Giải phẫu: Soi từng bộ phận của RAM trên kính hiển vi điện tử
- OFREZH EDITOR
- 21 thg 6
- 19 phút đọc
Mỗi máy tính đều có RAM, cho dù được nhúng vào bộ xử lý hay nằm trên một bảng mạch chuyên dụng được cắm vào hệ thống, các thiết bị điện toán đơn giản là không thể hoạt động nếu không có RAM. RAM là một kỳ tích đáng kinh ngạc của kỹ thuật chính xác, nhưng nó được sản xuất với số lượng lớn mỗi năm. Bạn có thể đếm được hàng tỷ bóng bán dẫn trong đó, nhưng RAM chỉ sử dụng một số ít watt điện. Với tầm quan trọng của RAM, cần phải có một cuộc mổ xẻ thích hợp.
RAM là một kỳ tích đáng kinh ngạc về kỹ thuật chính xác, nhưng nó vẫn được sản xuất với số lượng lớn mỗi năm.
Vậy hãy chuẩn bị cho ca phẫu thuật, đẩy bàn sinh ra và đến phòng phẫu thuật. Đã đến lúc đào sâu vào chính các tế bào tạo nên trí nhớ ngày nay và xem mọi thứ hoạt động như thế nào.
Tại sao ngươi lại ở đây, RAM-eo?
Bộ xử lý cần có khả năng truy cập dữ liệu và hướng dẫn rất nhanh, để chúng có thể duy trì phần mềm chạy liên tục. Chúng cũng cần thực hiện điều này theo cách mà nếu được yêu cầu ngẫu nhiên hoặc bất ngờ, hiệu suất sẽ không bị ảnh hưởng quá nhiều. Đây là lý do tại sao RAM – viết tắt của bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên – thực sự quan trọng trong máy tính.
Có hai loại RAM chính: RAM tĩnh và RAM động , hay gọi tắt là SRAM và DRAM.
Chúng ta sẽ tập trung vào DRAM, vì SRAM chỉ được sử dụng bên trong bộ xử lý, như CPU hoặc GPU. Vậy chúng ta có thể tìm thấy DRAM ở đâu trong PC và nó hoạt động như thế nào?
Hầu hết mọi người biết đến RAM vì có một đống lớn RAM ngay cạnh CPU . Nhóm DRAM này thường được gọi là bộ nhớ hệ thống , nhưng tên gọi hay hơn sẽ là bộ nhớ CPU , vì đây là bộ nhớ chính lưu trữ dữ liệu làm việc và lệnh cho bộ xử lý.
Như bạn có thể thấy trong hình ảnh trên, DRAM nằm trên các bảng mạch nhỏ cắm vào bo mạch chủ . Mỗi bảng thường được gọi là DIMM hoặc UDIMM, viết tắt của mô-đun bộ nhớ kép (chữ U là không đệm ). Chúng tôi sẽ giải thích ý nghĩa của nó sau, nhưng hiện tại thì đây là RAM dễ thấy nhất trong bất kỳ PC nào.
Không cần phải cực nhanh, nhưng máy tính hiện đại cần nhiều dung lượng bộ nhớ để xử lý các ứng dụng lớn và hàng trăm tiến trình chạy ngầm.
Khu vực tiếp theo để trưng bày một bộ sưu tập chip nhớ thường là card đồ họa . Nó cần DRAM siêu nhanh riêng, vì kết xuất 3D dẫn đến một lượng lớn dữ liệu truy cập và ghi. Loại DRAM này được thiết kế để hoạt động theo cách hơi khác so với loại được sử dụng trong bộ nhớ hệ thống.
Ở đây chúng ta có thể thấy GPU được bao quanh bởi 12 tấm nhỏ – đây là các chip DRAM. Cụ thể, chúng là một loại bộ nhớ được gọi là GDDR5X, mà chúng ta sẽ tìm hiểu sau.
Card đồ họa không cần nhiều bộ nhớ như CPU, nhưng nó vẫn có kích thước lên tới hàng nghìn MB.
