|
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. |
|