FPM – Fast Page Mode
Память быстрого страничного доступа
R1 – полный адрес, C1 – адрес столбца
5 – 3 – 3 – 3
Полный адрес передаётся только при первом обращении к строке. Активизация буферного регистра адреса столбца происходит не по сигналу CAS, а по заднему фронту RAS.
EDO – Extended Data Out
Расширение FPM. 5 – 2 – 2 – 2.
Используется дополнительный регистр-защёлка выходных данных для стробирования данных на выходе и для конвейерной обработки. Регистр прозрачен при CAS=0. При CAS=1 стробирует данные на шине (наличие данных до следующего спада). Следовательно, длину импульса можно уменьшить и увеличить быстродействие.
BEDO – Burst EDO, пакетное EDO.
Расширение FPM. 5 – 1 – 1 – 1.
Кроме регистра-защёлки используется внутренний счётчик адреса колонок для пакетного цикла обмена. Это позволяет выставлять адрес колонки только в начале пакетного цикла, а во 2, 3, 4 передачах импульсы CAS только запрашивают очередные данные. В результате удлинения конвейера выходные данные как бы отстают на 1 такт CAS, зато следующие данные появляются без тактов ожидания процессора.
|
|
SDRAM
Синхронная память. CAS, RAS + тактовый сигнал, по которому синхронизируются все остальные стробы.
5 – 1 – 1 – 1
Увеличена тактовая частота – 3-кратный выигрыш в производительности, т.к. устраняется эффект «гонок сигналов»
RDRAM
Фирма Rambus.
§ Построена на базе специализированного интерфейса типа Rambus.
§ Контроллер располагается в том числе и на самой плате памяти, часть контроллера – на системной плате.
§ Является последовательной, т.е. данные, адреса, управляющие сигналы – по одним и тем же цепям.
§ Частота – порядка 400МГц, пропускная способность до 1,6Гб/с.
Достоинства:
+ Использование специализированного последовательного интерфейса.
+ Высокая пропускная способность.
+ Конвейеризация.
Недостатки:
- Закрытый интерфейс.
- Сложный контроллер.
- Большие начальные задержки при доступе к памяти.
- Более высокая стоимость.
- Большие требования к технологическому процессу.
DDR SDRAM
Double Data Rate. Работает по обоим фронтам тактового импульса. ® большая полоса пропускания.
DDR2 работает на удвоенной частоте работы шины, не является обратно совместимой с DDR. Пропускная способность до 8,5Гб/с.
DDR3. Осн.идея – удвоение размера выборки данных, двукратное увеличение ширины внутренней шины, соединяющей устройства хранения и буфер ввода/вывода. Пониженное напряжение питания – 1,5В.
DDR4 – лучшее энергопотребление, лучшие способы контроля чётности и ошибок.
Рекомендации по выборы динамической памяти:
1) Необходимо учитывать конструктивное исполнение.
2) Учитывать спецификацию по быстродействию (поддержка системной платой на заданной частоте системной шины и с учётом возможных перспектив замены процессора).
|
|
3) Каждый банк памяти должен быть заполнен однотипными модулями.
4) При установке большого количества микросхем может наблюдаться меньшая надёжность и устойчивость системы.
Внешняя память.
В современном компьютере основным элементом ВЗУ является жесткий диск, точнее магнитный носитель жесткого диска.
Информация в ЗУ на МД хранится на плоских металлических или пластиковых пластинах, покрытых магнитным материалом. Данные записываются или считываются с диска с помощью электромагнитной катушки, называемой головкой, которая в процессе считывания м записи неподвижна, в то время как диск вращается относительно нее. При записи на головку подаются электрические импульсы, намагничивающие участок поверхности под ней. Считывание базируется на электрическом токе, наводимом в катушке головки, под воздействием перемещающегося относительно ее магнитного поля. Данные на диске организованы в виде набора концентрических окружностей, называемых дорожками. Каждая из них имеет ту же ширину, что и головка. Соседние дорожки разделены промежутками. Принимается для упрощения электроники, что на всех дорожках может храниться одинаковое количество информации. Т. о., плотность записи увеличивается от внешних дорожек к внутренним. Обмен информацией с МД осуществляется блоками. Размер блока обычно меньше размера дорожки, и данные на дорожке хранятся в виде последовательных областей – секторов, разделенных между собой промежутками. Размер сектора равен минимальному размеру блока. Обычно секторов на дорожке от10 до100. При такой организации должны бать заданы точка отсчета секторов и способ определения начала и конца каждого сектора. Все это обеспечивается с помощью форматирования. В секторе есть данные и управляющая информация. Поле заголовка содержит информацию для идентификации сектора (байт синхронизации – комбинация для определения начала поля, номер дорожки, номер головки, номер сектора, циклический контроль).
