提高主存读写速度

提高主存读写速度第1页，课件共17页，创作于2023年2月主存技术的发展从最早使用的DRAM到后来的FPMDRAM、EDDDRAM、SDRAM、DDRSDRAM、DDR2SDRAM、DDR3SDRAM和RDRAM，出现了各种主存控制与访问技术，他们的共同特点是使主存的读写速度有了很大的提高。今天，就请大家和我一同来看看主存技术的成长历程。第2页，课件共17页，创作于2023年2月DRAMDRAM（DynamicRAM）即动态RAM，因为它的集成度高（单片容量可达64M位）、价格便宜且可读可写，因此系统内存的主要容量空间是由DRAM构成的。DRAM芯片的容量大存储单元多，地址线的位数多。为了减少芯片的引脚，就把每个存储单元的地址分为行地址和列地址两部分表示。在对每个存储单元进行读写操作时，地址要分两次输入，首先是行地址，然后是列地址，这显然降低了对存储芯片的访问速度。第3页，课件共17页，创作于2023年2月另外DRAM芯片的存储单元是一个电容性电路，系统要定时对存储数据进行额外的刷新，因此，DRAM芯片的存取速度低，一般为70ns(毫微秒)或60ns,相当于16.7MHZ或更慢的速度，儿而对于CPU300MHZ或更高的速度，两者存在的差距很大。DRAM芯片的访问方式决定着它的存取速度。所以我们就从它的访问方式来下手，提高他的存取速度。第4页，课件共17页，创作于2023年2月FPMDRAM快速页模式随机存储器（FastPageModeDRAM,FPMDRAM）它基于一个事实——计算机中大量的数据是连续存放的。它通过保持行地址不变而只改变列地址，从而加快对给定行的所有数据进行快速的访问。FPMDRAM还支持突发模式访问。突发访问模式就是指对一个给定的访问，在建立行和列地址之后，可以访问后面3个相邻的地址，而不需要额外的延迟和等待状态。第5页，课件共17页，创作于2023年2月一个突发访问通常限制为4次正常访问。一个标准DRAM的典型突发模式访问表示为x-y-y-y，x是第一次访问的时间，y表示后面每个连续访问所需的周期数。标准的FPMDRAM可获得5-3-3-3的突发模式周期。FPMDRAM内存条主要采用72线的SIMM封装，存取速度一般在60ns~100ns左右.第6页，课件共17页，创作于2023年2月EDODRAM可获得5-2-2-2的突发模式周期，与FPMDRAM相比，它的性能改善了22%，而其制造成本与FPMDRAM相近。EDODRAM内存条主要采用72线的SIMM形式封装，也有少部分采用168线的DIMM封装，存取时间约为50ns~70ns.第7页，课件共17页，创作于2023年2月SIMM、DIMM、RIMM目前，厂家广泛地使用单列直插存储模块（SingleIn-lineMemoryModule,SIMM）、双列直插存储模块（DualIn-lineMemoryModule,DIMM）以及Rambus直插存储模块（RambusIn-lineMemoryModule,RIMM）这些就是我们通常说的内存条。SIMM有30线和72线两种。DIMM有标准的DIMM和DDRDIMM。标准的DIMM每面84线，双面共168线，故常称168线内存条。而DDRDIMM每面92线，双面184线.RIMM也是双面的，目前就一种RIMM，184线第8页，课件共17页，创作于2023年2月EDODRAMEDODRAM(ExtendedDataOutputDRAM,EDODRAM)即扩展数据输出方式。传统的DRAM和FPMDRAM在存取每一个数据时，输入行地址和列地址后必须等待电路稳定，然后才能有效的读写数据，而下一个地址必须等待这次读写周期完成才能输出。EDO不必等，它采用一种特殊的主存读出控制逻辑，在读写一个存储单元时，同时启动下一个连续存储单元的读写周期，从而节省了重选地址的时间，提高了读写速度。第9页，课件共17页，创作于2023年2月SDRAMSDRAM(SynchronousDRAM,SDRAM)即同步动态随机存储器，是一种与主存总线运行同步的DRAM。SDRAM在同步脉冲的控制下工作，取消了主存等待时间，减少了数据传送的延迟时间，因而加快了系统速度。SDRAM突发模式可达到5-1-1-1，即进行4个主存传输，仅需8个周期，比EDO快将近20%第10页，课件共17页，创作于2023年2月SDRAM采用新的双存储体机构，内含两个交错的存储矩阵，允许两个主存页面同时打开。连个存储矩阵的紧密配合，存取效率得到成倍提高。SDRAM速度几经接近主板上的同步Cache的3-1-1-1水准。SDRAM普遍采用168线的DIMM封装，速度以MHz来规定。它支持PC66/100/133/150等不同的规范，表示其的工作频率分别为66MHz、100MHz、133MHz和150MHz能与当前CPU同步运行，可提高整机性能。第11页，课件共17页，创作于2023年2月DDR2SDRAM和DDR3SDRAMDDR2（DoubleDataDate2）SDRAM是新生代内存技术标准，与一代DDRSDRAM的区别在于，虽然同是采用了在时钟的上升/下降沿同时进行数据传输的基本方式，但是DDR2SDRAM却拥有两倍于上一代的读取能力。在同样100MHz的工作频率下，DDR的实际频率为200MHz,而DDR2则可以达到400MHz。它的每个时钟能够以4倍于外部总线的速度读/写数据。目前DDR2广泛地用作危机内存条。第12页，课件共17页，创作于2023年2月DDRSDRAM双数据传输率同步动态随机存储器（DoubleDataRateSDRAM,DDRSDRAM）是SDRAM的升级版本。它与SDRAM的主要区别是：DDRSDRAM不仅能在时钟脉冲的上升沿读出数据而且还能在下降沿读出数据，不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度。第13页，课件共17页，创作于2023年2月DDR3(DoubleDataRate3)SDRAM是DDR2的改进版，DDR2的预取设计位数是4bit,而DDR3的预取设计位数升至8bit.即：同样运行在200MHz核心工作频率下，DDR2的等效传输频率为800MHz,而DDR3的等效传输频率可以达到1600MHz.目前DDR3作为显存在新出的大多数中高端显卡上得到广泛的应用。第14页，课件共17页，创作于2023年2月RambusDRAMRambusDRAM(RDRAM),是继SDRAM之后的新型高速动态随机存储器。Rambus特点：它的行地址与列地址的寻址总线是各自分离的独立总线，这就意味着行与列的选址几乎在同一时间内进行，从而进一步提高了工作效率；也正因为拥有这一优势，使得Rambus主存不仅可以弥补它在寻址时间上比传统的SDRAM较慢的缺点，而且在实际工作中所表现出来的性能更好。但是由于价格等原因，还难普及。第15页，课件共17页，创作于2023年2月SGRAMSGRAM(SynchronousGraphicsRandom-AccessMemory),同步图形随机存储器，是一种专为显卡设·计的显存，一种读写能力较强的显存，有S