کدام SDRAM ؟

اگر چه حافظهSDRAM از سالها قبل در دسترس بوده است،اما هنوز درباره سرعت و امتیازات عملكرد آن اطلاعات درستی در بازار ارائه نمی شود. حتی بسیاری از تولیدكنندگانی كه این محصول را به فروش می رسانند و وب سایتهایی كه ادعا دارند ابهام موجود درباره این اصطلاح را برطرف خواهند كرد، به درستی این فناوری را درك نكرده و به پیچیده تر شدن این مشكل كمك می كنند. در نتیجه، كاربران نمیدانند كه كدام ماجول با PC۱۰۰ سازگار است یا بین CAS۲ و CAS۳ كدامیك را انتخاب كنند و یا اینكه PC۱۰۰ SDRAM روی یك مادر برد قدیمیكار خواهد كرد یا خیر .در این مقاله مفاهیم تكنیكی در اطلاعیه های تولیدكنندگان شرح داده شده اند تا كاربران بهتر بتوانند حافظه ای را كه برای نیازهایشان مناسب است، انتخاب كنند .
● اصول مقدماتی حافظهDRAM
برای درك تفاوتهای موجود بین حافظه هایSDRAM ، ارائه تاریخچه و توصیف مختصری درباره فناوری DRAM حافظه RAM پویا، ضروری است. حافظه هایی از نوعFast Page Mode DRAM (FPM)، Extended Data Out DRAM (EDO) وSynchronous DRAM (SDRAM) ، همگی دارای هسته اصلی DRAM هستند .اصطلاح DRAM به معنی حافظه پویا با دستیابی تصادفی است و وجه تسمیه آن به این دلیل است كه سلولهای حاوی دادهها باید هر چند مدت یكبار نوسازی شوند، در حالی كه حافظه RAM ایستا (SRAM) تا زمانی كه برق در كامپیوتر جریان دارد، دادهها را حفظ می كند. تراشه های DRAM از شبكه ای از خازنها و یك ردیف ترانزیستور در بالای این شبكه تشكیل شدهاند .
خازنها سلولهای حافظه هستند كه دادهها را ذخیره می كنند و ترانزیستورها تقویت كننده های حسی هستند كه داده ها را خوانده، تقویت كرده و برای انتقال بهCPU ، به گذرگاه حافظه ارسال می كنند. خازنها به دلیل اینكه از ترانزیستورها ارزانتر هستند مورد استفاده قرار می گیرند، از طرفی كندتر از ترانزیستورها هستند و به علاوه باید هرازگاهی شارژ شوند .
تمام تراشه های DRAM از یك عملیات دسترسی پایهای یكسان خواندن یا نوشتن استفاده می كنند كه در ادامه شرح داده خواهد شد .تمام تراشه های حافظه محتوای خود را در یك مربع منطقی از سلولها نگاه می دارند كه از طریق ارائه آدرس یك سطر و ستون در دسترس قرار می گیرند .برای خواندن دادهها، ردیف اول با استفاده از فرمان <Row Address Select > یا "Row Address Strobe" كه به صورت اختصار "RAS" با یك خط روی آن یا "/RAS" نشان داده میشود در دسترس قرار میگیرد .
در نتیجه، تمام دادههای موجود در یك ردیف به تقویت كننده های حسی منتقل می شوند .در مرحله بعدی، یك سیگنال به خط <Column Address Strobe> یا <Column Address Select>كه به اختصار به صورت </CAS> نشان داده می شود ارسال شده و سلول خاصی در شبكه كه حاوی اطلاعات مورد نظر است، انتخاب می شود. سپس محتوای این سلول از تقویت كننده حسی به گذرگاه ارسال می شود. این فرآیند هر بار كه دسترسی به حافظه مورد نیاز باشد، تكرار می شود .
تعداد بیتهای خروجی از هر تراشه حافظه در عملیات خواندن، به پیكربندی خاص تراشه بستگی دارد .این به نوبه خود تعداد تراشه هایی را كه در یك ماجول خاص موجود هستند، معین میكند .اگر به مشخصه های یك تراشه نگاه كنید، ممكن است پیكربندی آن ۴*۴ یا ۸*۸ باشد .این مشخصات نشاندهنده آن هستند كه ۴ میلیون سلول وجود دارد كه هر یك ۴ بیت فضا دارند تراشه ۱۶ مگابیتی با پهنای ۴ بیت یا ۸ میلیون سلول وجود دارد كه هر یك دارای ۸ بیت فضا هستند تراشه ۶۴ مگابیتی با پهنای ۸ بیت .
