Malý průvodce dynamickými pamětmi RAM
Po mnoho let byl v počítačové oblasti používán jediný typ dynamických RAM: tzv. Page Mode RAM (stránkové paměti s náhodným přístupem) a později Fast Page Mode (rychlé stránkové RAM). Nyní - díky pokroku ve výkonnosti CPU - se staré typy RAM stávají jedním z komponentů snižujících výkon počítače více, než je nezbytné. Prvním příspěvkem ke zrychlení operační paměti bylo uvedení cache v CPU a na motherboardech, nyní však již jen cache nepostačují. Proto - pokud operační paměť nemá zpomalovat CPU více než je nezbytné - musejí být vyvíjeny a používány nové typy RAM.
SIMM a DIMM
S příchodem nových SDRAM se v PC stává stále více populárním starý dobrý standart DIMM. Ubozí uživatelé PC přitom často nevědí, o co se jedná. Teď již vidím, jak se smějí uživatelé MACů - Macy používají DIMMy odjakživa. Takže o co se vlastně jedná ?
DIMM znamená Dual In line Memory Module (paměťový modul s chipy řazenými ve dvou řadách) oproti SIMM, Single In line Memory Module (paměťový modul s chipy řazenými v řadě). Slova DIMM nebo SIMM označuje jen typ modulu, v němž jsou RAM uspořádány, nikoliv typ ! Každý z typů RAM můžete dostat v libovolném typu modulu, nicméně co se PC světa týče, v DIMMech jsou užívány pouze SDRAMy (a občas i EDO). Výhodou DIMMů je, že šířka jejich datové sběrnice je 64 bitů (72 bitů včetně parity), a proto na Pentiovských boardech, které normálně vyžadují 2 SIMMy (s výjimkou chipsetů SiS apod., které emulují potřebnou šířku na úkor rychlosti) může být osazen i jediný modul. Můžete míchat DIMMy libovolných kapacit - ne v párech jako pro SIMMy. To je tajemstvím DIMMů.
Fast Page Mode RAM (FPM RAM)
Je nejstarší a nejméně důmyslný ze všech typů RAM. Dodává se ve dvou typech - s přístupovou dobou 60 a 70 ns. 60 ns jsou nezbytné, pokud používáte Pentium s frekvencí sběrnice 66 Mhz (ve 100, 133, 166 a 200 Mhz Pentiích). Tento typ DRAM bývá používán ve videokartách, kde bývá označován jednoduše jako DRAM, někdy s přístupovou dobou pouze 48 ns. VRAM nebo Video RAM vlastně není příliš rozdílná, je jen tzv. dual portea, což znamená že může být adresována DAC převodníkem videokarty nezávisle na přístupech adresovaných CPU na druhém portu, takže RAMDAC nemusí čekat na ukončení přístupu z CPU a naopak - což ji dělá o něco rychlejší než DRAM.
Fast Page Mode znamená že RAM logika "doufá", že příští přístup bude ve stejné řádku, což - v případě úspěchu - zkrátí potřebný čas přístupu. Nejvyšší přístupová rychlost v CPU cyklech je 5-3-3-3 pro čtyři data (Byte/Word/Dword) burst read.
Série FPM čtecích přístupů začíná aktivací řádku v DRAM poli poskytnutím řádkové adresy a shozením RAS do LOW. Poté mohou být uskutečněny násobné sloupcové přístupy řízené CAS. Každý CAS cyklus představuje poskytnutí sloupcové adresy, shození CAS do LOW, čekání na ustálení platných DATA-OUT, předání (latching) data systému a nahození CAS zpátky do HIGH pro přípravu dalšího cyklu, v tomto pořadí. Tato posloupnost událostí je zobrazena na obr. Poznamenejme že CAS v HIGH zakáže výstup dat, a proto musí nastat pouze poté co platná data byla odebrána systémem.
Extended Data Output RAM (EDO RAM)
Sada hradel pozdrží výstupní data z paměti až do čtení CPU, což je zvlášť důležité pro rychlé CPU jako Pentium, obsluhuje sekvenční přístupy lépe než FPM RAM. Je variací běžných FPM RAM s malými změnami v časování CAS a datových výstupů. Data přicházejí z EDO RAM častěji než ze standartních DRAM. Časování CAS může být více zhuštěno, aby CPU obdržel za danou dobu více dat. U TRITON chipsetu je rozdíl časování X-2-2-2 proti X-3-3-3 u FPM DRAM.