Không phải mọi thiết bị trong máy tính đều yêu cầu nhiều như vậy: ổ cứng cần một lượng RAM nhỏ, trung bình là 256 MB, để nhóm dữ liệu lại với nhau trước khi ghi vào ổ đĩa.
Trong những hình ảnh này, chúng ta có thể thấy bảng mạch từ HDD (bên trái) và SSD (bên phải), trong đó chip DRAM được đánh dấu trong cả hai ví dụ. Lưu ý rằng chỉ có một chip? 256 MB không phải là nhiều RAM ngày nay, vì vậy chỉ cần một khối silicon duy nhất.
Khi bạn nhận ra rằng bất kỳ thành phần hoặc thiết bị ngoại vi nào thực hiện xử lý đều cần RAM, bạn sẽ sớm thấy nó nằm rải rác bên trong bất kỳ máy tính nào. Bộ điều khiển SATA và PCI Express có chip DRAM nhỏ; giao diện mạng và card âm thanh cũng có, cũng như máy in và máy quét.
Có vẻ hơi nhàm chán khi bạn nhìn thấy nó ở khắp mọi nơi, nhưng khi bạn đi sâu vào hoạt động bên trong của RAM, nó chắc chắn không phải là một trò chơi nhàm chán!
Dao mổ. Tăm bông. Kính hiển vi điện tử.
Chúng tôi không có quyền truy cập vào loại công cụ mà các kỹ sư điện tử sử dụng để đào sâu vào các sáng tạo bán dẫn của họ, vì vậy chúng tôi không thể tháo rời một con chip DRAM thực tế và cho bạn thấy bên trong. Tuy nhiên, những người ở TechInsights có thiết bị như vậy và tạo ra hình ảnh bề mặt chip này:
Nếu bạn nghĩ rằng điều này chỉ giống như những cánh đồng cây trồng được kết nối bằng những con đường có lối đi, thì bạn không còn xa mục tiêu về những gì thực sự ở đó nữa! Thay vì ngô hoặc lúa mì, các cánh đồng trong DRAM chủ yếu được tạo thành từ hai thành phần điện tử:
Một công tắc, dưới dạng MOSFET ( transistor hiệu ứng trường bán dẫn oxit kim loại )
Một số lưu trữ, được xử lý bằng tụ điện rãnh
Cùng nhau, chúng tạo thành cái gọi là ô nhớ và mỗi ô lưu trữ 1 bit dữ liệu. Một sơ đồ mạch rất sơ sài cho ô được hiển thị bên dưới (xin lỗi tất cả các kỹ sư điện tử!):
Các đường màu xanh lam và xanh lục biểu thị các kết nối áp dụng điện áp cho MOSFET và tụ điện. Chúng được sử dụng để đọc và ghi dữ liệu vào cell, và đường thẳng đứng (đường bit) luôn được kích hoạt trước.
Tụ điện rãnh về cơ bản hoạt động như một cái xô, chứa đầy điện tích – trạng thái rỗng/đầy của nó cung cấp cho bạn 1 bit dữ liệu: 0 là rỗng, 1 là đầy. Bất chấp những nỗ lực hết mình của các kỹ sư, tụ điện không thể giữ điện tích này mãi mãi và nó sẽ rò rỉ theo thời gian.
Điều này có nghĩa là mỗi ô nhớ riêng lẻ cần được làm mới thường xuyên, từ 15 đến 30 lần một giây , mặc dù quá trình này khá nhanh: chỉ cần vài nano giây cho một tập hợp các ô. Thật không may, có rất nhiều ô trong một chip DRAM và bộ nhớ không thể được đọc hoặc ghi trong khi nó đang được sạc lại.
Nhiều ô được kết nối với mỗi dòng, như minh họa bên dưới.
Nói một cách chính xác, sơ đồ này không hoàn hảo vì mỗi cột ô sử dụng hai dòng bit – sẽ hơi phức tạp và lộn xộn nếu chúng ta bao gồm mọi thứ, vì vậy hãy coi hình ảnh như một bản tổng quan.
Một hàng đầy đủ các ô nhớ được gọi là một trang và độ dài của nó thay đổi tùy theo loại và cấu hình DRAM. Một trang dài hơn sẽ có nhiều bit hơn, nhưng cần nhiều điện năng hơn để vận hành nó; các trang ngắn hơn sử dụng ít điện năng hơn, nhưng có ít dung lượng lưu trữ hơn.
