Mikä on muistipankki?

DRAM-osoitteiden käsittelyssä on monia eri tasoja. DIMM on luultavasti tunnetuin, ja DIMM ( Dual In-line Memory Module ) on RAM-muistitikku. Lopulta muistia hallitaan rivi- ja sarakeosoitteen kautta. Välissä on kuitenkin paljon enemmän kerroksia. Muistia käytetään kanavien kautta. Jokainen kanava on täysin riippumaton ja voi lähettää dataa samanaikaisesti.

Huomautus: Vaikka kanavat ovat riippumattomia, ne toimivat lukitusvaiheessa ja synkronoidaan. On tärkeää varmistaa, että jokainen täytetty kanava toimii samalla nopeudella ja niillä on tarkat ajoitukset. Ihannetapauksessa kaikkien liitettyjen DIMM-moduulien tulisi olla identtisiä ja yhdestä sarjasta. Muu kuin identtinen RAM-muisti voi aiheuttaa vakausongelmia. Jos erinopeuksisia DIMM-moduuleja on kytketty, nopein rajoittuu hitaimpaan nopeuteen.

DIMM-muistissa on yksi tai useampi sarja DRAM-siruja. Kaikki sarjan sirut osoitetaan kerralla ja ne esitetään prosessorille olennaisesti yhtenä suurena DRAM-siruna. Tämä toimii, koska tiedot jakautuvat kaikkien DRAM-sirujen kesken. Esimerkiksi kanavan leveys on 64 bittiä ja DRAM-sirun leveys on 8 bittiä. 8 DRAM-sirua tarvitaan toimittamaan 64 bittiä dataa datanastoihin. Järjestyksen määrittää olennaisesti siruvalinta, joka toimii hallinnassaan olevien sirujen kahtiajajana. Jokaisella sirulla on useita pankkeja.

Pankkitoiminta DRAM-muistilla

Yhdessä DRAM-sirussa on useita pankkeja. DDR4-spesifikaatio varaa 4 bittiä osoitepankeille, mikä mahdollistaa 16 pankkia per DRAM-siru. Jokainen pankki on yleensä itsenäinen ja voi olla missä tahansa käyttö-/päivitysjakson vaiheessa. Kaikilla pankeilla on vain yksi datanastasarja. Tämä konfiguraatio rajoittaa DRAM-sirun siten, että siinä on vain yksi pankki, joka lähettää tai vastaanottaa dataa kellojaksoa kohden. Se mahdollistaa myös vahvan liukuhihnan, joka riittävän kuormituksen alaisena sallii datanastat olla aktiivisia useimmissa, ellei kaikissa, kellojaksoissa sen sijaan, että ne istuisivat tyhjäkäynnillä, kun uusi rivi avautuu.

Toinen tärkeä asia pankeista on se, että ne ovat täysin synkronoituja DRAM-sirujen välillä. Tämä synkronointi on niin täydellinen, että pankkien voidaan katsoa kattavan kaikki luokan DRAM-sirut.

Toimiva esimerkki

Käytetään esimerkkiä; tässä esimerkissä lukutoiminto saavuttaa tason päästäkseen pankkiin 2, riviin 3, sarakkeeseen 4. Kaikki DRAM-sirut sijoituksissa avaavat rivin kolme sarakkeen neljä toisessa pankissa. Jokainen palauttaa 8 bittiä tietoa. Sirun valinta, joka määrittää järjestyksen, ketjuttaa vastaanottamansa tiedot kanavan 64-bittiseen muotoon ja lähettää sen CPU:n muistiohjaimelle.

Kun esimerkkiä viedään hieman pidemmälle, samaan aikaan kun pankki 2 käsittelee lukupyyntöä, pankki 3 voi suorittaa päivitystoiminnon. Lisäksi pankki voi sulkea avoimen rivinsä valmistellakseen sen avaamaan uuden. Pankki 7 voi suorittaa lukutoiminnon samanaikaisesti. Se ei kuitenkaan voi lähettää tietoja samanaikaisesti, koska kaikilla pankeilla on samat datanastat. Pankin 7 on odotettava, että datanastat ovat vapaita lähettämään tietojaan.

Optimoinnit pankkijärjestelmässä

Liukuttamalla pyynnöt huolellisesti kaikille järjestyksessä oleville pankeille muistiohjain voi varmistaa sekä DRAM-sirujen että kanavan datanastojen optimaalisen käytön. Oletetaan esimerkiksi, että kaksi lukukomentoa kahdelle pankille menevät päällekkäin niin, että toinen lukutoiminto jää odottamaan datanastan vapautumista ensimmäisestä. Siinä tapauksessa päivitystoiminto voidaan lisätä yhteen tai useampaan muuhun pankkiin, jotka eivät muuten ole aktiivisessa käytössä sillä hetkellä.

Johtopäätös

DRAM-sirun sisällä on useita pankkeja. Jokaista pankkia voidaan käyttää itsenäisesti, vaikka ne kaikki jakavat datanastat. Tämä tarkoittaa, että pääsy- ja päivitystoiminnot voidaan liukuhihnalla, mutta varsinaista kirjoitettavaa tai luettavaa dataa voi vastaanottaa tai lähettää vain yksi pankki kerrallaan. Jokainen pankki jakautuu saumattomasti kaikkien DRAM-sirujen kesken, ja nämä sirut toimivat lockstep. Pankkien käyttäminen, varsinkin kun pääsy on optimoitu, auttaa maksimoimaan datanastajen käytön, kun ne ovat riittävän raskaan kuormituksen alla, jotta se on mahdollista. Älä unohda jakaa kommenttisi alla.