Bellek modüllerinin geliştirilmesi

Bellek yongasının durumu, sökülüp değiştirilememesi nedeniyle bilgisayarların gelişimine pratik bir engel oluşturan 286'nın ilk günlerine kadar kullanımda kaldı. Bunun göz önüne alındığında, bellek modülleri ortaya çıktı. Bellek yongasını önceden tasarlanmış baskılı bir devre kartına lehimleyin ve ayrıca bilgisayar anakartında bellek yuvaları kullanın. Bu, zor kurulum ve belleğin değiştirilmesi sorununu tamamen çözer.
80286 anakartın piyasaya sürülmesinden önce bellek dünya tarafından değerlenmedi. O zaman, bellek doğrudan anakart üzerinde sabitlendi ve sadece 64-256 KB kapasitesine sahipti. O zaman PC'lerde çalışan çalışma programları için, bu tür belleklerin performansı ve kapasitesi o zaman yazılım programlarının işleme ihtiyaçlarını karşılamak için yeterliydi. Bununla birlikte, yazılım programlarının ortaya çıkması ve yeni nesil 80286 donanım platformu ile programlar ve donanımlar tarafından bellek performansı için daha yüksek gereksinimler ortaya konmuştur. Hızı artırmak ve kapasiteyi genişletmek için bellek bağımsız bir ambalaj formunda görünmeli ve böylece "bellek modülü" kavramını doğurmalıdır.
80286 anakart ilk tanıtıldığında, bellek modülü 30pin ve 256kb kapasiteli tek bir satır bellek modülleri (SIMM) arayüzünü kullandı. Bir banka oluşturmak için 8 veri biti ve 1 sağlama toplamından oluşmalıdır. Bu nedenle, gördüğümüz 30pin SIMM genellikle dört modülle birlikte kullanılır. PC 1982'de sivil pazara girdiğinden beri, 80286 işlemci ile eşleştirilen 30pin SIMM bellek, hafıza alanında öncü oldu.
Daha sonra, 1988'den 1990'a kadar PC teknolojisi, 386 ve 486 ERA olmak üzere başka bir gelişme zirvesine ulaştı. Şu anda, CPU'lar zaten 16 bit'e doğru gelişmişti, bu yüzden 30 pin SIMM belleği artık talebi karşılayamadı. Alt bellek bant genişliği çözülmesi için acil bir darboğaz haline gelmişti. Bu nedenle, şu anda 32- bit hızlı sayfa modu belleğini destekleyen ve bellek bant genişliğini büyük ölçüde artıran 72 pin SIMM bellek ortaya çıktı. 72 pinli SIMM belleğinin tek kapasitesi genellikle 512KB ila 2MB'dir ve aynı anda sadece ikisinin kullanılması gerekir. 30 adet SIMM belleği ile uyumsuzluğu nedeniyle, PC endüstrisi şu anda 30 adet SIMM belleğini kararlı bir şekilde ortadan kaldırdı.
1991 ve 1995 yılları arasında popüler bir bellek modülü olan Edo Dram (Genişletilmiş Tarih Çıkışı RAM) bellek FP DRAM'a son derece benzer. Genişletilmiş veri çıkışı belleğinin iki depolama döngüsü arasındaki zaman aralığını ortadan kaldırır ve belleğin aktarılmasını ve CPU'ya veri gönderirken bir sonraki sayfaya erişir. Bu nedenle, hızı sıradan DRAM'dan 15-30% daha hızlıdır. Çalışma voltajı genellikle 5V'dir, bant genişliği 32- bitidir ve hız 40Ns'in üzerindedir. O zamanlar 486 ve erken Pentium bilgisayarlarda kullanıldı.
