Hvað er endurnýjunarlota?

Í tölvunni þinni eru líklega tvær tegundir af vinnsluminni. Aðeins einn er nefndur vinnsluminni: kerfisminni eða kerfisminni. Þessi flokkur vinnsluminni er kallaður DRAM. Í þessum flokki gætirðu líka haft nokkra SSD diska með innbyggðu DRAM. VRAM á skjákorti er einnig undirmengi DRAM. Þú munt hafa aðra tegund af vinnsluminni á raunverulegum örgjörva og GPU deyr sjálft. SRAM er notað fyrir skyndiminni á deyja.

SRAM er fljótur. Hins vegar er það ekki sérstaklega þétt miðað við gígabæt á fersentimetra, sem einnig stuðlar að háu verði þess. DRAM er hægara. Hins vegar hefur það miklu meiri geymsluþéttleika og er miklu ódýrara. Af þessum sökum er SRAM notað í litlu magni á örgjörvadeyjum sem háhraðaminni og DRAM er notað fyrir stærri minnislaugar eins og þær sem lýst er hér að ofan.

Munurinn á SRAM og DRAM er augljós í raunverulegri uppbyggingu þeirra. SRAM notar fjóra til sex smára, en DRAM notar einn smári og þétta. Þetta er þar sem samanburður á geymsluþéttleika kemur inn. Það eru einfaldlega færri hlutar í DRAM, sem gerir hverja minnisklefa minni.

Hönnunarmunurinn hefur önnur áhrif, þó eitt nógu stórt til að vera titil nafnaþáttur þeirra tveggja. S í SRAM stendur fyrir Static, en D í DRAM stendur fyrir Dynamic. Þetta táknar að SRAM getur haldið innihaldi sínu endalaust á meðan DRAM þarf að endurnýja reglulega.

Athugið: Þetta gerir ráð fyrir að stöðugur aflgjafi sé til staðar. SRAM er enn rokgjarnt minni og ef rafmagn tapast mun það tapa gögnunum sem það geymir. Rétt eins og DRAM.

Hvað er endurnýjun minni?

Hringrásarstigsarkitektúr DRAM þýðir að hleðsla minnisfrumu eyðist með tímanum. Hvert minnishólf verður að endurnýjast reglulega til að gera DRAM kleift að geyma gögn í langan tíma. Það eru nokkur mikilvæg atriði sem þarf að vita um þetta. Hið fyrsta er að ekki er hægt að nálgast minnið á meðan það er endurnýjað. Þetta þýðir líka að afköst geta verið takmörkuð af því hversu oft DRAM frumurnar þurfa að endurnýja.

Almennt eru DRAM frumur endurnærðar á 64 millisekúndna fresti, þó að þetta helmingist við háan hita. Hver röð af frumum er endurnýjuð sjálfstætt til að koma í veg fyrir að þetta gerist allt í einu, sem veldur verulegum hiksta á 64 millisekúndna fresti.

Minnistýringin snýr líka að endurnýjunarlotum á meðan vinnsluminni einingin gerir aðra hluti sem koma í veg fyrir að hún lesi eða skrifar minni, svo sem að senda lesgögn. Sem betur fer er tíminn sem þarf til að endurnýja frumu lítill, venjulega 75 eða 120 nanósekúndur. Þetta þýðir að DRAM flís eyðir um það bil 0,4% til 5% af tíma sínum í að framkvæma endurnýjun.

Hvernig á að endurnýja DRAM

Það sem þú gætir ekki vitað um að lesa gögn úr DRAM er að þau eru eyðileggjandi. Lestur gagna úr minnisfrumunum eyðileggur þessi gögn. Til að fela þetta fyrir notandanum les og sendir hver lestraraðgerð gögnin og skrifar sömu gögn aftur í minnisklefann í aðgerð sem kallast forhleðsla. Því miður er ekki hægt að treysta á að staðlaðar lestraratburðir nái í hverja notaða DRAM línu, svo það er þörf á sérstakri endurnýjunaraðgerð.

Uppfærsluaðgerðin er ekki eins flókin. Reyndar, þar sem það leitast við að endurnýja heila röð í einu, frekar en að lesa ákveðinn dálk í röðinni, er merkið um að endurnýja línu líka minna og skilvirkara. Endurnýjunarferlið les gögnin inn í skynmagnara og beint aftur inn í frumurnar frekar en í tiltölulega hæga úttaksbuffa.

Allt þetta gerist sjálfkrafa. Minnisstýringin stjórnar þessu öllu án þess að örgjörvinn viti af því.

Útilokar

DRAM hleðsla eyðist, en rannsóknir hafa sýnt að hraðinn er mjög mismunandi milli DRAM frumna, jafnvel á einni flís. Efsta prósentið eða svo gæti geymt gögnin sín í allt að 50 sekúndur án þess að þurfa endurnýjun við venjulegt hitastig. 90% geta geymt gögn í 10 sekúndur, 99% í þrjár sekúndur og 99,9% í eina sekúndu.

Því miður þarf að hressa upp á suma útlínur miklu oftar. Til að gera ráð fyrir jafnvel verstu tilfellum er DRAM endurnýjunartími lítill. Þetta val tryggir að engin gögn glatist, en það hefur einnig áhrif á orkunotkun og afköst.

Sumir vísindamenn hafa lagt til aðrar aðferðir til að greina og binda vinnsluminni frumurnar og vilja frekar nota þær með betri rotnunartíma. Þetta myndi leiða til bættrar orkunotkunar, sérstaklega gagnlegt á rafhlöðuknúnum tækjum með litlum afli. Það myndi hins vegar einnig leiða til breytilegs vinnsluminni.

Að auki þyrfti að taka með í reikninginn breytinguna á hrörnunartíma sem byggist á hitastigi. Jafnvel verra, sumar frumur missa einfaldlega afköst hleðsluhalds af og til, sem þýðir að að treysta of mikið á þetta gæti stundum leitt til þess að talið er að gott minnisklefa sé slæmt, sem þarfnast reglulegrar endursamsetningar. .

Niðurstaða

Endurnýjunarlotan er ferlið í DRAM-einingum þar sem minnisfrumur eru endurnærðar. Þetta er nauðsynlegt vegna þess að hringrásarhönnun DRAM leiðir til hrörnunar hleðslu. Reglulega endurnærandi minnisfrumur kemur í veg fyrir gagnatap. Ekki þarf að endurnýja SRAM þar sem hringrásarhönnun þess leiðir ekki til hleðslurennslis.

Athugið: Endurnýjunarlota getur einnig átt við reglubundna uppfærslu notanda eða fyrirtækis á vélbúnaði.