Tuy nhiên, có một yếu tố quan trọng khác cần được xem xét. Khi đọc hoặc ghi từ/vào chip DRAM, bước đầu tiên trong quy trình là kích hoạt toàn bộ một trang. Hàng bit (một chuỗi 0 và 1) được lưu trữ trong bộ đệm hàng , thực chất là một tập hợp các bộ khuếch đại và chốt, chứ không phải là nhiều bộ nhớ hơn. Sau đó, cột cần thiết được kích hoạt để kéo dữ liệu có liên quan ra khỏi bộ đệm này.
Nếu trang quá nhỏ, thì các hàng phải được kích hoạt thường xuyên hơn để đáp ứng các yêu cầu dữ liệu; mặt khác, một trang lớn về cơ bản sẽ bao phủ nhiều cơ sở hơn, vì vậy chúng sẽ không cần phải được kích hoạt thường xuyên. Mặc dù một hàng dài cần nhiều năng lượng hơn và có khả năng kém ổn định hơn, nhưng tốt hơn là bạn nên có các trang lớn nhất mà bạn có thể có.
Việc tập hợp một tập hợp các trang lại với nhau sẽ cung cấp cho chúng ta một ngân hàng DRAM. Cũng giống như các trang, kích thước và cách sắp xếp các hàng và cột của các ô đóng vai trò lớn trong việc lưu trữ bao nhiêu dữ liệu, tốc độ hoạt động, mức tiêu thụ điện năng, v.v.
Một cách sắp xếp như vậy có thể bao gồm 4.096 hàng và 4.096 cột, cung cấp cho một ngân hàng tổng dung lượng lưu trữ là 16.777.216 bit hoặc 2 MB. Nhưng không phải tất cả các chip DRAM đều có ngân hàng của chúng trong một tổ chức 'hình vuông' vì tốt hơn là có các trang dài hơn, thay vì các trang ngắn hơn. Ví dụ, một tổ chức gồm 16.384 hàng và 1.024 cột vẫn sẽ tạo ra 2 MB dung lượng lưu trữ, nhưng mỗi trang chứa dữ liệu nhiều hơn 4 lần so với ví dụ hình vuông.
Tất cả các trang trong một ngân hàng được kết nối với một hệ thống địa chỉ hàng (tương tự như đối với các cột) và chúng được điều khiển bởi các tín hiệu lệnh và địa chỉ cho mỗi hàng/cột. Càng có nhiều hàng và cột trong một ngân hàng, thì càng cần nhiều bit để sử dụng trong địa chỉ.
Đối với một ngân hàng 4.096 x 4.096, mỗi hệ thống định địa chỉ cần 12 bit, trong khi một ngân hàng 16.384 x 1.024 sẽ cần 14 bit cho địa chỉ hàng và 10 bit cho các cột. Lưu ý rằng cả hai hệ thống đều có tổng kích thước là 24 bit.
Nếu một chip DRAM chỉ cung cấp một trang tại một thời điểm, nó sẽ không có nhiều tác dụng, vì vậy chúng có một số ngân hàng ô nhớ được đóng gói vào chúng. Tùy thuộc vào kích thước tổng thể, chip có thể có 4, 8 hoặc thậm chí 16 ngân hàng - định dạng phổ biến nhất là có 8.
Tất cả các ngân hàng chia sẻ cùng một lệnh, địa chỉ và bus dữ liệu, giúp đơn giản hóa cấu trúc tổng thể của hệ thống bộ nhớ. Trong khi một ngân hàng bận rộn sắp xếp một lệnh, các ngân hàng khác nhau vẫn có thể thực hiện các hoạt động khác.
Toàn bộ chip, bao gồm các bank và bus, được đóng gói thành một lớp vỏ bảo vệ và sau đó hàn vào một bảng mạch. Lớp vỏ này chứa các đường dẫn điện cung cấp năng lượng để vận hành DRAM và các tín hiệu cho lệnh, địa chỉ và dữ liệu.
