعاد و تعداد تراشه های موجود با بی آرامی تفاوت دارند.
در تصویر بالا، DIMM استاندارد کامپیوتر شخصی رومیزی را مشاهده می کنیم و قطعه ی پایینی SO-DIMM (یا Small Outline DIMM) شهرت دارد. ماژول کوچک برای استفاده درون کامپیوترهای انحصاری با فرم فکتور کوچک مرطوب متشابه لپ تاپیا کامپیوترهای همه کاره کاربر دارد. اجبار تولیدکننده به جانمایی همه ی مدخل ها درون ابعاد کوچک پر حرارت تعداد خراش های مورداستفاده در ماژول و سرعت اجرای وظایف و بسیاری موارد دیگر را تحت تأثیر فراغت می دهد.
برای استفاده از خراش های حافظه ی بی اندازه در DIMM، دلایل گوناگونی وجود دارد. دلیل اصلی را می توان در افزودن حافظه ی دردسترس مشاهد کرد. دلیل بعد اینده این است که درون ساختار چندتراشه ای، داخل هر مرتبه فقط یک بانک دردسترس قرار می گیرد و اشغال می شود و سایر بانک ها داخل پس بن عملیات خود را با روزی وری بیشتری ارتکاب می دهند. دلیل دیگر به پردازنده مرتبط می شود که باس آدرس دهی مرتبط با مدیریت ذهن تو آن، عریض تر از باس DRAM است.
آخرین دلیلی که تذکر کردیم، شکوه زیاد بیشتری دارد. اکثر تراشه های DRAM تنها باس داده ی هشت بیتی و پردازنده ی اصلی و مرکز تفاوت هایی جزئی با آن ها دارد. به عنوان مثال، پردازنده ی AMD Ryzen 7 3800X دو کنترلر ۶۴ بیتی دارد؛ درحالی که پردازنده ی گرافیکی RadeonRX 5700 XT از هشت کنترلر ۳۲ بیتی یکروز می برد. درنتیجه، هر ماژول DIMM که در کامپیوترهای AMD انتصاب می شود، باید هشت ماژول داشته باشد (هشت ماژول ۸ بیتی طبق با ۶۴ بیت). شاید شمایل کنید کارت گرافیک AMD 5700XT از ۳۲ تراش ی حافظه نصیب می برد؛ درحالی که تنها هشت تراشه در آن دیده می شود. چرا؟ تراشه های ذهن که بخاطر کارت های گرافیکی نقشه کشی می شوند، درون هر تراشه بانک های بیشتری دارند (عموما ۱۶ یا ۳۲ بانک)؛ چون رندر سه گانه بعدی نیاز بوسیله دسترسی هم زمان بوسیله داده های بیشتری دارد.
جهیز مورد رنک در برابر دو رنک
مجموعه ی ماژول های حافظه که باس داده ی کنترلر حافظه را مملو می کند، رنک (Rank) نامیده می شود. اتصال بیش از یک رنک به کنترلر دورازذهن نیست؛ ولی کنترلر تو هر مرتبه فقط توانایی حصول داده از یک رنک را دارد؛ مربوط به همگی ی آن ها از یک باس داده ی مشترک استعمال می کنند. این مورد مشکلی ایجاد نمی کند؛ زیرا تا زمانی که یک رنک مشغول پاسخ دادن به یک دستورالعمل باشد، کلکسیون ی از دستورهای متاخر را می توان به رنک دیگر ارسال کرد.
ماژول های DIMM می توانند با زیاد از یک رنک طراحی و ساخته شوند که خصوصا درصورت نیاز به ذهن ی متجاوز و باتوجه بوسیله محدودبودن تعداد پیشگاه های رم روی مادربرد، کاربردی خواهد بود. پیکربندی های با رنک دوگانه خواه چهارگانه بهره وری و قدرت بیشتری درمقایسه با پیکربندی های با رنک انفرادی ارائه می کنند. البته افزایش شدن رنک به معنای فشار کنار سیستم الکتریکی هم خواهد بود. اکثر کامپیوترهای شخصی رومیزی فقط توانایی مدیریت یک یا دو رنک را در هر کنترلر دارند. اگر سیستم حاجت بوسیله ساختار رنک بیشتر داشته باشد، مصرف از DIMM با ساختار Buffered پیشنهاد می شود. این جنس از حافظه یک تراشه ی افزودن روی DIMM دارد که فشار روی سیستم را با پس انداز سازی دستورالعمل و داده در چند چرخه پیش از ارسال به مرحله ی بعد نگه داری می نرم.
تمامی انواع رنک الزاما ابعاد ۶۴ بیتی ندارند. DIMMهایی که درون سرورها و ورک استیشن ها مصرف می شوند، رنک ۷۲ بیتی دارند؛ یعنی یک ماژول DRAM اضافه روی آن ها وجود دارد. تراشه ی افزایش لزوما حافظه خواه سرعت و کارایی بیشتر را به همراه ندارد و درعوض، برای استفاده تجسس و سازش خطا (ECC) استعمال می شود.
همان طورکه گفته شد، همگی ی گوناگون پردازنده برای انجام وظایف بوسیله ذهن نیاز دارند. درون بخش ECC RAM، دستگاه کوچکی که همه ی کارها را ادا می دهد، ماژول اختصاصی خود را دارد. باس داده درون این طور نوعی از حافظه فقط ۶۴ بیت حیثیت دارد؛ ولی پایداری داده به میزان درخورتوجهی بهبود پیدا می کند. درنهایت، کاربرد از بافر و ECC تنها کمی بوسیله بهبود کارایی کلی کمک می کند؛ اما هزینه ی اضافی را در پی دارد.ساختار کلاک ذهن
تمامی حافظه های رم کلاک مرکزی I/O (O ورودی و) خروجی دارند که بوسیله رخ ولتاژ با تغییر دائم بین دو سطح تمجید می. شود این کلاک برای اداره دهی کامل فعالیت هایی بوسیله حکم می رود که تو تراش ی حافظه و باس ها رخساره می. دهد در سا ل های متجاوز (دور)۱۹۹۳ ، حافظه هایی به نام (SDRAM خواه Synchronous) DRAM داخل راسته وجود داشتند که تمامی فرایندها را با استفاده از دوره ی زمانی توالی می دادند که کلاک از فاز پایین به رفعت دگرگونی می. کرد ازآنجاکه این اتفاق بسیار سریع العمل عارض می دهد، متد بسیار دقیقی برای اطلاع زمان صورت دادن اتفاق دراختیار قرار می.
دهد SDRAM های قدیمی کلاک های/O I O با فرکانسی بین ۶۶ تا ۱۳۳ مگاهرتز داشتند و بخاطر هر دوچرخه ی کلاک، دستورالعمل بوسیله DRAM ارسال. می شد درمقابل، تراشه می توانست هشت بیت داده را درون همان اطراف ی زمانی جابه. مکان کند توسعه ی نوک تیز SDRAM که با پیش گامی سامسونگ رخ داد، جنس جدیدی از آن ها را درون سال ۱۹۹۸ به راسته. شناساندن کرد جنس جدید انتقال داده را در پشته و فرود ولتاژ کلاک مدیریت می کرد؛ درنتیجه تو هر چرخه ی کلاک، داده بوسیله رخ اندوه زمان دو بار ارسال و دریافت. می شد نام فناوری متاخر Double data rate synchronous dynamic random access memory حیات که بوسیله عارض-تلخیص DDR SDRAM یا تنها DDR خوانده.
