Hva er en oppdateringssyklus?

På datamaskinen din er det sannsynligvis to typer RAM-klasseminne. Bare én blir referert til som RAM: systemminnet eller system-RAM. Denne klassen av RAM kalles DRAM. I denne klassen kan du også ha noen SSD-er med integrert DRAM. VRAM-en på et grafikkort er også en undergruppe av DRAM. Du vil ha en annen type RAM på selve CPU-en og GPU-en dør selv. SRAM brukes for on-die cacher.

SRAM er rask. Den er imidlertid ikke spesielt tett når det gjelder gigabyte per kvadratcentimeter, noe som også bidrar til den høye prisen. DRAM er tregere. Imidlertid har den en mye høyere lagringstetthet og er mye billigere. Av denne grunn brukes SRAM i små mengder på prosessordyser som høyhastighetsminne, og DRAM brukes til større minnepooler som de som er beskrevet ovenfor.

Skillet mellom SRAM og DRAM er tydelig i deres faktiske struktur. SRAM bruker fire til seks transistorer, mens DRAM bruker en enkelt transistor og en kondensator. Det er her sammenligningen av lagringstettheten kommer inn. Det er ganske enkelt færre deler i DRAM, noe som gjør hver minnecelle mindre.

Designforskjellene har en annen effekt, men en stor nok til å være den titulære navnefaktoren til de to. S i SRAM står for Static, mens D i DRAM står for Dynamic. Dette betyr at SRAM kan beholde innholdet på ubestemt tid, mens DRAM må oppdateres regelmessig.

Merk: Dette forutsetter at en konstant strømforsyning er tilgjengelig. SRAM er fortsatt flyktig minne, og hvis strømmen går tapt, vil den miste dataene den har. Akkurat som DRAM.

Hva er en minneoppdatering?

Kretsnivåarkitekturen til DRAM betyr at ladningen til en minnecelle avtar over tid. Hver minnecelle må oppdateres regelmessig for å la DRAM lagre data i lange perioder. Det er et par viktige ting å vite om dette. Den første er at minnet ikke kan nås mens det oppdateres. Dette betyr også at ytelsen kan begrenses av hvor ofte DRAM-cellene trenger oppfriskning.

Vanligvis oppdateres DRAM-celler hvert 64. millisekund, selv om dette halveres ved høye temperaturer. Hver rad med celler oppdateres uavhengig for å forhindre at dette skjer på en gang, og forårsaker en betydelig hikke hvert 64. millisekund.

På en smart måte kan minnekontrolleren også tidfeste oppdateringssykluser mens RAM-modulen gjør andre ting som hindrer den i å lese eller skrive minne, for eksempel å overføre lesedata. Heldigvis er tiden som trengs for å oppdatere en celle liten, vanligvis 75 eller 120 nanosekunder. Dette betyr at en DRAM-brikke bruker omtrent 0,4 % til 5 % av tiden sin på å utføre en oppdateringsoperasjon.

Hvordan oppdatere DRAM

Det du kanskje ikke vet om å lese data fra DRAM er at det er ødeleggende. Lesing av data fra minnecellene ødelegger disse dataene. For å skjule dette for brukeren, leser og overfører hver leseoperasjon dataene og skriver de samme dataene tilbake til minnecellen i aksjon kalt precharge. Dessverre kan man ikke stole på at standard lesehendelser treffer hver brukte DRAM-rad, så en spesifikk oppdateringsoperasjon er nødvendig.

Oppdateringsoperasjonen er ikke så komplisert. Faktisk, siden den søker å oppdatere en hel rad samtidig, i stedet for å lese en spesifikk kolonne i raden, er signalet for å oppdatere en rad også mindre og mer effektivt. Oppdateringsprosessen leser dataene inn i sensorforsterkerne og rett tilbake inn i cellene i stedet for til de relativt langsomme utgangsbufferne.

Alt dette skjer automatisk. Minnekontrolleren klarer det hele uten at CPU er klar over det.

Outliers

DRAM-lading forfaller, men forskning har vist at hastigheten varierer voldsomt mellom DRAM-celler, selv på en enkelt brikke. Den øverste prosenten eller så kan være i stand til å holde dataene sine i opptil 50 sekunder uten å trenge en oppdatering ved standardtemperaturer. 90 % kan lagre data i 10 sekunder, 99 % i tre sekunder og 99,9 % i ett sekund.

Dessverre må noen uteliggere oppdateres mye oftere. For å tillate selv de verste scenariene, er DRAM-oppdateringstidene lave. Dette valget sikrer at ingen data noen gang går tapt, men det påvirker også strømforbruket og ytelsen.

Noen forskere har foreslått alternative metoder for å analysere og samle RAM-cellene og foretrekker å bruke de med bedre nedbrytningstider. Dette vil føre til forbedret strømforbruk, spesielt nyttig på batteridrevne enheter med lav effekt. Det vil imidlertid også føre til variable nivåer av RAM-ytelse.

I tillegg må endringen i nedbrytningstid basert på temperatur tas med i beregningen. Enda verre, noen celler mister rett og slett ytelsen til ladingsbevaring av og til, noe som betyr at å stole for mye på dette kan noen ganger føre til at en antatt god minnecelle blir dårlig, og krever regelmessig rebinning. .

Konklusjon

Oppdateringssyklusen er prosessen i DRAM-moduler der minnecellene oppdateres. Dette er nødvendig fordi kretsdesignet til DRAM resulterer i ladningsforfall. Regelmessig oppdatering av minneceller forhindrer tap av data. SRAM trenger ikke å oppdateres, siden kretsdesignet ikke resulterer i ladetap.

Merk: Oppdateringssyklus kan også referere til en brukers eller organisasjons regelmessige oppdatering av maskinvare.