برای پر كردن گذرگاه (bus) باید تعداد تراشهها در هر ماجول كافی باشد این فرآیند، ساخت یك بانك حافظه نام دارد .كامپیوترهای شخصی مدرن از گذرگاه داده ۶۴ (data bus) بیتی استفاده میكنند، بنابراین در هر زمان، ۶۴ بیت داده خوانده میشود .این بدان معناست كه اگر از تراشه هایی با پهنای ۴ بیت استفاده می كنید به حداقل ۱۶ تراشه نیاز دارید و اگر پهنای تراشه ۸ بیت باشد، به حداقل ۸ تراشه نیازمند خواهید بود. البته در عمل تراشه های DRAM مدرن یا به صورت ۳۲ SIMM بیتی یا تراشه ۶۴ DIMM بیتی عرضه می شوند .اگر از تراشههای SIMM استفاده می كنید، باید یك جفت از آنها را تهیه كنید تا همیشه حافظه ۶۴ بیتی را در اختیار داشته باشید .
● تفاوت بین DRAM SDRAM سنكرون و DRAM آسنكرون غیرهمزمان چیست؟
هر یك از عملیات لازم برای خواندن یا نوشتن در حافظه، برای تكمیل به مدت زمان خاصی نیاز دارد .تا زمانی كه عملیات قبلی تكمیل نشده است، عملیات بعدی نمیتواند آغاز شود .به عبارت دیگر یك تاخیر توكار وجود دارد كه باید قبل از در دسترس قرار گرفتن اولین قطعه داده در گذرگاه، سپری شود .این تاخیر در تمام تراشه های DRAM كنونی، از جملهSDRAM ، بین ۴۰ تا ۶۰ نانو ثانیه است .تفاوت بین SDRAM و DRAM آسنكرون مانند FPM یاEDO ، در نحوه مدیریت عملیات خواندن پی در پی پس از اولین بار است .
برای هر دور دسترسی باFPM ، فقط فرآیند خط> /CAS تكمیل میشود <تا به داده مورد نظر بعدی اشاره كند ممكن است این داده درست در مجاورت سلول قبلی باشد یا نباشد . با این حال، دادهها فقط در صورتی منتقل میشوند كه خط /CAS فعال شود EDO .نیز عملیاتی مشابه با FPM دارد، با این تفاوت كه وقتی فرآیند خط /CAS تكمیل میشود، دادههای موجود در خط خروجی هنوز تا تكمیل دسترسی به ستون بعدی، قابل انتقال هستند .این امر، انتقال داده و سیكلهای CAS را تقریبا همزمان میكند .درنتیجه هر یك از سیكلها تا حدودی> كوتاه میشوند<، ولی هنوز از همان مقدار زمان برای انتقال داده استفاده می كنند .از این رو EDO قدری سریعتر از FPM است، اما در اصل فناوریهای به كار رفته در آنها یكسان هستند .
SDRAMاز چند نظر با FPM و EDO متفاوت است .نخست اینكه به جای یك بانك حافظه، دو بانك حافظه داخلی دارد .هنگامی كه بانك اول انتقال داده را آغاز می كند، بانك دوم به پیششارژفعال كردن RAS و CAS مشغول است و برعكس .این قابلیت دراصل دوره تاخیر را برای تمام موارد دسترسی پس از مورد اول، از بین می برد. به علاوه، SDRAM قابلیت حالت انتقال با سرعت بالا (burst mode)نیز دارد .این قابلیت، بدون تكمیل فرآیند خط /CAS امكان انتقال سلولهای چندگانه را فراهم می كند. این عملیات باعث میشود حتی با وجود اینكه عملیات داخلی واقعی در اصل یكسان هستند، SDRAM از FPM یا EDO سریعتر شود.
● آشنایی با مشخصه های زمانبندیSDRAM
حال كه تا حدودی با عملیات درونی تراشهها آشنا شدهاید میتوانید این عملیات را با زمانبندی خارجی كه بسیاری از فروشندگان و بازاریابان به آن اشاره می كنند، ربط دهید .همان طور كه ذكر شد، برای تكمیل هر یك از عملیات به مقدار محدودی زمان نیاز است .همچنین هر یك از این عملیات نماد زمانبندی مخصوص به خود دارند .