1991'den 1995'e kadar, bellek teknolojisinin gelişiminin nispeten yavaş ve neredeyse durgun olduğu garip bir duruma tanık olduk. Bu nedenle, şu anda 72 pin ve 168 pin Edo Ram'ın bir arada bulunduğunu gördük. Aslında, Edo Memory ayrıca 72 pin SIMM bellek kategorisine aittir, ancak tamamen yeni bir adresleme yöntemi benimser. Edo, maliyet ve kapasitede atılımlar yaptı ve üretim süreçlerinin hızlı bir şekilde geliştirilmesiyle, tek bir EDO belleğinin kapasitesi şimdi 4-16 MB'ye ulaştı. Pentium ve daha yüksek seviyeli CPU'ların veri bolu genişliğinin 64 bit veya daha yüksek olması nedeniyle, hem Edo RAM hem de FPM RAM çiftler halinde kullanılmalıdır.
Sdram dönemi
Intel Celeron Serisi, AMD K6 işlemcileri ve ilgili anakart yonga setlerinin piyasaya sürülmesinden sonra, Edo Dram bellek performansı artık ihtiyaçları karşılayamıyor. Hafıza teknolojisi, yeni nesil CPU mimarisinin gereksinimlerini karşılamak için iyice yenilenmelidir. Şu anda, bellek klasik SDRAM dönemine girmeye başladı.
İlk nesil SDRAM belleği PC66 spesifikasyonuna dayanıyordu, ancak kısa süre sonra Intel ve AMD arasındaki frekans anlaşmazlığı nedeniyle, CPU harici frekansı 100MHz'e çıkarıldı, bu nedenle PC66 belleği hızla PC100 belleği ile değiştirildi. 133MHz dış frekansta PIII ve K7 ERA'nın ortaya çıkmasıyla PC133 spesifikasyonu, bant genişliği 1GB/sn'nin üzerine çıkarken SDRAM'ın genel performansını aynı şekilde daha da geliştirdi. CPU'nun 64 bit veri yolu genişliğine karşılık gelen SDRAM'ın 64 bit bant genişliği nedeniyle, sadece bir belleğin çalışması gerekir, daha da iyileştirir. Performans açısından, girdi ve çıkış sinyallerinin sistemin harici frekansı ile senkronize edilmesi nedeniyle, hızı EDO belleğininkini önemli ölçüde aşar.
SDRAM belleğinin 66MHz başından 100MHz ve 133MHz'e dönüştüğü inkar edilemez. Bellek bant genişliğinin darboğaz sorununu tamamen çözmese de, CPU overclock DIY kullanıcıları için ebedi bir konu haline gelmiştir. Bu nedenle, birçok kullanıcı CPU overclock başarısını elde etmek için markalı PC100 belleğini 133MHz'e hızlandırmaktadır. Bazı overclock kullanıcılarının ihtiyaçlarını kolaylaştırmak için piyasada bazı PC150 ve PC166 standart belleğin ortaya çıktığını belirtmek gerekir.
SDRAM PC133 belleğinin bant genişliği, Intel'in en son Pentium 4 planı ile birleştiğinde 1064MB/s'ye çıkarılabilse de, SDRAM PC133 bellek gelecekteki geliştirme ihtiyaçlarını karşılayamaz. Şu anda, Intel, pazar hakimiyetine ulaşmak için Rambus ile PC pazarında Rambus DRAM belleğini (RDRAM belleği olarak bilinir) tanıtmak için güçlerini birleştirdi. SDRAM'ın aksine, veri karmaşıklığını azaltabilen ve genel sistem performansını artırabilen bir tür RISC (düşük talimat seti hesaplama) teorisine dayanan yeni nesil yüksek hızlı basit bellek mimarisini benimser.
AMD ve Intel arasındaki yarışmada, bu frekans rekabeti dönemidir, bu nedenle CPU saat hızı sürekli artmaktadır. Intel, AMD'yi aşmak için yüksek frekanslı Pentium III ve Pentium 4 işlemcileri başlattı. Bu nedenle, Rambus dram hafızası Intel tarafından gelecekteki rekabetçi katil olarak görülür. Rambus dram belleği, her saat döngüsünün veri hacmini yüksek saat frekansıyla basitleştirir, böylece bellek bant genişliği oldukça mükemmeldir. Örneğin, 1066 1066 mhz 32- bit bant genişliği 4.2g bayt/sn'ye ulaşabilir ve Rambus DRAM bir zamanlar Pentium 4 için mükemmel bir eşleşme olarak kabul edildi.
