Hva er en minnebank?

Det er mange forskjellige lag for å adressere DRAM. DIMM er sannsynligvis den mest kjente, med en DIMM ( Dual In-line Memory Module ) som en pinne med RAM. Til syvende og sist styres minnet via en rad- og kolonneadresse. Det er mange flere lag i mellom. Minnet er tilgjengelig over kanaler. Hver kanal er fullstendig uavhengig og kan overføre data samtidig.

Merk: Mens kanalene er uavhengige, fungerer de i låsetrinn og er synkronisert. Det er viktig å sikre at hver befolkede kanal opererer med samme hastighet og har de nøyaktige tidspunktene. Ideelt sett bør alle tilkoblede DIMM-er være identiske og fra ett sett. Ikke-identisk RAM kan forårsake stabilitetsproblemer. Hvis DIMM-er med forskjellige hastigheter er tilkoblet, vil den raskeste være begrenset til den laveste hastigheten.

På en DIMM har du én eller flere rekker med DRAM-brikker. Alle brikker i en rangering adresseres samtidig og presenteres i hovedsak for CPU-en som én større DRAM-brikke. Dette fungerer fordi data er spredt over alle DRAM-brikkene i en rangering. For eksempel har en kanal en bredde på 64 biter, og en DRAM-brikke har en bredde på 8 biter. 8 DRAM-brikker er nødvendig for å gi 64 biter med data til datapinnene. Rangeringen er i hovedsak definert av brikkevelgeren, som fungerer som en bifurkator til brikkene under dens kontroll. Hver brikke har flere banker.

Banking på DRAM

I en enkelt DRAM-brikke er det flere banker. DDR4-spesifikasjonen tildeler 4 biter til adressebanker, noe som gir rom for 16 banker per DRAM-brikke. Hver bank er generelt uavhengig og kan være i alle faser av tilgangs-/oppdateringssyklusen. Alle banker har bare ett sett med datapinner. Denne konfigurasjonen begrenser DRAM-brikken til å ha bare én bank som sender eller mottar data per klokkesyklus. Det gir også mulighet for sterk pipelining, som, under tilstrekkelig belastning, lar disse datapinnene være aktive på de fleste, om ikke alle, klokkesykluser i stedet for å sitte stille mens en ny rad åpnes.

En annen viktig ting å vite om banker er at de er fullstendig synkronisert over en rekke DRAM-brikker. Denne synkroniseringen er så fullstendig at banker kan anses å spenne over alle DRAM-brikkene i rangeringen.

Et utført eksempel

La oss bruke et eksempel; i dette eksemplet kommer en leseoperasjon gjennom til en rangering for å få tilgang til bank 2, rad 3, kolonne 4. Alle DRAM-brikker i rangeringen vil åpne rad tre, kolonne fire, i den andre banken. Hver vil returnere 8 biter med data. Brikkevalget som definerer rangeringen vil sette sammen dataene den mottar til kanalens 64-bits brede format og sende dem til minnekontrolleren på CPU.

Tar vi eksemplet litt videre, samtidig som bank 2 håndterer leseforespørselen, kan bank tre utføre en oppdateringsoperasjon. I tillegg kan bank en lukke den åpne raden for å forberede den til å åpne en ny. Bank 7 kan fullføre en leseoperasjon samtidig. Den kan imidlertid ikke sende dataene samtidig da alle banker deler samme sett med datapinner. Bank 7 må vente på at datapinnene er ledige til å overføre dataene sine.

Optimaliseringer i banksystemet

Ved å nøye sende forespørslene til alle bankene i en rangering, kan minnekontrolleren sikre optimal bruk av datapinnene til både DRAM-brikkene og kanalen generelt. Anta for eksempel at to lesekommandoer til to banker vil overlappe, slik at den andre leseoperasjonen vil vente på at datapinnene blir frigjort fra den første. I så fall kan en oppdateringsoperasjon settes inn i en eller flere andre banker som ellers ikke er i aktiv bruk på det tidspunktet.

Konklusjon

Innenfor en DRAM-brikke er det flere banker. Hver bank kan betjenes uavhengig, selv om de alle deler datapinner. Dette betyr at tilgangs- og oppdateringsoperasjoner kan pipelineres, men selve dataene som skrives eller leses kan bare mottas eller sendes av én bank om gangen. Hver bank sprer seg sømløst over alle DRAM-brikker i en rangering, og disse brikkene fungerer i låstrinn. Å bruke banker, spesielt når tilgangen er optimalisert, bidrar til å maksimere bruken av datapinnene når de er under tung nok belastning til at det er mulig. Ikke glem å dele kommentarene dine nedenfor.