عملکرد حافظه کامپیوتر

عملکرد حافظه کامپیوتر

علاوه بر درجه بندی پهنای باند ماژول حافظه، مانند PC3200 یا PC2-6400، سایر شماره ها برای تعیین عملکرد حافظه استفاده می شوند. این مقادیر، که با عنوان پارامترهای زمان بندی شناخته شده اند، زمان پاسخ و تاخیر ماژول را تعیین می کنند. حافظه مانند صفحه گسترده با ستونها و ردیف های زیادی ساخته می شود که هر یک شامل یک بیت داده می باشد. پارامترهای زمان بندی، زمان مورد نیاز برای اجرای این عملکردها را بصورت تغییر ردیف یا ستون و خواندن داده ها مشخص می کند. (درک پارامترهای زمان بندی بجز درک کلی اهمیتی ندارد).

برای DDR-SDRAM و DDR2-SDRAM؛ فروشندگان حافظه، ارزشها را مشخص نموده و در چرخه کلی یا جزئی با ۴ پارامتر زمان بندی زیر مشخص می کنند»

تاخیر CAS

تاخیر CAS (تاخیر استروب دسترسی ستون) یا tCL، تعداد چرخه های ساعتی بین سگینال استروب ستون و زمانی که داده ها در پین های خروجی در دسترس هستند را مشخص می کند. در طول دسترسی متوالی به حافظه، ردیف فعال بوده و فقط ستون تغییر می کند، بدین معنا که زمان مورد نیاز برای تغییر ستون ها برای کل عملکرد حافظه مهم است. تاخیر CAS، اغلب با مخفف CL، از رایج ترین پارامتر زمان بندی نقل قول و مهمترین پارامتر زمان بندی حافظه  با توجه به عملکرد کلی است.

تاخیر RAS تا CAS

تاخیر RAS تا CAS (استروب دسترسی ردیف تا تاخیر CAS)، تعداد چرخه ها ساعت بین زمان ردیف فعال شده با استروب ردیف را تا زمانی مشخص می کند که ستون در آن ردیف (بیت یا سلول حافظه نامیده شده) بتواند خوانده یا نوشته شود. زمانی که حافظه بطور متوالی در دسترس است، ردیف فعال بوده و فقط ستون تغییر کرده، بنابراین rRCD تاثیر کمی بر عملکرد دارد. اما زمانی که جافظه بطور تصادفی بدست می آید، کنترل حافظه باید ردیف قدیمی را غیرفعال و ردیف جدید را فعال کند، که در اینصورت متحمل جریمه زمان بندی اساسی می شود. در این موقعیت، tRCD سریع به عملکرد حافظه سریعتر کمک می کند.

تاخیر پیش از شارژ RAS

تاخیر پیش از شارژ RAS، یا tRP، زمان مورد نیاز برای تکیل دسترسی به یک ردیف را مشخص کرده، که آن ردیف غیرفعال بوده، ردیف بعدی مجددا فعال شده، و دسترسی به ردیف بعدی صورت می گیرد. زمان مورد نیاز برای تغییر ردیف ها و انتخاب سلول بعدی حافظه شامل مجموع tRP و tRCD است. برای دسترسی متوالی به حافظه، tRP آهسته تاثیر کمتری دارد، برای دسترسی تصادفی به حافظه، tRP سریع به کل عملکرد حافظه کمک می کند.

تاخیر پیش از شارژ

تاخیر پیش از شارژ، یا tRAS، تعداد چرخه های ساعت بین زمان ردیفی که در دسترس بوده (فعال است) و زمانی که داده ها بتوانند از آن ردیف خوانده شوند را مشخص می کند. زمانی که ردیف فعال بوده، داده ها می توانند از آن ردیف بدون سرریز بیشتر خوانده شوند تا اینکه به انتهای ردیف برسد، بنابراین tRAS تاثیر کمی بر کل عملکرد حافظه دارد. با هر پارامتر زمان بندی، تنظیم نادرست tRAS می تواند پایداری سیستم را کاهش دهد.

این ۴ پارامتر زمان بندی حافظه همواره در لیست قرار دارند و با خط جدا می شوند. برای مثال، ماژول خاص PC3200 DDR-SDRAM ممکن است زمان بندی ۵-۲-۲-۲ را لیست کند، بدین معنا که این ماژول برای فعالیت با زمانی بندی های دو چرخه ساعت برای CAS، tRCD، و tRP و ۵ چرخه ساعت برای tRAS طراحی می شود. بطور مشابه، ماژول PC2-3200 DDR2-SDRAM ممکن است زمان بندی ۱۲-۵-۵-۵ را لیست کند، بدین معنی که این ماژول برای فعالیت با زمان بندی ۵ چرخه ساعت برای CAS، tRCD، و tRP و ۱۲ چرخه ساعت برای tRAS  طراحی شده است (باید دقت کرد که زمان بندی DDR و DDR2 مستقیما قابل مقایسه نبوده، زیرا DDR2 در چرخه های ساعتی بسیار کوتاه فعال است).