Bununla birlikte, buna rağmen, Rambus RDRAM belleği doğru zamanda doğmadı ve hala daha yüksek hızlı DDR tarafından "yağmalanması" gerekiyordu. O zaman, PC600 ve PC700'ün Rambus RDRAM belleği Intel 820 yonga seti "hata olayı" tarafından gölgede bırakıldı ve PC800 Rambus RDRAM, Pentium 4 platformunun desteğini kazanmak için çok pahalıydı. Çeşitli problemler Rambus RDRAM'ın ölü doğmasına neden oldu. Rambus, gelgiti çevirmek için daha yüksek frekansa sahip PC166 standart RDRAM'ı umuyordu, ancak sonuçta DDR belleğine yenik düştü.
DDR dönemi
Çift oranlı SDRAM olarak da bilinen DDR SDRAM (çift DataRate SDRAM), SDRAM'ın yükseltilmiş bir versiyonudur. DDR, veri aktarım hızını geleneksel SDRAM'ın iki katı hale getiren saat sinyalinin yükselen ve düşen kenarlarında bir kez verileri aktarır. Düşen kenar sinyallerinin aşırı kullanımı nedeniyle, enerji tüketiminde bir artışa neden olmaz. Ele alma ve kontrol sinyallerine gelince, sadece saatin yükselen kenarında iletilen geleneksel SDRAM ile aynıdır.
DDR belleği, performans ve maliyet arasında bir uzlaşma çözümüdür, hızlı bir şekilde sağlam bir pazar alanı oluşturmayı, kademeli olarak sıklıkta ilerlemeyi ve sonuçta bellek bant genişliğinin eksikliğini telafi etmeyi amaçlamaktadır. Birinci nesil DDR200 spesifikasyonu yaygın olarak benimsenmedi ve ikinci nesil PC266 DDR SRAM (133MHz saat x 2x veri aktarımı =266 MHz bant genişliği), DDR belleğini ilk zirveye getiren PC133 SDRAM belleğinden türetildi. Buna ek olarak, birçok Celeron ve AMD K7 işlemcisi DDR266 spesifikasyon belleği kullanıyor ve daha sonraki DDR333 belleği de bir geçiş. DDR400 bellek ana akım platform seçeneği haline geldi ve çift kanallı DDR400 bellek 800FSB işlemcileri için temel standart haline geldi. Sonraki DDR533 spesifikasyonu overclock kullanıcılarının seçimi haline geldi.
DDR2 ERA
DDR2 (çift veri hızı 2) SDRAM, JEDEC (Ortak Elektron Cihaz Mühendisliği Konseyi) tarafından geliştirilen yeni nesil bellek teknolojisi standardıdır. DDR2 ve önceki nesil DDR bellek teknolojisi standardı arasındaki en büyük fark, her ikisinin de saat artışı/düşme gecikmesi ile aynı anda veri aktarımı yöntemini kullanmasına rağmen, DDR2 belleği önceki nesil DDR belleğinin ön okuma özelliğinin iki katına sahip olmasıdır (yani 4- bit verileri okuma ön getirme). Başka bir deyişle, DDR2 belleği, saat başına harici veri yolunun hızının 4 katında veri okuyabilir/yazabilir ve dahili kontrol veri yolunun hızının 4 katında çalışabilir.
Ek olarak, DDR2 standardı nedeniyle, tüm DDR2 anıları, yaygın olarak kullanılan TSOP/TSOP-II ambalajından farklı olan FBGA'da paketlenir. FBGA ambalajı, DDR2 belleğinin kararlı çalışması ve gelecekteki frekans gelişimi için sağlam bir temel sağlayarak daha iyi elektriksel performans ve ısı dağılımı sağlayabilir. DDR'nin kalkınma geçmişine, DDR200'ün ilk nesil uygulamasından kişisel bilgisayarlara, DDR266, DDR333 ile çift kanal DDR400 teknolojisine baktığımızda, birinci nesil DDR'nin gelişimi de teknoloji sınırına ulaşmıştır ve geleneksel yöntemlerle belleğin çalışma hızını iyileştirmek zordur; Intel'in en son işlemci teknolojisinin geliştirilmesiyle, ön uç veri yolunda bellek bant genişliği talebi artıyor ve daha yüksek ve daha kararlı çalışma frekansına sahip DDR2 belleği eğilim olacaktır.
