Co to jest bank pamięci?

Istnieje wiele różnych warstw adresowania pamięci DRAM. Moduł DIMM jest prawdopodobnie najbardziej znany, a moduł DIMM ( Dual In-line Memory Module ) jest kością RAM. Ostatecznie pamięć jest zarządzana za pomocą adresu wiersza i kolumny. Pomiędzy nimi jest jednak znacznie więcej warstw. Dostęp do pamięci odbywa się za pośrednictwem kanałów. Każdy kanał jest w pełni niezależny i może przesyłać dane w tym samym czasie.

Uwaga: chociaż kanały są niezależne, działają w synchronizacji i są zsynchronizowane. Istotne jest, aby każdy zapełniony kanał działał z tą samą prędkością i miał dokładne taktowanie. W idealnym przypadku wszystkie podłączone moduły DIMM powinny być identyczne i pochodzić z jednego zestawu. Nieidentyczna pamięć RAM może powodować problemy ze stabilnością. Jeśli podłączone są moduły DIMM o różnych szybkościach, najszybsze zostaną ograniczone do najwolniejszych.

W module DIMM znajduje się jeden lub więcej szeregów układów DRAM. Wszystkie chipy w randze są adresowane jednocześnie i zasadniczo są prezentowane procesorowi jako jeden większy chip DRAM. Działa to, ponieważ dane są rozłożone na wszystkie układy DRAM w danej randze. Na przykład kanał ma szerokość 64 bitów, a układ DRAM ma szerokość 8 bitów. Do dostarczenia 64 bitów danych do pinów danych potrzebnych jest 8 układów DRAM. Ranking jest zasadniczo definiowany przez wybór żetonów, który działa jak bifurkator dla żetonów pod jego kontrolą. Każdy chip ma kilka banków.

Bankowość na DRAM

W jednym układzie DRAM istnieje wiele banków. Specyfikacja DDR4 przydziela 4 bity do banków adresów, co pozwala na 16 banków na układ DRAM. Każdy bank jest zasadniczo niezależny i może znajdować się w dowolnej fazie cyklu dostępu/odświeżania. Wszystkie banki mają tylko jeden zestaw pinów danych. Ta konfiguracja ogranicza układ DRAM do posiadania tylko jednego banku przesyłającego lub odbierającego dane na cykl zegara. Pozwala również na silne potokowanie, które przy wystarczającym obciążeniu pozwala tym pinom danych być aktywnymi w większości, jeśli nie we wszystkich cyklach zegara, zamiast siedzieć bezczynnie, gdy otwiera się nowy wiersz.

Inną kluczową rzeczą, którą należy wiedzieć o bankach, jest to, że są one całkowicie zsynchronizowane w szeregu układów DRAM. Ta synchronizacja jest tak kompletna, że ​​banki można uznać za obejmujące wszystkie układy DRAM w rankingu.

Sprawdzony przykład

Użyjmy przykładu; w tym przykładzie operacja odczytu przechodzi do rangi, aby uzyskać dostęp do banku 2, wiersz 3, kolumna 4. Wszystkie układy DRAM w randze otworzą wiersz trzeci, kolumnę czwartą w drugim banku. Każdy zwróci 8 bitów danych. Wybór chipa, który definiuje rangę, łączy otrzymane dane w 64-bitowy format kanału i wysyła je do kontrolera pamięci w CPU.

Idąc nieco dalej, w tym samym czasie, gdy bank 2 obsługuje żądanie odczytu, bank trzeci może wykonać operację odświeżania. Dodatkowo bank jeden może zamknąć swój otwarty rząd, aby przygotować go do otwarcia nowego. Bank 7 może jednocześnie wykonać operację odczytu. Nie może jednak przesyłać danych jednocześnie, ponieważ wszystkie banki mają ten sam zestaw pinów danych. Bank 7 musi czekać, aż szpilki danych będą wolne do przesyłania swoich danych.

Optymalizacje w Systemie Bankowym

Poprzez staranne potokowanie żądań do wszystkich banków w randze, kontroler pamięci może zapewnić optymalne wykorzystanie pinów danych zarówno układów DRAM, jak i ogólnie kanału. Załóżmy na przykład, że dwa polecenia odczytu dla dwóch banków nakładałyby się na siebie, tak że druga operacja odczytu byłaby pozostawiona w oczekiwaniu na uwolnienie pinów danych od pierwszego. W takim przypadku operację odświeżania można wstawić do jednego lub kilku innych banków, które nie są w tym czasie aktywnie używane.

Wniosek

W chipie DRAM istnieje kilka banków. Każdy bank może być obsługiwany niezależnie, chociaż wszystkie mają wspólne piny danych. Oznacza to, że operacje dostępu i odświeżania mogą być realizowane potokowo, ale rzeczywiste zapisywane lub odczytywane dane mogą być odbierane lub wysyłane tylko przez jeden bank na raz. Każdy bank bezproblemowo rozkłada się na wszystkie układy DRAM w randze, a układy te działają w jednym kroku. Korzystanie z banków, zwłaszcza gdy dostęp jest zoptymalizowany, pomaga zmaksymalizować wykorzystanie pinów danych, gdy są one wystarczająco obciążone, aby było to możliwe. Nie zapomnij podzielić się swoimi komentarzami poniżej.