Hvad er en hukommelsesbank?

Der er mange forskellige lag til at adressere DRAM. DIMM er nok det mest kendte, med et DIMM ( Dual In-line Memory Module ) som en stang af RAM. I sidste ende styres hukommelsen via en række- og kolonneadresse. Der er dog mange flere lag imellem. Hukommelsen tilgås via kanaler. Hver kanal er fuldstændig uafhængig og kan transmittere data på samme tid.

Bemærk: Mens kanalerne er uafhængige, fungerer de i låsetrin og er synkroniserede. Det er vigtigt at sikre, at hver befolket kanal kører med samme hastighed og har de nøjagtige timings. Ideelt set bør alle tilsluttede DIMM'er være identiske og fra ét sæt. Ikke-identisk RAM kan forårsage stabilitetsproblemer. Hvis DIMM'er med forskellige hastigheder er tilsluttet, vil den hurtigste være begrænset til den langsomste hastighed.

På en DIMM har du en eller flere rækker af DRAM-chips. Alle chips i en rang adresseres på én gang og præsenteres i det væsentlige for CPU'en som en større DRAM-chip. Dette virker, fordi data er spredt over alle DRAM-chips i en række. For eksempel har en kanal en bredde på 64 bit, og en DRAM-chip har en bredde på 8 bit. 8 DRAM-chips er nødvendige for at levere 64 bit data til databenene. Rangen er i det væsentlige defineret af chip-selektionen, som fungerer som en bifurkator til de chip, som er under dens kontrol. Hver chip har flere banker.

Banking på DRAM

I en enkelt DRAM-chip er der flere banker. DDR4-specifikationen tildeler 4 bits til adressebanker, hvilket giver mulighed for 16 banker pr. DRAM-chip. Hver bank er generelt uafhængig og kan være i enhver fase af adgangs-/opdateringscyklussen. Alle banker har kun ét sæt datastifter. Denne konfiguration begrænser DRAM-chippen til kun at have én bank, der sender eller modtager data pr. clock-cyklus. Det giver også mulighed for stærk pipelining, som under tilstrækkelig belastning tillader disse datastifter at være aktive på de fleste, hvis ikke alle, urcyklusser i stedet for at sidde inaktiv, mens en ny række åbner.

En anden vigtig ting at vide om banker er, at de er fuldstændig synkroniseret på tværs af en række DRAM-chips. Denne synkronisering er så komplet, at banker kan anses for at spænde over alle DRAM-chips i rækken.

Et udført eksempel

Lad os bruge et eksempel; i dette eksempel kommer en læseoperation igennem til en rang for at få adgang til bank 2, række 3, kolonne 4. Alle DRAM-chips i rangen åbner række tre, kolonne fire, i den anden bank. Hver vil returnere 8 bits data. Det chipvalg, der definerer rangen, vil sammenkæde de data, den modtager, til kanalens 64-bit brede format og sende dem til hukommelsescontrolleren på CPU'en.

Tager vi eksemplet lidt længere, samtidig med at bank 2 håndterer læseanmodningen, kan bank tre udføre en opdateringsoperation. Derudover kan bank one lukke sin åbne række for at forberede den til at åbne en ny. Bank 7 kan udføre en læseoperation på samme tid. Det kan dog ikke sende dataene samtidigt, da alle banker deler det samme sæt datastifter. Bank 7 skal vente på, at datastifterne er frie til at overføre sine data.

Optimeringer i banksystemet

Ved omhyggeligt at pipeline anmodningerne til alle bankerne i en række, kan hukommelsescontrolleren sikre optimal brug af databenene på både DRAM-chippene og kanalen generelt. Antag for eksempel, at to læsekommandoer til to banker ville overlappe hinanden, så den anden læseoperation ville blive ladet vente på, at datastifterne frigøres fra den første. I så fald kan en opdateringsoperation indsættes i en eller flere andre banker, der ellers ikke er i aktiv brug på det tidspunkt.

Konklusion

Inden for en DRAM-chip er der flere banker. Hver bank kan betjenes uafhængigt, selvom de alle deler datastifter. Det betyder, at adgangs- og opdateringsoperationer kan pipelines, men de faktiske data, der skrives eller læses, kan kun modtages eller sendes af én bank ad gangen. Hver bank spredes problemfrit over alle DRAM-chips i en række, og disse chips fungerer i låsetrin. Brug af banker, især når adgangen er optimeret, hjælper med at maksimere brugen af ​​datastifterne, når de er under en tung nok belastning til at det er muligt. Glem ikke at dele dine kommentarer nedenfor.