Què és un cicle de refresc?

Al vostre ordinador, probablement hi hagi dos tipus de memòria de classe RAM. Només una s'anomena RAM: la memòria del sistema o la memòria RAM del sistema. Aquesta classe de RAM s'anomena DRAM. En aquesta classe, també podeu tenir alguns SSD amb DRAM integrada. La VRAM d'una targeta gràfica també és un subconjunt de DRAM. Tindreu un tipus de RAM diferent a la CPU i la GPU reals. SRAM s'utilitza per a la memòria cau a la matriu.

SRAM és ràpid. No obstant això, no és especialment dens quant a gigabytes per centímetre quadrat, fet que també contribueix al seu elevat preu. La DRAM és més lenta. No obstant això, té una densitat d'emmagatzematge molt més gran i és molt més barat. Per aquest motiu, la SRAM s'utilitza en petites quantitats en matrius de processador com a memòria d'alta velocitat, i la DRAM s'utilitza per a grups de memòria més grans com els descrits anteriorment.

La distinció entre SRAM i DRAM és evident en la seva estructura real. SRAM utilitza de quatre a sis transistors, mentre que la DRAM utilitza un únic transistor i un condensador. Aquí és on entra en joc la comparació de la densitat d'emmagatzematge. Simplement hi ha menys peces a la DRAM, fent que cada cel·la de memòria sigui més petita.

Les diferències de disseny tenen un altre efecte, però, prou gran com per ser el factor de denominació titular dels dos. La S de SRAM significa Static, mentre que la D de DRAM significa Dynamic. Això representa que la SRAM pot retenir el seu contingut indefinidament, mentre que la DRAM s'ha d'actualitzar regularment.

Nota: això suposa que hi ha disponible una font d'alimentació constant. La SRAM encara és una memòria volàtil i, si es perd energia, perdrà les dades que conté. Igual que la DRAM.

Què és una actualització de memòria?

L'arquitectura a nivell de circuit de la DRAM significa que la càrrega d'una cèl·lula de memòria decau amb el temps. Cada cel·la de memòria s'ha d'actualitzar regularment per permetre que la DRAM emmagatzemi dades durant períodes llargs. Hi ha un parell de coses essencials que cal saber sobre això. El primer és que no es pot accedir a la memòria mentre s'actualitza. Això també significa que el rendiment es pot limitar per la freqüència amb què les cèl·lules DRAM necessiten actualitzar-se.

En general, les cèl·lules DRAM s'actualitzen cada 64 mil·lisegons, tot i que això es redueix a la meitat a altes temperatures. Cada fila de cel·les s'actualitza de manera independent per evitar que això succeeixi alhora, provocant un singlot significatiu cada 64 mil·lisegons.

Intel·ligentment, el controlador de memòria també fa que es produeixin cicles d'actualització mentre el mòdul RAM fa altres coses que impedeixen llegir o escriure la memòria, com ara transmetre dades de lectura. Afortunadament, la quantitat de temps necessari per actualitzar una cel·la és petita, generalment de 75 o 120 nanosegons. Això significa que un xip DRAM gasta aproximadament entre el 0,4% i el 5% del seu temps realitzant una operació d'actualització.

Com actualitzar la DRAM

El que potser no sabeu sobre la lectura de dades de la DRAM és que és destructiu. La lectura de dades de les cel·les de memòria destrueix aquestes dades. Per ocultar-ho a l'usuari, cada operació de lectura llegeix i transmet les dades i escriu les mateixes dades a la cèl·lula de memòria en acció anomenada precàrrega. Malauradament, no es pot confiar en els esdeveniments de lectura estàndard per arribar a totes les files de DRAM utilitzades, de manera que es necessita una operació d'actualització específica.

L'operació d'actualització no és tan complexa. De fet, com que pretén actualitzar una fila sencera alhora, en lloc de llegir una columna específica de la fila, el senyal per actualitzar una fila també és més petit i més eficient. El procés d'actualització llegeix les dades als amplificadors de sentit i directament a les cel·les en lloc dels buffers de sortida relativament lents.

Tot això passa automàticament. El controlador de memòria ho gestiona tot sense que la CPU se n'adoni.

Outliers

La càrrega de la DRAM disminueix, però la investigació ha demostrat que la velocitat varia molt entre les cèl·lules DRAM, fins i tot en un sol xip. El percentatge superior pot ser capaç de mantenir les seves dades fins a 50 segons sense necessitat d'actualitzar-se a temperatures estàndard. El 90% pot emmagatzemar dades durant 10 segons, el 99% durant tres segons i el 99,9% durant un segon.

Malauradament, alguns valors atípics s'han d'actualitzar amb molta més freqüència. Per permetre fins i tot els pitjors escenaris, els temps d'actualització de la DRAM són baixos. Aquesta opció garanteix que mai no es perdin dades, però també afecta l'ús d'energia i el rendiment.

Alguns investigadors han proposat mètodes alternatius per analitzar i agrupar les cèl·lules RAM i prefereixen utilitzar aquelles amb millors temps de decadència. Això comportaria un ús millorat de l'energia, especialment útil en dispositius amb bateria de baixa potència. Tanmateix, també portaria a nivells variables de rendiment de la memòria RAM.

A més, s'hauria de tenir en compte el canvi en el temps de decadència basat en la temperatura. Pitjor encara, algunes cèl·lules simplement perden el rendiment de retenció de càrrega de tant en tant, el que significa que confiar-s'hi massa de vegades podria provocar que una cèl·lula de memòria presumptament bona sigui dolenta, i requereixi una recombinació regular. .

Conclusió

El cicle d'actualització és el procés dels mòduls DRAM mitjançant el qual s'actualitzen les cel·les de memòria. Això és necessari perquè el disseny del circuit de la DRAM provoca una decadència de càrrega. L'actualització regular de les cel·les de memòria evita la pèrdua de dades. No cal actualitzar la SRAM, ja que el seu disseny de circuit no provoca un drenatge de càrrega.

Nota: El cicle d'actualització també pot referir-se a l'actualització periòdica del maquinari d'un usuari o organització.