می شد حافظه های DDR به سرعت به ساختار رایج راسته حافظه دگرگونی شدند؛ درنتیجه، SDRAMهای اولین بوسیله نام single data rate SDRAM-یا SDR DRAM شناخته می شدند و تا ۲۰ سال، بوسیله عنوان تجهیز محور ای جهیز های کامپیوتری بوسیله کار. می رفتند صعود هایی که در دنیای فناوری رخ داد، بهبود فناوری ذهن ها را هم ممکن کرد و درون سال ۲۰۰۳، شاهد ارائه ی. DDR2 بودیم فناوری های بعدی بوسیله نام های DDR3 و DDR4 در سال های ۲۰۰۷ و ۲۰۱۲ بوسیله بازار. عرضه شدند هر به روزرسانی با یکروز وری و کارایی بیشتر همراه بود؛ بمنظور از کلاک سریع تری داخل/O پاره I O. بهره می برد به علاوه، نسخه های جدید، سیستم های سیگنال دهی بهینه و مصرف.
نیروی کمتر داشتند فناوری DDR2 تغییری وارد دنیای رم کرد که امروزه نیز هنوز. استفاده می/O شود کلاک I O در حافظه ها بوسیله جهیز جداگانه ای تبدیل شد که بوسیله نوعی خود را از دیگر ساختارهای کلاک جدا کرد و سرعتی. دوبرابر آن ها دارد همین ساختار را می توان در پردازنده های مرکزی تعبیر کردن کرد که کلاک ۱۰۰ مگاهرتزی اقتدار مدیریت همه ی رخدادها را دارد؛ اما کلاک های داخلی داخل پردازنده، ۳۰ تا ۴۰. برابر کندرو تر هستند DDR3 و DDR4 سرعت را با چهاربار اجرای/O چرخه داخل کلاک I O اضافه دادند؛ اما در تمامی موارد، باس داده بازهم تنها از بالارفتن/O و پایین آمدن کلاک I O بخاطر ارسال.
و قبض اطلاعات استفاده می کند تراشه های حافظه تو سرعت های آن چنان سریعی فعالیت نمی کنند و. درواقع، حتی سرعت نسبتا کمی دارند نرخ جابه جایی داده که با میزان/میلیون جابه جایی تو لمحه MT s حد گیری می شود، در DRAMهای مدرن بسیار بیش است؛ مربوط به از چند بانک. در هر خراش استفاده می شود چنانچه در هر ماژول فقط یک بانک داشتیم، همه ی فعالیت ها.
به میزان چشمگیری کندتر می شد هر نسخه ی جدید از DRAM قابلیت هماهنگی با نسخه های قبلی را ندارد؛ درنتیجه، DIMM مورداستفاده در هر نوع اتصال های. الکتریکی متفاوتی با انوع دیگر دارد همچنین، درگاه ها و ترک خوردگی ها تفاوت می کند تا از هرگونه اختلال سهوی همچون استفاده از-حافظه ی DDR4.
در حضرت DDR SDRAM جلوگیری شود حافظه ی رم برای کارهای گرافیکی ابتدا بوسیله شهرت SGRAM یا. synchronous graphics RAM شناخته می شد آن نوع از رم نیز تو سال های گذشته. ترقی های متعددی امتحان کرده است امروزه، از کلمه GDDR بخاطر رم گرافیکی مصرف می شود تا کاربرد آن. بوسیله احسان در نام جلوه گر شود درحال حاضر، GDDR نسخه ی ۶ تو بازار وجود دارد و برای جابه جایی داده از جهیز ارزش. داده ی چهارگانه استفاده می کند به بیان دیگر در هر چرخه ی کلاک، چهارمرتبه.
جابه جایی داده رخ می دهد ذهن های رم در کارت گرافیک علاوه به خشکی امدن ارزش جابه جایی داده ی سریع تر، توان های اضافه. ای بخاطر مدیریت بهتر قضیه دارند بوسیله عنوان مثال، درون این حافظه ها دو صفحه بوسیله رخساره هم زمان در یک بانک باز یا باس های آدرس و. رخصت تو DDR اجرا می شوند از قابلیت های دیگر می توان به عملکرد تراشه های حافظه درون سرعت های کلاک بسیار بیشتر اشاره کرد؛ البته تمامی پیشرفت ها و نبوغ های مذکور با اضافه.
نفقه و گرمای تولیدشده همراه هستند ماژول رم GDDR6 تقریبا قیمتی دوبرابر ماژول متشابه DDR4 دارد و زمان استفاده تو حداکثر سرعت واقعا گرم می شود؛ بوسیله همین دلیل، کارت های گرافیک که حافظه های رم با سرعت بیش زیاد دارند، عموما مجهز به سیستم خنک کننده ی مجزای.حرفه ای و قدرتمند
نیز هستند مفاهیم تأثیرگذار بر سرعت نصیب وری و سرعت ذهن ی DRAM عموما با تعداد بیت های داده ای جابه مکان شده. داخل هر لحظه شمارش می شود در جزء های سابق مقاله، دیدیم که DDR4 به عنوان ذهن ی سیستم تراشه هایی با عرض هشت بیت دارد؛ درنتیجه، هر ماژول تا هشت بیت داخل هر چرخه. ی کلاک داده منتقل می کند اگر/نرخ جابه جایی داده را 3200MT=s در نظر بگیریم، درمجموع ۳۲۰۰x۸ ۲۶،۶۰۰ میلیون بیت برثانیه یا قدری بیشتر. از سه گیگابیت برثانیه سرعت داریم ازآنجاکه اکثر ماژول ها از هشت تراشه استفاده می کنند، به سرعت. حدودی ۲۵ گیگابایت برثانیه می رسیم برای گوناگون GDDR6، هشت ماژول به.
معنای ۴۴۰ گیگابایت برثانیه خواهد حیات اکثر افراد این (مقدارِ) محاسبه شده را پهنای باند Bandwidth ذهن می نامند که یکی از عوامل مهم درون بهره وری و. کارایی رم به حساب می آید به هرحال، این مقدار کاملا تئوری است؛ چون همه ی رخدادها داخل رم. لزوما تیمار زمان ائتلاف نمی افتند برای درک این بخش، به تصویر زیر دقت کنید که طرح کاملا میسر و البته به دور از واقعیت از اتفاق هایی را علامت می دهد که درون زمان ارسال درخواست.
داده بوسیله ذهن رخ می دهند مرحله ی اول شامل کوشا کردن ورق در DRAM می شود که داده های. مدنظر را نگه داری می کند این بار ابتدا به ذهن می گوید که کدام رنک موردنیاز است و سپس ماژول مرتبط. و بانک مدنظر انتخاب می شود موقعیت ورقه به خراش اطلاع دادن می شود و آن بخش. بی مو صفحه را فعال می کند اجرای مراحل نیاز به زمان دارد و از همه مهم تر برای کوشا شدن کامل. صفحه نیز بوسیله زمان احتیاج داریم فرایندها به این دلیل عمل می شوند که از قفل شدن کل سطر بیت ها پیش از.
