Hvad er en opdateringscyklus?

I din computer er der sandsynligvis to typer RAM-klassehukommelse. Kun én kaldes RAM: systemhukommelsen eller system-RAM. Denne klasse af RAM kaldes DRAM. I denne klasse har du muligvis også nogle SSD'er med integreret DRAM. VRAM'en på et grafikkort er også en delmængde af DRAM. Du vil have en anden type RAM på selve CPU'en og GPU'en dør selv. SRAM bruges til on-die caches.

SRAM er hurtig. Den er dog ikke specielt tæt i form af gigabyte per kvadratcentimeter, hvilket også bidrager til dens høje pris. DRAM er langsommere. Det har dog en meget højere lagertæthed og er meget billigere. Af denne grund bruges SRAM i små mængder på processormatricer som højhastighedshukommelse, og DRAM bruges til større hukommelsespuljer som dem, der er beskrevet ovenfor.

Forskellen mellem SRAM og DRAM er tydelig i deres faktiske struktur. SRAM bruger fire til seks transistorer, mens DRAM bruger en enkelt transistor og en kondensator. Det er her sammenligningen af ​​lagertæthed kommer ind. Der er simpelthen færre dele i DRAM, hvilket gør hver hukommelsescelle mindre.

Designforskellene har en anden effekt, dog en stor nok til at være den titulære navngivningsfaktor for de to. S i SRAM står for Static, mens D i DRAM står for Dynamic. Dette repræsenterer, at SRAM kan beholde sit indhold på ubestemt tid, mens DRAM regelmæssigt skal opdateres.

Bemærk: Dette forudsætter, at en konstant strømforsyning er tilgængelig. SRAM er stadig flygtig hukommelse, og hvis strømmen går tabt, vil den miste de data, den har. Ligesom DRAM.

Hvad er en hukommelsesopdatering?

DRAMs kredsløbsniveauarkitektur betyder, at ladningen af ​​en hukommelsescelle henfalder over tid. Hver hukommelsescelle skal opdateres regelmæssigt for at tillade DRAM at gemme data i lange perioder. Der er et par vigtige ting at vide om dette. Den første er, at hukommelsen ikke kan tilgås, mens den opdateres. Dette betyder også, at ydeevnen kan begrænses af, hvor ofte DRAM-cellerne skal opdateres.

Generelt opdateres DRAM-celler hvert 64. millisekund, selvom dette halveres ved høje temperaturer. Hver række af celler opdateres uafhængigt for at forhindre, at dette sker på én gang, hvilket forårsager et betydeligt hikke hvert 64. millisekund.

Hukommelsescontrolleren har også tid til opdateringscyklusser, mens RAM-modulet gør andre ting, der forhindrer det i at læse eller skrive hukommelse, såsom at overføre læste data. Heldigvis er den tid, der kræves for at opdatere en celle, lille, generelt 75 eller 120 nanosekunder. Det betyder, at en DRAM-chip bruger omkring 0,4 % til 5 % af sin tid på at udføre en opdateringsoperation.

Sådan opdateres DRAM

Hvad du måske ikke ved om at læse data fra DRAM er, at det er ødelæggende. Læsning af data fra hukommelsesceller ødelægger disse data. For at skjule dette for brugeren, læser og transmitterer hver læseoperation dataene og skriver de samme data tilbage til hukommelsescellen i aktion kaldet precharge. Desværre kan man ikke stole på, at standardlæsebegivenheder rammer hver brugt DRAM-række, så en specifik opdateringsoperation er nødvendig.

Opdateringsoperationen er ikke så kompleks. Faktisk, da den søger at opdatere en hel række på én gang, i stedet for at læse en specifik kolonne i rækken, er signalet til at opdatere en række også mindre og mere effektivt. Opdateringsprocessen læser dataene ind i sense-forstærkerne og direkte tilbage i cellerne i stedet for til de forholdsvis langsomme outputbuffere.

Alt dette sker automatisk. Hukommelsescontrolleren klarer det hele uden at CPU'en er klar over det.

Outliers

DRAM-opladning henfalder, men forskning har vist, at hastigheden varierer voldsomt mellem DRAM-celler, selv på en enkelt chip. Den øverste procent eller deromkring kan muligvis opbevare deres data i op til 50 sekunder uden behov for en opdatering ved standardtemperaturer. 90 % kan gemme data i 10 sekunder, 99 % i tre sekunder og 99,9 % i et sekund.

Desværre skal nogle outliers opdateres meget oftere. For at tillade selv de værst tænkelige scenarier er DRAM-opdateringstiden lave. Dette valg sikrer, at ingen data nogensinde går tabt, men det påvirker også strømforbruget og ydeevnen.

Nogle forskere har foreslået alternative metoder til at analysere og samle RAM-cellerne og foretrækker at bruge dem med bedre henfaldstider. Dette ville føre til forbedret strømforbrug, især nyttigt på batteridrevne enheder med lavt strømforbrug. Det ville dog også føre til variable niveauer af RAM-ydeevne.

Derudover skal ændringen i henfaldstid baseret på temperatur tages med i betragtning. Endnu værre, nogle celler mister simpelthen ladningsretentionsydelsen lejlighedsvis, hvilket betyder, at hvis man stoler for meget på dette, nogle gange kan resultere i, at en formodet god hukommelsescelle er dårlig, hvilket kræver regelmæssig rebinning. .

Konklusion

Opdateringscyklussen er den proces i DRAM-moduler, hvorved hukommelsescellerne opdateres. Dette er nødvendigt, fordi kredsløbsdesignet af DRAM resulterer i ladningsforfald. Regelmæssig opfriskning af hukommelsesceller forhindrer tab af data. SRAM behøver ikke at blive opdateret, da dets kredsløbsdesign ikke resulterer i et opladningsdræn.

Bemærk: Opdateringscyklus kan også referere til en brugers eller organisations regelmæssige opdatering af hardware.