درک پارامترهای زمان بندی فقط در زمان بندی هایی اهمیت دارد که پیکربندی سیستم نباید سریعتر از زمان بندی پشتیبانی شده با ماژول های حافظه باشد. هر ماژول حافظه مدرن شامل یک چیپ کوچک با نام چیپ SPD (تشخیص حضور سریالی) است که پارامترهای زمان بندی و سایر ویژگی های ماژول را ذخیره کرده و آنها را به BIOS سیستم گزارش می دهد. در شرایط عادی، ماژول قابلیت های خود را به BIOS گزارش داده و BIOS نیز سیستم را برای استفاده از تنظیمات مناسب پیکربندی می کند. با اینحال، اگر سیستم خطاهای دوره ای حافظه را ایجاد کند، در اینصورت می توان این مشکل را بدون تعویض حافظه با استفاده از نصب BIOS برطرف نمود تا زمان بندی حافظه مشخص شود. این مرحله می تواند با استفاده از سیستم مشکل ساز ادامه یابد که به حافظه ای نیاز داشته که قابل دسترس نبوده و یا بسیار گران است.

در زمان اضافه کردن یا تعویض حافظه در سیستم قدیمی، مسائل زمان بندی حافظه باید درنظر گرفته شوند:

• اکثر مادربردها می توانند از حافظه هر زمان بندی CL استفاده کنند، هرچند بعضی از مادربردها ممکن است از مزیت کاهش تاخیر برخوردار نباشند. تعداد کمی از مادربردها به حافظه ای با زمان بندی CL خاص نیاز دارند. برای مثال، مادربردی که به حافظه ۵ DDR نیاز دارد ممکن است با حافظه CL3 کار نکن، و مادربردی که به حافظه CL3 نیاز دارد ممک است با حافظه CL2.5 به درستی کار نکند. این دلیل خوبی برای استفاده از دستگاه های پیکربندی حافظه است که توسط سازندگان حافظه ارائه شده است، که مسائل مرتبط با تاخیر CAS را در زمان لیست کردن ماژول های حافظه سازگار مطرح می کنند.
• بعضی از مادربردها حافظه را با زمان بندی های مختلف CL ترکیب می دهند، هرچند حافظه سریعتر همواره با تاخیر CAS آهسته ترین ماژول نصب شده کار می کند. بعضی از مادربردها نیز با حافظه­­ی زمان بندی های مختلف CL بخوبی کار می کنند تا جایی که تمام حافظه ای نصب شده دارای زمان بندی CL یکسان هستند، اما خلاف این مورد نیز زمانی وجود دارد که ماژول های مرکب از زمان بندی های مختلف CL نصب شوند. این مشکلات ناشی از اختلافات الکتریکی اندک مانند ظرفیت است، اما هرگز دلیل خوبی نیست که چرا این مورد درست است. اگرچه مشکلات مرتبط با زمان بندی های مرکب CL غیرعادی هستند، اما زمان بندی مرکب CL بدین دلیل توصیه نمی شود.
• اکثر مادربردهایی که از زمان بندی های مختلف CL پشتیبانی می کنند بطور خودکار خود را براساس اطلاعات گزارش شده با ماژول حافظه پیکربندی می کنند، اما بعضی از آنها به تنظیم زمان بندی حافظه بصورت دستی در بخش پیکربندی چیپ ست نصب BISO نیاز دارند. در صورت نصب ماژول های سریع در سیستم، نصب BISO باید چک شود تا تضمین شود که سیستم برای استفاده از زمان بندی های سریعتر CL پیکربندی می شود.

استفاده از زمان بندی محافظه کار حافظه می تواند پایداری و قابلیت اطمینان سیستم را با حداقل هزینه و با عملکرد پایین افزایش دهد. برای مثال، اگر سیستم دارای حافظه CL2.5 DDR است و بطور مکرر افت می کند، در اینصورت می توان پایداری سیستم را با پیکربندی نصب BIOS برای استفاده از زمان بندی حافظه CL3 افزایش داد که بسیار پایدارتر از اجرای حافظه CL3 بصورت CL3 است. عملکرد به گونه ای پایین خواهد رفت که حتی نمی توان به آن اشاره کرد مگر اینکه برنامه محک زنی حافظه اجرا شود.