ارائه ی دسترسی اطمینان حاصل شود پس از مراحل بالا، ستون مرتبط معلوم. و داده ها مدنظر نمایش می شود کل DRAM داده را به قیافه یک بلوک عرضه می کند که داخل گوناگون امروزی،. هربار ارسال بلوک هشت بیت است درنهایت، چنانچه در یک چرخه ی کلاک یک بیت از یک سیلندر دریافت شود، داده ی سابق الذکر تا پیش از آماده شدن. هفت بیت دیگر، ارسال نخواهد شد درنتیجه، اگر بیت اتیه داده از صفحه ی دیگر درخواست شود، صفحه ی باز کنونی (مقدمه باید-بوسیله) حالت بسته برود فرایند pre charging تا دراداه ورقه ی. بعد اینده اجازه ی بازشدن پیدا نرم فرایند سابق الذکر.
زمان موردنیاز را تکثیر می دهد تمامی گرداگرد های زمانی ذکرشده بین ارسال دستورالعمل به حافظه و انجام فعالیت ادا و با نام Memory. timings یا Latencies شناخته می شوند هرچه این قیمت کمتر باشد، کارایی و بهره وری کلی سیستم بیشتر خواهد بود؛ بمنظور به مدح کاملا روشن، برای عارض دادن فرایند بوسیله. زمان کمتری حاجت مشخص می کنید فدایی از تأخیرها اسامی آشنایی:بخاطر علاقه مندان دنیای-کامپیوتر-دارند نامتوضیحمقدار: مد در DDR4tRCDRow to Column Delay تعداد چرخه هایی که بین فعال شدن سطر و انتخاب شدن: سیلندر عارض می دهند۱۷ چرخهCLCAS Latency تعداد دوچرخه هایی که بین شناسایی سیلندر و مقدمه ارسال داده: کشش می کشد۱۵ چرخهtRASRow Cycle Time کمترین تعداد دوچرخه که سطر باید در آن ها-کوشا بماند تا دانا فرایند: pre charge شود۳۵ چرخهtRPRow Precharge Time حداقل چرخه های موردنیاز
بین کوشا سازی سطرهای گوناگون۱۷ چرخه مؤلفه های متعدد دیگری برای بررسی وجود دارند و همگی ی آن ها باید با مداقه برنامه ریزی شوند تا DRAM تو رویکردی پایدار فعالیت کند؛ رویکردی که بدون ایجاد اختلال و آسیب تو داده و با بیشترین. بهره وری ممکن رخ می دهد با وجود طولانی فرایندهای تأخیری که در عملکرد رم حیات دارد، دستورالعمل ها تا اینکه زمانی انجام می شوند که رم مشغول ایفا دادن فرمان دیگری باشد؛ به همین دلیل داخل قطعات پردازشی گوناگون، ماژول. های RAM متعددی مشاهده می کنیم تایمینگ های حافظه انتظام شدنی هستند و درواقع درون داخل DRAM، بوسیله عنوان واقعی تغییر ناپذیر ثبت نشده اند؛ چون تمامی دستورالعمل ها با مصرف از رم از کنترلر. حافظه در پردازنده ارسال می شوند تولیدکننده ها همگی ی تراش های تولیدی خود را آزمایش می کنند و آن هایی که در زمان پیدا به حد معمولی از سرعت برسند، با یکدیگر ترکیب. و روی DIMMها نصب می شوند سپس تایمینگ ها در تراشه ی کوچک.
روی برد اصلی:گمارش می: شوند مقاله: های
مرتبط آناتومی گجت مادربردآناتومی گجت پاور فرایندی که بخاطر دسترسی و استفاده از اطلاعات بالا بوسیله کار می رود، با عنوان serial presence. detect خواه SPD شناخته می شود این زبان بوسیله صورت مقیاس صنعتی به BIOS امکان می دهد تا انتظام بندی زمانی. را برای انجام کارها انجام دهد بسیاری از مادربردها به کاربر امکان می دهند زمان بندی ها را تحول دهند که با شعار افزایش نصیب وری جهیز.
خواه پایداری پلتفرم انجام می شود همچنین، بسیاری از ماژول های رم از استاندارد Extreme Memory Profile. یا XMP اینتل پشتیبانی می کنند این مقیاس به نوعی داده ها افزودن را در SPD حافظه ذخیره می: «درنگ که به بایوس می گوید غلام می توانم این زمان». بندی های غیراستاندارد را مدیریت کنم درنهایت، مقیاس متاخر امکان می دهد به جای خلق تبدیل غیرالزامی در استانداردها، تنها با یک.
کلیک تنظیمات موردنیاز را عمل کنید توضیحات مذکور جزئیات قطعه ی رم. را در کامپیوترهای شخصی شرح دادند اینک که زیرساخت های این قطعه ی حساس کامپیوتری را حساسیت کرده اید، فرض کنید-که حافظه ی هشت گیگابایتی. DDR4 SDRAM را در مشت دارید این حافظه از ۷۰ میلیارد خازن تشکیل می شود. و همین تعداد هم ترانزیستور دارد هریک از آن ها مقدار کمی کود الکتریکی پس انداز می کنند و در چند نانوثانیه می. قابلیت بوسیله هریک دسترسی نمایان کرد ماژول های رم می توانند تعداد زیاد یدکی دستورالعمل را مدیریت کنند و اکثر آن ها درمقایسه با قطعات.
مقدار کم قیمت و عمر کامل دارند حافظه های DRAM قدیم داخل دست خط. توسعه و بهینه سازی قرار دارند به زودی، شاهد عرضه ی DDR5 خواهیم بود که با ادعای پهنای باندی تقریبا برابر با. دو ماژول DDR4 عرضه می شود فناوری جدید قطعا ارج گرانی خواهد داشت؛ ولی مزیت های بی شماری هم بخاطر ورک استیشن.ها و:سرورها به همراه دارد بیشتر بخوانید لکسار با عرضه ی دو ثمر: DDR4 باخبر بازار حافظه رم شدAMD چهار گیگابایت ذهن VRAM برای ورزش های امروزی کافی نیستشیائومی احتمالا روی موبایلی با ۱۶ گیگابایت رم امر می کنداپل خرج ی ارتقای حافظه رم را در مدل پایه مک بوک پرو ۱۳ اینچی دوبرابر-کردسامسونگ خطوط تولید حافظه های V NAND
پردازنده ها حاجت به دسترسی سریع به داده و دستورالعمل های پردازشی دارند. آن ها برای مدیریت عملکرد نرم افزارها، باید بوسیله منابع مناسب دسترسی محسوس کنند. به علاوه، دسترسی باید بوسیله گونه ای باشد که چنانچه درخواست تصادفی و غیر منتظره ای بخاطر دسترسی به داده ارسال شد، عملکرد طاسی دچار شاق نشود؛ به همین دلیل، رم (مخفف Random Access Mempry یا حافظه ی دسترسی تصادفی) شکوه اضافی برای کامپیوتر دارد.
