ДИНАМИЧЕСКОЕ ОЗУ [DRAM, Dynamic Random-Access Memory]

Динамическое ОЗУ - это, Что такое динамическое ОЗУ, Определение термина динамическое ОЗУ, FPM DRAM, EDO RAM, Burst EDO RAM, Multibank DRAM, Rambus DRAM, Synchronous DRAM, DDR SDRAM, Fully Buffered DIMM, Double Data Rate SDRAM, Direct Rambus DRAM, Synchronous Graphics DRAM, Video RAM, Window RAM

Микросхема быстродействующей оперативной памяти ПК, которая отличается тем, что теряет свое содержимое, если не считывается в течение 2-х миллисекунд. Ее также определяют как FPM DRAM (из-за режима Fast Page Mode). DRAM работает медленнее, чем альтернативный вид полупроводниковой памяти SRAM, однако стоит дешевле его. Микросхемы DRAM организованы в виде квадратной матрицы, пересечение каждого столбца и строки которой задает адрес соответствующих элементарных ячеек. Считывание адреса строки происходит, когда на вход матрицы подается стробирующий импульс строки — RAS (Row Address Strobe), а считывание адреса столбца —при подаче стробирующего импульса столбца —CAS (Column Address Strobe). Импульсы RAS и CAS подаются друг за другом. Адреса строки и столбца передаются по специальной мультиплексированной шине адреса МА (Multiplexed Address). Динамическая память выполняется в вариантах синхронном и асинхронном. В последнем случае установка адреса, подача управляющих сигналов и чтение/запись данных могут выполняться в произвольные моменты времени.
Типы динамических ОЗУ
 - FPM DRAM (Fast Page Mode Dynamic RAM) —"Динамическое ОЗУ с быстрым страничным доступом": основной вид видеопамяти, идентичный применяемой в системных платах. Использует асинхронный (произвольный) доступ к ячейкам хранения данных, при котором управляющие сигналы жестко не привязаны к тактовой частоте системы. Активно применялось примерно до 1996 г. Наиболее распространенные микросхемы FPM DRAM — 4-разрядные DIP и SOJ, а также 16-разрядные SOJ.
 - EDO DRAM/RAM (Extended Data Output (Dynamic) Random Access Memory)—"ОЗУ с увеличенным временем доступности данных": микросхема динамической памяти, которая отличается от обычных динамических ОЗУ (DRAM) повышенной возможностью работы в так называемом страничном режиме (связанном с сокращением числа тактов при выборке смежных слов текста). В результате этого производительность машины возрастает (примерно на 5%). Иногда к таким микросхемам применяют также термин "НРМ (Hyper Page Mode) —ги-перстраничный режим". Конструктивно исполняется в виде DIMM-модулей "без контроля четности" (EDO DIMM) и EDO DIMM ЕСС — "с коррекцией ошибок (ЕСС, Error Correction Code). EDO DRAM используется в качестве основной памяти ПК на базе микропроцессоров Pentium и Pentium Pro, а также в видеокартах при частоте шины 40-50 МГц. Максимальная пропускная способность порядка 105 Мбайт/с.
 - BEDO (Burst EDO RAM) — усовершенствованная версия EDO DRAM, которая обладает более высокими характеристиками, причем не только в режимах чтения, но и записи при максимальной тактовой частоте 66 МГц.
 - MDRAM (Multibank DRAM) — "Многобанковое ОЗУ": вариант DRAM; разработан фирмой MoSys и организован в виде множества независимых "банков" объемом по 32 Кбайт каждый. Работает в так называемом конвейерном режиме с рабочей частотой 125-166 МГц и максимальной пропускной способностью от 405 до 490 Мбайт/с.
 - RDRAM (Rambus DRAM)память, использующая специальный канал передачи данных (RAMbus Channel), представляющий собой дополнительную шину. По этому каналу данные могут передаваться большими потоками, наибольшая скорость передачи достигает 800 Мбайт/с на частоте 400 Гц. В настоящее время этот вид памяти обеспечивает наивысшую пропускную способность.