CPU performansı artmaya devam ettikçe, bellek performansı için gereksinimlerimiz de kademeli olarak yükseltiliyor. Yalnızca yüksek frekanslı bant genişliği artırımına dayanan DDR'nin sonunda yetersiz kalacağı reddedilemez. Bu nedenle, JEDEC organizasyonu DDR2 standardını uzun zamandır hazırlıyor ve LGA775 arayüzü 915/925 ve DDR2 belleği için en son 945 gibi yeni platformların desteğiyle DDR2 bellek bellek alanını keşfetmeye başlayacak.
DDR2, 100MHz'lik bir iletim frekansına dayanarak pim başına minimum 4 0 0mb/s bant genişliği sağlayabilir ve arayüzü 1.8V'lik bir voltajda çalışarak ısı üretimini daha da azaltır ve artan frekans. Buna ek olarak, DDR2, bellek bant genişliğinin kullanımını iyileştirmek için CAS, OKB, ODT ve kesme talimatları gibi yeni performans göstergeleri içerecektir. JEDEC organizatörleri tarafından özetlenen DDR2 standardına göre, PC'ler gibi pazarlar için DDR2 belleği 400, 533 ve 667MHz gibi farklı saat frekanslarına sahip olacaktır. Yüksek uç DDR2 belleğinin iki frekansı 800 ve 1000 MHz olacaktır. DDR-II bellek 200-, 220- ve 240 pin yapılandırması ile FBGA'da paketlenecektir. İlk DDR2 belleği, 1.8V voltajı ve 512MB kapasite yoğunluğuna sahip bellek parçacıkları ile 0. 13- mikron üretim işlemi kullanılarak üretilecektir.
Hiç şüphe yok ki bellek teknolojisi 2005 yılında popüler olacak ve SDRAM tarafından temsil edilen statik bellek beş yıl içinde popüler hale getirilmeyecektir. QBM ve RDRAM belleği de düşüşlerini tersine çeviremez, bu nedenle DDR ve DDR2'nin bir arada bulunması kaçınılmaz bir gerçek olacaktır.
PC -133 'a ek olarak, VCM (virxual kanal belleği) de PC -100' in halefinin önemli bir üyesidir. Sanal kanal belleği olarak da bilinen VCM, çoğu yeni yonga seti tarafından desteklenen bir bellek standardıdır. VCM belleği esas olarak NEC tarafından geliştirilen ve "Kanal Önbelleği" ni entegre eden ve yüksek hızlı kayıtlar tarafından yapılandırılan ve kontrol edilen bir "önbelleğe alınmış DRAM" teknolojisine dayanarak üretilmiştir. Yüksek hızlı veri iletimi elde ederken, VCM ayrıca geleneksel SDRAM ile yüksek uyumluluk sağlar, bu nedenle VCM belleği genellikle VCM SDRAM olarak adlandırılır. VCM ve SDRAM arasındaki fark, verilerin CPU tarafından işlenip işlenmediğine bakılmaksızın, ilk önce işleme için VCM'ye teslim edilebilmesidir, sıradan SDRAM ise sadece CPU tarafından işlenen verileri işleyebilir. Bu nedenle, VCM verileri SDRAM'dan% 20'den daha hızlı işler. Intel'in 815E, VIA'nın 694x'si ve benzeri de dahil olmak üzere VCM SDRAM'ı destekleyebilecek birçok yonga seti var.