حافظه های رم به دو سنخ استاتیک و داینامیک (ایستا و پویا) انشعاب می شوند که با نام های SRAM و DRAM می شناسیم. حافظه های رم ایستا فقط درون در پردازنده ها (حافظه های کش) استفاده می شوند. تو این مطلب، تنها حافظه های پویای DRAM را تجسس می کنیم. برای اولین بخش، ابتدا بوسیله این سؤال های حیاتی پاسخ می دهیم: DRAM را چگونه در کامپیوتر شخصی محسوس کنیم؟ DRAM چگونه امر می کند؟
حجم یدکی از حافظه ی رم درکنار پردازندهقرار دارد که به اشتهار حافظه ی سیستمی (System Memory) شناخته می شود. البته بهتر است آن را حافظه ی پردازنده ی مرکزی یا CPU Memory بنامیم؛ در مقابل به عنوان حافظه ی اصلی برای امر روی داده ها و دستورالعمل ها در پردازنده استفاده می شود.
همان طورکه تو تصاویر ماژول رم مشاهده می شود، DRAM روی بردهای مداری کوچکی نصب می شود که هرکدام ازطریق درگاهی اختصاصی، بوسیله مادربرد کامپیوتر همواره می شوند. هریک از بردها به صیت DIMM خواه UDIMM شناخته می شوند که مخفف dual inline memory module هستند (حرف U در UDIM عبارت unbuffered را بوسیله آن تکثیر می نرم). درادامه، هریک از کلمه ها را شرح می دهیم. فعلا بدانید واضح ترین و پدیدار ترین حافظه ی رم در کامپیوترهای شخصی همین ماژول ها هستند. حافظه ی رم لزوما به سرعت بسیار زیادی نیاز ندارد؛ اما کامپیوترهای شخصی مدرن امروزی برای هماهنگی و مدیریت بهتر اپلیکیشن های حرفه ای با فرایندهای پردازشی بی شمار، احتیاج به حجم زیاد و البته سریعی از حافظه ی تصادفی دارند.
قطعه ی دیگری که نیاز بوسیله فضای حافظه ی زیادی دارد، کارت گرافیک است. کارت های گرافیک به حافظه ی DRAM مجزا نیازمند هستند؛ چون رندر سه بعدی با دسترسی و نگاشتن داده های بی شمار همراه می شود. این نوع از DRAM برای عملکرد درون قانون ای تقریبا متفاوت برنامه ریزی می شود که اندکی با ذهن ی رم سیستمی، تفاوت دارد. همان طورکه درون شمایل زیر می بینید، داخل دوروبر پردازنده ی گرافیکی، ۱۲ قطعه ی الکترونیکی سریر حضور دارد که همان تراشه های DRAM هستند. این حافظه ها درون انواع مختلفی تولید می شود که می توان بوسیله GDDR5 و GDDR5X و GDDR6 اشاره کرد که در پاره های بعدی آن ها را تطویل می دهیم. درنهایت، کارت های گرافیکی به حافظه ی رم زیادی به کمیت ی پردازنده ی مرکزی احتیاج ندارند؛ ولی آن ها نیز با هزاران مگابایت حافظه عرضه می شوند.
لزوما تمامی قطعات رقیق افزاری کامپیوتر شخصی به حجم یدکی از ذهن ی رم نیاز ندارند. بوسیله نشانی مثال، هارد درایو با مقدار کمی رم فعالیت های خود را بوسیله دهش انجام می دهد. به صورت میانگین، هارد درایوها از ۲۵۶ مگابایت رم بهره می برند که پیش از نگاشتن داده روی درایو، آن ها را گروه بندی می کند.
در تمثال زیر، برد مداری درایو HDDرا داخل سمت چپ و برد SSD را در جانب راست مشاهده می کنید. در هر دو بخش، رم با چهارگوش سرخ رک شده است. همان طورکه می بینید، در درایو ذخیره سازی، تنها یک تراش برای رم داریم؛ در برابر ۲۵۶ مگابایت احتیاج به فضای زیادی ندارد و با قطعه ی سیلیکونی طاق می توان آن را برای درایو پس انداز سازی تأمین کرد.
توضیحات مذکور علامت عدالت که هر قطعه خواه کالا جانبی با کاربردهای پردازشی به رم نیاز دارد؛ درنتیجه، در اکثر قطعات کامپیوتر شخصی می قابلیت اثری از رم مشاهده کرد. به عنوان مثال، کنترلرهای SATA و PCI Express احتیاج بوسیله تراش های کوچک و محدود DRAM دارند. ابزارهای رابط شبکه و کارت های صوتی نیز از این قطعه نصیب می برند. حتی پرینترها و اسکنرها غصه حافظه ی DRAM دارند. شاید درنگاه اول، همین عین که DRAM داخل همه ی قطعات قرار دارد، آن را به تجهیزی نه چندان جذاب تبدیل کند؛ ولی وقتی به زیرساخت آن نگاه می کنیم، متوجه جذابیت های عملکردی می شویم.
مطالعه قطعات ریز موجود درون تراش
مهندسان الکترونیک برای بررسی و تغییر عمیق تو محصولات نصف هادی خود، ابزارهای خاصی دارند که دردسترس دبیر ی مقاله ی سخت افزاری حلق (مانند میکروسکوپ الکترونی)؛ درنتیجه نمی توان تراشه ی اصلی DRAM را شکافت و اجزای داخلی آن را به استراحت مشاهده کرد. بوسیله هرحال، برخی از کارشناسان با یکروز برداری از همان ابزارها، تصاویر نکته سنج و مفیدی را از ساختار خراش منتشر کرده اند.
درون نگاه اولیه به ساختار سطحی تراشه ی رم، تصویری مشابه با مجموعه ای از مزرعه های ذرت را مشاهده می کنیم که با راه هایی به اندوه متصل شده اند. نکته ی جالب اینکه این برداشت ابتدایی نفاق چندانی با عملکرد اصلی تراشه ندارد. محدوده هایی که داخل تراشه ی رم می بینید، به جای ذرت خواه غله عموما از دو قطعه ی الکترونیکی تشکیل می شوند: سوئیچی درون فرمت MOSFET (مخفف Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) و ساختار ذخیره سازی که خزانه دار شیاری فراهم می کند.
اختلاط دو قطعه ی الکترونیکی بخشی به معروفیت سلول حافظه (Memory Cell) را ابداع می کنند و هریک، یک بیت داده را درون خویشتن نگه می دارند. تو نمودار زیر، تصویر کلی و ابتدایی از ساختار سلول حافظه را مشاهده می کنید؛ البته قطعا مهندسان الکترونیک تفسیر و نمای بهتری از آن می شناسند.
خطوط آبی و سبز اتصال هایی را علامت می دهند که ولتاژ را به MOSFET و خزانه دار ارسال می کند. این اتصال ها برای نگاشتن و خواندن داده در مناسبت با سلول ذهن استفاده دارند. شیار عمودی (Bit line) ابد مطلع کوشا می شود. خزانه دار شیاری رفتاری مثل به سطل دارد که با بار الکتریکی لبالب می شود. حالت پر یا خالی بودن آن وضعیت یک بیت داده را علامت می دهد که صفر به معنای خالی وجود داشتن و یک بوسیله معنای پربودن خواهد حیات. با وجود تکاپو های زیاد مهندسان، خزانه دار ها توانایی حفظ کردن بار در کامل مدت را ندارند و با گذشت زمان، خازن خالی می شود.