Trong hình ảnh trên, chúng ta có thể thấy một chip DRAM (đôi khi được gọi là mô-đun ) do Samsung sản xuất – các nhà sản xuất hàng đầu khác bao gồm Toshiba, Micron, SK Hynix và Nanya. Samsung là nhà sản xuất lớn nhất, chiếm khoảng 40% thị phần toàn cầu .
Mỗi nhà sản xuất DRAM đều sử dụng hệ thống mã hóa riêng để xác định thông số kỹ thuật bộ nhớ, nhưng ví dụ trên là chip 1 Gbit, bao gồm 8 ngân hàng 128 Mbit, được sắp xếp thành 16.384 hàng và 8.192 cột.
Tên và cấp bậc của người lính!
Các công ty sản xuất bộ nhớ lấy một số chip DRAM và đặt chúng lại với nhau trên một bảng mạch duy nhất, được gọi là DIMM. Mặc dù chữ D là viết tắt của dual , nhưng không có nghĩa là có hai bộ chip – mà là các tiếp điểm điện dọc theo đáy bảng mạch, với cả hai mặt được sử dụng để xử lý các mô-đun.
Bản thân DIMM có nhiều kích thước và số lượng chip khác nhau:
Trong hình ảnh trên, chúng ta có thể thấy một DIMM PC để bàn tiêu chuẩn, trong khi hình ảnh bên dưới được gọi là SO-DIMM (DIMM phác thảo nhỏ). Mô-đun nhỏ này được thiết kế để sử dụng trong các PC có kích thước nhỏ hơn như máy tính xách tay hoặc máy tính để bàn tất cả trong một. Việc đóng gói mọi thứ vào một không gian nhỏ hơn sẽ hạn chế số lượng chip có thể sử dụng, tốc độ chạy của mọi thứ, v.v.
Có ba lý do chính để sử dụng nhiều chip nhớ trên DIMM:
Nó làm tăng dung lượng lưu trữ có sẵn
Chỉ có thể truy cập một ngân hàng tại bất kỳ thời điểm nào, do đó, việc có những ngân hàng khác hoạt động ở chế độ nền sẽ cải thiện hiệu suất
Bus địa chỉ trong bộ xử lý xử lý bộ nhớ rộng hơn bus của DRAM
Điều sau thực sự quan trọng, vì hầu hết các chip DRAM chỉ có bus dữ liệu 8 bit. Tuy nhiên, CPU và GPU lại khá khác biệt: CPU Ryzen 7 3800X của AMD có hai bộ điều khiển 64 bit tích hợp sẵn, trong khi Radeon RX 5700 XT tích hợp tám bộ điều khiển 32 bit.
Vì vậy, mỗi DIMM được lắp vào máy tính Ryzen sẽ cần có tám mô-đun DRAM (8 chip x 8 bit = 64 bit). Bạn có thể nghĩ rằng card đồ họa 5700 XT sẽ có 32 chip nhớ, nhưng thực tế chỉ có 8. Vậy thì sao?
Chip nhớ được thiết kế để sử dụng trong các tình huống đồ họa sẽ tích hợp nhiều ngân hàng hơn vào chip, thường là 16 hoặc 32 ngân hàng, vì kết xuất 3D cần truy cập nhiều dữ liệu cùng một lúc.
Hạng đơn so với hạng kép
Bộ các mô-đun bộ nhớ "lấp đầy" bus dữ liệu của bộ điều khiển bộ nhớ được gọi là rank và mặc dù có thể có nhiều hơn một rank được kết nối với một bộ điều khiển, nhưng nó chỉ có thể kéo dữ liệu từ một rank tại bất kỳ thời điểm nào (vì tất cả chúng đều sử dụng cùng một bus dữ liệu). Đây không phải là vấn đề, vì trong khi một rank đang bận phản hồi một lệnh nhất định, một tập lệnh mới có thể được gửi đến một rank khác.
DIMM thực tế có thể có nhiều hơn một cấp và điều này đặc biệt hữu ích nếu bạn cần một lượng bộ nhớ lớn, nhưng bạn chỉ có một số lượng tương đối nhỏ khe cắm RAM trên bo mạch chủ.
