REFERAT ÜBER RAM-MODULE:

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1 REFERAT ÜBER RAM-MODULE: I N H A L T : M O D U L F O R M E N R A M - T y p e n T A K T R A T E N D A T E N R A T E N B U R S T - M O D I D Y N A M I S C H E S - R A M S T A T I S C H E S - R A M C O L U M N -, R O W A D R E S S E S B U R S T - M O D I zb. ( ) 1st. & 2nd. - L E V E L C A C H E Q U E L L E N V E R Z E I C H N I S

2 M O D U L F O R M E N : S I M M s ( SINGLE- INLINE- MEMORY- MODULE ) SIMM das sind Speicherbausteine welche die CPU unterstützen. Sie sind in Speicherbänke von null und eins aufgeteilt und mit vier SIMM-Sockeln pro Bank versehen. Man benötigt also für eine CPU die 32 Datenbit unterstützt vier 30-polige SIMM s die jeweils in 8 BITbreiten organisiert sind. Die Speicherkapazität eines solchen SIMMS beträgt 256 Kbyte- 4Mbyte. DIMM s (DUAL- INLINE- MEMORY- MODULE) DIMM s unterscheiden sich nur gering von SIMM-Modulen, und zwar darin das bei SIMM-Modulen die gegenüberliegenden Kontakte auf der Platine miteinander verbunden sind und bei DIMM s eben nicht. Dadurch verdoppelt sich die Busbreite trotz gleichbleibender physikalischer breite. DIMM s sind heute meist 168-Polige Module und unterstützen meistens einen 68-Bit Bus. DIMM s werden vorwiegend mit SDRAM s bestückt wobei auch EDORAM s verwendet werden. S-DIMM s (SYNCRON- DUAL-INLINE- MEMORY- MODULE) SDIMM s unterscheiden sich von SIMM s und DIMM s darin das sie über ein Taktsignal verfügen das synchron zum Prozessortakt arbeitet. Daher erfolgt die Datenübertragung nicht mehr so langsam wie bei der asynchronen Weise der SIMM s und DIMM s. Dies kommt schon zu tragen bei einer Taktrate von 66 MHz und erstrecht bei Taktraten von mehr als 100 MHz. SDIMM Module verfügen über eine Datenbreite von 64- Bit, wodurch die paarweise Anordnung wie bei SIMM s und DIMM s auf den Speicherbänken entfällt. SDIMM S arbeiten durch ihre synchrone Betriebsart auch sehr viel stabiler.

3 RAM-TYPEN E D O - RAM: (E X T E N D E D - D A T - O U T P U T - RAM) Das EDO-RAM ist eine DRAM Technologie, die durch ein längeres bereitstellen der Daten am Speicherausgang die Lesezyklen verkürzt. Das EDO-RAM wird vorwiegend zur Erweiterung des CACHE-SPEICHERS verwendet. Ein EDO-RAM Puffert den zuletzt vom Prozessor angeforderten Wert. Und somit kann der Prozessor bei der nächsten Anforderung des Speicherinhalts diesen gepufferten Wert gerade aus dem EDO-RAM holen. Dadurch ist EDO-RAM theoretisch bis zu einem drittel schneller als ein normales RAM da ein Zugriff vom Prozessor entfällt. S D - RAM (S Y N C H R O N O U S - D Y N A M I C - RAM) Ein SD-RAM ist ein Speicher der mit Hilfe eines Taktgebers Synchronisierte Ein- und Ausgaben liefert. SD-RAM s können wesentlich schneller ausgelesen werden da sie intern in mehrere Bänke aufgeteilt sind und so abwechselnd betrieben werden können. SD-RAM s können mit einer Frequenz von bis zu 125 MHz betrieben werden. D D R - RAM (D O U B L E - D A T A - R A T E - RAM) Ein DDR-RAM nutzt die steigende wie auch die fallende Flanke eines Impulses als Taktimpuls. Und so kann die Taktrate verdoppelt werden, wodurch sich auch die Transferrate im vergleich zur Standarttechnik mit nur einer Flanke verdoppelt. R D RAM (R A M B U S - D Y N A M I C - RAM) Das RD-RAM ist eine neue Speichertechnologie von RAMBUS Inc. Es ist ein dynamisches RAM d.h. Standart D-RAM s verlieren innerhalb kürzester Zeit ihren Speicherinhalt und werden durch einen sogenannten Refresh regelmäßig aufgefrischt. Während die schnelleren und auch teureren S-RAM s ihren Speicherinhalt solange behalten bis der PC ausgeschaltet wird. Der Arbeitsspeicher ist z.b. in D-RAM s aufgebaut. Das RD-RAM ist so besonders, weil es eine sehr hohe Datentransferrate, aufgrund eines schmalen aber auch sehr schnellen Kanals bringt. Dieses RAM wird von dem sogenannten RAM-BUS angesprochen.