چالش یادشده بدین معنا خواهد بود که هر سلول حافظه باید درون اطراف ی زمانی منظم، تازه شود که عموما بازه ی ۱۵ تا ۳۰ بار در وقت خواهد بود. طولانی فرایند بسیار سریع العمل خواهد بود و داخل مدت چند نانوثانیه، مجموعه ای از سلول ها عملیات را انجام می دهند. متأسفانه تعداد زیادی سلول تو هر تراش ی DRAM بود دارد و حافظه نمی تواند در زمان پرشدن دوباره شارژ، عملیات نگاشتن یا خواندن انجام دهد. تصویر زیر، نحوه ی یکدلی سلول های متعدد را ارائه می دهد.
یک حروف تمام از سلول های حافظه بوسیله صیت ورق (Page) شناخته می شود و طول آن ها در انواع رم با پیکربندی های متنوع تفاوت دارد. ورقه ی بلندتر بیت های بیشتری خواهد داشت؛ اما نیروی صاعقه بیشتری بی آرامی بخاطر مدیریت آن نیاز خواهد بود. بوسیله همین ترتیب، صفحه های کوچک تر مصرف و قابلیت ذخیره سازی کمتری دارند.
عامل دیگری غم در فرایند عملکردی خراش ی رم باید درون نظر گرفته شود: وقتی داده روی تراشه ی DRAM نوشته یا از روی آن خوانده می شود، اولین مرحله ی فرایند فعال کردن صفحه ی کامل خواهد بود. سطر بیت ها (کلکسیون ای از صفر و یک) درون اندکی بوسیله شهرت Row buffer ذخیره می شود که خود کلکسیون ای از آمپلی فایرها و Latch هستند و درواقع، حافظه ی بیشتری عرضه نمی کنند. درنهایت، ستون مدنظر سیستم فعال می شود تا داده ی مرتبط را از بافر بخواند.
اگر ورقه ها بسیار کوچک باشند، هر ستون باید در دور ه های متناوب رطوبت برای پاسخ به نیازهای داده ای فعال شود. درمقابل، صفحه ی بزر گ تر مدخل های بیشتری را پوشش می دهد و داخل پرگیر های تناوب مبصر تری کوشا می شود. سیلندر های ارشد حاجت به نیروی برق بیشتری دارند و پایداری کمتری هم ارائه می کنند؛ اما بزرگ تربودن صفحه درنهایت مزیت محسوب می شود.
ترکیب کردن ورق ها منجر بوسیله ساخت المانی بوسیله اشتهار بانک (Bank) تو DRAM می شود. شبیه به روندی که در ورق ها داشتیم، ابعاد و نحوه ی چینش سطرها و استوانه ها در سلول ها نیز جلال بسیاری در ظرفیت بازپسین ذخیره ی داده داخل ذهن دارند. به علاوه، عوامل دیگر همچون سرعت و مصرف نیرو و موارد مثل نیز مافوق تأثیر خواهند بود.
جانمایی متداول در ورق ها شامل ۴۰۹۶ سطر و ۴۰۹۶ سیلندر می شود؛ درنتیجه، هر بانک ظرفیت پس انداز سازی ۱۶،۷۷۷،۲۱۶ بیت یا دو مگابایت دارد. البته تمامی تراشه های DRAM از بانک با ساختار لزوما مربعی بهره نمی برند؛ از طرف طولانی تربودن ورق ها برای آن ها بهتر خواهد بود. به نشانی مثال، جانمایی ۱۶،۳۸۴ خوش نویسی و ۱،۰۲۴ استوانه هم دو مگابایت حافظه ی ذخیره سازی را به همراه دارد؛ ولی هر ورق چهاربرابر داده ی بیشتری از ساختار مربعی ذخیره می یواش.
تمامی صفحه هایی که تو بانک وجود دارند، با استفاده از سیستم آدرس دهی خوش نویسی به هم متصل شده اند و ستون ها نیز همین ساختار اتصالی را دارند. همگی ی آن ها با سیگنال های کنترلی و آدرس هایی بخاطر هر خوش نویسی خواه ستون کنترل می شوند. هرچه ستون و سطرهای بیشتری در بانک وجود داشته باشد، بیت های اضافی برای آدرس دهی آن ها احتیاج خواهد وجود.
برای بانک با ساختار ۴۰۹۶ در ۴۰۹۶، هر سیستم آدرس دهی حاجت به ۱۲ بیت دارد؛ اما داخل ساختار ۱۶۳۸۴ در ۱۰۲۴، به ۱۴ بیت محیط برای آدرس دهی سطرها احتیاج خواهد حیات و ۱۰ بیت بی قراری برای ستون ها استفاده می شود. فراموش نکنید هر دو جهیز ابعاد ۲۴ بیتی دارند.
اگر تراشه ی DRAM تو هر رتبه یک صفحه را ارائه کند، کاربرد چندانی نخواهد داشت؛ درنتیجه، هر تراشه شامل کلکسیون های متعدد بانک سلول حافظه خواهد بود. بسته به ابعاد کلی تراشه، شاید چهار خواه هشت یا شانزده بانک در آن بود داشته باشد. رایج ترین حالت استفاده از هشت بانک است.
تمامی بانک ها از باس های داده و آدرس و فرمان مشترک استعمال می کنند که ساختار کلی سیستم حافظه را ساده مرطوب می نرم. زمانی که بانک مشغول منظم کردن دستورالعمل باشد، بانک های دیگر فعالیت های دیگری انجام می دهند. کل تراشه که شامل بانک ها و باس های بی اندازه می شود، در محفظه ی امنیت حفظ کردن و درنهایت، به برد مداری پا بر جا لحیم می شود. برد مداری مسیرهای الکتریکی را دربر می گیرد که نیروی موردنیاز فعالیت DRAM و سیگنال های رخصت و آدرس دهی و داده را جابه جا می کنند.
در شمایل بالا، تراشه ی DRAM را می بینیم که عموما به صیت ماژول (Module) شناخته می شود. این عکس مربوط بوسیله ثمر سامسونگ است. از تولیدکننده های بزرگ دیگر می استعداد توشیبا، میکرون، اس کی هاینیکس و نانیا را صیت سرما. سامسونگ اکنون مبصر ترین تولید کننده ی بازار به شمار می جوی که ۴۰ درصد از سهم بازار کچل جهان را دراختیار دارد. هر تولیدکننده ی DRAM بخاطر علامت اعطا کردن مشخصات حافظه، سیستم کدگذاری اختصاصی دارد. خراش ای که تو بالا می بینید، تراش ی یک گیگابیتی است که هشت بانک ۱۲۸ مگابیتی دارد و درون ساختاری با ۱۶،۳۸۴ خوش نویسی و ۸،۱۹۲ استوانه پیکربندی شده است.مفهوم و اهمیت رنک (Rank) در رم
همکاری های تولیدکننده ی حافظه تراشه های بی شمار DRAM را روی برد مداری فراغت می دهند که درنهایت، به شهرت DIMM شناخته می شود. D در زبان ی مذکور معنای Dual خواه دوگانه دارد؛ اما لزوما تمامی بردها محدود به دو تراش نیستند. درواقع، دوال در اینجا بوسیله ارتباط های الکتریکی با حصه پایینی سرما مرتبط می شود و هر دو جزء ماژول ها را مدیریت می کنند. ماژول های DIMM ازلحاظ ابعاد و تعداد تراشه های موجود با بی آرامی تفاوت دارند.
