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FAQ RAM - Cos'è? Come funziona? [GUIDA]

FAQ RAM Cosè la RAM? Come funziona la RAM?

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#1 mmorselli

mmorselli

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Inviato 09 March 2006 - 12:46 PM

RAM, acronimo usato nell'informatica per Random Access Memory, ? il supporto di memoria su cui ? possibile leggere e scrivere informazioni con un accesso "casuale", ovvero senza dover rispettare un determinato ordine sequenziale, come ad esempio avviene per un nastro magnetico.

Termine correntemente attribuito a supporti di memoria a stato solido facenti parte dell'hardware installato su un computer.

L'uso della memoria RAM ? comune a tutte le archittetture hardware, sia monoprocessore che multiprocessore e costituisce la memoria primaria dell'elaboratore.

A seconda dall'architettura usata, la CPU pu? accedere direttamente alla memoria oppure accedervi tramite appositi controller. Nel caso di sistemi multiprocessore, la memoria primaria pu? essere condivisa da pi? processori oppure pu? essere partizionata, nel qual caso ogni processore dispone di una sua memoria privata. Esistono anche architetture miste dove ? presente sia una memoria primaria condivisa da tutti i processori che una memoria privata dedicata ad ognuno di essi.

Il processore carica dalla RAM, quando non presenti nella sua cache interna, le istruzioni da eseguire e i dati da elaborare per poi riscriverli nuovamente in RAM. Poich? generalmente ? pi? lenta del processore, la sua velocit? ? un fattore determinante per le prestazioni dell'intero calcolatore.

Caratteristica comune a tutti i tipi di RAM utilizzati per la memoria principale ? quella di perdere il proprio contenuto nel momento in cui viene a mancare la corrente elettrica che le alimenta. Sono allo studio altri tipi di memoria, basati su altri principi, che in futuro potrebbero consentire di superare questa limitazione.





INTERNO DI UNA MEMORIA RAM
 




megabitcorememoryboard9nt.jpg









SRAM ? un acronimo che sta per Static Random Access Memory,.

300px-Memoria_SRAM.jpg

Questo tipo di RAM ? costituito da un circuito circolare formato da due porte logiche non collegato alle due estremit? alle linee dei dati tramite due transistor.

Consentono di mantenere le informazioni per un tempo infinito, sono molto veloci, consumano poco e quindi dissipano poco calore. La necessit? di usare molti componenti, per?, le rende molto costose e difficili da impacchettare.

Sono solitamente usate per le memorie cache, dove elevate velocit? e ridotti consumi sono caratteristiche fondamentali.

La famiglia delle memorie SRAM pu? essere poi suddivisa in:

- async SRAM (SRAM asincrona) che lavora in modo asincrono rispetto al clock della CPU, ci? comporta degli stati di attesa della CPU (wait state) per l'accesso, viene utilizzata come cache di secondo livello

- sync SRAM (SRAM sincrona) che lavora in sincronia con il clock della CPU, si hanno quindi dei tampi di attesa ridotti (o annullati)

- pipeline Burst SRAM ottimizzata per trasferimenti di pacchetti (burst) di dati







DRAM ? un acronimo che sta per Dynamic Random Access Memory. Essa ? un tipo di RAM che immagazzina ogni bit in un diverso condensatore. Il numero di elettroni presenti nel condensatore determina se il bit ? 1 o 0. Se il condensatore perde la carica, l'informazione ? perduta: nel funzionamento la ricarica avviene periodicamente. Da qui la definizione di memoria dinamica, opposta alle memorie statiche come la SRAM. Per la caratteristica di perdere le informazioni in mancanza di energia, la DRAM viene definita anche volatile; ? detta anche memoria solida.

Principio di funzionamento della DRAM



La DRAM ? generalmente organizzata in un insieme quadrato di condensatori, tipicamente 1024 x 1024. Durante la lettura di una cella, tutta la fila e la colonna cui appartiene vengono lette e riscritte, in modo da essere ricaricate. In scrittura succede la stessa cosa: vengono letti tutti questi dati e riscritti, col valore da cambiare modificato.