Vyrábí se ve variantách 70, 60 a 50 ns, kde 60 ns jsou minimem pro použití na 66 Mhz a 50 ns jsou nezbytné pro využití vlastností TRITON HX, VX nebo TX chipsetů, takže pokud kupujete EDO, nikdy neberte 70 ns a preferujte 50 ns.
Problémem EDO v pohledu do budoucna je špatná funkčnost se sběrnicí pracující na kmitočtu vyšším než 66 Mhz. S růstem pracovních kmitočtů CPU je zánik EDO viditelný na blízkém horizontě.
Nejvyšší přístupová rychlost EDO RAM v CPU cyklech je 5-2-2-2 pro čtyři data (Byte/Word/Dword) burst read.
Čtecí přístupy EDO ve stránkovém režimu jsou podobné jako u FPM RAM s tím rozdílem, že CAS nahozený zpět do HIGH nezakáže výstup dat a data jsou na výstupu garantována až do následného opětného shození CAS do LOW. Zjednodušená posloupnost je opět znázorněna na obrázku. U EDO je přebírání dat systémem řízeno ve stránkovém režimu přímo CAS, kdy data jsou přebírány v okamžiku kdy CAS je nahozen do HIGH. Poté může být poskytnuta nová adresa a předána nová data bez ovlivnění výstupních dat z předchozího cyklu.
Burst Extended Data Out RAM (BEDO RAM)
BEDO RAM, jak sám název naznačuje, čte data v dávkách (burst), což znamená že po poskytnutí adresy jsou následující tři data čtena v jednom hodinovém cyklu, což odpovídá 5-1-1-1 pro čtyři data (Byte/Word/Dword) burst read. Tento typ RAM je v současné době podporován jen VIA chipsety 580VP, 590VP a 680VP. Hlavní nevýhodou skutečně rychlých BEDO RAM je jejich neschopnost spolupracovat se sběrnicemi rychlejšími než 66 Mhz.
Čtecí přistupy u BEDO se odlišují od EDO ve dvou věcech. Za prvé, protože datový latch je nahrazen registrem (tj. je přidán jeden stupeň latche), data se neobjeví na výstupu po prvním CAS cyklu. Výhodou této vnitřní pipeline je to, že data jsou na výstupu v kratší době po aktivaci CAS hrany v druhém cyklu (tj. tCAC je kratší). Druhým rozdílem je že BEDO RAM obsahují vlastní adresový čítač takže musí být poskytnuta pouze počáteční adresa. Zjednodušená posloupnost událostí je zobrazena na obrázku. Obrázek názorně ukazuje, jak při přechodu od FPM přes EDO k BEDO klesá tPC a jak je při použití BEDO RAM snížen tCAC a tCPA. Na obrázku můžete rovněž vidět, že první CAS cyklus pro BEDO, který naplní vnitřní pipeline, nezpůsobí přídavné zpoždění pro obdržení prvního datového elementu. Je to způsobeno tím, že první datový přístup je limitován tRAC (přístupová doba od RAS), což ve svém efektu skryje první RAS cyklus.
Synchronous Dynamic RAM (SDRAM) - prozatímní vítěz
Je nejnovější typ RAM, který se v blízké budoucnosti stane zřejmě opět na nějakou doby vítězem díky podpoře prakticky všech novějších čipsetů. Jak již název prozrazuje, tato RAM je schopná obsluhovat všechny vstupní a výstupní signály synchronizovaně se systémovými hodinami, což je úžasná věc dosahovaná dosud pouze u statických Cache RAM.
Nejvyšší přístupová rychlost SDRAM v CPU cyklech je 5-1-1-1 pro čtyři data (Byte/Word/Dword) burst read, což ji dělá stejně rychlou jako BEDO RAM. Nejlepší na nich však je ta skutečnost, že lehce spolupracuje se sběrnicí při kmitočtech přes 100 MHz ! To je přesně to, co potřebuje nejbližší budoucnost, kmitočty sběrnic již dosahují těchto hodnot a jen SDRAM jsou schopny s nimi spolupracovat. Ve vývoji jsou již SDRAM pracující až na kmitočtech kolem 200MHz, které by měly být uvedeny počátekm příštího roku na trh současně s novými procesory Intel, podporujícími sběrnici 200MHz.