در اینجا بر نمادهای مرتبط با SDRAM تمركز میكنیم، زیرا چند عملیات اضافی مانند رفتن از یك بانك به بانك دیگر وجود دارند كه EDO و FPM فاقد آنها هستند .این نمادها همیشه به صورت "tCAC" نوشته میشود كه به معنی Collumn Access time است و حداقل نانو ثانیه لازم برای تكمیل عملیات را مشخص می كند .
اولین نماد معروف زمانبندی، نماد tCLK معرف سرعت ساعت سیستم است .اگر CPU شما با سرعت ۲۳۳ مگاهرتز ۳/۵*۶۶ مگاهرتز كار میكند، ساعت سیستم شما با سرعت ۶۶ میلیون دور در ثانیه كار میكند .این سرعت حدود ۱۵ نانو ثانیه برای tCLK است طول سیكل ساعت در نانو ثانیه را میتوان با در نظر گرفتن نقطه متقابل سرعت ساعت محاسبه كرد۱ :تقسیم بر ۶۶/۶ میلیون سیكل در ثانیه ۱۵x۱۰- ۹= ثانیه در هر سیكل یا ۱۵ نانو ثانیه در هر سیكل ساعت . به عبارت دیگر، هر سیكل ساعت ۱۵ نانو ثانیه طول می كشد.
اصطلاح همزمان یا سنكرون در حافظه SDRAM به این معنی است كه هر عملیات درتراشه به طور همزمان با ساعت سیستم به وقوع می پیوندد. بنابراین، هر عملیاتی كه در ۱۵ نانوثانیه یا كمتر تكمیل شود، میتواند در هر سیكل ساعت به وقوع بپیوندد با سرعت ۶۶ مگاهرتز، اما هر عملیاتی كه بین ۱۶ تا ۳۰ نانو ثانیه طول بكشد، به دو سیكل ساعت نیاز دارد .توجه داشته باشید كه اگر سرعت ساعت سیستم ۱۰۰ مگاهرتز باشد، مانند سیستمهای جدید كه با سرعت ۳۵۰+ مگاهرتز كار میكنند، معادل با یك سیكل ساعت ۱۰ نانوثانیهای است .البته این بدان معنی است كه اگر SDRAM بخواهد فعالیتهایش را در یك سیكل ساعت كامل كند، در سرعت ۱۰۰ مگاهرتز همه چیز باید بسیار سریعتر از زمانی كه سرعت۶۶ مگاهرتز است، به وقوع بپیوندد .در زیر به زمانبندی خود حافظه توجه كنید .
▪ برایSDRAM ، پنج زمانبندی مهم وجود دارد:
- زمان لازم برای سویچ كردن بین بانكهای داخلی(tRP)
- زمان لازم برای دسترسی بین /RAS و(tRCD)/CAS
- زمان لازم برای آماده شدن برای خروجی بعدی در حالت انتقال با سرعت بالا(tAC)
- زمان دسترسی ستونی(tCAC)
- زمان لازم برای آماده كردن دادهها قبل از رسیدن سیكل ساعت بعدی در حالت انتقال با سرعت بالا زمان سیكل خواندن.
هر یك از عوامل موثر در زمانبندی، در مشخص كردن عملكرد كلی سیستمها نقش دارند .از پنج عامل فوق، معمولا به دو عامل در فرهنگ بازاریابی و فروش، اشاره میشود:زمان سیكل خواندن و tCAC اگر چه هرگز به این نام خوانده نمیشوند زمانبندی مهم دیگر، زمان دسترسی یا tAC است.
باید خاطر نشان شود كه وقتی تراشه SDRAM با ۱۰ نانو ثانیه یا ۸ نانوثانیه مشخص میشود ، آنچه در واقع مورد سنجش قرار گرفته، زمان سیكل خواندن است.دقت كنید كه این مدت با زمانبندی EDO یا FPM با مشخصه ۶۰ نانوثانیه یا۷۰ نانو ثانیه، یكسان نیست. برای DRAM قدیمیتر غیر همزمان یا آسنكرون، زمانبندیها شامل كل زمان لازم برای دسترسی كامل به حافظه بود دسترسی سطری، ستونی و خروجی . مقدار زمان مورد نیاز برای اجرای یك عملیات خواندن در موردSDRAM ، پس از نوبت اولیه خواندن حالت انتقال با سرعت بالا مشخص میشود .
