Проблемы оперативной памяти


Проблемы оперативной памяти.




Михаил Тычков aka Hard



Доброго времени суток.

Хочется мне вернуться к теме оперативной памяти. Но говорить
сегодня я буду уже не о технологиях, а о ее проблемах

Когда я, в свое время, покупал компьютер, на рынке инфотехнологий
все было довольно спокойно. Выбор процессоров был невелик, а выбор оперативной памяти
вообще сводился только к одному параметру - объему. А что же сейчас. От всех этих
"копермайнов", "вилламетов", "нордвудов" голова идет кругом.
Фирмы - производители выбрасывают в массы все новые и новые "камни" с заоблачными тактовыми
частотами. Конвейерные структуры, предвыборки, параллельные операции доводят работу
процессоров почти до совершенства. Но. Всегда есть это поганое "но". Дело в том, что эта
работа проходит впустую процентов на 50, а в некоторых случаях и больше. Почти половину
времени процессор простаивает в ожидании ответа от оперативной памяти. "Так в чем же дело,
- воскликнет нетерпеливый читатель: поднять тактовую частоту работы "мозгов" и дело в
шляпе". Не все так просто, отвечу я, не все так просто. Казалось бы, чего проще, поднять
частоту следования синхроимпульсов, до кучи поднять разрядность шины и …. Не тут то было.
На сцену выходит господа помехи. Дело в том, что многоразрядные шины подразумевают большое
количество одновременных переключений и как следствие - появление большого количества
высокочастотных шумов. Приходится применять такой метод, как перекашивание сигналов в
соседних разрядах, но это ни есть панацея.

Кроме того, существует и такой геморрой, как интерференция.
Точнее - электромагнитная интерференция. До этого доводят критические условия, в которых
работают на сегодняшний день микросхемы. Высокие частоты, токи завышенных значений,
ветвление сигнальных трасс - вот те не многие параметры, приводящие к появлению EMI
(Electro Magnetic Interference). При этом интерференцию можно разделить на две формы:
общая форма излучения (CMR Common Mode Radiation) и дифференциальная форма излучения
(DMR Differential Mode Radiation). Первая подразумевает локализированные шумы относительно
"земли", вносимые трассами ввода/вывода (длинный кабель есть не что иное, как
антенна). Вторая форма - результат токовых петель, формирующихся между сигнальными
трассами и трассами земли. Вот это вот петли и ведут себя как магнитные антенны и во
многом зависят от собственной длины. Кстати, за общим уровнем рассеиваемой энергии следит
FCC (Federal Communication Committee), целый комитет стандартизации электронных компонентов.

Так какой же выход намечается. Разработан ряд рекомендаций нацеленных на
борьбу с ЭМИ. Я не буду утомлять перечислением всех, назову только наиболее интересные с
моей точки зрения:

1. сплошное заземление и питающее основание, при этом избегать разделения трасс
питания и экрана;

2. располагать подсистему памяти на расстоянии не менее 6.25 см от коннекторов
ввода/вывода;

3. уменьшить длину сигнальных трасс;

4. внимательно относиться к степени упаковки и плотности размещения внешних выводов
микросхем.

Короче, способов довольно много

Но проблема ЭМИ не единственная проблема оперативной памяти.
Существует еще и предел повышения частоты. Коротко говоря: выше головы не прыгнешь.

Хотя надо сказать, что наука на месте не топчется. Не так давно на рынке
появились новые типы памяти отчасти решающие проблемы. Взять, скажем, Rambus. Эта фирма не
стала усовершенствовать старые типы ОЗУ, а принялась за создание чего-то абсолютно нового.
И в некоторой степени ей это удалось. Новая технология позволяет делать конвейерные выборки
из памяти, при этом передача данных не прервется. Схема общается с контроллером по
мультиплексированной шине, причем тактовая частота порядка 800 МГц. Адресуются модули
независимо, а это в свою очередь позволяет выполнять значительно чаще частично
перекрывающиеся во времени обращения. Но и здесь не без геморроя. Для RDRAM необходимы
абсолютно новые шины. Ни DIMM, ни тем более SIMM не подходят.

В затылок Rambus DRAM дышит DDRSDRAM. По своим параметрам эта технология
уступает RDRAM. По сути дела DDRSDRAM есть не что иное, как ускорение старой доброй
технологии SDRAM. Передача данных происходит в начале и конце такта. И все. Практически
ничего нового.

А теперь плюнем на технические термины и вернемся к жизни. А точнее,
к самой, пожалуй, большой проблеме оперативной памяти. Фишка в том, что до сих пор идет
грызня между производителями оперативной памяти. Да и фирмы - производители материнских
плат подливают масла в огонь не торопясь особо выпускать большими партиями материнские
платы под RD DRAM.

По мнению вице-президента компании Hyundai Electronics Фархада
Табризи, к концу 2001 года на долю DDRSDRAM приходилось примерно 15% общего объема
выпуска памяти DRAM. Однако уже в 2002 году этот показатель возрастает до 40%, а к
2004 году достигнет отметки 85%. Здесь, надо заметить, роль играют уже не технологии,
а экономические аспекты. Летом-осенью 1999 года мы были свидетелями грандиозной битвы
трех типов памяти: Direct Rambus DRAM, Double Date Rate DRAM и PC133 SDRAM. Первая,
несмотря на яростную поддержку Intel, уступила более дешевой и удобной PC133 SDRAM.
Впрочем, последнюю никто всерьез соперником не считал, помыслы производителей были
устремлены к памяти DDR более скоростной и беспроблемной, по сравнению с Rambus.
Однако на фоне задержки чипсета i820 и собственных проблем Rambus, память PC133
получила всеобщее одобрение, и даже со стороны Intel.

Ну а что же делать то нам, сирым? Ведь это нам приходится выкладывать
свои кровные на прилавки компьютерных магазинов. Сейчас мы поставлены перед выбором,
какой тип памяти покупать. С одной стороны это хорошо, когда есть выбор, но с другой
стороны….. Как хорошо и спокойно было, когда я покупал себе компьютер.

P.S. Если кто-нибудь из Вас заинтересовался техническими вопросами,
связанними с проблемами оперативной памяти, посылаю Вас :-) на
www.ixbt.com. Там есть
очень подробная статья на эту тему, хотя и "сухая".

читать еще по теме