Оперативная память компьютера относится к одному из важнейших элементов компьютера, определяющих производительность и функциональные возможности всей системы. Оперативная память представлена определенным количеством микросхем ОЗУ на материнской плате. Если сравнительно недавно микросхемы ОЗУ подключались через специальные панельки - разъемы, позволявшие менять отдельные микросхемы без пайки, то в настоящее время архитектура компьютера предусматривает их размещение на небольших платах-модулях. Такие модули памяти устанавливаются в специальные разъемы-слоты на материнской плате. Одним из вариантов такого решения явились SIMM-модули (SIMM - single in-line memory modules).
Миниатюрные SIMM-модули, или просто SIMM, представляют собой блоки оперативной памяти разной емкости. Широкое распространение нашли SIMM на 4, 8, 16, 32 и даже 64 Мбайт.
SIMM бывают двух разных типов: на 30 pin и 72 pin, где pin (\"пин\") означает число контактов подключения к специализированному разъему ОЗУ на материнской плате. При этом 30 pin и 72 pin SIMM - не взаимозаменяемые элементы.
SIMM отличаются скоростью работы. Обычно в ПК на процессорах 486 применялись устройства на 70 нс, хотя для процессоров типа 486DX4-100, 486DX4-120, 486DX4-133, Pentium, рекомендуется использовать SIMM как минимум на 60 нс.
Нет необходимости доказывать, что скоростные параметры модулей памяти являются одними из главных характеристик, однако не менее важным являются их надежность и устойчивость к возможным сбоям. Повышению данных показателей у модулей путем улучшения технологии их производства и совершенствования архитектуры компьютеров уделяется самое пристальное внимание. Одним из решений, повышающих надежность и помехозащищенность функционирования подсистемы памяти, является введение специальных схем контроля и избыточного кодирования информации.
Модули памяти бывают с контролем четности (parity) и без контроля четности (non parity). Данная функция позволяет контролировать работу ОЗУ, прерывая программу при сбоях памяти. Модули с контролем четности сложнее, и их цена несколько выше. Во многих случаях применение таких модулей является оправданным. Однако, учитывая высокую надежность современной схемотехники компьютеров и используемых элементов, в частности микросхем ОЗУ, многие производители вычислительной техники ориентируются на использование модулей без контроля четности. Фирмы-производители считают эту функцию нецелесообразной для одиночных компьютеров и для рабочих станций в сети.
Повышение надежности микросхем памяти можно проследить на следующем примере. При формировании в недалеком прошлом для уже устаревших моделей компьютеров 1 Мбайт ОЗУ из микросхем по 16 Кбит один сбой памяти наблюдался в лучшем случае через 100-150 часов работы. Конечно, при такой надежности бит точности необходим. За последние несколько лет надежность микросхем памяти возросла в несколько тысяч раз, и для ОЗУ в 4 Мбайт (8 микросхем по 4 Мбит) один сбой памяти должен наблюдаться в среднем за период примерно в 10 лет непрерывной работы, для 16 Мбайт - 4 SIMM по 4 Мбайт - 2-3 года и т. д. Кстати, все это верно не только для SIMM, но и для модулей более современного дизайна (форм-фактора).
Надежность и интенсивность отказов микросхем оперативной памяти зависят от степени интеграции используемых микросхем: чем выше степень их интеграции и, соответственно, информационная емкость применяемых в составе модулей микросхем памяти, тем лучше технология, меньше микросхем, меньше соединений, выше надежность памяти и ниже величина интенсивности отказов. Это значит, что период безотказной работы, например, у модулей, сформированных на основе элементов памяти по 16 Мбит, больше, чем у модулей на основе элементов по 4 Мбит. Таким образом, лучше 1 SIMM на 16 Мбайт, чем 4 SIMM по 4 Мбайт.
Конечно, более высокая надежность характерна для модулей, относящихся к категории устройств и элементов brand name, и существенно ниже - у модулей no name.
Оценивая предлагаемые модули памяти с контролем четности, необходимо знать, что на рынке комплектующих существуют различные варианты подобных изделий. У некоторых бит четности и бит контроля заменены специальной схемой эмуляции этих функций. В этом случае, конечно, никакого действительного контроля нет, и такие элементы не повышают надежность функционирования ПК. Однако подобные изделия существенно дешевле и могут представлять оправданный интерес для тех пользователей, у которых материнские платы для своей корректной работы требуют присутствия бита четности.
Память с контролем четности, как это уже отмечалось, позволяет только установить факт сбоя ОЗУ. Анализ и соответствующее решение выполняется аппаратно-программным обеспечением компьютера. В тех же случаях, когда необходимо восстанавливать информацию без нарушения порядка работы, целесообразно использовать оперативную память с коррекцией ошибок - ECC-память. Данная функция достигается избыточным аппаратным кодированием данных в ОЗУ и использованием различных кодов самовосстановления информации. Конечно, такие модули памяти значительно дороже обычных, не предусматривающих данных функций.
Широкое распространение нашли микросхемы оперативной памяти EDO DRAM (Extended Data Output - память с расширенным выводом). Такая память несколько дороже ранее разработанных микросхем FPM DRAM (Fast Page DRAM), но позволяет увеличить быстродействие подсистемы памяти, а, следовательно, и общую производительность компьютера. Как правило, этот прирост составляет 3-5 %.
Прежде чем использовать SIMM EDO, необходимо убедиться в том, что материнская плата поддерживает нормальную работу этого типа памяти. Обычно эти типы памяти хорошо работают в компьютерах с процессорами Pentium, но сравнительно редко в системах, основанных на процессорах 486.