Le celle della DRAM sono pi? piccole e pi? economiche della SRAMm, che usano flip-flop e non condensatori (un transistor e un condensatore occupano meno spazio che sei transistor).

In genere i produttori indicano che ogni fila dovrebbe essere ricaricata ogni 64 ms o meno. Questa operazione ? comunemente automatizzata con una unit? logica dedicata, che complica il circuito, ma che non rende la DRAM meno conveniente rispetto alla SRAM. Alcuni sistemi ricaricano tutte le file in un ciclo che dura circa 64 ms; altri ricaricano una fila alla volta. Entrambi i metodi necessitano di un contatore per segnalare quale fila deve essere rinfrescata nel ciclo successivo. Alcuni sistemi includono questo contatore; altri richiedono una logica esterna (in alcune condizioni, l'informazione pu? essere recuperata anche dopo diversi minuti senza ricaricamento).

Un'alternativa alla DRAM ? la memoria flash. La memoria flash disponibile attualmente costa leggermente meno della DRAM, non ? volatile, ma ? pi? lenta della DRAM in lettura (e moooolto pi? lenta in scrittura).

Pu? accadere che, per interferenze interne al computer, un singolo bit della DRAM cambi spontaneamente stato, passando a quello opposto. Alcune ricerche hanno dimostrato che la maggior parte degli errori della DRAM contenuti in un singolo bit sono causati da raggi cosmici, che possono cambiare il contenuto di una o pi? celle della memoria, o interferire col circuito di lettura/scrittura. C'? la preoccupazione che con la miniaturizzazione di questa memoria e la diminuzione della tensione dei suoi circuiti, questi eventi possano accadere con frequenza sempre pi? alta, dato che particelle con minore energia potrebbero riuscire a interferire e provocare errori. D'altro canto la miniaturizzazione rende le celle "bersagli" meno facili per queste particelle, e la tecnologia SOI potrebbe renderle meno suscettibili agli urti con queste e quindi compensare questo fenomeno.

Nei sistemi cui ? richiesta altissima affidabilit? (per esempio server) o che sono esposti in modo particolare a radiazioni (satelliti) vengono usati moduli speciali di DRAM, che includono bit extra di memoria: i controllori ECC possono cos? scansionare e quindi correggere gli errori che possono capitare. Le versioni per PC di questi programmi possono in genere correggere errori di un bit in una parola di 64 bit, e trovare, ma non correggere, errori di pi? bit in una parola di tali dimensioni.

Interfaccia DRAM



Una caratteristica importante della DRAM ? chiamata address multiplexing. Questa tecnica divide l'indirizzo delle celle in due parti e le manda in successione al chip agli stessi pin. Molti microprocessori includono il controllo logico della DRAM, evitando la necessit? di un controllo dedicato nella memoria.

Il chip possiede un gran numero di condensatori organizzati in righe e colonne. Per leggere una cella dell'insieme, il circuito di controllo calcola per prima cosa il numero di riga del dato, che manda ai pin del circuito di ingresso della memoria, quindi attiva il pin RAS (Row Address select), che ordina al circuito di leggere l'indirizzo presente in entrata. Internamente, la DRAM collega la fila ad una serie di amplificatori chiamati di senso, che leggono il contenuto di tutti i condensatori della fila. Il circuito di controllo manda quindi il numero di colonna agli stessi pin del circuito, ed attiva il CAS (Column Address Select), facendo leggere al circuito l'indirizzo di colonna del dato. La DRAM lo usa per identificare il dato necessario all'interno dell'output degli amplificatori. Dopo un intervallo di tempo chiamato CAS access time, il dato viene trasmesso all'esterno tramite il pin I/O della DRAM.

Per la scrittura il procedimento ? lo stesso, ma il controllo invece di ricevere dalla DRAM il dato alla fine, lo fornisce all'inizio.