Cái gọi là thiết lập xếp hạng kép hoặc bốn có khả năng cung cấp hiệu suất tổng thể cao hơn so với thiết lập xếp hạng đơn, nhưng việc xếp chồng lên các hàng sẽ khiến tải trên hệ thống điện tăng nhanh. Phần lớn máy tính để bàn sẽ chỉ xử lý một hoặc hai hàng cho mỗi bộ điều khiển. Nếu hệ thống cần nhiều hơn thế này thì tốt nhất là sử dụng DIMM đệm : những DIMM này có thêm một chip trên DIMM giúp giảm tải cho hệ thống bằng cách lưu trữ các lệnh và dữ liệu trong một vài chu kỳ trước khi gửi đi.
Nhiều mô-đun bộ nhớ Nanya và 1 chip đệm – RAM máy chủ cổ điển
Không phải tất cả các rank đều có kích thước 64 bit – DIMM được sử dụng trong máy chủ và máy trạm thường là 72 bit, nghĩa là chúng có thêm một mô-đun DRAM. Chip bổ sung không cung cấp thêm dung lượng lưu trữ hoặc hiệu suất; thay vào đó, nó được sử dụng để kiểm tra và sửa lỗi (ECC).
Bạn có nhớ rằng tất cả các bộ xử lý đều cần bộ nhớ để hoạt động không? Vâng, trong trường hợp của RAM ECC, thiết bị nhỏ thực hiện công việc được cung cấp mô-đun riêng của nó.
Bus dữ liệu trong bộ nhớ như vậy vẫn chỉ rộng 64 bit, nhưng độ tin cậy của dữ liệu được cải thiện đáng kể. Việc sử dụng bộ đệm và ECC chỉ làm giảm một chút hiệu suất tổng thể, nhưng lại làm tăng đáng kể chi phí.
Tôi cảm thấy cần phải – cần phải nhanh hơn!
Tất cả DRAM đều có xung nhịp I/O trung tâm (đầu vào/đầu ra), điện áp liên tục thay đổi giữa 2 mức và được dùng để sắp xếp mọi thứ diễn ra trong chip nhớ và bus.
Nếu chúng ta quay ngược thời gian trở về năm 1993, bạn sẽ có thể mua bộ nhớ dưới dạng SDRAM (DRAM đồng bộ), sắp xếp tất cả các quy trình bằng cách sử dụng khoảng thời gian khi đồng hồ chuyển từ trạng thái thấp sang trạng thái cao. Vì điều này xảy ra rất nhanh, nên nó cung cấp một cách rất chính xác để chỉ ra thời điểm các sự kiện phải xảy ra. SDRAM khi đó có đồng hồ I/O thường chạy từ 66 đến 133 MHz và với mỗi tích tắc của đồng hồ, một lệnh có thể được đưa ra cho DRAM. Đổi lại, chip có thể truyền 8 bit dữ liệu trong cùng một khoảng thời gian.
Sự phát triển nhanh chóng của SDRAM, dẫn đầu bởi Samsung, đã chứng kiến một dạng mới của nó xuất hiện vào năm 1998. Nó tính thời gian truyền dữ liệu theo sự tăng và giảm của điện áp xung nhịp, vì vậy cứ mỗi tích tắc của xung nhịp đó, dữ liệu có thể được gửi đến và đi từ DRAM hai lần.
Tên của công nghệ mới thú vị này là gì? Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động đồng bộ tốc độ dữ liệu kép . Bạn có thể thấy lý do tại sao mọi người chỉ gọi nó là DDR-SDRAM hoặc viết tắt là DDR.
Bộ nhớ DDR nhanh chóng trở thành chuẩn mực (khiến cho SDRAM ban đầu được đổi tên thành SDRAM tốc độ dữ liệu đơn , SDR-DRAM) và đã trở thành trụ cột cho tất cả các hệ thống máy tính trong 20 năm.
