|
RAM:
Random Access Memory
Het willekeurig toegankelijk geheugen in een PC.
Dit geheugen is een tijdelijke opslagplaats voor data, waaruit
gegevens met hoge snelheid aan de processor kunnen worden
aangeleverd. Elke geheugenpositie is willekeurig te benaderen.
Het geheugen hoeft dus niet lineair gevuld of uitgelezen te
worden.
Het geheugen is tevens vluchtig. Dat wil zeggen dat het geheugen
zijn data verliest als het zijn stroom verliest.
Om data te bewaren dient een extern opslagmedium te worden
gebruikt, zoals een harddisk.
Vroeger
was het RAM opgebouwd uit één of meer losse memory IC's
(chips) verpakt in een SIP (Single Inline Package) or DIP
(Dual Inline Package), welke werden aangebracht op het
moederbord, later werden geheugenchips op modules aangebracht.
Dat zijn kaartjes met een aantal memory chips. Eerst op 8 chip
of 9 chip SIMM's (Single Inline Memory Module) voor een
32 bits brede memory bus, later op DIMS's (Dual Inline
Memory Module) voor een 64 bit brede bus.
Soms
wordt een extra chip gebruikt voor foutdetectie middels
parity-informatie op die extra chip. In dat geval is meestal ook
een bredere memory-bus nodig, wat de ondersteuning door
het moederbord vraagt.
|
DRAM: Dynamic
Random Access Memory
Dit is in principe synoniem met RAM. Het dynamische aspect
schuilt in het feit dat de inhoud van de tijdelijke opslagplaats
constant veranderd. Data wordt naar behoefte in het RAM
geplaatst en weer verwijderd.
|
|
FPM
RAM: Fast Page Mode Random Access Memory (verouderd)
72-pins SIMM geheugenmodule met als bijzondere eigenschap, dat
data sneller kan worden benaderd in dezelfde rij, door het
elimineren van de noodzaak om het rij-adres mee te geven.
|
EDO DRAM: Extended
Data Out Dynamic Random Access Memory (verouderd)
72-pins SIMM geheugenmodule met als bijzondere eigenschap, dat
het volgende geheugenblok al gelezen kan worden, terwijl het
vorige blok wordt verstuurd naar de processor.
|
|
SDRAM
Synchronous Dynamic Random Access Memory (enigszins
verouderd)
Een
168pins geheugen module, welke op een kloksnelheid loopt van 100
of 133Mhz, en in staat is zichzelf te synchroniseren met de bus
van de processor.
SDRAM heeft een 8 bytes brede data bus en kan alleen op de
stijgende kant van een klokcylus data versturen (single data
rate).
Voorbeelden: PC100 en PC133
|
| RDRAM (Rambus
DRAM) of RIMM; Rambus Inline Memory Module)

Een bepaald type DRAM, ontwikkeld door Rambus Inc.
Dit totaal andere type geheugen dan de types welke hiervoor zijn
genoemd, kan data met een kloksnelheid van 800Mhz versturen
(eigenlijk 400MHz double pumped), iets wat nu nog geen andere
module kan. Het bedrijf heeft evenwel nogal wat moeite gehad met
het in de markt zetten van deze technologie. Na de lancering
waren wel enige moederborden voor RDRAM op de markt, maar de
tegenwerking van het consortium dat DDR-geheugen ontwikkelde is
evenwel funest gebleken voor deze techniek. RDRAM wordt nu op
vrijwel geen enkel nieuw moederbord meer gebruikt.
RDRAM wordt nog wel als snel geheugen op bepaalde videokaarten
gebruikt.
RDRAM is een double pumped module met een databusbreedte van 2
bytes (in tegenstelling tot de 8 bytes brede databus van SDRAM).
Een PC800 module (=RDRAM op 400Mhz) heeft daardoor een
bandbreedte van 800MHz x 2 bytes = 1600 MB/s
Een PC100 module heeft een bandbreedte van 100MHz x 8 bytes =
800 MB/s
Een PC133 module heeft een bandbreedte van 133MHz x 8 bytes =
1064 MB/s
Deze theoretische waarden worden evenwel in geen enkele test
gehaald, omdat de vertraging (latency) van een geheugenmodule
niet wordt ingecalculeerd.