Dopo un'operazione di lettura o scrittura, il controllo riporta i pin della memoria allo stato di riposo, per prepararla all'operazione successiva. La DRAM necessita di un intervallo di riposo tra un'operazione e la successiva, chiamato precharge interval.

Una volta che il circuito ha selezionato una riga, pu? scegliere vari dati in successione comunicandone l'indirizzo di colonna ed attivando il CAS. Questo metodo ? pi? veloce del processo intero, e pu? essere usato soprattutto per le istruzioni del processore, che tendono ad essere immagazzinate consecutivamente.

La descrizione fatta sopra riguarda le DRAM a singolo bit. Molte DRAM sono multibit (spesso a quattro od otto), dato che possiedono pi? insiemi di celle che operano contemporaneamente, ognuno fornito di un pin I/O, e permettono il trasferimento di pi? bit contemporaneamente. Questo ? grossomodo equivalente ad avere pi? DRAM che operano insieme, ma permette di risparmiare spazio dato che condividono i pin di indirizzo e di controllo.

Speciali tipi di DRAM



Fast page mode DRAM



La Fast page mode DRAM ? anche chiamata FPM DRAM, Page mode DRAM, Fast page mode memory, o Page mode memory.

In page mode una riga pu? essere mantenuta aperta, in modo da non dover soffrire di precharge interval se il sistema torna su quella riga. Questo velocizza i procedimenti che comportano grossi trasferimenti di dati.

La Static column ? una variante della page mode in cui l'indirizzo di colonna non necessita di essere introdotto.

La Nibble mode ? un'altra variante con cui si pu? accedere a quattro indirizzi consecutivi della stessa riga.

Extended data out (EDO) DRAM



La EDO DRAM (acronimo di Extended Data Output) ? simile alla FPM DRAM, con l'aggiunta che l'indirizzo di riga pu? essere introdotto mentre il dato precedente viene comunicato in output. Questo permette un accavallarsi delle operazioni (pipelining) che migliora le prestazioni. Era pi? veloce della FPM DRAM del 5% circa quando cominci? a rimpiazzarla nel 1993. Le memorie EDO sono una stretta evoluzione delle memorie FP alle quali aggiungono una "funzione" in grado di mantenere validi i dati anche dopo la fine dell'impulso di richiesta. In questo modo il processore ottimizza il suo lavoro prelevando i dati nella memoria dopo che sono stati resi disponibili dalla RAM senza aver tempi morti per la ricerca dei dati nella ram stessa. Le memorie con tecnologia EDO sono state costruite sia nel formato di SIMM a 72 contatti, sia che nel formato DIMM a 168 contatti; hanno entrambi un tempo di accesso che varia dai 60ns ai 45ns, nel caso dei migliri moduli, ed un'alimentazione d 5.0V. Le memorie EDO su zoccolo SIMM hanno un bus di 32 bit e una frequenza di lavoro di 8MHz per una banda passante di 32 milioni di Byte/Sec (32MB/Sec) Le memorie EDO su zoccolo DIMM hanno un bus di 64 bit e una frequenza di lavoro di 66MHz per una banda passante di 528milioni di Byte/sec (528MB/Sec)

Burst EDO (BEDO) DRAM



Evoluzione della precedente, la BEDO DRAM poteva elaborare quattro indirizzi in una operazione, per un massimo di 5-1-1-1, risparmiando tre ulteriori cicli di clock rispetto ad una EDO DRAM in condizioni ottimali. Ci? era ottenuto inserendo un contatore di indirizzo che teneva traccia dell'indirizzo successivo. Inoltre introdusse una specie di pipeline che permetteva di scomporre il ciclo di accesso in due stadi. Durante un'operazione di lettura, il primo componente trasferiva il dato dalla memoria allo stadio di output. Questo lo mandava all'appropriato livello logico. Dato che il dato ? gi? nel buffer di output, il processo avviene pi? velocemente (fino al 50% per grandi quantit? di dati rispetto alla EDO DRAM).