در تصویر بالا، DIMM استاندارد کامپیوتر شخصی رومیزی را مشاهده می کنیم و قطعه ی پایینی SO-DIMM (یا Small Outline DIMM) شهرت دارد. ماژول کوچک برای استفاده درون کامپیوترهای انحصاری با فرم فکتور کوچک مرطوب متشابه لپ تاپیا کامپیوترهای همه کاره کاربر دارد. اجبار تولیدکننده به جانمایی همه ی مدخل ها درون ابعاد کوچک پر حرارت تعداد خراش های مورداستفاده در ماژول و سرعت اجرای وظایف و بسیاری موارد دیگر را تحت تأثیر فراغت می دهد.
برای استفاده از خراش های حافظه ی بی اندازه در DIMM، دلایل گوناگونی وجود دارد. دلیل اصلی را می توان در افزودن حافظه ی دردسترس مشاهد کرد. دلیل بعد اینده این است که درون ساختار چندتراشه ای، داخل هر مرتبه فقط یک بانک دردسترس قرار می گیرد و اشغال می شود و سایر بانک ها داخل پس بن عملیات خود را با روزی وری بیشتری ارتکاب می دهند. دلیل دیگر به پردازنده مرتبط می شود که باس آدرس دهی مرتبط با مدیریت ذهن تو آن، عریض تر از باس DRAM است.
آخرین دلیلی که تذکر کردیم، شکوه زیاد بیشتری دارد. اکثر تراشه های DRAM تنها باس داده ی هشت بیتی و پردازنده ی اصلی و مرکز تفاوت هایی جزئی با آن ها دارد. به عنوان مثال، پردازنده ی AMD Ryzen 7 3800X دو کنترلر ۶۴ بیتی دارد؛ درحالی که پردازنده ی گرافیکی RadeonRX 5700 XT از هشت کنترلر ۳۲ بیتی یکروز می برد. درنتیجه، هر ماژول DIMM که در کامپیوترهای AMD انتصاب می شود، باید هشت ماژول داشته باشد (هشت ماژول ۸ بیتی طبق با ۶۴ بیت). شاید شمایل کنید کارت گرافیک AMD 5700XT از ۳۲ تراش ی حافظه نصیب می برد؛ درحالی که تنها هشت تراشه در آن دیده می شود. چرا؟ تراشه های ذهن که بخاطر کارت های گرافیکی نقشه کشی می شوند، درون هر تراشه بانک های بیشتری دارند (عموما ۱۶ یا ۳۲ بانک)؛ چون رندر سه گانه بعدی نیاز بوسیله دسترسی هم زمان بوسیله داده های بیشتری دارد.
جهیز مورد رنک در برابر دو رنک
مجموعه ی ماژول های حافظه که باس داده ی کنترلر حافظه را مملو می کند، رنک (Rank) نامیده می شود. اتصال بیش از یک رنک به کنترلر دورازذهن نیست؛ ولی کنترلر تو هر مرتبه فقط توانایی حصول داده از یک رنک را دارد؛ مربوط به همگی ی آن ها از یک باس داده ی مشترک استعمال می کنند. این مورد مشکلی ایجاد نمی کند؛ زیرا تا زمانی که یک رنک مشغول پاسخ دادن به یک دستورالعمل باشد، کلکسیون ی از دستورهای متاخر را می توان به رنک دیگر ارسال کرد.
ماژول های DIMM می توانند با زیاد از یک رنک طراحی و ساخته شوند که خصوصا درصورت نیاز به ذهن ی متجاوز و باتوجه بوسیله محدودبودن تعداد پیشگاه های رم روی مادربرد، کاربردی خواهد بود. پیکربندی های با رنک دوگانه خواه چهارگانه بهره وری و قدرت بیشتری درمقایسه با پیکربندی های با رنک انفرادی ارائه می کنند. البته افزایش شدن رنک به معنای فشار کنار سیستم الکتریکی هم خواهد بود. اکثر کامپیوترهای شخصی رومیزی فقط توانایی مدیریت یک یا دو رنک را در هر کنترلر دارند. اگر سیستم حاجت بوسیله ساختار رنک بیشتر داشته باشد، مصرف از DIMM با ساختار Buffered پیشنهاد می شود. این جنس از حافظه یک تراشه ی افزودن روی DIMM دارد که فشار روی سیستم را با پس انداز سازی دستورالعمل و داده در چند چرخه پیش از ارسال به مرحله ی بعد نگه داری می نرم.
تمامی انواع رنک الزاما ابعاد ۶۴ بیتی ندارند. DIMMهایی که درون سرورها و ورک استیشن ها مصرف می شوند، رنک ۷۲ بیتی دارند؛ یعنی یک ماژول DRAM اضافه روی آن ها وجود دارد. تراشه ی افزایش لزوما حافظه خواه سرعت و کارایی بیشتر را به همراه ندارد و درعوض، برای استفاده تجسس و سازش خطا (ECC) استعمال می شود.
همان طورکه گفته شد، همگی ی گوناگون پردازنده برای انجام وظایف بوسیله ذهن نیاز دارند. درون بخش ECC RAM، دستگاه کوچکی که همه ی کارها را ادا می دهد، ماژول اختصاصی خود را دارد. باس داده درون این طور نوعی از حافظه فقط ۶۴ بیت حیثیت دارد؛ ولی پایداری داده به میزان درخورتوجهی بهبود پیدا می کند. درنهایت، کاربرد از بافر و ECC تنها کمی بوسیله بهبود کارایی کلی کمک می کند؛ اما هزینه ی اضافی را در پی دارد.ساختار کلاک ذهن
تمامی حافظه های رم کلاک مرکزی I/O (O ورودی و) خروجی دارند که بوسیله رخ ولتاژ با تغییر دائم بین دو سطح تمجید می. شود این کلاک برای اداره دهی کامل فعالیت هایی بوسیله حکم می رود که تو تراش ی حافظه و باس ها رخساره می. دهد در سا ل های متجاوز (دور)۱۹۹۳ ، حافظه هایی به نام (SDRAM خواه Synchronous) DRAM داخل راسته وجود داشتند که تمامی فرایندها را با استفاده از دوره ی زمانی توالی می دادند که کلاک از فاز پایین به رفعت دگرگونی می. کرد ازآنجاکه این اتفاق بسیار سریع العمل عارض می دهد، متد بسیار دقیقی برای اطلاع زمان صورت دادن اتفاق دراختیار قرار می.