 - SDRAM (Synchronous DRAM) — "Синхронное динамическое ОЗУ": продвигалось как вариант замены EDO DRAM и других асинхронных однопортовых видов памяти, в частности, в качестве альтернативы более дорогой системы памяти VRAM. Особенность: после того, как произведено первое чтение из памяти или первая запись в память, последующие операции чтения и записи осуществляются с нулевыми задержками. Этим достигается максимально возможная скорость чтения и записи данных. Достигнуты следующие характеристики: рабочая частота 100 и 133 МГц (в модулях PC 100 и PC 133 соответственно), максимальная пропускная способность —от 800 до 1064 Мбайт/с. Однако наибольшая пропускная способность реализуется только в случае последовательной передачи данных с каждым тактом. Поэтому другими важными характеристиками памяти являются: RAS to CAS Delay (величина задержки между сигналами стробирующих импульсов строки и столбца — RAS и CAS), CAS Latency (задержка по времени в тактах с момента подачи сигнала CAS до выдачи первого элемента данных на шину) и RAS Precharge (время деактивации в тактах, определяющих завершение выдачи последнего элемента данных в цикле). Выпускаются SDRAM в 168-контактном DIMM-исполнении для Pentium, но не всех видов микропроцессоров. Поддержку SDRAM обеспечивают: Intel 430 VX (Triton VX), Intel 430 TX (Triton TX), SIS 5571 (Trinity), VIA 580 (Apollo) и др.
 - DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), ESDRAM (Enhanced SDRAM)-"Синхронное динамическое ОЗУ с удвоенной скоростью передачи данных" или "Расширенное синхронное динамическое ОЗУ" отличается от SDRAM тем, что к последней добавлено небольшое статическое ЗУ, выполняющее функции кэш-памяти. Использование дополнительного кэша позволяет снизить временные задержки и достичь пиковой частоты операций в 200 МГц. Цель такого кэширования хранить данные, к которым происходит частое обращение, и минимизировать обращение к более медленной DRAM. Пропускная способность и скорость работы такой комбинации увеличивается вдвое также за счет того, что при обмене данными между SRAM-кэшем и собственно DRAM может быть использована шина большей ширины, чем между SRAM-кэшем и контроллером DRAM. Наибольшую популярность этот вид развивающейся памяти получил при производстве графических ускорителей. Память DDR в ПК выпуска 2000 и последующих лет заменила собой более ранние версии SDRAM, которые получили обозначение SDR (Single Data Rate) —"Память с единичной скоростью передачи данных". В сентябре 2003 г. на Форуме IDF корпорации Intel рассмотрен новый стандарт памяти DDR2. Этот стандарт предусматривает увеличение скорости передачи относительно DDR в 4 раза (при пакетном режиме доступа данные передаются 4 раза за 1 такт). Проблема энергопотребления решается снижением напряжения с 2,5 В до 1,8 В. Выпуск модулей DDR2 (DDR2/533) начат с 2004 г. Предполагается, что с этого времени они составят основу новых платформ для ПК и ноутбуков. В настоящее время также выпускаются модули памяти: DDR2-667, DDR2-675, DDR2-750, DDR2-667, DDR2-800, DDR2-900, DDR2-100 и DDR2-1066. Однако стандартизированы еще только DDR2-667 и планируются к стандартизации DDR2-800.
 - FB-DIMM (Fully Buffered DIMM) — "Полностью буферизованная память": название нового типа модулей и стандарта динамической памяти типа DDR2, обеспечивающей повышение производительности ОЗУ за счет использования технологии двухканального доступа. Необходимость этого типа памяти возникла в связи с сокращением количества модулей, которые можно посадить на один контроллер северного моста микропроцессора. Хотя выпуск FB-DIMM был запланирован компанией Intel на 2007 г., ее поддержка была анонсирована в некоторых платформах, намеченных к запуску в 2006 г.