Nonostante la BEDO DRAM fosse migliorata rispetto alla EDO, nel momento in cui si rese disponibile il mercato si stava muovendo significativamente verso la SDRAM.

Synchronous dynamic RAM (SDRAM)



La SDRAM ? un tipo aggiornato di DRAM. Mentre la DRAM ha un'interfaccia asincrona, cio? risponde immediatamente agli input, la SDRAM ? sincrona, cio? attende il segnale di clock successivo per rendere effettivi i cambiamenti ordinati. Il clock ? usato per guidare una macchina a stato finito che ha capacit? di pipelining sui comandi in ingresso. Questo le permette di avere un modo di operare pi? complesso rispetto alla semplice DRAM.

Grazie alla pipeline la memoria pu? accettare un comando in arrivo prima di aver completato lo svolgimento del precedente. Cos? possono essere trasmessi in sequenza pi? comandi di scrittura senza aspettarne il completamento. In lettura il dato compare dopo un determinato numero di cicli di clock rispetto al comando, ma non ? necessario aspettare che appaia prima di mandare il comando successivo. Questo intervallo ? definito latenza ed ? un fattore molto importante per le prestazioni della memoria.

La SDRAM fu introdotta nel 1997 e per il 2000 aveva sostituito la DRAM nei personal computer per le sue migliori prestazioni. Il consorzio di produttori JEDEC sta sviluppando lo standard per le memorie DDR SDRAM, le quali risultano al giorno d'oggi il migliore compromesso fra prezzo e prestazioni.

Double data rate (DDR) DRAM



La DDR SDRAM ? un ulteriore miglioramento della SDRAM, usata nei PC a partire dal 2000. Tutti i tipi di SDRAM usano come segnale di clock un'onda quadra: ci? significa che il segnale cambia alternativamente tra due voltaggi (0 e 1), generalmente milioni di volte al secondo. La tradizionale SDRAM, come la maggior parte dei circuiti sincroni, si attiva sul fronte crescente del segnale ed ignora quello opposto. La DDR opera in entrambi gli istanti, a volte raddoppiando la quantit? di dati trasferiti nello stesso tempo.

Lo standard DDR si sta evolvendo, da DDR a DDR2 a DDR-3. Ci si aspetta che il DDR2 diventi lo standard pi? usato nel 2005, mentre ? iniziato lo sviluppo del DDR-3 e la standardizzazione con il JEDEC. La differenza tra DDR, DDR2, e DDR-3 ? soprattutto nel voltaggio, nella gamma di velocit?, e in alcune particolarit? nell'interfaccia.

  • DDR: 2,5 V
  • DDR2: 1,8 V
  • DDR-3: non ancora specificato (si ipotizza tra i 1,2 e 1,5 V)

Samsung sviluppa per prima chip DDR 400, banchi di memoria con frequenza di funzionamento a 200 MHz (400 MHz effettivi). Altri tipi di DDR sono presenti:

  • DDR 200
  • DDR 266
  • DDR 333
  • DDR 400, il consorzio JEDEC rinomina questo tipo di memoria con il nome di PC3200 nei tagli da 128, 256 e 512 MB. La caratteristica principare di queste memorie ? una banda passante pari a 3,2 GB/s, garantiranno prestazioni tre volte superiori a quelle fornite dalle PC133 e il 50% superiori a quelle delle DDR 266.

