Статическая и динамическая оперативная память
Оперативные запоминающие устройства
Режим удвоенной скорости
Пакетный режим
Пакетный режим (Burst Mode) — режим, при котором на запрос по конкретному
адресу память возвращает пакет данных, хранящихся не только по этому адресу,
но и по нескольким последующим адресам.
Разрядность ячейки памяти современных ВМ обычно равна одному байту, в то
время как ширина шины данных, как правило, составляет четыре байта. Следова-
тельно, одно обращение к памяти требует последовательного доступа к четырем смеж-
ным ячейкам — пакету1. С учетом этого обстоятельства в ИМС памяти часто использу-
ется модификация страничного режима, носящая название группового или пакетного
режима. При его реализации адрес столбца заносится в ИМС только для первой ячей-
ки пакета, а переход к очередному столбцу производится уже внутри микросхемы.
Это позволяет для каждого пакета исключить три из четырех операций занесения
в ИМС адреса столбца и тем самым еще более сократить среднее время доступа.
Важным этапом в дальнейшем развитии технологии микросхем памяти стал ре-
жим DDR (Double Data Rate) — удвоенная скорость передачи данных. Сущность
метода заключается в передаче данных по обоим фронтам импульса синхрониза-
ции, то есть дважды за период. Таким образом, пропускная способность увеличи-
вается в те же два раза.
Помимо упомянутых используются и другие приемы повышения быстродей-
ствия ИМС памяти, такие как включение в состав микросхемы вспомогательной
кэш-памяти и независимые тракты данных, позволяющие однов
Большинство из применяемых в настоящее время типов микросхем оперативной
памяти не в состоянии сохранять данные без внешнего источника энергии, то есть
являются энергозависимыми (volatile memory). Широкое распространение таких
устройств связано с рядом их достоинств по сравнению с энергонезависимыми
типами ОЗУ (non-volatile memory): большей емкостью, низким энергопотребле-
нием, более высоким быстродействием и невысокой себестоимостью хранения еди-
ницы информации.
Энергозависимые ОЗУ можно подразделить на две основные подгруппы: ди-
намическую память (DRAM — Dynamic Random, Access Memory) и статическую
память (SRAM — Static Random Access Memory).
В статических ОЗУ запоминающий элемент может хранить записанную инфор-
мацию неограниченно долго (при наличии питающего напряжения). Запоминаю-
щий элемент динамического ОЗУ способен хранить информацию только в течение
достаточно короткого промежутка времени, после которого информацию нужно
восстанавливать заново, иначе она будет потеряна. Динамические ЗУ, как и стати-
ческие, энергозависимы.
Роль запоминающего элемента в статическом ОЗУ исполняет триггер. Такой
триггер представляет собой схему с двумя устойчивыми состояниями, обычно со-
стоящую из четырех или шести транзисторов (рис. 5.7). Схема с четырьмя транзи-
сторами обеспечивает большую емкость микросхемы, а следовательно, меньшую
стоимость, однако у такой схемы большой ток утечки, когда информация просто
хранится. Также триггер на четырех транзисторах более чувствителен к воздей-
ствию внешних источников излучения, которые могут стать причиной потери ин-
формации. Наличие двух дополнительных транзисторов позволяет в какой-то мере
компенсировать упомянутые недостатки схемы на четырех транзисторах, но, глав-
ное — увеличить быстродействие памяти.
Запоминающий элемент динамической памяти значительно проще. Он состо-
ит из одного конденсатора и запирающего транзистора (рис. 5.8).
Наличие или отсутствие заряда в конденсаторе интерпретируется как 1 или О
соответственно. Простота схемы позволяет достичь высокой плотности размеще-
ния ЗЭ и, в итоге, снизить стоимость. Главный недостаток подобной технологии
связан с тем, что накапливаемый на конденсаторе заряд со временем теряется. Даже
при хорошем диэлектрике с электрическим сопротивлением в несколько тераом
(1012 Ом), используемом при изготовлении элементарных конденсаторов ЗЭ, за-
ряд теряется достаточно быстро. Размеры у такого конденсатора микроскопичес-
кие, а емкость имеет порядок 10-15 Ф. При такой емкости на одном конденсаторе
накапливается всего около 40 000 электронов. Среднее время утечки заряда ЗЭ
динамической памяти составляет сотни или даже десятки миллисекунд, поэтому
заряд необходимо успеть восстановить в течение данного отрезка времени, иначе
хранящаяся информация будет утеряна. Периодическое восстановление заряда ЗЭ
называется регенерацией и осуществляется каждые 2-8 мс.
В различных типах ИМС динамической памяти нашли применение три основ-
ных метода регенерации:
• одним сигналом RAS (RОR — RAS Only Refresh);
• сигналом CAS, предваряющим сигнал RAS(CBR — CAS Before RAS);
• автоматическая регенерация (SR — Self Refresh).
Регенерация одним RAS использовалась еще в первых микросхемах DRAM.