 - SDRAM II, DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) —"Синхронное динамическое ОЗУ с удвоенной скоростью передачи данных": синхронное динамическое ОЗУ. Удвоение скорости поддерживаемой тактовой частоты происходит за счет передачи данных по обоим фронтам тактового сигнала. Так, при тактовой частоте 133 МГц она передает данные в два раза быстрее, чем обычная SDRAM РС133. Ее внутренняя архитектура близка к архитектуре SDRAM РС133, поэтому она получила марку РС266. Производство этого вида памяти освоено всеми ведущими производителями. Ее пиковая пропускная способность составляет ~ 2,1 Гбайт/с. В микропроцессорах Pentium 4 DDR DRAM стала основным видом используемой памяти (например DDR266 (РС2100) или DDR333 (РС2700) и др.).
 - DRDRAM (Direct Rambus DRAM) —разновидность синхронной памяти, снабженная специальным интерфейсом. Каждая микросхема DRDRAM имеет внутреннюю многобанковую структуру с чередованием (16 банков), чем обеспечивается ее высокая пропускная способность. Для связи памяти с контроллером памяти используется специальная быстродействующая шина Rambus Channel. Тактовая частота составляет 400 МГц, однако обмен осуществляется по обоим фронтам импульсов, т. е. с частотой 800 МГц. Скорость передачи данных микросхем этого вида памяти: 1,6; 3,2; 4,8 и 6,4 Гбайт/с. Корпорация Intel рассматривает этот вид памяти в качестве кандидата для своих будущих систем.
 - SGRAM (Synchronous Graphics DRAM) — "Синхронное графическое ОЗУ": вариант DRAM с синхронным доступом. Принцип действия в основном аналогичен SDRAM, но дополнительно поддерживаются некоторые специфические функции типа так называемых блоковой и масочной записей. В отличие от VRAM и WRAM этот вид ОЗУ является однопортовым, однако путем открытия двух страниц памяти как одной он может эмулировать (т. е. воспроизводить) "двухпортовость" других видов памяти.
 - VRAM (Video RAM, Video Random-Access Memory) — "Видео ОЗУ" или "Видеопамять": быстродействующая оперативная память ЭВМ, являющаяся результатом развития динамических ОЗУ для графической подсистемы ЭВМ и ее мультимедийных приложений. Иногда ее называют также "двухпортовая DRAM’. Отличается от обычных схем динамического ОЗУ (DRAM) возможностью одновременного выполнения операций записи и считывания данных за счет наличия двух входов (портов), чем обеспечивается существенное (примерно в два раза) повышение производительности системы. Используется в графических адаптерах. Ее параметры: частота пропускания шины 25-33 МГц, максимальная пропускная способность 120 Мбайт/с. VRAM является одним из наиболее дорогих видов памяти. Промежуточное положение по цене между DRAM и VRAM занимают двухпортовые микросхемы оперативной памяти WRAM.
 - WRAM (Window RAM) — является результатом развития динамических ОЗУ для графической подсистемы ЭВМ, включая ее мультимедийное использование. По своей сути это вариант VRAM с увеличенной приблизительно на 25% пропускной способностью и поддержкой некоторых часто применяемых функций, например создание шрифтов, перемещение блоков изображения и т. п. Разработана фирмой Samsung. Так же, как и VRAM является "двухпортовой" памятью. Может работать на частотах до 50 МГц; имеет пропускную способность 180 Мбайт/с. Благодаря более совершенной конструкции, чем VRAM, содержит меньшее число полупроводниковых компонентов и стоит примерно на 20% дешевле. В этой памяти оптимизированы функции быстрой обработки текстовых и цветовых заполнений. Видеоадаптеры, построенные с использованием данного типа памяти, в отличие от однопортовых, не имеют тенденции к снижению производительности при установке больших разрешений и частот обновления экрана.