فناوری اطلاعات

فناوری اطلاعات - عمومی

حافظه ها از SDRAM تا . . .
ساعت ۸:۳٢ ‎ق.ظ روز ۱۳۸٩/٢/٩  کلمات کلیدی: حافظه ، ddr ، sdram ، ِِِِddr2

 

 

SDRAM چیست؟

 اولا کلمه Synchronous DRAM = SDRAM  و کلمه DRAM هم از Dynamic RAM گرفته شده است که به معنای حافظه پویا

برای شناخت حافظه هایSDRAM ، ارائه تاریخچه و توصیف مختصری درباره فناوری DRAM حافظه RAM پویا، ضروری است. حافظه هایی از نوع Fast Page Mode DRAM (FPM) ،  Extended Data Out DRAM (EDO) وSynchronous DRAM (SDRAM) ، همگی دارای هسته اصلی DRAM هستند .اصطلاح DRAM به معنی حافظه پویا با دستیابی تصادفی است و وجه تسمیه آن به این دلیل است که سلولهای حاوی دادهها باید هر چند مدت یکبار نوسازی شوند، در حالی که حافظه RAM ایستا (SRAM) تا زمانی که برق در کامپیوتر جریان دارد، دادهها را حفظ می کند. تراشه های DRAM از شبکه ای از خازنها و یک ردیف ترانزیستور در بالای این شبکه تشکیل شدهاند .

توضیح بیشتر :
{ خازنها سلولهای حافظه هستند که دادهها را ذخیره می کنند و ترانزیستورها تقویت کننده های حسی هستند که داده ها را خوانده، تقویت کرده و برای انتقال بهCPU ، به گذرگاه حافظه ارسال می کنند. خازنها به دلیل اینکه از ترانزیستورها ارزانتر هستند مورد استفاده قرار می گیرند، از طرفی کندتر از ترانزیستورها هستند و به علاوه باید هرازگاهی شارژ شوند .

تمام تراشه های DRAM از یک عملیات دسترسی پایهای یکسان خواندن یا نوشتن استفاده می کنند که در ادامه شرح داده خواهد شد .تمام تراشه های حافظه محتوای خود را در یک مربع منطقی از سلولها نگاه می دارند که از طریق ارائه آدرس یک سطر و ستون در دسترس قرار می گیرند .برای خواندن دادهها، ردیف اول با استفاده از فرمان یا "Row Address Strobe" که به صورت اختصار "RAS" با یک خط روی آن یا "/RAS" نشان داده میشود در دسترس قرار میگیرد .

در نتیجه، تمام دادههای موجود در یک ردیف به تقویت کننده های حسی منتقل می شوند .در مرحله بعدی، یک سیگنال به خط یا که به اختصار به صورت نشان داده می شود ارسال شده و سلول خاصی در شبکه که حاوی اطلاعات مورد نظر است، انتخاب می شود. سپس محتوای این سلول از تقویت کننده حسی به گذرگاه ارسال می شود. این فرآیند هر بار که دسترسی به حافظه مورد نیاز باشد، تکرار می شود .

تعداد بیتهای خروجی از هر تراشه حافظه در عملیات خواندن، به پیکربندی خاص تراشه بستگی دارد .این به نوبه خود تعداد تراشه هایی را که در یک ماجول خاص موجود هستند، معین میکند .اگر به مشخصه های یک تراشه نگاه کنید، ممکن است پیکربندی آن ۴*۴ یا ۸*۸ باشد .این مشخصات نشاندهنده آن هستند که ۴ میلیون سلول وجود دارد که هر یک ۴ بیت فضا دارند تراشه ۱۶ مگابیتی با پهنای ۴ بیت یا ۸ میلیون سلول وجود دارد که هر یک دارای ۸ بیت فضا هستند تراشه ۶۴ مگابیتی با پهنای ۸ بیت .

برای پر کردن گذرگاه (bus) باید تعداد تراشهها در هر ماجول کافی باشد این فرآیند، ساخت یک بانک حافظه نام دارد .کامپیوترهای شخصی مدرن از گذرگاه داده ۶۴ (data bus) بیتی استفاده میکنند، بنابراین در هر زمان، ۶۴ بیت داده خوانده میشود .این بدان معناست که اگر از تراشه هایی با پهنای ۴ بیت استفاده می کنید به حداقل ۱۶ تراشه نیاز دارید و اگر پهنای تراشه ۸ بیت باشد، به حداقل ۸ تراشه نیازمند خواهید بود. البته در عمل تراشه های DRAM مدرن یا به صورت ۳۲ SIMM بیتی یا تراشه ۶۴ DIMM بیتی عرضه می شوند .اگر از تراشههای SIMM استفاده می کنید، باید یک جفت از آنها را تهیه کنید تا همیشه حافظه ۶۴ بیتی را در اختیار داشته باشید
}

