¿Qué es un ciclo de actualización?

En su computadora, es probable que haya dos tipos de memoria de clase RAM. Solo uno se conoce como RAM: la memoria del sistema o RAM del sistema. Esta clase de RAM se llama DRAM. En esta clase, también puede tener algunos SSD con DRAM integrada. La VRAM en una tarjeta gráfica también es un subconjunto de DRAM. Tendrá un tipo diferente de RAM en la CPU y GPU reales. SRAM se utiliza para cachés en matriz.

SRAM es rápido. Sin embargo, no es particularmente denso en términos de gigas por centímetro cuadrado, lo que también contribuye a su alto precio. La DRAM es más lenta. Sin embargo, tiene una densidad de almacenamiento mucho mayor y es mucho más barato. Por esta razón, la SRAM se usa en pequeñas cantidades en las matrices del procesador como memoria de alta velocidad, y la DRAM se usa para grupos de memoria más grandes como los descritos anteriormente.

La distinción entre SRAM y DRAM es evidente en su estructura real. SRAM usa de cuatro a seis transistores, mientras que DRAM usa un solo transistor y un capacitor. Aquí es donde entra en juego la comparación de la densidad de almacenamiento. Simplemente hay menos partes en DRAM, lo que hace que cada celda de memoria sea más pequeña.

Sin embargo, las diferencias de diseño tienen otro efecto, uno lo suficientemente grande como para ser el factor de denominación titular de los dos. La S en SRAM significa estática, mientras que la D en DRAM significa dinámica. Esto representa que la SRAM puede conservar su contenido indefinidamente, mientras que la DRAM debe actualizarse con regularidad.

Nota: Esto supone que hay disponible una fuente de alimentación constante. SRAM sigue siendo una memoria volátil, y si se pierde la energía, perderá los datos que contiene. Al igual que la DRAM.

¿Qué es una actualización de memoria?

La arquitectura a nivel de circuito de DRAM significa que la carga de una celda de memoria decae con el tiempo. Cada celda de memoria debe actualizarse periódicamente para permitir que la DRAM almacene datos durante períodos prolongados. Hay un par de cosas esenciales que debe saber sobre esto. La primera es que no se puede acceder a la memoria mientras se actualiza. Esto también significa que el rendimiento puede verse limitado por la frecuencia con la que las celdas DRAM necesitan actualizarse.

En general, las celdas DRAM se actualizan cada 64 milisegundos, aunque esto se reduce a la mitad a altas temperaturas. Cada fila de celdas se actualiza de forma independiente para evitar que esto suceda de una sola vez, lo que provoca un contratiempo significativo cada 64 milisegundos.

Inteligentemente, el controlador de memoria también cronometra los ciclos de actualización mientras el módulo RAM hace otras cosas que le impiden leer o escribir en la memoria, como transmitir datos de lectura. Afortunadamente, la cantidad de tiempo necesaria para actualizar una celda es pequeña, generalmente 75 o 120 nanosegundos. Esto significa que un chip DRAM gasta aproximadamente del 0,4 % al 5 % de su tiempo realizando una operación de actualización.

Cómo actualizar DRAM

Lo que quizás no sepa sobre la lectura de datos de DRAM es que es destructivo. La lectura de datos de las celdas de memoria destruye esos datos. Para ocultar esto al usuario, cada operación de lectura lee y transmite los datos y vuelve a escribir los mismos datos en la celda de memoria en una acción llamada precarga. Desafortunadamente, no se puede confiar en que los eventos de lectura estándar alcancen todas las filas de DRAM usadas, por lo que se necesita una operación de actualización específica.

La operación de actualización no es tan compleja. De hecho, como busca actualizar una fila completa a la vez, en lugar de leer una columna específica en la fila, la señal para actualizar una fila también es más pequeña y más eficiente. El proceso de actualización lee los datos en los amplificadores de detección y los devuelve directamente a las celdas en lugar de a los búferes de salida comparativamente lentos.

Todo esto sucede automáticamente. El controlador de memoria lo gestiona todo sin que la CPU se dé cuenta.

valores atípicos

La carga de DRAM decae, pero la investigación ha demostrado que la tasa varía enormemente entre las celdas de DRAM, incluso en un solo chip. El porcentaje superior más o menos puede retener sus datos hasta 50 segundos sin necesidad de una actualización a temperaturas estándar. El 90 % puede almacenar datos durante 10 segundos, el 99 % durante tres segundos y el 99,9 % durante un segundo.

Desafortunadamente, algunos valores atípicos deben actualizarse con mucha más frecuencia. Para permitir incluso los peores escenarios, los tiempos de actualización de DRAM son bajos. Esta elección garantiza que nunca se pierdan datos, pero también afecta el uso de energía y el rendimiento.

Algunos investigadores han propuesto métodos alternativos para analizar y agrupar las celdas de RAM y prefieren usar las que tienen mejores tiempos de descomposición. Esto conduciría a un mejor uso de energía, especialmente útil en dispositivos alimentados por batería de bajo consumo. Sin embargo, también conduciría a niveles variables de rendimiento de RAM.

Además, el cambio en el tiempo de decaimiento basado en la temperatura tendría que tenerse en cuenta. Peor aún, algunas celdas simplemente pierden el rendimiento de retención de carga de vez en cuando, lo que significa que confiar demasiado en esto a veces podría resultar en que una supuesta buena celda de memoria sea mala, lo que requiere un reinicio regular. .

Conclusión

El ciclo de actualización es el proceso en los módulos DRAM mediante el cual se actualizan las celdas de memoria. Esto es necesario porque el diseño del circuito de la DRAM provoca la caída de la carga. La actualización periódica de las celdas de memoria evita la pérdida de datos. SRAM no necesita actualizarse ya que el diseño de su circuito no genera un drenaje de carga.

Nota: El ciclo de actualización también puede referirse a la actualización periódica de hardware de un usuario u organización.