Memóriák kategóriák

1. Memóriák kategóriák ROM

2. Mint ahogy a neve is mutatja: csak olvasni lehet ROM (Read Only Memory)‏ A ROM (csak olvasható memória)‏ A számítógép indulásakor van fő szerepe. Ilyen memóriába programozzák be az induláshoz szükséges programokat.

3. Rom fajták • Maszk-programozott ROM • PROM (Programable ROM - programozható memória) • EPROM (Erasable PROM - törölhető programozható ROM)‏ • EEPROM: Elektromosan törölhető ROM • Flash-PROM (Flash Programmable ROM)‏ Ha a ROM programozása gyártás során történik, akkor maszk-programozott ROM-ról beszélünk.

4. Alaphelyzetben a vízszintes és a függőleges dróthálók minden keresztezési pontja össze van kötve. Programozásnál ezeket kötik össze, vagy nem 3 címvezeték > 2^3=8 helyet lehet megcímezni (8 vízszintes vezeték van)‏ Kiválasztása:logikai 1-et (+5V) kapcsolunk az adott vezetékre A függőleges vezetékeken olvashatjuk le a memória tartalmát. Ha össze volt kötve az adott kereszteződési pont akkor logikai 1-et olvashatunk, ha nem, akkor logikai 0-t Maszk-programozott ROM ROM felépítésének egyszerű vázlata Ha a 2. memória címen tárolt biteket akarjuk leolvasni (a számozás 0-tól indul), akkor meg kell címezni. Címzés után a függőleges vezetékeken leolvasható, hogy hol mit tároltunk. Most az első négy bit sorrendben : 1 0 0 1.

5. A PROM típusú memóriaelemeket már nem a félvezető gyártója, hanem maga a felhasználó programozza be, ami azt jelenti, hogy a kívánt tárcella csatolóelemét (pl.: egy diódát) átégeti, ezeken a helyeken lesz a logikai “1”. A PROM programozásához külön programozó-berendezés szükséges, amit a megfelelő égetési utasítás szerint kell beállítani. A programozás viszonylag időigényes, de a berendezés általában egyszerű és olcsó. PROM (Programable ROM - programozható memória)‏

6. Ha a ROM-okat gyártás során programozzák, akkor nem nyílik lehetőség arra, hogy változtassunk a tárolt adatokon, programokon. A memória utólag nem módosítható, ezért a felhasználási kör erősen korlátozott

7. Az eddigi ROM-ok tartalma nem volt törölhetõ, ezért fejlesztették ki a törölhetõ és újra-programozható tárolókat. Egyik csoport az UV sugárral törölhetõ (EPROM vagy REPROM), a másik pedig elektromos úton törölhetõ (EEPROM vagy EAROM). Az EPROM-ok az IC tetején lévõ kvarcablakon keresztül kb. 20-30 perc alatt törlõdnek, ha UV sugár éri õket. Gyakran a fénysugárzásnak kitett EPROM is törlõdhet, ezért célszerû azt letakarni. Törléskor a jó szigetelésû anyag ionizálódik, és gyengén vezetõvé válik, majd a kaputöltése lassan megszûnik. ROM-ok írás

8. Az EPROM tetszőlegesen programozható és UV-fénnyel törölhető memória. A törlést és programozást akárhányszor elvégezhetjük. Az EPROM memóriák programozását általában egy külön kiegészítő egység, egy univerzális programozó készülék végzi el. Ezek többsége az EPROM-programozáson kívül más programozható logikai áramkörök kezelésére is alkalmas. A korszerű EPROM programozó készülék a behelyezett EPROM azonosító kódját automatikusan beolvassa. Az EPROM-ok programozásakor fontos, hogy a frissen beírt adatokat visszaolvasva azok helyessége ellenőrizhető legyen. Ezt az ellenőrzés az ún. verifikálás. Az újabb EPROM-ok programozási ideje néhány ms. EPROM(Erasable PROM - törölhető programozható ROM)‏

9. Az EEPROM-ok elektromos impulzussal törölhetõek, ami a tár egész területe hat. Ezen művelethez már nem kell a memóriát kiépíteni. Az írási és olvasási ciklusai viszonylag lassúak, az egyéb memóriákhoz képest. Az EAROM-ok tetszőlegesen kiválasztható a törölni kívánt tárolócella. Ez utóbbi típusok már megközelítik a RAM tárolókat, de még mindig a programozás és törlés körülményesebb és sokkal tovább tart. EEPROM (Electrically EROM Elektromosan törölhető ROM)EAROM (Electrically Alterbale ROM)‏

10. Mivel a RAM sokkal gyorsabban olvasható, mint a ROM, ezért a számítógépek gyorsítása érdekében szokás, hogy a ROM tartalmat átmásolják egy RAM területre, és azt használják. Ezt a területet nevezik árnyékmemóriának (shadow memory). Érdekesség

11. RWM (Read Write Memory) írható olvasható memória. Az RWM típust a köztudatban RAM (Random Access Memory) véletlen elérésű memória elnevezéssel terjedt el. A “véletlen elérésű” elnevezés abból ered, hogy tetszőleges tárolt adat megcímzése és elérése azonos ideig tart. RAM vagy RWM

12. Régebbi RAM fajták • FPM RAM (Fast Page Mode RAM)‏ • EDO RAM (Extended Data Output RAM)‏ • BEDO RAM (BURST Extended Data Output RAM)‏ • RD RAM (Direct Rambus DRAM)?

