Физическая и логическая организация системной памяти

SDRAM

SDRAM (Synchronous DRAM) – це тип динамічної оперативної пам'яті DRAM , робота якої синхронізується із шиною пам'яті. SDRAM передає інформацію в пакетах з використанням високошвидкісного синхронізованого інтерфейсу [7]. SDRAM дозволяє уникнути використання більшості циклів чекання, необхідних при роботі асинхронної DRAM, оскільки сигнали, по яких працює пам'ять такого типу, синхронізовані з тактовим генератором системної плати.
SDRAM здатна працювати на частоті, що перевищує частоту роботи EDO DRAM. В першій половині 1997 р. SDRAM займала приблизно 25% усього ринку DRAM. Як і передбачалося, до 1998 р. вона стала найбільш популярною з існуючих високошвидкісних технологій і займала більш 50% ринку пам'яті. Спочатку SDRAM працювала на частоті від 66 до 100 Мгц. Зараз існує пам'ять, що працює на частотах від 125 до 143 Мгц і навіть вище.
Ще одна перевага SDRAM перед EDO полягає в тому, що EDO не працює на частотах понад 66 Мгц, а SDRAM доступна частота шини пам'яті вище 100 Мгц.
Випустивши чипсет 440BX з офіційною підтримкою тактової частоти системної шини до 100 Мгц, Intel зробила застереження, що модулі пам'яті SDRAM нестійко працюють на такій швидкості і представила нову специфікацію по SDRAM - PC100:
• Визначення мінімальної і максимальної тривалості для кожного сигналу в модулі.
• Визначення ширини друкованих провідників на платі і відстані між ними.
• 6-ти шарові плати з окремими суцільними прошарками маси та живлення.
• Детальна специфікація відстаней між шарами.
• Строге визначення довжини тактового імпульсу, його маршрутизації, моменту початку і закінчення.
• Подавляючи резистори в колах передачі даних.
• Детальна специфікація компонента SDRAM. Модулі повинні містити чіпи пам'яті SDRAM, сумісні з Intel SDRAM Component SPEC (version 1.5).
Даній специфікації відповідають тільки 8-нс чіпи, а 10-нс чіпи, на думку Intel, нездатні стійко працювати на частоті 100 Мгц.
• Детальна специфікація програмування EEPROM. Модуль повинний включати інтерфейс SPD, сумісний з Intel SPD Component SPEC (version 1.2).
• Особливі вимоги до маркування.
• Придушення електромагнітної інтерференції.
• Місцями позолочені друковані плати.
Для комфортної роботи з додатками, що вимагають високої швидкодії, розроблене наступне покоління синхронної динамічної пам'яті - SDRAM PC133.

133-Мгц чипи спрямовані на використання з новим сімейством мікропроцесорів, що працюють на частоті системної шини 133 Мгц, і цілком сумісні з усіма PC100-продуктами. Такими виробниками, як VIA Technologies, Inc., Acer Laboratories Inc. (ALi), OPTi Inc., Silicon Integrated Systems (Si) і Standard Microsystems Corporation (SMC), розроблені чіпсети, що підтримують специфікацію PC133.
Недавно з'явилася ще одна цікава технологія - Virtual Channel Memory. VCM використовує архітектуру віртуального каналу, що дозволяє більш гнучко й ефективно передавати дані з використанням каналів регістра на чипі. Дана архітектура інтегрована в SDRAM. VCM, крім високої швидкості передачі даних, сумісна з існуючими SDRAM, що дозволяє робити апгрейд системи без значних витрат і модифікацій.

Enhanced SDRAM (ESDRAM)

Для подолання деяких проблем із затримкою сигналу, властивим стандартним DRAM-модулям, виробники вирішили вмонтувати невелику кількість SRAM у чіп, тобто створити на чипі кеш. Одним з таких рішень є ESDRAM від Ramtron International Corporation.
ESDRAM - це власне кажучи SDRAM плюс небагато SRAM. При малій затримці і пакетній роботі досягається частота до 200 Мгц. Як і у випадку зовнішньої кеш-пам'яті, SRAM-кэш призначений для збереження найбільше часто використовуваних даних. Отже, зменшується час доступу до даних повільної DRAM.
DDR SDRAM (SDRAM II)

DDR SDRAM (Double Date Rate SDRAM) є синхронною пам'яттю, що реалізує подвоєну швидкість передачі даних у порівнянні із звичайною SDRAM. 

DDR SDRAM не має повної сумісності з SDRAM, хоча використовує метод керування, як у SDRAM, і стандартний 168-контактний роз’єм DIMM. DDR SDRAM досягає подвоєної пропускної здатності за рахунок роботи на обох границях тактового сигналу (на фронті і спаді), а SDRAM працює тільки на фронті.
SLDRAM

Стандарт SLDRAM є відкритим, тобто не вимагає додаткової плати за ліцензію, що дає право на виробництво чіпів, і дозволяє знизити їхню вартість. Подібно до попередньої технології, SLDRAM використовує обидві границі тактового сигналу. Що стосується інтерфейсу, то SLDRAM використовує протокол, названий SynchLink Interface. Ця пам'ять може працювати на частоті 400 Мгц.
У всіх попередніх DRAM були розділені лінії адреси, даних і керування, що накладає обмеження на швидкість роботи пристроїв. Для подолання цього обмеження в деяких технологічних рішеннях усі сигнали стали виконуватися на одній шині. Двома з таких рішень є технології SLDRAM і DRDRAM. Вони одержали найбільшу популярність і заслуговують на увагу.
RDRAM (Rambus DRAM)

RDRAM представляє специфікацію, створену Rambus, Inc. Частота роботи пам'яті дорівнює 400 Мгц, але за рахунок використання обох границь сигналу досягається частота, еквівалентна 800 Мгц. Специфікація Rambus зараз найбільш цікава і перспективна.
Direct Rambus DRAM - це високошвидкісна динамічна пам'ять з довільним доступом, що забезпечує високу пропускну здатність у порівнянні з більшістю інших DRAM. Direct Rambus DRAMs представляє інтегровану на системному рівні технологію.
Технологія Direct Rambus являє собою третій етап розвитку пам'яті RDRAM. Вперше пам'ять RDRAM з'явилася в 1995 р., працювала на частоті 150 Мгц і забезпечувала пропускну здатність 600 Мбайт/с. Вона використовувалася в станціях SGI Indigo2 IMPACTtm, в приставках Nintendo64, а також як відеопам'ять. Наступне покоління RDRAM з'явилося в 1997 р. з назвою Concurrent RDRAM. Нові модулі були цілком сумісні з першими. Але за рік до цієї події в житті компанії відбулася не менш значима подія. У грудні 1996 р. Rambus, Inc. і Intel Corporation оголосили про спільний розвиток пам'яті RDRAM і просування її на ринок персональних комп'ютерів.
Зараз стали з'являтися нові типи RAM мікросхем і модулів. Зустрічаються такі поняття, як FPM RAM, EDO RAM, DRAM, VRAM, WRAM, SGRAM, MDRAM, SDRAM, SDRAM II (DDR SDRAM), ESDRAM, SLDRAM, RDRAM, Concurrent RDRAM, Direct Rambus. Більшість з цих технологій використовуються лише на графічних платах, і у виробництві системної пам'яті комп'ютера використовуються лише деякі з них.