دهد SDRAM های قدیمی کلاک های/O I O با فرکانسی بین ۶۶ تا ۱۳۳ مگاهرتز داشتند و بخاطر هر دوچرخه ی کلاک، دستورالعمل بوسیله DRAM ارسال. می شد درمقابل، تراشه می توانست هشت بیت داده را درون همان اطراف ی زمانی جابه. مکان کند توسعه ی نوک تیز SDRAM که با پیش گامی سامسونگ رخ داد، جنس جدیدی از آن ها را درون سال ۱۹۹۸ به راسته. شناساندن کرد جنس جدید انتقال داده را در پشته و فرود ولتاژ کلاک مدیریت می کرد؛ درنتیجه تو هر چرخه ی کلاک، داده بوسیله رخ اندوه زمان دو بار ارسال و دریافت. می شد نام فناوری متاخر Double data rate synchronous dynamic random access memory حیات که بوسیله عارض-تلخیص DDR SDRAM یا تنها DDR خوانده.
می شد حافظه های DDR به سرعت به ساختار رایج راسته حافظه دگرگونی شدند؛ درنتیجه، SDRAMهای اولین بوسیله نام single data rate SDRAM-یا SDR DRAM شناخته می شدند و تا ۲۰ سال، بوسیله عنوان تجهیز محور ای جهیز های کامپیوتری بوسیله کار. می رفتند صعود هایی که در دنیای فناوری رخ داد، بهبود فناوری ذهن ها را هم ممکن کرد و درون سال ۲۰۰۳، شاهد ارائه ی. DDR2 بودیم فناوری های بعدی بوسیله نام های DDR3 و DDR4 در سال های ۲۰۰۷ و ۲۰۱۲ بوسیله بازار. عرضه شدند هر به روزرسانی با یکروز وری و کارایی بیشتر همراه بود؛ بمنظور از کلاک سریع تری داخل/O پاره I O. بهره می برد به علاوه، نسخه های جدید، سیستم های سیگنال دهی بهینه و مصرف.
نیروی کمتر داشتند فناوری DDR2 تغییری وارد دنیای رم کرد که امروزه نیز هنوز. استفاده می/O شود کلاک I O در حافظه ها بوسیله جهیز جداگانه ای تبدیل شد که بوسیله نوعی خود را از دیگر ساختارهای کلاک جدا کرد و سرعتی. دوبرابر آن ها دارد همین ساختار را می توان در پردازنده های مرکزی تعبیر کردن کرد که کلاک ۱۰۰ مگاهرتزی اقتدار مدیریت همه ی رخدادها را دارد؛ اما کلاک های داخلی داخل پردازنده، ۳۰ تا ۴۰. برابر کندرو تر هستند DDR3 و DDR4 سرعت را با چهاربار اجرای/O چرخه داخل کلاک I O اضافه دادند؛ اما در تمامی موارد، باس داده بازهم تنها از بالارفتن/O و پایین آمدن کلاک I O بخاطر ارسال.
و قبض اطلاعات استفاده می کند تراشه های حافظه تو سرعت های آن چنان سریعی فعالیت نمی کنند و. درواقع، حتی سرعت نسبتا کمی دارند نرخ جابه جایی داده که با میزان/میلیون جابه جایی تو لمحه MT s حد گیری می شود، در DRAMهای مدرن بسیار بیش است؛ مربوط به از چند بانک. در هر خراش استفاده می شود چنانچه در هر ماژول فقط یک بانک داشتیم، همه ی فعالیت ها.
به میزان چشمگیری کندتر می شد هر نسخه ی جدید از DRAM قابلیت هماهنگی با نسخه های قبلی را ندارد؛ درنتیجه، DIMM مورداستفاده در هر نوع اتصال های. الکتریکی متفاوتی با انوع دیگر دارد همچنین، درگاه ها و ترک خوردگی ها تفاوت می کند تا از هرگونه اختلال سهوی همچون استفاده از-حافظه ی DDR4.
در حضرت DDR SDRAM جلوگیری شود حافظه ی رم برای کارهای گرافیکی ابتدا بوسیله شهرت SGRAM یا. synchronous graphics RAM شناخته می شد آن نوع از رم نیز تو سال های گذشته. ترقی های متعددی امتحان کرده است امروزه، از کلمه GDDR بخاطر رم گرافیکی مصرف می شود تا کاربرد آن. بوسیله احسان در نام جلوه گر شود درحال حاضر، GDDR نسخه ی ۶ تو بازار وجود دارد و برای جابه جایی داده از جهیز ارزش. داده ی چهارگانه استفاده می کند به بیان دیگر در هر چرخه ی کلاک، چهارمرتبه.
جابه جایی داده رخ می دهد ذهن های رم در کارت گرافیک علاوه به خشکی امدن ارزش جابه جایی داده ی سریع تر، توان های اضافه. ای بخاطر مدیریت بهتر قضیه دارند بوسیله عنوان مثال، درون این حافظه ها دو صفحه بوسیله رخساره هم زمان در یک بانک باز یا باس های آدرس و. رخصت تو DDR اجرا می شوند از قابلیت های دیگر می توان به عملکرد تراشه های حافظه درون سرعت های کلاک بسیار بیشتر اشاره کرد؛ البته تمامی پیشرفت ها و نبوغ های مذکور با اضافه.
نفقه و گرمای تولیدشده همراه هستند ماژول رم GDDR6 تقریبا قیمتی دوبرابر ماژول متشابه DDR4 دارد و زمان استفاده تو حداکثر سرعت واقعا گرم می شود؛ بوسیله همین دلیل، کارت های گرافیک که حافظه های رم با سرعت بیش زیاد دارند، عموما مجهز به سیستم خنک کننده ی مجزای.حرفه ای و قدرتمند
نیز هستند مفاهیم تأثیرگذار بر سرعت نصیب وری و سرعت ذهن ی DRAM عموما با تعداد بیت های داده ای جابه مکان شده. داخل هر لحظه شمارش می شود در جزء های سابق مقاله، دیدیم که DDR4 به عنوان ذهن ی سیستم تراشه هایی با عرض هشت بیت دارد؛ درنتیجه، هر ماژول تا هشت بیت داخل هر چرخه. ی کلاک داده منتقل می کند اگر/نرخ جابه جایی داده را 3200MT=s در نظر بگیریم، درمجموع ۳۲۰۰x۸ ۲۶،۶۰۰ میلیون بیت برثانیه یا قدری بیشتر. از سه گیگابیت برثانیه سرعت داریم ازآنجاکه اکثر ماژول ها از هشت تراشه استفاده می کنند، به سرعت. حدودی ۲۵ گیگابایت برثانیه می رسیم برای گوناگون GDDR6، هشت ماژول به.
معنای ۴۴۰ گیگابایت برثانیه خواهد حیات اکثر افراد این (مقدارِ) محاسبه شده را پهنای باند Bandwidth ذهن می نامند که یکی از عوامل مهم درون بهره وری و. کارایی رم به حساب می آید به هرحال، این مقدار کاملا تئوری است؛ چون همه ی رخدادها داخل رم. لزوما تیمار زمان ائتلاف نمی افتند برای درک این بخش، به تصویر زیر دقت کنید که طرح کاملا میسر و البته به دور از واقعیت از اتفاق هایی را علامت می دهد که درون زمان ارسال درخواست.