سرعت به این دلیل اهمیت دارد كه مشخصه PC۱۰۰ SDRAM به حداكثر ۸ نانوثانیه زمان سیكل پیدر پی نیاز دارد .این به این معنی نیست كه تراشهای كه با علامت ۱۰ نانوثانیه عرضه میشود با سرعت ۸ نانو ثانیه كار نمیكند درست مانند یك تراشه EDO با سرعت ۶۰ نانو ثانیه كه در عمل با سرعت ۵۰ نانو ثانیه یا بیشتر عمل میكند، بلكه به این معنی است كه هیچ ضمانتی وجود ندارد كه این تراشه در حالت انتقال با سرعت بالا <با سرعت ۱۰ نانوثانیه عمل كند، كه ممكن است برای استفاده در یك سیستم ۱۰۰ مگاهرتزی كافی نباشد.
زماندسترسی(tAC) ، زمان لازم برای باز كردن خط خروجی از پالس <قبلی ساعت است .یك خط كنترلی با یك تغییر حالت كه لبه صعود انتقال از حالت <۰> به (<۱> یا لبه سقوط) انتقال از حالت <۱> به (<۰>نامیده میشود، عملی را آغاز میكند .وقتی این خط افت میكند، سیگنالی برای آغاز عملیات دریافت میكند .اما قبل از آنكه سیگنال به حالت با ثبات برسد، مدت زمان خاصیباید سپری شود .
زمان بین آخرین پالس ساعت سیستم لبه صعود و آغاز سیگنال خروجی باید به قدر كافی سریع باشد تا سیگنال قبل از آغاز عملیات خروجی به ثبات برسد و دادهها بتوانند هر ۱۰ نانوثانیه یكبار ارسال شوند .این زمان برای PC۱۰۰ با ۶ نانوثانیه مشخص میشود .
دو اصطلاح دیگری كه در بازاریابی برای اشاره به ماجولهای SDRAM به كار میروند عبارتاند از <CAS۲>:و .<CAS۳>متاسفانه این نامها گمراه كننده هستند و باید CL۲ یا CL۳ باشند چون به زمانبندیهای دوره تاخیر CAS اشاره میكنند ۲ ساعت در مقابل ۳ ساعت . دوره تاخیر CAS یك تراشه توسط زمان دسترسی ستونی (tCAC) تعیین میشود .این زمان برای انتقال داده به بافرهای خروجی از زمان فعال شدن خط /CAS مورد نیازاست> .قانون <زمانبندی دوره تاخیر CAS بر معادله زیر استوار است:
CL*tCLK>=tCAC
به عبارت دیگر ،> دوره تاخیر CAS ضربدر طول سیكل ساعت سیستم باید بزرگتر یا مساوی با زمان دسترسی ستونی باشد <.اگر tCLK دارای سرعت ۱۰ نانوثانیه) سرعت ساعت سیستم ۱۰۰ مگاهرتز (وtCAC ، ۲۰ نانوثانیه سرعت داشته باشد، CL میتواند ۲ باشد .اما اگر tCAC دارای سرعت ۲۵ نانوثانیه باشد، آن وقت CL باید ۳ باشد .مشخصه SDRAM فقط ارزشهای۱ ، ۲و ۳ را برای دوره تاخیر CAS میپذیرد .
● جمع بندی:
ابتدا CPU از طریق خط/RAS ، سطر و بانك حافظه را فعال میكند .پس از مدتی(tRCD) ، خط & /CAS فعال میشود .وقتی زمان لازم برای دسترسی ستونی (tCAC)سپری شد، دادهها روی خط خروجی ظاهر میشوند و میتوانند درسیكل ساعت بعدی انتقال یابند .مدت زمان سپری شده برای در دسترس قرار گرفتن اولین قطعه داده، حدود ۵۰ نانوثانیه است .انتقالهای بعدی از طریق حالت انتقال با سرعت بالا هر سیكل ساعت یا تكمیل دوره /CAS كه به مقدار زمان مشخص شده توسط tCAC نیاز دارد و دوره تاخیر CAS نیز نامیده میشود، انجام میگیرند .
برای عملیات انتقال با سرعت بالا، زمان دسترسی (tAC) باید ۶ نانوثانیه باشد تا سیگنال بتواند به ثبات برسد و عملیات خروجی بتواند ۸ نانوثانیه پس از آخرین عملیات آغاز شود .انتقال داده ۲ نانوثانیه یا كمتر طول میكشد، یعنی دادهها هر ۱۰ نانو ثانیه یكبار در یك انتقال با سرعت بالا در دسترس هستند كه درست به موقع برای سیگنال ساعت بعدی با سرعت ۱۰۰ مگاهرتز است .