Elke technololy heeft zijn eigen tegenwerkende factoren,
waaronder de latency. RDRAM heeft een packet-based protocol,
waarbij de toegangsvertraging wordt bepaald door de afstand van
de module tot de memory controller.Verder wordt de latency
nauwelijks (wel iets) vergroot door het gebruik van meerdere
modules. Door de veel betere electrische eigenschappen heeft
RDRAM een veel snellere latency dan SDRAM, waardoor de
prestaties van RDRAM beter uitpakken dan wat alleen die
bandbreedte suggereert in verhouden tot SDRAM.
Kretologie:
Double pumped / Double Data Rate:
Zowel op de stijgende als de dalende kant van een klokcylsus
wordt data verstuurd, waardoor theoretisch de bandbreedte wordt
verdubbeld.
Latency definitie: de tijd tussen het moment dat de RAS (Row
Address Strobe) is geactiveerd (ACT command) en het moment dat
het eerste databit geldig wordt.
Bij DRAM wordt het bepaald door de snelheid van de geheugen kern
(memory core). SDRAM heeft altijd dezelfde memory core en dus
zou de latency voor alles SDRAM modules hetzelfde moeten zijn.
Dat is evenwel niet zo, dus zit het verschil in de snelheid van
de interfaces.
Component latency mag dan belangrijk zijn, system latency is
uiteindelijk bepalend voor de prestatie van het gehele systeem.
Factoren welke dus buiten een component nog een rol spelen doen
dus ook nog mee. Zo heeft SDRAM last van het z.g.
2-cycle-address probleem: een geheugen adres doorgeven aan SDRAM
duurt 2 klokcycli voordat het in de adresbus van SDRAM is
aangekomen. Daarboven komt de component latency en dan zijn nog
3 klokcycli nodig om een 32 bytes aan data terug te sturen.
|
|
DDR
SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random
Access Memory)
DDR
DIMM
DDR
SDRAM is een 184-pins DIMM geheugenmodule.
DDR
geheugen dankt zijn naam aan het feit dat data wordt verstuurd
met het stijgen en het dalen van een klokcyclus, dit in
tegenstelling tot SDRAM, waar alleen tijdens het stijgen van een
klokcyclus data wordt verstuurd. Theoretisch heeft een
DDR-module daardoor een twee keer zo grote bandbreedte voor het
versturen van data.
De
afmetingen van DDR modules zijn gestandaardiseerd door JEDEC (Joint
Electron Device
Engineering Council),
onderdeel van EIA (Electronic Industries Alliance) een
handelsorganisatie, welke alle takken van de electronica
industrie vertegenwoordigt.
De
eerste DDR-modules liepen op 100 Mhz, waardoor een maximale data
bandbreedte van 1600 MB/s kon worden behaald. Deze DDR-modules
werden daarom aangeduid als PC1600.
De
opvolger liep op 133Mhz, met een maximale doorvoer van 2100MB/s.
Deze modules werden aangeduid als DDR266, suggererend dat ze op
266Mhz liepen (wat effectief ook zo is als het wordt vergeleken
met SDRAM.
Daarna
kwam DDR333 (166MHz) met een datadoorvoer van maximaal 2700MB/s
(=PC2700) en ten slotte DDR400 (200Mhz) met een datadoorvoer van
maximaal 3200MB/s (=PC3200).
Hoewel
hiermee de officiële JEDEC-standaard voor DDR was afgelopen,
werden door sommige fabrikanten hogere snelheden ook nog wel
aangeboden voor b.v. overclockers. PC4200(DDR533) en
PC4800(DDR600)
|
|
DDR2
Sinds
12 september 2003 bestaat een JEDEC specificatie voor DDR2 om zo
veel mogelijk compatibiliteitsproblemen in de toekomst te
voorkomen. Dat is namelijk te verwachten gezien de geweldige
ondersteuning in de IT-industrie voor deze gedoodverfde opvolger
van DDR.
Ook
DDR2 is gebaseerd op een double pumped techniek. Op dit moment (sept
2004) is DDR2-400 en DDR2-533 goed verkrijgbaar in de markt
tegen een prijs welke iets meer dan twee keer zo hoog is als de
vergelijkbare DDR400 modules. DDR2-667 en DDR2-800 worden het
volgende jaar verwacht.
