Оперативная память

Память RDRAM

Подробности

Родительская категория: Оперативная память

Категория: Типы ОЗУ

Стандарт Rambus DRAM (RDRAM) представляет собой радикально новую архитектуру модулей памяти, которые устанавливались в высокопроизводительных компьютерах с 1999 по 2002 год. Компании Intel и Rambus подписали соглашение о сотрудничестве в 1996 году, в соответствии с которым Intel обязалась поддерживать память стандарта RDRAM до 2001 года. Уверенность в том, что любая предложенная этой компанией память будет безоговороч но поддержана потребителями, стала причиной вложения компанией Intel больших средств в развитие компании Rambus. Так как стандарт RDRAM был запатентован компанией Rambus, он не встретил особой поддержки в среде производителей наборов микросхем системной логики и материнских плат. В ответ на это компания Intel заверила общественность в своей поддержке этой памяти и выпустила в 1998 году первые наборы микросхем и материнские платы, поддерживающие эту память.

К сожалению, с продвижением на рынке наборов микросхем поддержки памяти RDRAM возникли проблемы ввиду большой задержки их выхода в свет. В то же время память DDR SDRAM быстро завоевывала рынок. Все это заставило компанию Intel пересмотреть свое отношение к технологии Rambus и прекратить инвестиции. После 2001 года Intel продолжала поддерживать память RDRAM, установленную в выпущенных ранее системах, однако новые наборы микросхем системной логики и системные платы были предназначены для DDR SDRAM. Более того, все последующие наборы микросхем и системные платы Intel поддерживают установку исключительно модулей памяти DDR и DDR2.

Изначально предполагалось, что память стандарта RDRAM будет сопровождать выпуск быстродействующих процессоров до 2006 года. Однако без поддержки Intel в виде разработки соответствующих наборов микросхем лишь очень небольшая часть компьютеров, проданных после 2002 года, была оснащена модулями памяти RDRAM. Отсутствие поддержки со стороны основных производителей системных плат и наборов микросхем ведет к тому, что роль стандарта RDRAM в будущем компьютерной индустрии станет весьма незначительной.

Стандарт RDRAM использует уникальную шину данных между микросхемами памяти, посредством которой специализированные устройства могут взаимодействовать друг с другом на очень высокой скорости. Стоит отметить, что данная технология была разработана для игровых компьютерных приставок и применяется в таких системах, как Nintendo 64 и Sony Playstation 2.

Обычные типы памяти (FPM/RDO и SDRAM) иногда называются устройствами с широким каналом. Ширина канала памяти равна ширине шины данных процессора (в системах Pentium — 64 бит). Максимальная производительность памяти SDRAM в исполнении DIMM составляет 100×8 (или 800) Мбайт/с (частота × количество данных, передаваемых за один такт).

С другой стороны, память RDRAM является устройством с узким каналом передачи данных. Количество данных, передаваемых за один такт, достигает только 16 бит (2 байт), не считая двух дополнительных битов контроля четности, однако скорость передачи данных гораздо выше. В настоящее время происходит постепенный переход от параллельной конструкции модулей памяти к последовательной, что напоминает процесс, происходивший в свое время с другими шинами ПК.

Одноканальные 16-разрядные модули памяти RIMM работали вначале с частотой 800 МГц, благодаря чему общая пропускная способность достигала 800×2 (или 1,6) Гбайт/с для одного канала, что совпадает с характеристиками памяти PC1600 DDR-SDRAM. В первых системах Pentium 4 использовались оба банка памяти одновременно, создавая двухканальную структуру с пропускной способностью 3,2 Гбайт/с, что соответствует быстродействию шины оригинального процессора Pentium 4. Одной из особенностей конструкции RDRAM является уменьшенное время ожидания между передачами данных. Это связано с циклически повторяющимися передачами, выполняемыми одновременно и только в одном направлении.

Современные модули памяти RIMM работают не только с исходной частотой 800 МГц, но и с частотами 1066 и 1200 МГц и существуют как в одноканальных 16-разрядных, так и в многоканальных 32- и 64-разрядных версиях, пропускная способность которых превышает 9,6 Гбайт/с.

Каждая отдельная микросхема, последовательно соединенная с последующей, называется RIMM (Rambus Inline Memory Module). Внешне модуль RIM выглядит подобно DIMM, однако они не взаимозаменяемы. Вся работа с памятью организуется между контроллером памяти и отдельным (а не всеми) устройством. Один канал Rambus содержит три разъема RIMM и может поддерживать до 32 устройств RDRAM (микросхем RDRAM) и больше при использовании буфера. В то же время в большинстве материнских плат устанавливается только два модуля на канал, чтобы избежать проблем с искажением сигнала.

Шина памяти RDRAM обеспечивает обмен данными между всеми устройствами и модулями, подключенными к шине, причем каждый модуль оснащен входными и выходными контактами, расположенными на противоположных друг другу сторонах платы. Следовательно, любые разъемы RDRAM, не содержащие модуль RIMM, требуют установки электропроводного непрерывного модуля для замыкания шины передачи данных. Сигналы, дошедшие до конечной области шины, ликвидируются системной платой.

Изначально 16-разрядный канал RIMM работал на частоте 800 МГц, что обеспечивало пропускную способность 1,6 Гбайт/с — такую же, как у модулей PC1600 DDR SDRAM. В системах на базе процессоров Pentium 4 обычно одновременно используется два банка памяти; таким образом, общая пропускная способность возрастает до 3,2 Гбайт/с, что совпадает с тактовой частотой процессоров Pentium 4. В конструкции RDRAM задержка между передачами данных уменьшена до предела, поскольку они выполняются синхронно в замкнутой системе, причем в одном направлении.