● نتیجه گیری:
حال كه با اصول پایه فناوریSDRAM ، عوامل مهم زمانبندی در تعیین مشخصههای SDRAM و اثرات این عوامل بر پارامترهای مورد بحث تولیدكنندگان و فروشندگان آشنا شدید، احتمالا میتوانید لااقل در تئوری، ماجول SDRAM مناسب برای نیازهایتان را انتخاب كنید .این موضوع هم پیچیده و هم گمراه كننده است .
بنابراین بخش كوتاه پرسش و پاسخ زیر نیز میتواند در جوابگویی به رایجترین پرسشهای مربوط به شرایط زمانبندی ماجول SDRAM مفید باشد .
▪ پرسش:
آیا برای سیستم خود به یك PC۱۰۰ SDRAM نیاز دارم؟
ـ پاسخ:
اگر در كامپیوتر شخصی شما سرعت گذرگاه سیستم ۱۰۰ مگاهرتز است، بله .اگر سرعت گذرگاه ۶۶ مگاهرتز است، خیر .از نظر تئوری میتوان یك ماجول غیر PC۱۰۰ را به كار كردن در یك سیستم ۱۰۰ مگاهرتزی واداشت، اما موفقیت شما تضمین نمیشود و سیستم ممكن است دچار بیثباتی شود دلیل وجود مشخصه برای PC۱۰۰ نیز همین است .
▪ پرسش:
آیا میتوان از PC۱۰۰ SDRAM در یك سیستم ۶۶ مگاهرتزی استفاده كرد ؟
ـ پاسخ : بله.
▪ پرسش :
آیا استفاده از PC۱۰۰ SDRAM در یك سیستم ۶۶ مگاهرتزی باعث افزایش سرعت سیستم میشود؟
ـ پاسخ :خیر.
▪ پرسش:
من هنوز درباره انواع <CAS۲>و <CAS۳> حافظه SDRAM اطلاعات كافی ندارم .به كدامیك از آنها نیاز دارم‚ آیا باید به این مساله بیشتر توجه كنم؟
ـ پاسخ:
به طور كلی این مسالهای نیست كه كاربران عادی به توجه به آن نیاز داشته باشند .ماجولهای CAS۲ احتمالا برای كسانی كه سرعت گذرگاه سیستم را به بیش از ۱۰۰ مگاهرتز رساندهاند، مناسبتر است .در مجموع اگر تفاوت قیمت بین دو ماجول ناچیز باشد، ماجول CAS۲ را تهیه كنید، اما لزومی ندارد هزینه سنگینی برای CAS۲ SDRAM بپردازید .
▪ پرسش:
آیا نسخه SDRAM ۳-۲-۲ به خوبی نسخه ۲-۲-۲ هست؟
ـ پاسخ:
این پرسش به پرسش قبلیشبیه است، چون اولین عدد معرف دوره تاخیر CAS است.
▪ پرسش:
اگرSDRAMمدل <CAS۲>دركامپیوترهایی كه سرعت گذرگاه سیستم آنها بیش از۱۰۰ مگاهرتز است بهتر كار میكند، آیا پرداخت پول اضافی برای اینSDRAM ، سرمایهگذاری خوبی برای قابلیت ارتقای كامپیوتر در آینده است؟
ـ پاسخ:
ممكن است این طور باشد .به خاطر داشته باشید فناوری گاه گامهای غیرقابل پیشبینی بر میدارد و سرمایهگذاری شما ممكن است به سرعت بیاثر شود.
▪ پرسش :
به هنگام خرید ماجولهایSDRAM ، چه مواردی را باید مد نظر داشت؟
ـ پاسخ :
مهمترین عامل، مشخصههای زمانبندی نیست، بلكه شركتی است كه ماجول را تولید میكند .بهتر است این محصول را از یك شركت معتبر خریداری كنید تا بتوانید به ادعاهایش اطمینان كنید .شركتی كه بتواند از محصولات خود حمایت كند و در صورت لزوم خدمات پس از فروش به مشتریان ارائه كند .حافظهای كه خریداریمیكنید باید حداكثر مدت ضمانت را داشته و نام برنامه با برچسب یا به صورت حك شده روی محصول وجود داشته باشد.

ثریا پاك نظر

منبع : وب ایران