Direct Rambus DRAM (DRDRAM)



La Direct Rambus DRAM, spesso chiamata DRDRAM, ? internamente simile alla DDR SDRAM, ma usa per il segnale una speciale tecnologia sviluppata da Rambus che permette velocit? di clock maggiori. I chip RDRAM sono divisi in moduli chiamati RIMM, non compatibili con i DIMM della SDRAM. Intel ha ottenuto la licenza per la tecnologia e ha sviluppato dei chipset con supporto per la RDRAM. I primi sistemi con Pentium 4 potevano usare solo RDRAM ma, dato che i prezzi della memoria rimanevano alti, alla fine fu introdotto il supporto anche per la DDR (la compagnia VIA aveva gi? sviluppato un chipset per Pentium 4 con supporto DDR, ma ne fu impedito l'utilizzo per vie legali, cos? VIA decise di costruirci schede madri proprie, ma non ebbero molto successo). La RDRAM quasi scompar? dai nuovi sistemi nel 2003, per la presenza del supporto di DDR da parte del Pentium 4 e per il minor costo della SDRAM. Sony ha usato le memorie RDRAM per la sua PlayStation 2 ed ha annunciato che user? le memorie XDR di Rambus nella PlayStation 3.

Video DRAM (VRAM)



La VRAM ? una memoria DRAM con doppio ingresso prima usata nelle schede video. Al momento ? praticamente obsoleta, sostituita da SDRAM e SGRAM. La VRAM possiede due ingressi alla memoria che possono essere usati contemporaneamente. La prima porta pu? essere usata come una normale DRAM. La seconda ? di sola lettura e serve a fornire al display un flusso continuo di dati. Per usarla il controllo video usa per prima cosa la porta DRAM per selezionare una riga, che viene interamente copiata in un registro principale. Il controllo pu? quindi continuare ad usare la porta DRAM per disegnare oggetti sullo schermo. Nel frattempo fornisce alla porta video un segnale di clock chiamato shift clock (SCLK). Ad ogni impulso di questo la VRAM fornisce i dati contenuti nel registro alla porta video. Per semplicit? le schede video sono programmate per fare in modo che una linea contenuta nella memoria, e quindi nel registro, corrisponda ad una linea di pixel completa nel display.

Synchronous graphics RAM (SGRAM)



La SGRAM ? un tipo di SDRAM adattata per le schede video. Include funzioni quali quella di bit masking (d? la possibilit? di scrivere un bit specifico senza influire sugli altri) e quella di block writing (permette di riempire un intero blocco di memoria con un solo colore).

Pseudostatic RAM (PSRAM)



La PSRAM ? una DRAM con circuiti di controllo degli indirizzi e del ricaricamento integrati, in modo tale da risultare analoga ad una SRAM. Essa combina l'alta capacit? della DRAM con la semplicit? d'uso della SRAM. Alcune DRAM possiedono sia la modalit? di auto-ricaricamento che quella normale con controllo esterno.

Legge di crescita delle DRAM



Dal 1977, questo componente ha avuto una notevole e costante crescita sia in termini di capacit? che (in misura minore) di velocit? di accesso. L'industria delle DRAM ha quadruplicato la capacit? di memoria ogni 3 anni, con un incremento che si aggira attorno al 60% annuo, in pratica "quattro volte ogni tre anni"; questa affermazione viene chiamata la legge di crescita delle DRAM.

Questo rapporto ? molto simile alla legge di Moore, l'osservazione empirica che l'evoluzione elettronica porta a un raddoppio della capacit? elaborativa (dei computer) ogni 18 mesi. Tale "legge" si ? mantenuta vera fino ad oggi, ma arriver? un momento in cui si andr? incontro al limite fisico dei materiali.

La crescita delle memorie ? in parte dovuta all'utilizzo del silicio. Considerato come un cattivo conduttore in forma grezza, il silicio, sottoposto a speciali processi chimici, pu? comportarsi in 3 diversi modi:

Sviluppando sempre pi? intensamente questo materiale, si sono raggiunti risultati sempre maggiori, aumentando la densit? di memoria del singolo chip.

Bisogna tener presente che nella valutazione generale delle prestazioni, anche il costo del prodotto finito ha un peso molto importante: senza una diminuzione costante dei prezzi, non avremmo avuto la crescita che si ? vista in questi ultimi anni

Prendendo in esame il costo di 1 Mbyte di memoria DRAM abbiamo un fattore di:

  • 5000 nel 1977
  • 32 nel 1990
  • 0.25 nel 2000
  • 0.125 nel 2001

Il costo sta via via diminuendo, quasi a dimezzarsi ogni anno.