Het
verschil met DDR is o.a. een nieuw memory-slot omdat een DDR2
module 240pinnen heeft.

http:\\www.tomshardware.com
Daarnaast
heeft DDR2 een aantal technische eigenschappen welke verschillen
met DDR.
| On-Die
Termination |
Bij DDR werd overtollige signaalruis
weggefilterd door op het moederbord aangebrachte
transistors. Bij DDR2 gebeurt dat door eindtransistors
welke zijn ingebouwd in de geheugen chip. |
| Posted CAS
en Additive Latency |
Twee eigenschappen welke databotsingen
in het geheugen voorkomen, terwijl meer lees en schrijf
instructies per klokcyclus mogelijk zijn. |
| Off Chip
Driver Calibration |
Verhogen van de integriteit van het
data signaal |
| Prefetch |
DDR2 gebruikt een 2-bit prefetch, in
tegenstelling tot DDR, welke een 4-bit prefetch
gebruikt. |
| Package |
DDR2 gebruikt een Fine Ball Grid Array
(FBGA), waardoor de module kleiner kan worden gemaakt
dan DDR, welke Thin
Small Outline Package (TSOP) gebruikt. Dit heeft verder
vermindering van sigaalruis tot gevolg door o.a. de
kleinere circuits. |
| verminderde page size |
Heeft daardoor minder stroom nodig
(1.8V, integenstelling tot DDR met 2.5V), waardoor
prestatieverlies afneemt en hogere kloksnelheden gehaald
kunnen worden. |
| |
DDR |
DDR2 |
| Data
Bus |
64
bits |
64bits |
| Data
Rate |
200/266/333/400
Mbps |
400/533/667
Mbps |
| Bus
Frequency |
100/133/166/200
MHz |
200/266/333
MHz |
| DRAM
Frequency |
100/133/166/200
MHz |
100/133/166
MHz |
| Package
Type |
TSOP-II |
FBGA |
| Densities |
256MB
512MB 1GB |
256MB
512MB 1GB |
| Voltage |
2.5V |
1.8V |
| Prefetch
Size |
2
bits |
4
bits |
| Burst
Length |
2/4/8 |
4/8 |
| CAS
Latency |
1.5,
2, 2.5 |
3+,
4, 5 |
| Write
Latency |
1T |
Read
Latency -1 |
|
|
Dual Channel DDR
Geheugen
modules in paren gebruiken om om deze manier de bandbreedte te
verdubbelen is een effectieve techniek binnen de grenzen van
o.a. de kloksnelheid, om interessante verhogingen van de
bandbreedte te realiseren. Veel moderne moederborden
ondersteunen dit inmiddels voor zowel DDR als DDR2.
| Memory
type |
Clocksnelheid |
Naam |
Bandbreedte
single Channel |
Bandbreedte
Dual-Channel |
| DDR266 |
133
MHz DDR |
PC2100 |
2,100
MB/s |
4,200
MB/s |
| DDR333 |
166
MHz DDR |
PC2700 |
2,700
MB/s |
5,400
MB/s |
| DDR400 |
200
MHz DDR |
PC3200 |
3,200
MB/s |
6,400
MB/s |
| DDR2-400 |
200
MHz DDR |
PC2-3200 |
3,200
MB/s |
6,400
MB/s |
| DDR2-533 |
266
MHz DDR |
PC2-4300 |
4,266
MB/s |
8,533
MB/s |
| DDR2-667 |
333
MHz DDR |
PC2-5300 |
5,333
MB/s |
10,666
MB/s |
| DDR2-800 |
400
MHz DDR |
PC2-6400 |
6,400
MB/s |
12,800
MB/s |
DDR2-533 levert
een bandbreedte op van 8,533 MB/s (8.33 GB/s) in dual-channel
mode. En hoewel dit veelbelovend klinkt, zijn er twee
belangrijke factoren, welke deze waarde negatief zullen beïnvloeden.
Ten eerste kunnen de timings welke tot nu toe mogelijk waren met
CL4 en 4-4-12 stijgen, en twen tweede moet het DDR-proces bij
533 MHz pseudo-synchroon lopen met de 800MHz FSB van de Pentium
4 in een verhouding van 2:3, wat in het verleden steeds niet
gelukt is.
|
|