Rdram
Intel, teknolojik ilerlemeler nedeniyle PC -100} PC'yi piyasaya sürdükten sonra, PC'nin 800MB/s bant genişliği, pc -133}} 'nin bant genişliği gelişimi de önemli değildi (1064MB/s), gelecekteki kalkınma ihtiyaçlarını da karşılayamadı. Pazarı tekelleştirme hedefine ulaşmak için Intel, Şekil 4-3 'te gösterildiği gibi PC pazarında Rambus Dram'ı (Directrambus DRAM) tanıtmak için Rambus ile ortaklık kurdu.
Rambus DRAM, veri karmaşıklığını azaltmak ve genel sistem performansını artırmak için yeni nesil yüksek hızlı ve basit bellek mimarisini benimseyen Rambus tarafından önerilen bir bellek spesifikasyonudur. Rambus, bir saat döngüsünde yükselen ve düşen kenarlarda aynı anda veri iletebilen 400MHz 16 bit otobüs kullanır. Gerçek hızı 400MHz × 2=800 MHz'dir ve teorik bant genişliği (16bit × 2 × 400MHz/8) 1.6GB/s'dir, bu da pc -100 iki katıdır. Buna ek olarak, Rambus da 9 bayt depolayabilir, ek bit gelecekte ECC (Erroi · Kontrol ve Düzeltme) sağlama toplamı olarak kullanılabilecek ayrılmış bir bittir. Rambus saati 400MHz'e kadar ulaşabilir ve bellek denetleyicisini ve rimm'i (rambus içi bellek modülleri) bağlamak için sadece 30 bakır kablo kullanılır. Bakır kablolarının uzunluğunu ve miktarını azaltmak, veri iletimindeki elektromanyetik paraziti azaltabilir, böylece belleğin çalışma frekansını hızla artırabilir. Bununla birlikte, yüksek frekanslarda, yaydığı ısı kesinlikle artacaktır, bu nedenle ilk rambus belleğinin yerleşik bir soğutma fanı ile gelmesi gerekir.
DDR3 ERA
DDR2 ile karşılaştırıldığında, DDR3 daha düşük bir çalışma voltajına sahiptir, 1.8V'den 1.5V'a düşerek daha iyi performans ve daha fazla güç tasarrufu sağlar; 4- bitini DDR2'nin önünde 8- bitinden oku. DDR3 maksimum 2400MHz hızına ulaşabilir ve en hızlı DDR2 bellek hızı 800MHz/1066MHz'e yükseltildikçe, ilk DDR3 bellek modül grubu 800MHz'den atlayacaktır. Computex sergisinde, 1333MHz DDR3 modüllerini sergileyen birden fazla bellek üreticisi gördük.
DDR3, DDR2'ye dayalı yeni bir tasarım benimser:
1.8bit ön getirme tasarımı, DDR2 4- bit önceden ön planlama kullanırken, DRAM çekirdeğinin frekansı arayüz frekansının sadece 1/8'dir ve ddr 3-800 'in çekirdek çalışma frekansı sadece 100MHz'dir.
2. Adres/komuta ve kontrol otobüsleri üzerindeki yükü hafifletmek için noktadan noktaya topoloji mimarisini benimseyin.
3. 100nm'nin altındaki bir üretim işleminin benimsenmesi, çalışma voltajı 1.8V'den 1.5V'a düşürülür ve asenkron sıfırlama ve ZQ kalibrasyon fonksiyonları eklenir.
DDR4 ERA
DDR4 belleğinin iki spesifikasyonu olacaktır. Tek uçlu sinyal sinyali kullanılarak DDR4 belleğinin aktarım hızının 1. 6-3. İki arayüzün tek bir DRAM aracılığıyla uygulanmasının imkansızlığı nedeniyle, DDR4 belleğinin aynı anda geleneksel SE sinyallerine ve diferansiyel sinyallerine dayanan iki spesifikasyonu olacaktır.
Birkaç yarı iletken endüstri profesyoneline göre, DDR4 belleği tek uçlu sinyalleme (geleneksel SE sinyali) ve diferansiyel sinyallemenin (diferansiyel sinyal teknolojisi) bir kombinasyonu olacaktır. Bu iki standarın farklı çip ürünleri sunması bekleniyor, bu nedenle DDR4 bellek döneminde iki uyumsuz bellek ürünü göreceğiz.