Se il progresso tecnologico ? stato rapido, si deve anche al fatto che ? stato incentivato dalle richieste del mercato: sono aumentati i linguaggi di programmazione, gli stessi programmi sono diventati pi? complessi e richiedono una CPU veloce, ma anche una memoria in grado di caricare velocemente il codice in esecuzione.

Anche se la crescita della capacit? di memoria ? andata di pari passo con l'incremento delle prestazioni dei processori, un problema grave ? rimasto nel tempo di accesso: in origine le CPU funzionavano a frequenze simili a quelle delle memorie, ma negli ultimi anni il loro aumento di velocit? ? stato molto pi? rapido. Il risultato ? che un processore moderno funziona a frequenze anche 10 volte pi? elevate di quelle della RAM che gli fornisce i dati, creando un ovvio collo di bottoglia nell'esecuzione dei programmi. Lo sviluppo di grandi memoria cache ha permesso di risolvere, sebbene solo in parte, questo problema.

Prendendo in considerazione questo aspetto, l'aumento delle prestazioni cala portandosi a una crescita complessiva del 9% annuo, ovvero le prestazioni (intese come spazio della memoria e velocit?) raddoppiano ogni 10 anni Considerando questo nuovo punto di vista, ogni anno abbiamo un divario tra prestazioni della CPU e memoria RAM che s'incrementa del 50%

Dalle stime economiche del 2004, i dati sono pi? che positivi per il mercato delle DRAM, che porta a casa un incremento del 20%, raggiungendo un fatturato di 6.7 miliardi di dollari. Per gli analisti per? il comparto avrebbe oramai raggiunto il suo massimo, e nel corso del 2005 potrebbe gi? iniziare una fase di recessione. La maggior parte dei produttori, sostengono gli analisti, sta investendo molto su nuove strutture produttive, grazie ai profitti che stanno registrando, e questo porter? a un eccesso di produzione verso la fine del 2005, inizio 2006. Ci? vuol dire che per il futuro si cercheranno altri sistemi che possano prendere il posto delle odierne DRAM.


Messaggio modificato da Mickyhood, 10 March 2016 - 12:17 PM


#2 mmorselli

mmorselli

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Inviato 09 March 2006 - 12:46 PM

DDR SDRAM



Immagine inserita Immagine inserita

Banco di memoria RAM 256MB PC-2100





DDR SDRAM sta per double-data-rate synchronous dynamic random access memory (memoria dinamica ad accesso casuale sincrona a doppia velocità) è un tipo di memoria RAM su circuiti integrati usati nei computer. Ha una larghezza di banda molto maggiore rispetto alla SDRAM poiché trasmette i dati sia sul fronte di salita che sul fronti di discesa del ciclo di clock. Questa tecnica consente di raddoppiare la velocità di trasferimento senza aumentare la frequenza del bus di memoria. Quindi un sistema DDR ha un clock effettivo di 200MHz se comparato con un equivalente SDRAM.

Poiché i dati sono trasferiti 8 byte per volta una RAM DDR dà una velocità di trasferimento di (velocità di clock del bus di memoria) · 2 (due invii per ciclo di clock) · 8 (numero di byte trasferiti). Quindi con una frequenza di clock di 100MHz, una DDR SDRAM dà una velocità massima di trasferimento di 1562 MB/s.

Il JEDEC ha stabilito gli standard per le DDR SDRAM, divise in due parti: le prime specifiche sono per i chip di memoria e le seconde sono per i banchi di memoria.

