Quest-ce quun cycle de rafraîchissement ?

Dans votre ordinateur, il existe probablement deux types de mémoire de classe RAM. Une seule est appelée RAM : la mémoire système ou RAM système. Cette classe de RAM est appelée DRAM. Dans cette classe, vous pouvez également avoir des SSD avec DRAM intégrée. La VRAM d'une carte graphique est également un sous-ensemble de la DRAM. Vous aurez un type de RAM différent sur le CPU et le GPU eux-mêmes. La SRAM est utilisée pour les caches intégrés.

SRAM est rapide. Cependant, il n'est pas particulièrement dense en termes de gigaoctets par centimètre carré, ce qui contribue également à son prix élevé. La DRAM est plus lente. Cependant, il a une densité de stockage beaucoup plus élevée et est beaucoup moins cher. Pour cette raison, la SRAM est utilisée en petites quantités sur les matrices de processeur en tant que mémoire haute vitesse, et la DRAM est utilisée pour des pools de mémoire plus importants comme ceux décrits ci-dessus.

La distinction entre SRAM et DRAM est évidente dans leur structure réelle. La SRAM utilise quatre à six transistors, tandis que la DRAM utilise un seul transistor et un condensateur. C'est là qu'intervient la comparaison de la densité de stockage. Il y a simplement moins de pièces dans la DRAM, ce qui rend chaque cellule de mémoire plus petite.

Les différences de conception ont cependant un autre effet, suffisamment important pour être le facteur de dénomination titulaire des deux. Le S dans SRAM signifie Static, tandis que le D dans DRAM signifie Dynamic. Cela signifie que la SRAM peut conserver son contenu indéfiniment, tandis que la DRAM doit être régulièrement actualisée.

Remarque : Cela suppose qu'une alimentation électrique constante est disponible. La SRAM est toujours une mémoire volatile, et si l'alimentation est coupée, elle perdra les données qu'elle contient. Tout comme la DRAM.

Qu'est-ce qu'un rafraîchissement de la mémoire ?

L'architecture au niveau du circuit de la DRAM signifie que la charge d'une cellule mémoire diminue avec le temps. Chaque cellule de mémoire doit être régulièrement rafraîchie pour permettre à la DRAM de stocker des données pendant de longues périodes. Il y a quelques choses essentielles à savoir à ce sujet. La première est que la mémoire n'est pas accessible pendant l'actualisation. Cela signifie également que les performances peuvent être limitées par la fréquence à laquelle les cellules DRAM doivent être actualisées.

Généralement, les cellules DRAM sont rafraîchies toutes les 64 millisecondes, bien que cela diminue de moitié à des températures élevées. Chaque rangée de cellules est actualisée indépendamment pour éviter que cela ne se produise en même temps, provoquant un hoquet important toutes les 64 millisecondes.

Astucieusement, le contrôleur de mémoire chronomètre également les cycles de rafraîchissement pendant que le module RAM fait d'autres choses qui l'empêchent de lire ou d'écrire dans la mémoire, comme la transmission de données de lecture. Heureusement, le temps nécessaire pour rafraîchir une cellule est faible, généralement 75 ou 120 nanosecondes. Cela signifie qu'une puce DRAM passe environ 0,4 % à 5 % de son temps à effectuer une opération de rafraîchissement.

Comment actualiser la DRAM

Ce que vous ne savez peut-être pas sur la lecture des données de la DRAM, c'est qu'elle est destructrice. La lecture des données des cellules de mémoire détruit ces données. Pour cacher cela à l'utilisateur, chaque opération de lecture lit et transmet les données et réécrit les mêmes données dans la cellule de mémoire en action appelée précharge. Malheureusement, on ne peut pas compter sur les événements de lecture standard pour atteindre chaque ligne DRAM utilisée, une opération de rafraîchissement spécifique est donc nécessaire.

L'opération de rafraîchissement n'est pas aussi complexe. En fait, comme il cherche à rafraîchir une ligne entière d'un coup, plutôt que de lire une colonne spécifique dans la ligne, le signal pour rafraîchir une ligne est également plus petit et plus efficace. Le processus de rafraîchissement lit les données dans les amplificateurs de détection et directement dans les cellules plutôt que dans les tampons de sortie relativement lents.

Tout cela se fait automatiquement. Le contrôleur de mémoire gère tout cela sans que le CPU en soit conscient.

Valeurs aberrantes

La charge DRAM diminue, mais des recherches ont montré que le taux varie énormément entre les cellules DRAM, même sur une seule puce. Le pourcentage le plus élevé peut être en mesure de conserver ses données jusqu'à 50 secondes sans avoir besoin d'un rafraîchissement à des températures standard. 90 % peuvent stocker des données pendant 10 secondes, 99 % pendant trois secondes et 99,9 % pendant une seconde.

Malheureusement, certaines valeurs aberrantes doivent être actualisées beaucoup plus souvent. Pour tenir compte même des pires scénarios, les temps de rafraîchissement de la DRAM sont faibles. Ce choix garantit qu'aucune donnée n'est jamais perdue, mais il affecte également la consommation d'énergie et les performances.

Certains chercheurs ont proposé des méthodes alternatives d'analyse et de regroupement des cellules RAM et préfèrent utiliser celles avec de meilleurs temps de décroissance. Cela conduirait à une meilleure consommation d'énergie, particulièrement utile sur les appareils alimentés par batterie à faible consommation. Cependant, cela conduirait également à des niveaux variables de performances de la RAM.

De plus, le changement du temps de décroissance en fonction de la température devrait être pris en compte. Pire encore, certaines cellules perdent simplement des performances de rétention de charge de temps en temps, ce qui signifie que trop s'appuyer sur cela peut parfois entraîner une mauvaise cellule de mémoire présumée, nécessitant un rebinning régulier. .

Conclusion

Le cycle de rafraîchissement est le processus dans les modules DRAM par lequel les cellules de mémoire sont rafraîchies. Ceci est nécessaire car la conception du circuit de la DRAM entraîne une décroissance de la charge. Le rafraîchissement régulier des cellules mémoire évite la perte de données. La SRAM n'a pas besoin d'être actualisée car la conception de son circuit n'entraîne pas de décharge de charge.

Remarque : Le cycle d'actualisation peut également faire référence à la mise à jour régulière du matériel d'un utilisateur ou d'une organisation.