Τι είναι μια τράπεζα μνήμης;

Υπάρχουν πολλά διαφορετικά επίπεδα για τη διευθυνσιοδότηση DRAM. Το DIMM είναι ίσως το πιο ευρέως γνωστό, με μια μονάδα DIMM ( Διπλή ενσωματωμένη μονάδα μνήμης ) να είναι ένα ραβδί μνήμης RAM. Τελικά η διαχείριση της μνήμης γίνεται μέσω μιας διεύθυνσης γραμμής και στήλης. Ωστόσο, υπάρχουν πολλά περισσότερα στρώματα ενδιάμεσα. Η πρόσβαση στη μνήμη γίνεται μέσω καναλιών. Κάθε κανάλι είναι πλήρως ανεξάρτητο και μπορεί να μεταδίδει δεδομένα ταυτόχρονα.

Σημείωση: Ενώ τα κανάλια είναι ανεξάρτητα, λειτουργούν σε lockstep και συγχρονίζονται. Είναι σημαντικό να διασφαλίσετε ότι κάθε κανάλι που έχει συμπληρωθεί λειτουργεί με την ίδια ταχύτητα και έχει τους ακριβείς χρονισμούς. Στην ιδανική περίπτωση, όλα τα συνδεδεμένα DIMM θα πρέπει να είναι πανομοιότυπα και από ένα κιτ. Η μη ίδια RAM μπορεί να προκαλέσει προβλήματα σταθερότητας. Εάν συνδέονται DIMM διαφορετικών ταχυτήτων, η ταχύτερη θα περιοριστεί στην πιο αργή ταχύτητα.

Σε ένα DIMM, έχετε μία ή περισσότερες τάξεις τσιπ DRAM. Όλα τα τσιπ σε μια κατάταξη απευθύνονται ταυτόχρονα και ουσιαστικά παρουσιάζονται στην CPU ως ένα μεγαλύτερο τσιπ DRAM. Αυτό λειτουργεί επειδή τα δεδομένα κατανέμονται σε όλα τα τσιπ DRAM σε μια κατάταξη. Για παράδειγμα, ένα κανάλι έχει πλάτος 64 bit και ένα τσιπ DRAM έχει πλάτος 8 bit. Απαιτούνται 8 τσιπ DRAM για την παροχή 64 bit δεδομένων στις ακίδες δεδομένων. Η κατάταξη ουσιαστικά ορίζεται από την επιλογή chip, η οποία λειτουργεί ως διχαλωτής στα τσιπ που βρίσκονται υπό τον έλεγχό της. Κάθε τσιπ έχει πολλές τράπεζες.

Τράπεζες σε DRAM

Σε ένα μόνο τσιπ DRAM, υπάρχουν πολλές τράπεζες. Η προδιαγραφή DDR4 εκχωρεί 4 bit στις τράπεζες διευθύνσεων, επιτρέποντας 16 τράπεζες ανά τσιπ DRAM. Κάθε τράπεζα είναι γενικά ανεξάρτητη και μπορεί να βρίσκεται σε οποιαδήποτε φάση του κύκλου πρόσβασης/ανανέωσης. Όλες οι τράπεζες έχουν μόνο ένα σύνολο καρφίδων δεδομένων. Αυτή η διαμόρφωση περιορίζει το τσιπ DRAM στο να έχει μόνο μία τράπεζα που μεταδίδει ή λαμβάνει δεδομένα ανά κύκλο ρολογιού. Επιτρέπει επίσης ισχυρή διοχέτευση, η οποία, υπό επαρκές φορτίο, επιτρέπει σε αυτές τις ακίδες δεδομένων να είναι ενεργές στους περισσότερους, αν όχι σε όλους, κύκλους ρολογιού αντί να μένουν σε αδράνεια ενώ ανοίγει μια νέα σειρά.

Ένα άλλο βασικό πράγμα που πρέπει να γνωρίζετε για τις τράπεζες είναι ότι είναι εξ ολοκλήρου συγχρονισμένες σε μια σειρά από μάρκες DRAM. Αυτός ο συγχρονισμός είναι τόσο πλήρης που οι τράπεζες μπορούν να θεωρηθούν ότι εκτείνονται σε όλα τα τσιπ DRAM στην κατάταξη.