Specifiche per chip

  • DDR-200: chip di memoria DDR-SDRAM con una frequenza di 100MHz
  • DDR-266: chip di memoria DDR-SDRAM con una frequenza di 133MHz
  • DDR-333: chip di memoria DDR-SDRAM con una frequenza di 166 MHz
  • DDR-400: chip di memoria DDR-SDRAM con una frequenza di 200 MHz
Specifiche per banchi di memoria

  • PC-1600: memoria DDR-SDRAM a 100MHz con chip DDR-200, 1,6 GB/s per canale.
  • PC-2100: memoria DDR-SDRAM a 133MHz con chip DDR-266, 2,1 GB/s per canale.
  • PC-2700: memoria DDR-SDRAM a 166MHz con chip DDR-333, 2,7 GB/s per canale.
  • PC-3200: memoria DDR-SDRAM a 200MHz con chip DDR-400, 3,2 GB/s per canale.
Nota: tutte le specifiche intermedie o superiori a quelle qui elencate non sono state standardizzate dal JEDEC, ma sono ottimizzazioni dei produttori che utilizzano chip standard con voltaggi superiori.

Anche le dimensioni dei memoria DDR SDRAM sono standardizzati dal JEDEC.

Non c'è alcuna differenza di architettura tra DDR SDRAM per diverse velocità di clock, ad esempio le PC-1600 (progettate per una frequenza di 100MHz) e le PC2100 (progettate per funzionare a 133MHz). La sigla indica semplicemente la velocità a cui quel chip è garantito come funzionante. Quindi una DDR SDRAM può essere fatta funzionare a velocità inferiori rispetto a quella per cui è stata progettata (underclocking) o a velocità superiori (overclocking). Da notare che l'overclocking dovrebbe essere fatto solo con memorie di alta qualità e da chi sa cosa sta facendo.

I DIMM di DDR SDRAM hanno 184 piedini (contro i 168 della SDRAM), e possono essere riconosciuti dai DIMM SDRAM dal numero di tacche (le DDR SDRAM ne hanno una, gli SDRAM due). Le memorie DDR operano ad un voltaggio di 2,5V, contro i 3,3V per le SDRAM. Questo può ridurre notevolmente i consumi.

Alcuni nuovi chipset utilizzano queste memorie in configurazioni a doppio canale (Dual channel) o quadruplo canale, che raddoppiano o quadruplicano la larghezza di banda teorica. Nelle configurazioni a due canali si raccomanda di usare una coppia di banchi di memoria dello stesso tipo per ottimizzare le prestazioni. I moduli in coppia devono avere stessa dimensione, velocità e tempi di latenza per permettere al chipset di effettuare gli accessi con la massima efficienza.

Il DDR sta venendo lentamente sostituito dal DDR-2, che adotta alcune modifiche per permettere tempi di clock superiori, ma opera con lo stesso principio del DDR [1].

Il RDRAM è un'alternativa al DDR SDRAM, ma la maggior parte dei produttori non lo supportano nei loro chipset.







DDR2



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DDR-II SDRAM (Double Data Rate Two Synchronous Dynamic Random Access Memory) è una tecnologia per le memorie RAM dei computer.

Il vantaggio della DDR-II rispetto alla DDR-I è la sua capacità di funzionare con una velocità di clock maggiore.

DDR-II raddoppia la velocità di clock rispetto a DDR, che a sua volta raddoppiò la velocità della SDRAM. Con una frequenza di clock di 100MHz, SDR trasferisce i dati ad ogni fronte di salita del clock, raggiungendo così una velocità di trasferimento di 100MHz effettivi. Come DDR, DDR-II trasferisce i dati ad ogni fronte di salita e di discesa, ottenenedo così una velocità di trasferimento di 200MHz. Altri miglioramenti sono ottenuti attraverso un aumento dei buffer, un miglioramento del prefetch, richieste elettriche ridotte e packaging migliorato. In controparte, però, la latenza aumenta in DDR-II rispetto a DDR-I.

Il risparmio di energia è ottenuto principalmente dalle migliori tecnologie utilizzate per produrre i chip, ma anche con la più bassa frequenza di clock. Un prodotto con DDR-II può usare una frequenza di clock di 1/4 rispetto a SDR, mantenendo la stessa larghezza di banda. Una frequenza di clock più bassa è anche più facile da pilotare su un circuito, riducendo così la potenza dissipata, soprattutto quando il bus dei dati è inattivo.