 

 

DDR چیست؟
Double Data-Rate Memory= DDR Memory

DDR SDRAM که به طور خلاصه DDR نامیده میشود تکنولوژی ساختار یافته ای بر اساس SDRAM های PC100 و PC133 فعلی می باشد و برای دو برابر کردن نرخ اطلاعات حافظه طراحی شده است.
یک حافظه SDRAM با فرکانس 100 مگاهرتز میتواند یک Signal را در یک واحد زمان انتقال دهد و نرخ ارسال اطلاعات آن 100 مگاهرتز خواهد.
یک حافظه DDR با فرکانس 100 مگاهرتز میتواند دو Signal از اطلاعات را در واحد زمان انتقال دهد و نرخ ارسال آن 100MHz x2 یا همان 200 مگاهرتز می باشد و یک حافظه DDR با فرکانس 133 مگاهرتز که نرخ ارسال آن معادل133MHz x2 یا همان 266 مگاهرتز خواهد بود.
به طور علمی خطوط انتقال حافظه های DDR از نوع PC1600 با فرکانس 100 مگاهرتز و PC2100 با فرکانس 133 مگاهرتز و DDR از نوع PC2700 با فرکانس 166 مگاهرتز کار خواهند کرد.
به طور کلی ماژول های حافظه DDR با نرخ ارسال 200MHz ،266MHz ،333MHz ایفای نقش می نمایند.حافظه های DDR باعث ایجاد نسل جدید کامپیوترهای پر قدرت در سطوح مختلف از قبیل Desktop ،Workstation ،Server ،Notebook و Sub_Compact Computer گردیده اند.همچنین این تکنولوژی در صنعت Data Communication و محصولات شبکه از قبیل Router و Switch نیز نقش بسزایی ایفا می کند و باعث تغییر و تحول در ساختار درونی این رده دستگاهها گردیده است.
در این راستا شرکت ها و کمپانیهای صاحب نام در تکنولوژی کامپیوتر و کمپانی های سازنده Chipset از قبیل Intel ،VIA ،AMD ،Acer Labs (ALI )،SIS ، nVIDIA و ATI طی یک توافق پشتیبانی از حافظه های DDR در سطوح مختلف محصولات جدید خود را اعلام نموده اند.

مقایسه ظاهری ماژول های DDR یا SDRAM

الف) بانک های DIMM از نوع DDR از نظر اندازه کاملا یکسان با SDRAM می باشد و از نظر ساختار متفاوت می باشد.
ب) بانک های DDR DIMM از نوع 184 پین و بانکهای SDRAM DIMM از نوع 168 پین می باشد.
پ) ماژول های DDR بدلیل اختلاف در ساختار DIMM قابل بر روی SDRAM DIMM نمی باشد.

به طور خلاصه :
حافظه های DDR در سال 2003 به عنوان تنها حافظه استاندارد شده نوسط کمپانیهای تولید کننده مادربورد و سایر ادوات کامپیوتر که به نوعی از حافظه استفاده می کنند مورد استفاده قرار گرفته است.

-----------------------------------

DDR2 چیست؟
 این DDR2 معنی خاصی ندارد و خلاصه DDR2 SDRAM است. همانطور که DDR نیز خلاصه DDR SDRAM است و تمام این حافظه ها از نسل SDRAM هستند. DDR در واقع  گفتیم مخفف شده Double Data Rate به معنی انتقال دو برابر داده ها است و بدین منظور از حافظه های DDR می شود حافظه هایی از نسل SDRAM تولید کرد که داده ها را با سرعت دو برابر انتقال می دهند. بدین ترتیب حافظه های DDR2 داده ها را با دو برابر سرعت حافظه های DDR و چهار برابر حافظه های SDRAM منتقل می کنند. 

سرعت فرکانس حافظه های DDR از 266 مگاهرتز آغاز شد و سپس مدل های 333 مگاهرتزی و در نهایت مدل های 400 مگاهرتزی وارد بازار شدند و بعدها تلاش هایی برای عمومی کردن مدل های 533 مگاهرتزی حافظه های DDR توسط برخی شرکت ها صورت گرفت و پاسخ مناسب دریافت نشد. در همین زمان بود که حافظه های 533 مگاهرتزی و اندکی بعد مدل های 667 مگاهرتزی حافظه های DDR2 وارد بازار شدند. مدل های 800 مگاهرتزی به عنوان سریع ترین حافظه تا مدت ها در صدر ماندند تا اینکه مدل*هایی جدیدتر با سرعت 1066 مگاهرتز وارد بازار شده اند.

