Kas yra atnaujinimo ciklas?

Jūsų kompiuteryje greičiausiai yra dviejų tipų RAM klasės atmintis. Tik viena yra vadinama RAM: sistemos atmintis arba sistemos RAM. Ši RAM klasė vadinama DRAM. Šioje klasėje taip pat galite turėti keletą SSD su integruota DRAM. Vaizdo plokštės VRAM taip pat yra DRAM pogrupis. Faktiniame procesoriuje turėsite kitokio tipo RAM, o patys GPU miršta. SRAM naudojama talpykloms.

SRAM yra greitas. Tačiau jis nėra itin tankus, skaičiuojant gigabaitais kvadratiniame centimetre, o tai taip pat prisideda prie didelės kainos. DRAM veikia lėčiau. Tačiau jis turi daug didesnį saugojimo tankį ir yra daug pigesnis. Dėl šios priežasties SRAM mažais kiekiais naudojama procesoriaus antgaliuose kaip didelės spartos atmintis, o DRAM naudojama didesniems atminties telkiniams, kaip aprašyti aukščiau.

Skirtumas tarp SRAM ir DRAM yra akivaizdus jų faktinėje struktūroje. SRAM naudoja nuo keturių iki šešių tranzistorių, o DRAM naudoja vieną tranzistorių ir kondensatorių. Čia atsiranda atminties tankio palyginimas. Tiesiog DRAM yra mažiau dalių, todėl kiekviena atminties ląstelė yra mažesnė.

Tačiau dizaino skirtumai turi kitą poveikį, kuris yra pakankamai didelis, kad būtų pagrindinis šių dviejų pavadinimų veiksnys. S SRAM reiškia Static, o D DRAM reiškia dinaminį. Tai reiškia, kad SRAM gali išlaikyti savo turinį neribotą laiką, o DRAM reikia reguliariai atnaujinti.

Pastaba: daroma prielaida, kad yra nuolatinis maitinimo šaltinis. SRAM vis dar yra nepastovi atmintis, o jei dings maitinimas, ji praras turimus duomenis. Visai kaip DRAM.

Kas yra atminties atnaujinimas?

DRAM grandinės lygio architektūra reiškia, kad atminties elemento įkrova laikui bėgant mažėja. Kiekviena atminties ląstelė turi būti reguliariai atnaujinama, kad DRAM galėtų saugoti duomenis ilgą laiką. Apie tai reikia žinoti keletą esminių dalykų. Pirmasis yra tai, kad atnaujinant atmintį negalima pasiekti. Tai taip pat reiškia, kad našumą gali apriboti tai, kaip dažnai reikia atnaujinti DRAM ląsteles.

Paprastai DRAM ląstelės atnaujinamos kas 64 milisekundes, tačiau esant aukštai temperatūrai, tai sumažėja perpus. Kiekviena langelių eilutė atnaujinama atskirai, kad taip neatsitiktų vienu metu ir kas 64 milisekundės sukeltų didelį žagsėjimą.

Atminties valdiklis taip pat sumaniai nustato atnaujinimo ciklus, kai RAM modulis atlieka kitus veiksmus, neleidžiančius nuskaityti ar įrašyti atminties, pvz., perduoti nuskaitytus duomenis. Laimei, laikas, reikalingas ląstelei atnaujinti, yra nedidelis, paprastai 75 arba 120 nanosekundžių. Tai reiškia, kad DRAM lustas atnaujinimo operacijai praleidžia maždaug nuo 0,4% iki 5% savo laiko.

Kaip atnaujinti DRAM

Galbūt nežinote apie duomenų skaitymą iš DRAM, kad tai yra žalinga. Duomenų skaitymas iš atminties ląstelių sunaikina tuos duomenis. Norėdami tai paslėpti nuo vartotojo, kiekviena skaitymo operacija nuskaito ir perduoda duomenis ir tuos pačius duomenis įrašo atgal į atminties elementą, vadinamą išankstiniu įkrovimu. Deja, negalima pasikliauti standartiniais skaitymo įvykiais, kad jie pasiektų kiekvieną panaudotą DRAM eilutę, todėl reikia atlikti specialią atnaujinimo operaciją.

Atnaujinimo operacija nėra tokia sudėtinga. Tiesą sakant, kadangi ji siekia atnaujinti visą eilutę iš karto, o ne nuskaityti konkretų eilutės stulpelį, signalas atnaujinti eilutę taip pat yra mažesnis ir efektyvesnis. Atnaujinimo procesas nuskaito duomenis į jutimo stiprintuvus ir tiesiai atgal į ląsteles, o ne į palyginti lėtus išvesties buferius.

Visa tai vyksta automatiškai. Atminties valdiklis visa tai valdo CPU to nežinodamas.

Išskirtiniai

DRAM įkrova mažėja, tačiau tyrimai parodė, kad sparta labai skiriasi tarp DRAM elementų, net ir viename luste. Maždaug aukščiausiai procentai gali saugoti savo duomenis iki 50 sekundžių ir nereikės atnaujinti esant standartinei temperatūrai. 90 % gali saugoti duomenis 10 sekundžių, 99 % – tris sekundes ir 99,9 % – vieną sekundę.

Deja, kai kuriuos nuokrypius reikia atnaujinti daug dažniau. Kad būtų galima įgyvendinti net blogiausius scenarijus, DRAM atnaujinimo laikas yra trumpas. Šis pasirinkimas užtikrina, kad niekada neprarastų duomenų, tačiau tai taip pat turi įtakos energijos suvartojimui ir našumui.

Kai kurie mokslininkai pasiūlė alternatyvius RAM ląstelių analizės ir sujungimo metodus ir renkasi tuos, kurių skilimo laikas yra geresnis. Tai pagerintų energijos suvartojimą, ypač naudinga naudojant mažai energijos naudojančius įrenginius. Tačiau tai taip pat sukeltų kintamą RAM našumo lygį.

Be to, reikėtų atsižvelgti į skilimo laiko pokytį, pagrįstą temperatūra. Dar blogiau, kai kurios ląstelės tiesiog retkarčiais praranda įkrovos išlaikymo našumą, o tai reiškia, kad per daug juo pasikliaujant gali būti, kad tariamai gera atminties ląstelė gali būti bloga, todėl reikia reguliariai perjungti. .

Išvada

Atnaujinimo ciklas yra DRAM modulių procesas, kurio metu atnaujinamos atminties ląstelės. Tai būtina, nes DRAM grandinės konstrukcija lemia krūvio mažėjimą. Reguliarus atminties ląstelių atnaujinimas apsaugo nuo duomenų praradimo. SRAM nereikia atnaujinti, nes jos grandinės konstrukcija neiškrauna įkrovos.

Pastaba: Atnaujinimo ciklas taip pat gali būti susijęs su reguliariu vartotojo ar organizacijos aparatinės įrangos atnaujinimu.