Ένα επεξεργασμένο παράδειγμα

Ας χρησιμοποιήσουμε ένα παράδειγμα. Σε αυτό το παράδειγμα, μια λειτουργία ανάγνωσης έρχεται σε μια κατάταξη για πρόσβαση στην τράπεζα 2, στη σειρά 3, στη στήλη 4. Όλες οι μάρκες DRAM στην κατάταξη θα ανοίξουν τη σειρά τρία, τη στήλη τέταρτη, στη δεύτερη τράπεζα. Το καθένα θα επιστρέψει 8 bit δεδομένων. Η επιλογή τσιπ που καθορίζει την κατάταξη θα ενώσει τα δεδομένα που λαμβάνει στη μορφή ευρείας 64-bit του καναλιού και θα τα στείλει στον ελεγκτή μνήμης της CPU.

Περνώντας το παράδειγμα λίγο παραπέρα, την ίδια στιγμή που η τράπεζα 2 χειρίζεται το αίτημα ανάγνωσης, η τράπεζα τρία μπορεί να εκτελέσει μια λειτουργία ανανέωσης. Επιπλέον, η τράπεζα one μπορεί να κλείσει την ανοιχτή σειρά της για να την προετοιμάσει να ανοίξει μια νέα. Η τράπεζα 7 μπορεί να ολοκληρώσει μια λειτουργία ανάγνωσης ταυτόχρονα. Ωστόσο, δεν μπορεί να στείλει τα δεδομένα ταυτόχρονα, καθώς όλες οι τράπεζες μοιράζονται το ίδιο σύνολο pin δεδομένων. Η Τράπεζα 7 πρέπει να περιμένει να είναι ελεύθερες οι ακίδες δεδομένων για τη μετάδοση των δεδομένων της.

Βελτιστοποιήσεις στο Τραπεζικό Σύστημα

Μεταφέροντας προσεκτικά τα αιτήματα σε όλες τις τράπεζες σε μια κατάταξη, ο ελεγκτής μνήμης μπορεί να εξασφαλίσει τη βέλτιστη χρήση των ακίδων δεδομένων τόσο των τσιπ DRAM όσο και του καναλιού γενικά. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι δύο εντολές ανάγνωσης σε δύο τράπεζες θα αλληλεπικαλύπτονται έτσι ώστε η δεύτερη λειτουργία ανάγνωσης να αφήνεται σε αναμονή για την απελευθέρωση των ακίδων δεδομένων από την πρώτη. Σε αυτήν την περίπτωση, μια λειτουργία ανανέωσης μπορεί να εισαχθεί σε μία ή περισσότερες άλλες τράπεζες που δεν χρησιμοποιούνται διαφορετικά σε ενεργή χρήση εκείνη τη στιγμή.

συμπέρασμα

Μέσα σε ένα τσιπ DRAM, υπάρχουν πολλές τράπεζες. Κάθε τράπεζα μπορεί να λειτουργήσει ανεξάρτητα, αν και όλες μοιράζονται καρφίτσες δεδομένων. Αυτό σημαίνει ότι οι λειτουργίες πρόσβασης και ανανέωσης μπορούν να πραγματοποιηθούν, αλλά τα πραγματικά δεδομένα που γράφονται ή διαβάζονται μπορούν να ληφθούν ή να αποσταλούν μόνο από μία τράπεζα τη φορά. Κάθε τράπεζα κατανέμεται απρόσκοπτα σε όλα τα τσιπ DRAM σε μια κατάταξη, και αυτά τα τσιπ ενεργούν στο lockstep. Η χρήση τραπεζών, ειδικά όταν η πρόσβαση είναι βελτιστοποιημένη, συμβάλλει στη μεγιστοποίηση της χρήσης των καρφίδων δεδομένων όταν βρίσκεται κάτω από ένα αρκετά μεγάλο φορτίο ώστε να είναι δυνατό. Μην ξεχάσετε να μοιραστείτε τα σχόλιά σας παρακάτω.