داده بوسیله ذهن رخ می دهند مرحله ی اول شامل کوشا کردن ورق در DRAM می شود که داده های. مدنظر را نگه داری می کند این بار ابتدا به ذهن می گوید که کدام رنک موردنیاز است و سپس ماژول مرتبط. و بانک مدنظر انتخاب می شود موقعیت ورقه به خراش اطلاع دادن می شود و آن بخش. بی مو صفحه را فعال می کند اجرای مراحل نیاز به زمان دارد و از همه مهم تر برای کوشا شدن کامل. صفحه نیز بوسیله زمان احتیاج داریم فرایندها به این دلیل عمل می شوند که از قفل شدن کل سطر بیت ها پیش از.
ارائه ی دسترسی اطمینان حاصل شود پس از مراحل بالا، ستون مرتبط معلوم. و داده ها مدنظر نمایش می شود کل DRAM داده را به قیافه یک بلوک عرضه می کند که داخل گوناگون امروزی،. هربار ارسال بلوک هشت بیت است درنهایت، چنانچه در یک چرخه ی کلاک یک بیت از یک سیلندر دریافت شود، داده ی سابق الذکر تا پیش از آماده شدن. هفت بیت دیگر، ارسال نخواهد شد درنتیجه، اگر بیت اتیه داده از صفحه ی دیگر درخواست شود، صفحه ی باز کنونی (مقدمه باید-بوسیله) حالت بسته برود فرایند pre charging تا دراداه ورقه ی. بعد اینده اجازه ی بازشدن پیدا نرم فرایند سابق الذکر.
زمان موردنیاز را تکثیر می دهد تمامی گرداگرد های زمانی ذکرشده بین ارسال دستورالعمل به حافظه و انجام فعالیت ادا و با نام Memory. timings یا Latencies شناخته می شوند هرچه این قیمت کمتر باشد، کارایی و بهره وری کلی سیستم بیشتر خواهد بود؛ بمنظور به مدح کاملا روشن، برای عارض دادن فرایند بوسیله. زمان کمتری حاجت مشخص می کنید فدایی از تأخیرها اسامی آشنایی:بخاطر علاقه مندان دنیای-کامپیوتر-دارند نامتوضیحمقدار: مد در DDR4tRCDRow to Column Delay تعداد چرخه هایی که بین فعال شدن سطر و انتخاب شدن: سیلندر عارض می دهند۱۷ چرخهCLCAS Latency تعداد دوچرخه هایی که بین شناسایی سیلندر و مقدمه ارسال داده: کشش می کشد۱۵ چرخهtRASRow Cycle Time کمترین تعداد دوچرخه که سطر باید در آن ها-کوشا بماند تا دانا فرایند: pre charge شود۳۵ چرخهtRPRow Precharge Time حداقل چرخه های موردنیاز
بین کوشا سازی سطرهای گوناگون۱۷ چرخه مؤلفه های متعدد دیگری برای بررسی وجود دارند و همگی ی آن ها باید با مداقه برنامه ریزی شوند تا DRAM تو رویکردی پایدار فعالیت کند؛ رویکردی که بدون ایجاد اختلال و آسیب تو داده و با بیشترین. بهره وری ممکن رخ می دهد با وجود طولانی فرایندهای تأخیری که در عملکرد رم حیات دارد، دستورالعمل ها تا اینکه زمانی انجام می شوند که رم مشغول ایفا دادن فرمان دیگری باشد؛ به همین دلیل داخل قطعات پردازشی گوناگون، ماژول. های RAM متعددی مشاهده می کنیم تایمینگ های حافظه انتظام شدنی هستند و درواقع درون داخل DRAM، بوسیله عنوان واقعی تغییر ناپذیر ثبت نشده اند؛ چون تمامی دستورالعمل ها با مصرف از رم از کنترلر. حافظه در پردازنده ارسال می شوند تولیدکننده ها همگی ی تراش های تولیدی خود را آزمایش می کنند و آن هایی که در زمان پیدا به حد معمولی از سرعت برسند، با یکدیگر ترکیب. و روی DIMMها نصب می شوند سپس تایمینگ ها در تراشه ی کوچک.
روی برد اصلی:گمارش می: شوند مقاله: های
مرتبط آناتومی گجت مادربردآناتومی گجت پاور فرایندی که بخاطر دسترسی و استفاده از اطلاعات بالا بوسیله کار می رود، با عنوان serial presence. detect خواه SPD شناخته می شود این زبان بوسیله صورت مقیاس صنعتی به BIOS امکان می دهد تا انتظام بندی زمانی. را برای انجام کارها انجام دهد بسیاری از مادربردها به کاربر امکان می دهند زمان بندی ها را تحول دهند که با شعار افزایش نصیب وری جهیز.
خواه پایداری پلتفرم انجام می شود همچنین، بسیاری از ماژول های رم از استاندارد Extreme Memory Profile. یا XMP اینتل پشتیبانی می کنند این مقیاس به نوعی داده ها افزودن را در SPD حافظه ذخیره می: «درنگ که به بایوس می گوید غلام می توانم این زمان». بندی های غیراستاندارد را مدیریت کنم درنهایت، مقیاس متاخر امکان می دهد به جای خلق تبدیل غیرالزامی در استانداردها، تنها با یک.
کلیک تنظیمات موردنیاز را عمل کنید توضیحات مذکور جزئیات قطعه ی رم. را در کامپیوترهای شخصی شرح دادند اینک که زیرساخت های این قطعه ی حساس کامپیوتری را حساسیت کرده اید، فرض کنید-که حافظه ی هشت گیگابایتی. DDR4 SDRAM را در مشت دارید این حافظه از ۷۰ میلیارد خازن تشکیل می شود. و همین تعداد هم ترانزیستور دارد هریک از آن ها مقدار کمی کود الکتریکی پس انداز می کنند و در چند نانوثانیه می. قابلیت بوسیله هریک دسترسی نمایان کرد ماژول های رم می توانند تعداد زیاد یدکی دستورالعمل را مدیریت کنند و اکثر آن ها درمقایسه با قطعات.
مقدار کم قیمت و عمر کامل دارند حافظه های DRAM قدیم داخل دست خط. توسعه و بهینه سازی قرار دارند به زودی، شاهد عرضه ی DDR5 خواهیم بود که با ادعای پهنای باندی تقریبا برابر با. دو ماژول DDR4 عرضه می شود فناوری جدید قطعا ارج گرانی خواهد داشت؛ ولی مزیت های بی شماری هم بخاطر ورک استیشن.ها و:سرورها به همراه دارد بیشتر بخوانید لکسار با عرضه ی دو ثمر: DDR4 باخبر بازار حافظه رم شدAMD چهار گیگابایت ذهن VRAM برای ورزش های امروزی کافی نیستشیائومی احتمالا روی موبایلی با ۱۶ گیگابایت رم امر می کنداپل خرج ی ارتقای حافظه رم را در مدل پایه مک بوک پرو ۱۳ اینچی دوبرابر-کردسامسونگ خطوط تولید حافظه های V NAND
- ۹۹/۰۴/۰۶