Những tiến bộ trong công nghệ đã giúp cải thiện công nghệ, mang đến cho chúng ta DDR2 vào năm 2003, DDR3 vào năm 2007 và DDR4 vào năm 2012. Mỗi bản cập nhật đều cung cấp hiệu suất tốt hơn nhờ xung nhịp I/O nhanh hơn, hệ thống tín hiệu tốt hơn và yêu cầu điện năng thấp hơn.
DDR2 đã bắt đầu một thay đổi vẫn còn được sử dụng cho đến ngày nay: đồng hồ I/O trở thành một hệ thống riêng biệt tự định thời gian từ một bộ đồng hồ khác theo cách mà giờ đây nó nhanh hơn gấp 2 lần. Nguyên lý này tương tự như cách CPU sử dụng đồng hồ 100 MHz để sắp xếp mọi thứ nhưng đồng hồ bên trong của bộ xử lý chạy nhanh hơn 30 hoặc 40 lần.
DDR3 và 4 đã nâng cao trò chơi bằng cách chạy xung nhịp I/O 4 lần, nhưng trong mọi trường hợp, bus dữ liệu vẫn chỉ sử dụng sự tăng và giảm của xung nhịp I/O (tức là tốc độ dữ liệu gấp đôi) để gửi/nhận thông tin.
Bản thân các chip nhớ không chạy ở tốc độ cao một cách ngớ ngẩn – thực tế, chúng chạy khá chậm. Tốc độ truyền dữ liệu (được đo bằng hàng triệu lần truyền mỗi giây, MT/giây) trong DRAM hiện đại cao như vậy, vì sử dụng nhiều ngân hàng trong mỗi chip; nếu chỉ có một ngân hàng cho mỗi mô-đun, mọi thứ sẽ cực kỳ chậm.
Mỗi phiên bản DRAM đều không có khả năng tương thích ngược, do đó DIMM dùng cho từng loại có số lượng tiếp điểm điện, khe cắm và khía khác nhau để ngăn chặn bất kỳ ai cố nhét bộ nhớ DDR4 vào khe cắm DDR-SDRAM.
Từ trên xuống dưới: DDR-SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4
DRAM cho các ứng dụng đồ họa ban đầu được gọi là SGRAM hoặc RAM đồ họa đồng bộ. Loại RAM đó cũng đã trải qua cùng một quá trình phát triển và ngày nay được dán nhãn là GDDR để làm rõ hơn mục đích sử dụng của nó. Hiện chúng ta đang ở phiên bản 6 và việc truyền dữ liệu sử dụng hệ thống tốc độ dữ liệu quad, tức là 4 lần truyền trên mỗi chu kỳ xung nhịp.
Bên cạnh tốc độ nhanh hơn, DRAM đồ họa còn cung cấp các tính năng bổ sung để hỗ trợ tốc độ xử lý như khả năng mở hai trang cùng lúc trong một ngân hàng, bus lệnh và địa chỉ chạy ở DDR hoặc chip nhớ chạy ở tốc độ xung nhịp cao hơn nhiều.
Nhược điểm của tất cả công nghệ tiên tiến này là gì? Chi phí và nhiệt độ.
Một mô-đun GDDR6 có giá gần gấp đôi một chip DDR4 tương đương và trở nên khá nóng khi chạy ở tốc độ tối đa – đây là lý do tại sao các card đồ họa có dung lượng RAM siêu nhanh lớn cần phải làm mát chủ động để ngăn chip quá nhiệt.
Bến tàu Hickory Dickory
Hiệu suất DRAM thường được đánh giá theo số bit dữ liệu mà nó có thể truyền mỗi giây. Trước đó trong bài viết này, chúng ta đã thấy DDR4 được sử dụng làm bộ nhớ hệ thống có chip rộng 8 bit – điều này có nghĩa là mỗi mô-đun có thể truyền tối đa 8 bit mỗi chu kỳ xung nhịp.
Vì vậy, nếu tốc độ truyền dữ liệu là 3200 MT/giây, điều này sẽ dẫn đến mức đỉnh là 3200 x 8 = 25.600 Mbit mỗi giây hoặc hơn 3 GB/giây một chút. Vì hầu hết các DIMM có 8 chip trên chúng, điều đó cho phép đạt được 25 GB/giây. Đối với những loại như GDDR6, 8 mô-đun như vậy sẽ đạt gần 440 GB/giây!
