Микросхемы SDRAM и управление ими

Более широкими возможностями в плане увеличения быстродействия и пропускной способности основной памяти обладают микросхемы синхронной динамической памяти (SDRAM – Synchronous DRAM). В отличие от рассмотренных микросхем асинхронной памяти, в которых основное распределение событий во времени определяется импульсами RAS и CAS, микросхемы SDRAM представляют собой конвейеризованные устройства, тактируемые синхроимпульсами частоты системной шины. В интерфейсе SDRAM, наряду с выводами, характерными для обычных микросхем DRAM, предусмотрены входы синхронизации и некоторые дополнительные выводы управления конвейером, многобанковой структурой памяти, настроечными параметрами и т.п. Все сигналы управления (включая RAS и CAS) стробируются по положительному перепаду синхроимпульсов. Их комбинация в каждом такте рассматривается как код определенной команды. С использованием этих команд реализуется последовательность преобразований, аналогичная той, которая была рассмотрена для микросхем асинхронной памяти DRAM (FPM, EDO, BEDO). В состав команд, используемых для программирования конвейера SDRAM, могут входить:

ACT (Active) – команда выбора строки матрицы накопителя по старшему полуадресу;

WR (Write) – команда выбора столбца для записи;

READ – команда выбора столбца для чтения;

PRE (Precharge) – команда предзаряда шин;

REF (Refresh) - команда регенерации данных.

Синхронный интерфейс SDRAM снимает многие проблемы взаимного согласования сигналов во времени, т.к. их значения фиксируются положительными перепадами тактовых импульсов. Особенно важно это при реализации микросхем с многобанковой структурой. Сочетание конвейерности с мультибанковой организацией оказывается наиболее эффективным при обслуживании множественных обращений. Такие ситуации, во-первых, обусловлены характерными для современных процессоров конвейерностью, суперскалярностью, динамическим предсказанием ветвлений. Во-вторых, к обращениям, инициируемым процессором, добавляются запросы к памяти со стороны других активных устройств.

Микросхемы SDRAM – это устройства с программируемыми параметрами. Настройка системы на конкретные значения параметров осуществляется на этапе ее инициализации путем программирования содержимого специального регистра режимов. Команды чтения и записи предусматривают возможность работы с программируемой длиной пакетного цикла (1, 2, 4, 8 или 256 элементов). Предусмотрена специальная команда прерывания цикла. Возможно программирование задержки данных с целью оптимального согласования быстродействия памяти с частотой системной шины, а также перевод микросхемы в режим хранения данных с пониженным энергопотреблением. Память SDRAM может обеспечивать лучший пакетный цикл чтения 5 – 1 – 1 – 1 на частотах до 133 МГц. Использование ее в составе модуля DIMM (о модулях памяти разговор пойдет далее) с 8-байтной разрядностью при частоте системной шины 133 МГц обеспечивает максимальную производительность 1064 Мбайт/с.