Модули SIMM, DIMM и RIMM

Изначально оперативная системная память устанавливалась в виде отдельных микросхем, которые благодаря своей конструкции получили название микросхемы с двухрядным распо­ложением выводов (Dual Inline Package — DIP). Системные платы оригинальных систем IBM XT и AT содержали до 36 разъемов, предназначенных для подключения микросхем памяти. В дальнейшем микросхемы памяти устанавливались на отдельных платах, которые, в свою очередь, подключались в разъемы шины.

Нельзя обойти стороной еще один важный недостаток такой организации памяти — мик­росхемы постепенно "выползали" из своих гнезд. Виной тому был жесткий температурный режим. Компьютеры постоянно включались и выключались, в результате чего микросхемы нагревались и охлаждались. Изменение длины контактов микросхем приводило к тому, что микросхемы постепенно сами выталкивали себя из гнезд. Когда в конце концов контакт об­рывался, это приводило к ошибке памяти. Чтобы устранить проблему, нужно более плотно вставить микросхему в гнездо, однако представьте себе, сколько лишней работы предполагало обслуживание нескольких десятков компьютеров в компании.

Альтернативой этому подходу было только припаивание контактов микросхем к материн­ской плате или карте расширения. Однако такое постоянное прикрепление вызывало другую проблему — в случае выхода из строя одного из модулей памяти его приходилось выпаивать или вырезать кусачками, одновременно припаивая новую микросхему. Этот подход был более дорогостоящим, к тому же существовал риск повреждения микросхем.

Получалось так, что микросхемы должны быть одновременно и припаянными, и легко за­меняемыми. Этот принцип нашел свое применение в модулях SIMM. В качестве альтернати­вы установке отдельных микросхем памяти в абсолютном большинстве настольных систем используют модули SIMM, DIMM или RIMM. Это небольшие платы с микросхемами памя­ти, которые вставляются в специальные разъемы материнской платы. Отдельные микросхе­мы припаяны к плате модуля, так что их индивидуальное удаление и замена невозможны. Ес­ли какая-либо микросхема модуля выходит из строя, приходится заменять весь модуль. Та­ким образом, модуль памяти можно рассматривать как одну большую микросхему.

Сегодня существуют два основных типа модулей SIMM, четыре — модулей DIMM и только один тип модулей RIMM. Все они используются в настольных системах. Типы модулей раз­личаются количеством выводов, шириной строки памяти или типом памяти.

К основным типам модулей SIMM относятся 30-контактный (8 бит плюс 1 дополнительный бит контроля четности) и 72-коитактный (32 бит плюс 4 дополнительных бита контроля четно­сти), обладающие различными свойствами. 30-контактный модуль SIMM имеет меньшие раз­меры, чем 72-контактный, причем микросхемы памяти в обоих случаях могут быть расположе­ны как на одной стороне платы, так и на обеих. Модули SIMM широко использовались с конца 1980-х до конца 1990-х годов, однако сейчас их можно найти только в устаревших системах.

Модули DIMM, обычно содержат стандартные микросхемы SDRAM или DDR SDRAM и отличаются друг от друга физиче­скими характеристиками. Стандартный модуль DIMM имеет 168 выводов, по одному ради­усному пазу с каждой стороны и два паза в области контакта. Модуль DDR DIMM имеет 184 вывода, по два паза с каждой стороны и только один паз в области контакта. Модуль DDR2 DIMM имеет 240 выводов, два разъема на правой и левой стороне модуля и один — в центре контактной области. Память DDR3 является логическим развитием стандарта DDR2. Стандарт DDR3 был принят летом 2007 года, однако многие производители еще до официального утверждения спецификации успели представить новые модули.

Эффективная частота работы современных модулей DDR3 состав­ляет от 1066 до 2400 МГц (хотя выпускаются и более скоростные модули для эн­тузиастов, работающие на частоте 1800 МГц и выше).

Кроме увеличенной пропускной способности, память DDR3 также выгодно отлича­ется и уменьшенным энергопотреблением. Так, если модули DDR-памяти работают при напряжении питания 2,5 В, а модули DDR2 при 1,8 В, то модули DDR3 функ­ционируют при напряжении питания 1,5 В (на 16,5 % меньше, чем для памяти DDR2). Снижение напряжения питания достигается за счет использования 90-нано-метрового техпроцесса производства микросхем памяти и применения транзисто­ров с двойным затвором (Dual-gate), что способствует снижению токов утечки.

Разгон модулей памяти становится возможным при увеличении штатного напря­жения до 1,8 В. Длина тракта данных модулей DIMM может достигать 64 бит (без кон­троля четности) или 72 бит (с контролем четности или поддержкой кода коррекции ошибок ЕСС). На каждой стороне платы DIMM расположены различные выводы сигнала. Именно поэтому они называются модулями памяти с двухрядным расположением выводов. Эти модули примерно на один дюйм (25 мм) длиннее модулей SIMM, но благодаря своим свойствам содержат гораздо больше выводов.

Сигнальные выводы, расположенные на разных сторонах платы RIMM, также различны. Существуют три физических типа модулей RIMM: 16/18-разрядная версия со 184 выводами, 32/36-разрядная версия, имеющая 232 вывода, и 64/72-разрядная версия, содержащая 326 выводов. Размеры разъемов, используемых для установки модулей памяти, одинаковы, но расположение па­зов в разъемах и платах RIMM различно, что позволяет избежать установки несоответствующих модулей. Любая системная плата поддерживает только один тип модулей памяти. Вначале наибо­лее распространенным типом являлась 16/18-разрядная версия; 32-разрядная версия модулей па­мяти была представлена в конце 2002 года, а 64-разрядная появилась в 2004 году.. Стандартный 16/18-разрядный модуль RIMM имеет 184 вывода, по одному пазу с каждой стороны и два симметрично расположенных паза в области контакта. Для приложений, не под­держивающих код коррекции ошибок (ЕСС), используются 16-разрядные версии, в то время как 18-разрядные включают в себя дополнительные биты, необходимые для поддержки ЕСС.

На рис. 6.3-6.9 показаны 30-контактный (8 бит) модуль SIMM, 72-контактный (32 бит) мо­дуль SIMM, 168-контактный модуль SDRAM DIMM, 184-контактный модуль DDR SDRAM (64 бит) DIMM, 240-контактные модули DDR2 и DDR3 DIMM и 184-контактный модуль RIMM. Контакты пронумерованы слева направо и расположены с обеих сторон модуля SIMM. Контакты с каждой стороны модуля DIMM отличаются, а у модуля SIMM обе стороны идентичны. Обратите внимание на то, что размеры указаны как в миллиметрах, так и в дюй­мах (в скобках), а модули выпускаются как с проверкой четности ЕСС (используется один дополнительный бит ЕСС, или четности, на каждые 8 бит данных, в результате чего шири­на шины данных составляет 9 бит), так и без нее (в результате ширина шины данных со­ставляет 8 бит).

Модули памяти весьма компактны, учитывая их емкость. В настоящее время существует не­сколько их разновидностей, имеющих разные значения емкости и быстродействия. В табл. 6.13 приведены доступные емкости модулей SIMM, DIMM и RIMM.