Оперативная память (ОЗУ) в основном реализуется на БИС динамической памяти (DRAM). Обозначение модуля динамической памяти как структурного элемента показано на рис. 2.17.
R
RAS, CAS – стробы адреса строки и столбца.
WE (Write Enable) – вход разрешения записи, устанавливает режим запись/чтение.
CS (Crystal Select) – выбор кристалла, разрешает работу микросхемы.
OE (Output Enable) – вход разрешения выходных сигналов. Сигнал на этом входе активизируется в циклах чтения.
D – двунаправленная n-разрядная шина ввода/вывода информации, имеет состояние высокого сопротивления.
Цикл обращения к динамической памяти выполняется следующим образом.
устанавливается адрес строки RA, активный уровень сигала WE, соответствующий виду выполняемого цикла обращения, сигнал CS;
формируется сигнал RAS;
устанавливается адрес столбца CA;
формируется сигнал CAS.
Основными причинами невысокого быстродействия DRAM является последовательный принцип подачи и стробирования адреса строки и столбца, что приводит к задержке выборки данных, Другая особенность заключается в необходимости ожидания завершения переходных процессов, в течение которого микросхема не готова к новому циклу обмена.
Для борьбы с этим недостатком DRAM применяются различные меры. Одна из них – интерливинг (расслоение памяти). Повышение скорости обмена в этом методе достигается при многократном обращении к ОЗУ с последовательным изменением адресов. Для этого ОЗУ строят из нескольких банков памяти, например, двух. Общее адресное пространство при этом расслаивают так, чтобы четные адреса слов соответствовали обращению к одному банку, а нечетные – к другому. В этом случае при последовательном обращении к памяти обращение к банкам памяти будет чередоваться. Благодаря этому становится возможным не дожидаясь окончания текущего цикла обмена начинать новый.
Существуют различные виды динамической памяти, отличающиеся технологией изготовления, организацией цикла обращения, удельной стоимостью и энергопотреблением на бит информации. В настоящее время применяются следующие виды DRAM:
SDRAM – Synchronous DRAM синхронная динамическая память; наиболее распространенный вид оперативной памяти;
VCM SDRAM – NEC Virtual Channel Memory SDRAM;
DDR SDRAM – Double Data Rate SDRAM; считается наиболее перспективным видом динамической памяти;
DRDRAM – Direct RAMbus DRAM – это быстродействующие, но наиболее дорогие модули памяти, использующие технологию передачи данных по переднему и заднему фронтам тактового сигнала.
На рис. 2.19 показано условное обозначение модуля статической памяти SRAM. Для SRAM не требуется регенерации, поэтому управление ими проще. Однако из-за более высокой удельной стоимости по сравнению с DRAM модули статической памяти используются для построения оперативной памяти только в дорогих спецкомпьютерах.