13. A legrégibb megoldás. A legújabbak 70 és 60 nanoszekundumos elérési idővel készülnek. Ma már csak az utóbbiakat használjuk. A memória sorokra és oszlopokra van bontva. A memória hozzáférésnél meg kell adni a sor és oszlopcímet. Specialitása az, hogy az azonos sorban lévő elemekhez az átlagosnál gyorsabban képes hozzáférni. Ezt úgy éri el, hogy amikor megkapja a sor címét, azt mindaddig megtartja, amíg nem kap újat, így csak egy-egy oszlopcímet kell fogadni és kezelni. FPM RAM (Fast Page Mode)‏

14. Az 50, 60, 70 nanoszekundumos elérési idejű változat kapható. Az EDO RAM annyival tud többet az FPM memóriától, hogy a kimenő adat tovább marad olvasható. Az FPM memóriában a kiolvasott adat a címváltás alatt (például amíg az oszlopcímet átállítja) nem hozzáférhető, utána pedig már az új adat jelenik meg. Az EDO RAM esetében az adat még ekkor is olvasható marad, ily módon a címek gyorsabban követhetik egymást. EDO RAM (Extended Data Output)‏

15. Az EDO RAM-hoz hasonlóan működik, azzal a különbséggel, hogy az oszlopcím megadása után a következő három memória cella tartalmát adja vissza. Hiába gyors azonban ez a memória: a 66 megahertznél nagyobb sínsebességet használó alaplapokban már nem használható. BEDO RAM (BURST Extended Data Output RAM)‏

16. RD RAM (Direct Rambus DRAM)‏ 1997-ben az Intel felfigyelt az egyre dinamikusabban fejlődő Rambus technológiát alkalmazó memóriára, az RDRAM-ra (Rambus DRAM). Annak ellenére, hogy rivális számítógépgyártók már dolgoztak egy másik technológián (az SLDRAM, vagy SyncLink DRAM-on), az Intel rengeteg pénzt fektetett abba, hogy a PC-kben is elfogadott szabvánnyá tegye az RDRAM-ot. Ez azonban csak részben sikerült. A Pentium III, ill. Pentium 4 Xeon processzorral szerelt kiszolgálóikban, és 3 dimenziós animáció renderelésére kihegyezett videokártyákban is bevezetésre került ugyan ez a szabvány, de az otthoni PC-kbe túl drágának bizonyult. Mindenesetre az Intel karöltve a Rambus-szal dolgozik az új Rambus technológián amely már képes lesz az elődje 800, és 1066 MHz-es működési frekvenciáját feltornászni 1600 MHz-re.

17. Statikus RAM, SRAM (Static RAM). Minden memóriacellát egy kétállapotú tároló alkot, amelyet több tranzisztor alkot, ezért bonyolultabb, és drágább kivitelű. Előnye viszont hogy nagyobb a sebessége, ezért főleg gyorsítótárakban (Cache) alkalmazzák. A mai RAM fajták Két főbb típusaStatikus • Kis sűrűség ("1 bit ← 4-6 tranzisztor) , nagy fogyasztás, drága • Statikus, mert az adat megmarad, nem igényel frissítést • Gyors elérési idő, a DRAM-hoz képest 2-10-szeres • Nagy sebességű elérést igénylő alkalmazásoknál használják

18. DRAM (ang. Dynamic Random Access Memory). Egy memória cellát egy kondenzátor, és egy tranzisztor épít fel. Az információt addig tárolja, amíg a kondenzátor ki nem sül. Az információ elvesztését kiküszöböli a memória frissítése. előnye az olcsósága, kis mérete, hátránya a frissítés szükségessége, valamint kisebb sebessége. A mai RAM fajták Két főbb típusaDinamikus • Nagy sűrűség ("1 bit ←1 kondenzátor + 1 tranzisztor) , kis fogyasztás, olcsó, de lassú • Dinamikus, mert az adatot rendszeresen frissíteni kell ("lyukas vödör")‏ • A tárolt információ elvész, ha a tápfeszültséget kikapcsoljuk

19. Nemrég még a DRAM, és az SDRAM (szinkron DRAM, Synchronous Dynamic RAM) az uralkodó. Ez működését tekintve merőben különbözik az EDO és FPM RAM-októl, sebességéről nem is beszélve. Elődjeitől eltérően szinkron módban üzemel: >jobb teljesítmény; >nem kellenek várakozási ciklusok Tegnap - SDRAM Példaként: ha a rendszerbusz (FSB) órajele 133 MHz, akkor a memória időzítése a következő képpen alakul: 1000 ms / 133 MHz = 7.5ns. Mára szinte teljesen kiszorult a felhasználásból.

