Mis on värskendustsükkel?

Teie arvutis on tõenäoliselt kahte tüüpi RAM-klassi mälu. Ainult ühte nimetatakse RAM-iks: süsteemimälu või süsteemi RAM. Seda RAM-i klassi nimetatakse DRAM-iks. Selles klassis võib teil olla ka mõned integreeritud DRAM-iga SSD-d. Graafikakaardil olev VRAM on samuti DRAM-i alamhulk. Tegelikus protsessoris on teist tüüpi RAM ja GPU sureb ise. SRAM-i kasutatakse vahemälu jaoks.

SRAM on kiire. Gigabaiti ruutsentimeetri kohta pole see aga eriti tihe, mis aitab kaasa ka selle kõrgele hinnale. DRAM on aeglasem. Sellel on aga palju suurem salvestustihedus ja see on palju odavam. Sel põhjusel kasutatakse SRAM-i väikestes kogustes protsessori stantsides kiire mäluna ja DRAM-i kasutatakse suuremate mälukogumite jaoks, nagu eespool kirjeldatud.

Erinevus SRAM-i ja DRAM-i vahel ilmneb nende tegelikus struktuuris. SRAM kasutab nelja kuni kuut transistorit, samas kui DRAM kasutab ühte transistori ja kondensaatorit. Siin tuleb appi salvestustiheduse võrdlus. DRAM-is on lihtsalt vähem osi, mis muudab iga mäluelemendi väiksemaks.

Disainierinevustel on aga veel üks mõju, mis on piisavalt suur, et olla nende kahe nimitegur. S tähistab SRAM-is Static, samas kui D DRAM-is tähistab dünaamilist. See tähendab, et SRAM võib oma sisu lõputult säilitada, samas kui DRAM-i tuleb regulaarselt värskendada.

Märkus. See eeldab, et pidev toiteallikas on saadaval. SRAM on endiselt muutlik mälu ja kui toide kaob, kaotab see talle salvestatud andmed. Täpselt nagu DRAM.

Mis on mälu värskendamine?

DRAM-i vooluringitaseme arhitektuur tähendab, et mäluelemendi laeng aja jooksul väheneb. Igat mäluelementi tuleb regulaarselt värskendada, et DRAM saaks andmeid pikka aega salvestada. Selle kohta tuleb teada paar olulist asja. Esimene on see, et mälule ei pääse värskendamise ajal juurde. See tähendab ka seda, et jõudlust võib piirata see, kui sageli DRAM-i rakud vajavad värskendamist.

Üldiselt värskendatakse DRAM-i rakke iga 64 millisekundi järel, kuigi kõrgel temperatuuril väheneb see poole võrra. Iga lahtririda värskendatakse iseseisvalt, et see ei juhtuks korraga, põhjustades iga 64 millisekundi järel märkimisväärse luksumise.

Mälukontroller ajastab nutikalt ka värskendustsükleid, kui RAM-moodul teeb muid asju, mis takistavad tal mälu lugemist või kirjutamist, näiteks loetud andmete edastamist. Õnneks on raku värskendamiseks kuluv aeg väike, tavaliselt 75 või 120 nanosekundit. See tähendab, et DRAM-kiip kulutab umbes 0,4–5% oma ajast värskendustoimingu tegemiseks.

Kuidas DRAM-i värskendada

Mida te ei pruugi DRAM-ist andmete lugemise kohta teada, on see, et see on hävitav. Andmete lugemine mälurakkudest hävitab need andmed. Selle kasutaja eest varjamiseks loeb ja edastab iga lugemisoperatsioon andmeid ning kirjutab samad andmed tagasi mäluelemendile, mida nimetatakse eellaadimiseks. Kahjuks ei saa standardsetele lugemissündmustele loota, et need tabavad kõiki kasutatud DRAM-i ridu, seega on vaja spetsiaalset värskendustoimingut.

Värskendusoperatsioon pole nii keeruline. Tegelikult, kuna see püüab värskendada tervet rida korraga, mitte lugeda reas konkreetset veergu, on rea värskendamise signaal ka väiksem ja tõhusam. Värskendusprotsess loeb andmed pigem sensorvõimenditesse ja otse tagasi rakkudesse, mitte suhteliselt aeglastesse väljundpuhvritesse.

Kõik see toimub automaatselt. Mälukontroller haldab seda kõike ilma, et protsessor sellest teadlik oleks.

Kõrvalekalded

DRAM-i laeng küll väheneb, kuid uuringud on näidanud, et kiirus on DRAM-i rakkude vahel metsikult erinev, isegi ühe kiibi puhul. Ülemine protsent võib olla võimeline oma andmeid säilitama kuni 50 sekundit, ilma et oleks vaja standardtemperatuuril värskendada. 90% suudab andmeid salvestada 10 sekundit, 99% kolm sekundit ja 99,9% ühe sekundi.

Kahjuks tuleb mõningaid kõrvalekaldeid palju sagedamini värskendada. Et võtta arvesse isegi halvimaid stsenaariume, on DRAM-i värskendusajad lühikesed. See valik tagab, et andmed ei lähe kunagi kaotsi, kuid see mõjutab ka energiakasutust ja jõudlust.

Mõned teadlased on pakkunud välja alternatiivsed meetodid RAM-i rakkude analüüsimiseks ja ühendamiseks ning eelistavad kasutada parema lagunemisajaga neid. See tooks kaasa parema energiatarbimise, mis on eriti kasulik vähese energiatarbega akutoitel seadmetel. See tooks aga kaasa ka muutuva RAM-i jõudluse taseme.

Lisaks tuleks arvesse võtta temperatuurist tulenevat lagunemisaja muutust. Veelgi hullem, mõned elemendid lihtsalt kaotavad aeg-ajalt laengu säilitamise jõudlust, mis tähendab, et sellele liiga palju tuginemine võib mõnikord põhjustada selle, et eeldatavalt hea mälurakk on halb, mis nõuab regulaarset taasühendamist. .

Järeldus

Värskendustsükkel on protsess DRAM-moodulites, mille käigus mälurakke värskendatakse. See on vajalik, kuna DRAM-i vooluringi disain põhjustab laengu vähenemist. Mälurakkude regulaarne värskendamine hoiab ära andmete kadumise. SRAM-i ei ole vaja värskendada, kuna selle vooluringi konstruktsioon ei põhjusta laadimise tühjenemist.

Märkus. Värskendustsükkel võib viidata ka kasutaja või organisatsiooni korrapärasele riistvara värskendamisele.