هم اکنون حافظه های نسل DDR2 با سرعت 1266 و 1333 مگاهرتز وارد بازار شده اند و توسط سیستم های سطح بالا مورد استفاده قرار می گیرند. 

لازم است بدانید که فقط پردازنده های نسل جدید Core 2 Duo می توانستند از حافظه های سریع 1066 مگاهرتزی به بالا به صورت پایدار استفاده کنند. محصولات AMD می تواند از حافظه های 800 مگاهرتزی به صورت پایدار استفاده کنند! نکته دیگر درباره حافظه های DDR2 افزایش ظرفیت این قطعات بود. در حال حاضر قطعات 2 گیگابایتی از این نسل در بازار توزیع شده و البته در بسیاری از مادربردها با مشکلاتی مواجه است. با عرضه این قطعات پرظرفیت بر روی مادربردهای سطح بالا می توان تا 8 گیگابایت از حافظه های DDR2 نصب و استفاده کرد. افزایش سرعت فرکانس DDR2 باعث افزایش زمان بندی (Timing) حافظه خواهد شد که از اصلی ترین نقطه ضعف این حافظه های در برابر نسل های پیشین تلقی می شود. در مدل های گران قیمت سعی فراوانی شده است که همراه با افزایش سرعت فرکانس حافظه ها، اعداد مربوط به زمان بندی کاهش یابد. بهای این قطعات قدری بالا و خرید آن برای عموم تاحدودی ناممکن است. 

DDR3

DDR3 حافظه ی جدیدی از سری حافظه های SDRAM هست که نام کامل آن :                  (Double Data Rate 3 Synchronous Dynamic Random Access Memory) هست قرار است جایگزین حافظه های DDR2 شود که به تازگی مصرف زیادی پیدا کرده است.

  این حافظه با تکنولوژی 90 نانومتری ساخته می شود که باعث می گردد مصرف کمتر داشته باشد ( DDR 2.5 ولت و در DDR2 1.8 ولت و در DDR3 به 1.5 ولت رسیده است . ) و با استفاده از دو ردیف ترانزیستور مشکل حال حاضر را حل کرده است.
پهنای
prefetch buffer هم در این حافظه ها به 8 بین رسیده است که در DDR2 4 بیت و این پهنای در DDR 2 بین می باشد . prefetch buffer
نهان گاهی است در حافظه های امروزی برای ذخیره کردن و نگه داشتن اطلاعاتی که به آن ها نیاز نیست نگه داری شود . که این باعث سرعت بیشتر جواب گویی رم و بهتر کار کردن آن در پردازش این اطلاعات است.
کار موثری که این حافظه در انتقال اطلاعات انجام می دهد سرعتی برابر 400-800 مگاهرتز هست که در حافظه های
DDR2 این سرعت ساعت برابر 200- 533 مگاهرتز و در حافظه های DDR برابر 100-300 مگاهرتز این سرعت ساعت بود . همچنین پهنای باندی که پردازنده های DDR3
برابر با 800-1600 مگارهرتز شده است عمل بسیاری مهمی در کارهای گرافیکی هست به دلیل اینکه این پهنای باند برای پردازش بین فریم ها ضروری است.
اولین نمونه
DDR3 در اولایل 2005 آمد ولی در اواسط سال 2006 بود . در این هنگام اینتل بلافاصله اعلام کرد که اینتل در اواخر سال 2007 پردازنده ها و سیستم های پشتیبان کننده ی این حافظه را عرضه خواهد کرد . در این راستا AMD هم در برنامه ی خود در DDR3 وسیستم های مورد پشتیبانی آن را در 2008 عرضه می کند.


در واقع پس از معرفی پردازنده های نسل جدید Core 2 Duo , عرضه حافظه های نسل DDR3 توسط سازندگان گنده آغاز شده است. سرعت انتقال داده های DDR3 دو برابر DDR2، چهار برابر DDR و هشت برابر SDRAM است. تفاوت دیگر این حافظه ها در تعداد پین های پایه قطعه و میزان مصرف انرژی آن هاست.

GDDR3  چیست؟

GDDR3 هم حافظه ی دیگری هست که از نظر اسمی بسیار شبیه DDR3 هست ولی این فقط در اسم است !!! این حافظه را سال ها هست مورد استفاده دو شرکت بزرگ Nvidia و ATI هست . و سیستم اصلی کنسول XboX 360 هم از این همین حافظه استفاده می کند . این حافظه ی اشتباها به DDR3 ربط داده شده است در فرق این دو هم مقاله ای دوست عزیزم تهیه کرده است .