Hầu hết mọi người gọi giá trị này là băng thông của bộ nhớ và là một yếu tố quan trọng đằng sau hiệu suất của RAM. Tuy nhiên, đây là một con số lý thuyết vì mọi thứ bên trong chip DRAM không diễn ra cùng một lúc.
Để hiểu điều này, hãy xem hình ảnh bên dưới. Đây là bản tóm tắt rất đơn giản (và không thực tế) về những gì xảy ra khi dữ liệu được yêu cầu từ bộ nhớ.
Giai đoạn đầu tiên bao gồm việc kích hoạt trang trong DRAM chứa dữ liệu cần thiết. Điều này được thực hiện bằng cách trước tiên cho bộ nhớ biết thứ hạng nào là cần thiết, sau đó là mô-đun có liên quan, tiếp theo là ngân hàng cụ thể.
Vị trí của trang trong tất cả những điều đó ( địa chỉ hàng ) được cấp cho chip và nó phản hồi bằng cách kích hoạt toàn bộ trang đó. Cần có thời gian để thực hiện tất cả những điều này và quan trọng hơn là cần phải có đủ thời gian để hàng được kích hoạt hoàn toàn – điều này nhằm đảm bảo rằng toàn bộ hàng bit được khóa lại trước khi có thể truy cập.
Sau đó, cột có liên quan được xác định, kéo ra một bit thông tin duy nhất. Tất cả DRAM gửi dữ liệu theo từng đợt , đóng gói thông tin vào một khối duy nhất và kích thước của đợt trong bộ nhớ ngày nay gần như luôn là 8 bit. Vì vậy, ngay cả khi một bit duy nhất từ một cột được lấy ra trong một chu kỳ xung nhịp duy nhất, dữ liệu đó không thể được gửi đi cho đến khi 7 bit còn lại được kéo xuống từ các ngân hàng khác.
Và nếu bit dữ liệu tiếp theo cần thiết nằm trên một trang khác, trang hiện đang mở cần phải được tắt (quá trình này được gọi là sạc trước ) trước khi có thể kích hoạt trang tiếp theo. Tất nhiên, tất cả những điều này mất nhiều thời gian hơn.
Tất cả các khoảng thời gian khác nhau này, giữa thời điểm lệnh được gửi đi và hành động cần thiết diễn ra, được gọi là thời gian bộ nhớ hoặc độ trễ . Giá trị càng thấp thì hiệu suất tổng thể càng tốt, đơn giản vì bạn sẽ dành ít thời gian hơn để chờ đợi điều gì đó xảy ra.
Một số độ trễ này có tên gọi quen thuộc với những người đam mê PC:
Có rất nhiều thời gian khác và tất cả đều cần được thiết lập cẩn thận để đảm bảo DRAM hoạt động ổn định, không làm hỏng dữ liệu, ở hiệu suất tốt nhất có thể. Như bạn có thể thấy từ bảng, sơ đồ hiển thị các chu kỳ đang hoạt động cần phải rộng hơn nhiều !
Mặc dù có rất nhiều thời gian chờ đợi, các lệnh có thể được xếp hàng và phát hành, ngay cả khi bộ nhớ đang bận làm việc gì đó. Đây là lý do tại sao chúng ta thấy nhiều mô-đun RAM nơi chúng ta cần hiệu suất (bộ nhớ hệ thống cho CPU và trên card đồ họa), và sau đó chỉ có một mô-đun ít quan trọng hơn nhiều (trong ổ cứng).
Thời gian bộ nhớ có thể điều chỉnh được – chúng không được kết nối cứng vào chính DRAM, vì tất cả các lệnh đều đến từ bộ điều khiển bộ nhớ trong bộ xử lý sử dụng RAM. Các nhà sản xuất kiểm tra mọi chip mà họ sản xuất và những chip đáp ứng được xếp hạng tốc độ nhất định, đối với một bộ thời gian nhất định, được nhóm lại với nhau và được cài đặt trên DIMM. Sau đó, thời gian được lưu trữ trên một con chip nhỏ được gắn vào bảng mạch.
Commentaires