Новые версии модулей RIMM работают на частоте 1600 МГц, однако для их поддержки было выпущено совсем мало моделей наборов микросхем и материнских плат.

Каждая микросхема RDRAM в модуле RIMM1600 представляет собой обособленное устройство, подключенное к 16-разрядному каналу данных. Кроме того, микросхемы RDRAM имеют внутреннее ядро со 128-разрядной шиной, разделенной на восемь 16-разрядных банков памяти, работающих на частоте 100 МГц. Другими словами, каждые 10 нс (100 МГц) каждая микросхема RDRAM может передать 16 байт данных в ядро и обратно. Широкий внутренний и узкий внешний высокоскоростные интерфейсы являются ключевой характеристикой памяти RDRAM.

Для повышения производительности было предложено еще одно конструктивное решение: передача управляющей информации отделена от передачи данных по шине. Для этого предусмотрены независимые схемы управления, а на адресной шине выделены две группы контактов: для команд выбора строки и столбца и для передачи информации по шине данных шириной 2 байт. Шина памяти работает на частоте 400 МГц, однако данные передаются по фронтам тактового сигнала, т.е. дважды в тактовом импульсе. Правая граница тактового импульса называется четным циклом, а левая — нечетным. Синхронизация осуществляется с помощью передачи пакетов данных в начале четного цикла. Максимальное время ожидания составляет 2,5 нс.

Пять полных циклов тактового сигнала соответствуют десяти циклам данных.

Архитектура RDRAM также поддерживает множественные чередующиеся транзакции, одновременно выполняемые в отдельных временных областях, поэтому следующая передача данных может быть начата до завершения предыдущей.

Не менее важно то, что память RDRAM потребляет мало энергии. Напряжение питания модулей памяти RIMM, как и устройств RDRAM, составляет только 2,5 В. Напряжение низковольтного сигнала изменяется от 1,0 до 1,8 В, т.е. перепад напряжений равен 0,8 В. Кроме того, RDRAM имеет четыре режима пониженного потребления энергии и может автоматически переходить в режим ожидания на завершающей стадии транзакции, что позволяет еще больше снизить потребляемую мощность.

Как уже упоминалось, микросхемы RDRAM устанавливаются в модули RIMM, по размеру и форме подобные DIMM, но не взаимозаменяемые. Существуют модули памяти RIMM, объем которых достигает 1 Гбайт и более. Эти модули могут устанавливаться в системе по одному, поскольку каждый из них технически представляет собой сразу несколько банков памяти. Модули RIMM устанавливаются попарно только в том случае, если существующая системная плата поддерживает двухканальные модули RDRAM, а также если в системе применяются 16-разрядные модули RIMM.

Существующие модули памяти RIMM можно разделить по быстродействию на четыре основные группы, обычно работающие в двухканальной среде. Таким образом, модули RIMM обычно устанавливают парами — по одной паре в каждой группе разъемов. Каждая группа разъемов RIMM представляет собой один канал. В 32-разрядной версии в одно устройство объединено несколько каналов, при этом согласование пар необязательно. В таблице сравниваются различные типы модулей RDRAM. Обратите внимание, что во избежание путаницы с наименованиями модулей DDR, такими как PC800, в именах указана реальная пропускная способность модулей.

Компания Intel изначально сконцентрировала усилия на внедрении памяти Rambus, что, казалось, позволяло достичь значительного успеха на рынке. К сожалению, задержки в выпуске соответствующих наборов микросхем, возникшие из-за технических сложностей конструкции памяти RDRAM, послужили причиной того, что большинство производителей памяти вернулись к выпуску модулей SRDAM или перешли на выпуск DDR SDRAM. В результате оставшиеся производители подняли цену на RDRAM RIMM в три и более раз, примерно сравняв ее со стоимостью аналогичной по объему памяти DIMM. Впоследствии эта цена опустилась примерно до уровня DDR SDRAM, однако время было уже упущено, и компания Intel сместила акценты на выпуск наборов микросхем, поддерживающих только память DDR и DDR2.

Как уже неоднократно отмечалось, пропускная способность шины памяти должна соответствовать пропускной способности шины данных процессора, поэтому память DRAM RIMM идеально подходила для первых процессоров семейства Pentium 4. Тем не менее частота шины процессора Pentium 4 постоянно росла, а выпуск наборов микросхем системной логики, поддерживающих двухканальную память DDR, DDR2 и DDR3 сделал последние наилучшим вариантом для новейших процессоров Intel и AMD с точки зрения производительности.

Примечание!

К огорчению производителей микросхем памяти, компания Rambus получила патенты на стандартную память и конструкции DDR SDRAM. Поэтому, независимо от того, производят ли эти компании память SDRAM, DDR или RDRAM, им приходится выплачивать определенную сумму компании Rambus в качестве авторского гонорара. Судебные иски компаний, оспаривающих эти патенты, заметных результатов не принесли.

После того как в 2003 году поддержка памяти RDRAM практически сошла на нет, этот тип памяти быстро исчез с рынка. Так что если ваш компьютер оборудован модулями памяти RIMM, не имеет смысла вкладывать средства в модернизацию его памяти.

• < Назад