При выборе и приобретении памяти для ПК следует учитывать, что некоторые SIMM, ориентированные на использование в определенных компьютерах, обычно в ПК brand name, могут быть несовместимыми для архитектуры других ПК. Кроме того, известны примеры, когда SIMM не всех объемов памяти могут быть использованы с конкретной материнской платой. Например, для некоторых материнских плат не подходят SIMM объемом 8 Мбайт.
Для исключения ошибок, связанных с приобретением и использованием неподходящих модулей памяти, целесообразно при наличии должной квалификации обращаться к соответствующей технической литературе либо при недостатке опыта и знаний искать помощи у специалистов-профессионалов.
Модули памяти, как и другие элементы компьютеров, постоянно совершенствуются. Регулярно появляются новые типы. Каждые несколько лет происходит изменение конструктива модулей. Расширение шины, через которую осуществляется подключение оперативной памяти, потребовало внесения соответствующих изменений для модулей. Появились DIMM (Dual In-line Memory Module). Компьютеры на базе процессоров Pentium, Pentium Pro, Pentium II имеют шину данных 64 бит. Необходимое число модулей памяти для заполнения шины называется банком памяти. В случае 64-разрядной шины для этого требуется два 32-битных 72-контактных модуля SIMM или один 64-битный модуль DIMM, имеющий 168 контактов.
Стандартными являются небуферизованные (unbuffered) модули с напряжением питания 3,3 В. Небуферизованный модуль DIMM может содержать микросхемы памяти типа FPM DRAM, EDO DRAM, BEDO DRAM, SDRAM. Модули могут иметь 64 бит или 72 бит (контроль четности), а также 72 бит и 80 бит для ECC. Конструкция модулей предусматривает автоматическое их распознавание компьютером. Для этого используются специальные ключи - пазы в контактной линейке. Левый - буферизованный или небуферизованный, правый - напряжение питания - 5 В или 3,3 В.
Постоянный рост производительности процессоров и совершенствование электронных технологий стимулируют процессы разработки новых типов оперативной памяти. Появление памяти Direct Rambus DRAM - Direct RDRAM потребовало нового конструктива для модулей памяти. Микросхемы Direct RDRAM собираются в модули RIMM, внешне подобные стандартным DIMM, что, кстати, и нашло отражение в названии модулей нового конструктива.
На плате модуля RIMM может быть до 16 микросхем памяти Direct RDRAM, установленных по восемь штук с каждой стороны платы. Модули RIMM могут быть использованы на материнских платах со стандартными форм-факторами, например, такими как ATX. При этом использование модулей RIMM возможно только в составе систем, BIOS и чипсеты которых рассчитаны на использование данного типа памяти. Например, в случае специализированных наборов фирмы Intel это могут быть такие чипсеты как i820, i840 и их модификации. В соответствии с рекомендациями использования модулей RIMM в архитектуре материнской платы может быть до трех разъемов под данные модули.
Из особенностей эксплуатации модулей RIMM необходимо отметить, что модули этого типа требуют интенсивного охлаждения. Это связано со значительным их энергопотреблением и соответственно тепловыделением, что обусловлено высоким быстродействием данных модулей памяти. Тем не менее, производители модулей RIMM считают, что проблему высокого тепловыделения можно решить ускоренным внедрением новых технологических процессов производства микросхем памяти Direct Rambus DRAM, например, 0,13-0,1 мкм, что достижимо уже в течение ближайших 2-3 лет. Практически все основные производители микросхем и модулей памяти объявили о поддержке технологии Direct Rambus и наладили их производство.
Хотя внешне модули RIMM напоминают модули DIMM, однако они имеют меньшее число контактов и с обеих сторон закрыты специальными металлическими экранами, не используемых в предыдущих модулях памяти. Данные металлические экраны защищают модули RIMM, работающие на больших частотах, экранируя их чувствительные электронные схемы от внешних электромагнитных наводок. Кроме того, используемые в конструкции RIMM экраны уменьшают взаимное влияния соседних модулей памяти.
В настоящее время принятые спецификации, поддержанные, кстати, фирмой Intel, определяют три типа модулей, отличающихся рабочими частотами и пропускной способностью. Обозначаются они как RIMM PC800, RIMM PC700, RIMM PC600. Наиболее быстродействующими являются модули RIMM PC800 с тактовой частотой 400 МГц и пропускной способностью 1,6 Гбайт/с. Модули RIMM PC800 и RIMM PC700 предназначены для работы на повышенных частотах шины памяти, например, на частоте 133 МГц, поддерживаемой современными чипсетами.
Распространение модулей памяти типа RIMM будет зависеть от множества факторов, среди которых важнейшими являются: производительность, цена, надежность и особенности эксплуатации модулей RIMM, а также выпуск соответствующих чипсетов, BIOS, материнских плат. Кроме того, это будет зависеть от разработки и широкого внедрения программного обеспечения, оперирующего большими объемами информации и требующего от оперативной памяти высокой пиковой скорости, являющейся наиболее яркой характеристикой данных модулей. И, конечно, на процесс внедрения модулей типа RIMM будут оказывать влияние успехи в разработке и совершенствовании альтернативных типов памяти, например, таких как память DDR SDRAM, успешно внедряемой мощными фирмами-производителями микросхем и модулей памяти и не поддерживаемой пока чипсетами фирмы Intel. |