4 UNTERSCHIEDE VON: 1.) T A K T R A T E 2.)B U R S T- M O D E 3.)D A T E N R A T E 1.TAKTRATE Der Takt bei einem PC läßt sich vergleichen mit der Drehzahl eines Motors. Der Takt eines Prozessors z.b. wird in Megaherz (Millionen Takte die Sekunde) gemessen. Je höher also die Taktfrequenz des Rechners desto schneller arbeitet er. Wobei die verschiedenen Bauteile in einem PC mit unterschiedlichen Taktfrequenzen arbeiten. Da diese Einheiten aber zusammenarbeiten müssen, bremsen sie sich gegenseitig aus. Der Arbeitsspeicher in einem PC ist die langsamste Einheit in diesem System. 2.BURST-MODE Ein Burst beschreibt in der Computertechnik mehrere aufeinanderfolgende Speicherzugriffe. Die Länge eines Burst-Zyklus ist systemabhängig. Intel-CPU s arbeiten üblicherweise mit einem 4er-Burst z.b.( ). Im 1.Zyklus (dem Leadoff ) wird die Adresse der Speicherzelle dem RAM übertragen. Also braucht die CPU acht Takte um die Startadressen anzulegen. Diese Adressen werden einmal in eine Zeilenadresse(Row) und einmal in eine Spaltenadresse(Column) unterteilt. Da z.b. ein D-RAM als Matrize in Columns und Rows organisiert ist. Anschließend liest sie in jeweils drei Takten die nächsten drei Datenworte. Dies geht schneller weil die CPU keine neue Adressen anlegen muß. Früher ging das so vonstatten das erst eine Zeilenadresse vergeben wurde, dann wurde eine Spaltenadresse vergeben, und dann konnten erst die Daten ausgelesen werden. Und dies mußte bei jedem Burst-Zyklus wiederholt werden. Wobei die Zeilenadresse nur einmal vergeben wird und die Spaltenadresse jedesmal neu angelegt werden mußte. Danach wurde das Ganze ein wenig verschnellert in dem man während man die Spaltenadresse anlegte, schon die Daten auslesen konnte.heute ist es so das nur noch eine Zeilenadresse dann eine Spaltenadresse vergeben wird und dann werden alle Daten ausgelesen. 3. DATENRATE Die Datenrate gibt an, wie schnell das System es schafft, Datenpakete von z.b. 80Mbyte in einer gewissen Zeit von etwa 1.sec. vom Medium (der Festplatte) zum ersten Pufferspeicher(Cache) zu übertragen. Das Datenpaket wird von der Festplatte gelesen und dann werden die Daten in der richtigen Reihenfolge auf den Datenbus geschrieben. Beim Lesen werden immer mehr Daten gelesen als angefordert wurden. Denn es ist anzunehmen das benachbarte Daten ebenfalls benötigt werden. Wie schnell und wieviel Daten übertragen werden können, hängt davon ab, wie groß der Zwischenspeicher (der Cache; 256 KB-512 KB) ist, und wie schnell der Datenbus arbeitet.

5 E R L Ä U T E R U N G Z U : D Y N A M I S C H E S -RAM S T A T I S C H E S -RAM o C O L U M N R O W-ADRESSES Dynamisches -RAM (D-RAM) D-RAM s verlieren innerhalb kürzester Zeit ihren Speicherinhalt; damit dies nicht geschieht werden die Inhalte regelmäßig aufgefrischt (Refreshed). Das bedeutet, der Speicherinhalt wird ausgelesen und wieder zurück geschrieben. Kommt es einmal nicht zu dem sogenannten Refresh, können einzelne Bits kippen und den Dateninhalt verfälschen. Normalerweise arbeiten D-RAM s aber noch mit einem 100stel der normalen Refresh-Rate fehlerfrei. STATISCHES RAM (S-RAM) S-RAMs sind um einiges schneller als D-RAMs da sie keinen Refresh benötigen. Diese Art von RAM speichert die Daten in einer Art Flip-Flop-Verfahren. Für dieses Verfahren benötigt man zwei Transistoren pro Bit, was dieses RAM auch sehr teuer macht. Es ist aber auch stromsparender als ein normales D-RAM. S-RAM s werden normalerweise nur für den 2nd. Level Cache(Schneller Zwischenspeicher) eingesetzt. COLUMN UND ROW ADRESSES Die Column-Adresse ist die Spaltenadresse in einem Burstmode. Die Row-Adresse ist die Zeilenadresse in einem Burstmode. Diese Adressen müssen vergeben werden, damit das System genau weiß wohin es im RAM, die Daten die übertragen werden, schreiben soll.

6 1st. UND 2nd. LEVEL CACHE 1st. LEVEL CACHE Der 1 st.level Cache ist normalerweise zwischen die CPU und die DRAMs geschaltet. Er arbeitet also auch mit der selben Taktrate wie die CPU. Er besteht ausschließlich aus SRAMs da wie wir ja wissen diese schneller arbeiten als normale DRAMs. Mit einer Zugriffszeit von 9-3ns. Beim lesen der Daten überprüft das System, ob die Daten schon im Cache-Speicher vorhanden sind. Was bis zu 95% der Fall sein kann. Ist dies nun der Fall, dann können die Daten aus dem schnellen Speicher(Cache) gelesen werden, ansonsten werden sie aus dem langsamen DRAM gelesen. 2nd. LEVEL CACHE Der 2nd. Level Cache befand sich früher normalerweise außerhalb des CPU Gehäuses und konnte so bei Bedarf auch aufgerüstet werden. Denn die Kapazität war meist wesentlich geringer als die der üblichen Speicherauslegung. Der 2nd. Level Cache ist ein schneller Zwischenspeicher und befindet sich mittlerweile auch im CPU Gehäuse. Und da in einem Programm die einzelnen Programmteile oder Datenvariablen immer wieder benötigt werden, kann man mit diesem Zwischenspeicher ganz beachtliche Steigerungen der Verarbeitungsgeschwindigkeit erzielen, vorausgesetzt die Daten stehen aus dem Cache zur Verfügung. ALSO: Der Prozessor holt seine Anweisungen und Daten aus dem 1st. Level Cache, dieser aus dem 2nd. Level Cache, dieser aus dem Hauptspeicher und dieser wiederum von der Festplatte.

7 QUELLENVERZEICHNIS: www. Tu-darmstadt. de www. dudkowski. de PC-WERKSTATT von Klaus Dembowski