20. Manapság a DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) vette át. Külsőre szinte teljesen azonos a hagyományos SDRAM-mal, kivéve, hogy az érintkezősor csak egy helyen tartalmaz „key”-t. Működést tekintve nem sokban különbözik az SDRAM-tól, mindössze arról van szó, hogy ez a típus az órajel felemelkedő, és eső ágában is képes adatot szolgáltatni/fogadni, így kétszeres adatáram érhető el. Ma - DDR

21. Működési frekvenciájuk a hagyományos SDRAM-okénál természetesen kétszer akkora, jelölésük is eltérő: a hagyományos típusnál a jelölés a következő képpen néz ki: PCxxx, ahol „xxx” a működési frekvencia (66, 100, 133 MHz), míg a DDR változatokat az általuk szolgáltatott sávszélesség (GB/s) alapján osztályozzák: Frekvencia Jelölés Teljesítmény (GB/s)‏ 200 MHz PC1600 1.6 GB/s 266 MHz PC2100 2.1 GB/s 300 MHz PC2400 2.4 GB/s 333 MHz PC2700 2.7 GB/s 400 MHz PC3200 3.2 GB/s Ma - DDR A mai otthoni PC-kben ezt a típust alkalmazzák operatív tárnak, videokártyák memóriájának, stb. A hagyományos SDRAM fellelhető még nyomtatókban, illetve a merevlemezek, optikai meghajtók pufferjaként (átmeneti tárjaként).

22. A PCI-Express, és az AMD AM2-es tokozású processzorainak terjedésével újfajta memóriamodul lett egyre népszerűbb. Ez nem más, mint a DDR2 memória. A DDR és DDR2 memóriák legfőképpen egy fontos tulajdonságban különböznek: a DDR 2 órajelenként négy adatbitet képes a be/kimeneti tárolóba küldeni, míg a DDR csak kettőt. A legelső DDR2-es modulok 533 Mhz-en működtek, majd a 667 és a 800 Mhes példányok is megjelentek; de van a 1066MHz-es. A DDR2 más tokozása már 1,8V-on működik, míg elődje 2,5V. A DDR-es memóriákat alkalmazzák videokártyák memóriájaként is. DDR2

23. A DDR és DDR2 memóriák esetében beszélhetünk a Dual Channel technológiáról is. Ez nem más, mint egy olyan rendszer, aminek segítségével kettő teljesen ugyanolyan (!) modult használva meg lehet duplázni a sávszélességet. A technológiát az alaplapnak támogatnia kell. Dual Channel

24. A Dual channel lényege, hogy a vezérlő a fizikai memóriát 2 csatornára osztva kezeli, akár egy időben is. Ez azt jelenti, hogy a sávszélesség 128 bit-re emelkedik, aminek egyenes következménye, hogy a CPU és a RAM közt a sávszélesség kibővül akár 6.4Gbit/s-ra. Ez viszont NEM jelenti azt, hogy a Dual Channeles működés kétszer olyan gyors rendszert eredményez, hiszen ez a sávszélesség csupán elméleti, 100%os hatásfokkal dolgozó rendszer pedig nem létezik. Dual Channel

25. E mellett fejlesztik a DDR3-as memóriamodulokat is, amelyeket már alkalmaznak videokártyákon (GDDR3: Graphics DDR3), sebességük 1Ghz feletti, azonban rendszermemóriaként való megjelenésük még a jövő zenéje. DDR2

26. Sebesség táblázat SDRAMTípus Bit Byte • PC66 SDRAM 4264 Mbit/s 533 MB/s • PC100 SDRAM 6400 Mbit/s 800 MB/s • PC133 SDRAM 8528 Mbit/s 1066 MB/s • PC1600 DDR-SDRAM 12.8 Gbit/s 1.6 GB/s • PC2100 DDR-SDRAM 16.8 Gbit/s 2.1 GB/s • PC2700 DDR-SDRAM 21.6 Gbit/s 2.7 GB/s • PC3200 DDR-SDRAM 25.6 Gbit/s 3.2 GB/s

27. Sebesség táblázat RDRAMTípus Bit Byte • PC800 RDRAM (egycsatornás) 12.8Gbit/s 1.6GB/s • PC800 RDRAM (kétcsatornás) 25.6Gbit/s 3.2GB/s • PC1066 RDRAM (egycsatornás) 16.8Gbit/s 2.1GB/s • PC1066 RDRAM (kétcsatornás) 33.6Gbit/s 4.2GB/s • PC1200 RDRAM (egycsatornás) 19.2Gbit/s 2.4GB/s • PC1200 RDRAM (kétcsatornás) 38.4Gbit/s 4.8GB/s

28. Sebesség táblázat DDR2Típus Bit Byte • PC2-3200 DDR2-SDRAM 25.6Gbit/s 3.2GB/s • PC2-4200 DDR2-SDRAM 34.136Gbit/s 4.267GB/s • PC2-5400 DDR2-SDRAM 42.664Gbit/s 5.333GB/s • PC2-6400 DDR2-SDRAM 51.2Gbit/s 6.4GB/s • PC2-8500 DDR2-SDRAM 68.264Gbit/s 8.533GB/s • É07H02 Prot DDR3 ~68.224Gbit/s ~8.528GB/s