Характеристики дисковых систем.
1. ЗУ с фиксированными головками (по одной головке на каждую дорожку) и подвижными (одна головка установленная на рычаге, а рычаг может перемещаться на любую дорожку).
2. Съемные и несъемные диски. Первые можно достать из дисковода.
3. Односторонние и двусторонние.
Основные параметры дисковых накопителей
1. Емкость (форматированная и неформатированная (включает служебную информацию)).
2. Тип интерфейса (IDE, SCSI) и его пропускная способность.
3. Быстродействие и производительность:
§ внутренняя скорость передачи данных – обмен между накопителем и внутренним буфером накопителя. Определяет потенциальную пропускную способность;
§ внешняя скорость передачи (по интерфейсу связи) зависит от типа обмена и интерфейса и режима обмена;
§ время перехода на соседний трек (быстродействие системы позиционирования);
§ среднее время поиска;
§ максимальное время поиска;
§ скорость вращения шпинделя (позволяет косвенно судить о производительности ВЗУ);
4. Надежность и достоверность хранения данных:
§ MTBF (Mean Time Before Failure) – среднее время наработки на отказ:
4.1 гарантийный срок.
5. Физические параметры:
§ габариты;
§ масса;
§ потребляемая мощность (для современных - +5, +12 В).
§ Условия эксплуатации и хранения, которые определяют температурный режим, давление, влажность, сила ударов, вибрацию, и т.д.
6. Уровень шума. В последнее время производители уделяют все большее внимание снижению уровня издаваемого при работе жестких дисков шума. Это связано как с требованиями спецификации РС99, так и со стремлением повысить конкурентоспособность своей продукции. В долговременном плане разработка малошумящих решений стимулируется также потенциальной возможностью проникновения жестких дисков на рынок бытовой электронной аудио- и видеоаппаратуры (устройства для записи изображения и звука на основе жестких дисков уже начали появляться). Основные факторы снижения шума в жестких дисках - применение звукопоглощающих материалов, жидкостных подшипников вместо шариковых (они также способствуют повышению удароустойчивости), введение специального малошумящего режима.
|
|
Основные пути повышения производительности
1. Повышение плотности записи зависит от метода записи. Наиболее популярен метод GMR (эффект гигантской магнито-резистивности). Использование этого метода позволяет повысить плотность записи более:
§ ~10Гбит на квадратный дюйм;
§ в лабораторных условиях - 35Гбит;
§ физический предел – 80Гб.
2. Увеличение скорости вращения шпинделя с пластинами. Для жестких дисков SCSI используются стандартные скорости 7200 и 10000 и 15000 об/мин, для жестких дисков с интерфейсом IDE – 5400, 7200.
3. Скорость доступа к данным определяется в общем случае как средним временем доступа, так и эффективностью работы кэш-памяти. Улучшается плохо. Основной метод – оптимизация работы актуатора, на котором размещена магнитная головка. У типовых моделей SCSI (7200) время поиска – 7мс, у 10000 – 5мс, у 15000 – 3,9мс. У IDE – 9 мс.
4. Повышение объема и повышение эффективности работы внутреннего буфера (Кэш)
5. Повышение пропускной способности внешнего интерфейса. Пропускная способность должна быть в 4 раза выше, чем внутренняя скорость передачи данных накопителя (еще передаются управляющие команды и существуют накладные расходы).
Оптическая память.
Для аудио CD и CD-ROM используется идентичная технология. Диск изготавливается из пластмассы и покрыт отражающим слоем с высокой отражающей способностью, обычно алюминием. Цифровая информация заносится в виде микроскопических углублений в отражающей поверхности. Запись производится с помощью сильно сфокусированного луча лазера высокой эффективности. Информация с диска считывается маломощным лазером, расположенном в проигрывателе. Лазер освещает поверхность вращающегося диска сквозь прозрачное покрытие. Интенсивность отраженного луча лазера меняется, когда он попадает в углубление на диске. Это изменение фиксируется фотодетектором и преобразуется в цифровой сигнал.
|
|
DVD (Digital Video Data) – 2 слоя толщиной по 0,6 мм – 2 рабочие поверхности. Используется лазер с меньшей длиной волны, а также изощренная схема коррекции. Все это позволяет увеличить число дорожек и повысить плотность записи.
Флэш-память.
Высокоинтегрированное энергонезависимое полупроводниковое запоминающее устройство. В основу технологии flash положен способ программирования ППЗУ и способ электрического стирания как у РПЗУ.
Преимущества:
- большое число циклов перезаписи;
- симметричная блочная архитектура накопителя;
- малое время доступа;
- низкое энергопотребление;
SSD-накопители