Storia



Il primo prodotto ad usare la tecnologia DDR-II fu la scheda video GeForce FX 5800 di nVidia. La serie 5900 ritornò a DDR, come anche la 5950, ma la vecchia linea di schede nVidia, la 5700 Ultra, usava DDR-II con un clock di 900 MHz (rispetto agli 800MHz della 5800 e 1 GHz della 5800 Ultra). Anche la ATI Radeon 9800 Pro con 256MB di memoria (non la versione a 128MB) usa DDR-II, ma questo perché richiede meno piedini rispetto alla DDR. La Radeon 9800 Pro 256MB ha una frequenza di clock di 20MHz maggiore rispetto alla versione a 128 MB, soprattutto per fronteggiare le perdite di causate da una maggiore latenza e il maggior numero di chip. Si suppone che DDR-II usato sulla 9800 Pro 256MB sia in effetti la memoria che avrebbe dovuto essere usata sulla serie GeForce FX 5900, ma finì per essere inutilizzata dopo che nVidia decise di bloccare la produzione della linea 5800. Il più recente chip ATI, il 9800XT è ritornato a DDR, e ATI ha iniziato successivamente ad usare memorie GDDR-3 sulla loro linea Radeon X800.

È importante sottolineare che le memorie DDR-II usate sulle schede video (a cui a volte ci si riferisce come GDDR-2) sono in effetti una fusione delle tecnologie DDR e DDR-II, e hanno avuto problemi di sovrariscaldamento dovuto al fatto che erano ancora utilizzati i voltaggi per DDR. ATI da allora ha creato la memoria GDDR-3, che segue più da vicino le specifiche DDR-II (anche se ha alcune caratteristiche in più che le consentono di essere più adatta alle schede video), e ha largamente sostituito DDR-II sulle schede video.

Futuro



DDR-II fu introdotta inizialmente a due velocità - 400MHz (a cui ci si riferisce con PC2-3200) e 533MHz (PC2-4300). Entrambe hanno performance peggiori dei loro equivalenti DDR, dovuti al fatto che i tempi di accesso totali sono (nel caso peggiore) raddoppiate rispetto ai loro equivalenti, ma DDR probabilmente non verrà mai rilasciata a 533MHz (le RAM "DDR533" esistono, ma il JEDEC ha affermato che questo standard non sarà mai approvato, e questi moduli utilizzano significativamente più energie dei moduli più lenti). Intel supporta DDR-II nei suoi chipset della serie 9xx, e AMD integrerà il supporto a DDR-II nei loro processori Athlon 64/Opteron nel corso del 2006.



Si suppone che DDR-II avrà pochi competitori nel settore delle memorie principali. Il primo è il DRAM Rambus eXtreme Data Rate (XDR). Dovrebbe avere velocità di clock molto elevate, ma Rambus è stato virtualmente disconosciuto dai produttori di chipset, e si suppone che più probabilmente XDR sarà utilizzato in applicazioni di punta. L'altra alternativa è la memoria Kentron Quad Band (QBM), che usa moduli DDR con due canali per modulo. QBM fu brevemente supportato da VIA, ma ha successivamente abbandonato questa tecnologia, e ci sono dubbi riguardo la crescita commerciale di Kentron. L'ultima alternativa è la RAM Quad Data Rate (QDR), che è considerata la successione naturale della tecnologia DDR (DDR-II usa alcuni metodi del trasferimento di QDR, anche se è ancora basato su tecnologia DDR). Comunque si ritiene che QDR attualmente non abbia la più remota possibilità di commercializzazione dovuto agli alti costi di produzione e dalle basse velocità ottenibili con questi moduli (a malapena 66MHz, 266MHz effettivi), e potrebbero non essere dsiponibili fino al prossimo decennio.



Grazie a wikipedia.