Модулі оперативної пам’яті. Контроль та корекція помилок

 

Тема: “Модулі оперативної пам’яті. Контроль та корекція помилок.”

Мета роботи: “Ознайомитись різновидами побудови мікросхем пам’яті, типами модулів оперативної пам’яті та параметрами, що їх характеризують”.

1. Модулі оперативної пам'яті

В найперші персональні комп'ютери оперативну пам'ять припаювали або встановлювали безпосередньо чіпами. Зрозуміло, такий підхід має ряд недоліків. По-перше, встановлення безлічі чіпів пам'яті на материнську плату є неефективним з погляду використовування вільного місця; по-друге, кожний встановлюваний чіп містить багато гнучких контактів, таким чином зменшується надійність роботи комп’ютера, оскільки відсутність контакту хоча б в одного чіпа приводить до непрацездатності всієї системи.

Згодом чіпи пам'яті стали розміщувати на модулях пам'яті: маленьких платах з контактними майданчиками, які встановлювалися в материнську плату у спеціальні роз'єми. Модулі допомагають розв'язати обидві описані вище проблеми: вони встановлюються в материнську плату вертикально, що дозволяє розв'язати проблему вільного місця, по-друге, між модулем пам'яті і роз'ємом є надійний електричний контакт.

Найпершим модулем, який використовувався в PC, був так званий модуль SIMM 30pin (Single Inline Memory Module, Модуль Пам'яті з Одностороннім Розташуванням контактів, мав 30 контактних майданчиків). Розглянувши такий модуль, можна помітити, що контактні майданчики розташовані у модуля з обох сторін, але із зворотної сторони модуля за рахунок внутрішньої металізації контактних майданчиків відбувається їх дублювання, тобто все ж таки у модуля одностороннє розташування контактів різного призначення.

Які характеристики модуля? А як взагалі можна характеризувати модуль, якщо всі його параметри, такі як тип і об'єм пам'яті, швидкодія, залежать в першу чергу від припаяних на модуль чіпів? Але є принаймні один параметр, який характеризує саме модуль. Цей параметр – розрядність модуля, тобто ширина шини по якій передаються біти даних. Тобто, модулі один від одного в першу чергу відрізняються розрядністю. Розрядність модуля SIMM 30 pin складає 8 біт (насправді 9 біт, але останній, дев'ятий біт використовується для передачі так званих даних парності, про це пізніше). Модуль SIMM 30 pin (іноді ще називають: короткий SIMM) використовувався в 286, 386 і 486 системах. Розглянемо застосування модуля SIMM на прикладі 386 системи. Ширина шини даних 386 процесора складає 32 біти. Чи можна в такій системі як оперативну пам'ять використовувати 1 SIMM 30 pin? Уявіть собі: процесор використовує для зв'язку з пам'яттю шину, в якій дані передаються по 32 провідниках. Чи працюватиме система, якщо з цих провідників задіяти тільки 8? Зрозуміло, ні! Природно, що в системі повинна використовуватися 32-бітова пам'ять, а інакше процесор не зможе з нею співпрацювати. Але як реалізувати 32-бітову пам'ять, якщо у Вашому розпорядженні тільки 8-бітові модулі? Для цього потрібно використовувати декілька модулів одночасно! Фактично, мінімальною одиницею оперативної пам'яті системи можна вважати сукупність модулів пам'яті, повністю «закриваючих» шину даних між оперативною пам'яттю та процесором. В 386 системі при використанні SIMM 30 pin (шириною 8 біт кожний модуль) потрібно одночасно використовувати кратну чотирьом кількість модулів для того, щоб забезпечити працездатність системи. Тому на материнських платах тих часів кількість роз'ємів під короткі SIMM була завжди кратною чотирьом: 4 або 8 штук. Сукупність модулів пам’яті, що повністю перекривають ширину шини даних між оперативною пам'яттю та центральним процесором, називається банком пам'яті. Таким чином, оперативна пам'ять завжди встановлюється тільки банками, і хоча б один банк повинен бути встановлений.

Незручності використання SIMM 30 pin в системах 386 і 486 є цілком очевидною, адже один банк пам'яті складається з чотирьох модулів. Тому був розроблений новий тип модуля – SIMM 72 pin. Такий модуль, як зрозуміло з назви, так само мав контакти, розташовані з одного боку модуля (Single Inline) і кількість контактних майданчиків, що при цьому збільшилася до 72, дозволила зробити ширину шини даних модуля 32 біти (насправді 36 біт, інші знову для даних парності). Отже, в 486 системах, у яких ширина шини даних між процесором та оперативною пам'яттю складає 32 біти, банком пам'яті є один модуль пам'яті SIMM 72 pin. Таким чином, в 486 системах можна встановлювати або по чотири SIMM 30pin, або по одному 72 pin SIMM.

 

З появою процесора Pentium, в якого ширина шини даних збільшена до 64 біт, знову виникає ситуація, коли банк не рівний одному модулю. В Pentium-системи пам'ять при використанні SIMM 72pin необхідно було встановлювати парами. Для вирішення цієї проблеми, а точніше для застосування нового типу пам’яті SDRAM, був розроблений новий тип модуля DIMM 168 pin (Dual Inline Memory Module). У цього модуля 168 контактних майданчиків, розташованих по обох сторонах модуля, по 84 з кожної сторони. Модуль DIMM 168 pin є 64-бітовим, і використовування єдиного модуля DIMM дозволяє закрити шину пам'ять – процесор для процесора Pentium, як, втім, і для будь-якого сучасного процесора. Таким чином, в сучасну систему можна вставляти модулі DIMM 168 pin поодинці або 72pin SIMM парами. 30 pin SIMM вже давно не використовуються, довгі ж SIMM сьогодні застосовуються украй рідко. Тип модуля, що часто використовується, сьогодні – модуль DIMM.

Звертаю Вашу увагу на те, що потрібно дуже чітко розрізняти і не змішувати типи пам'яті (DRAM, FPM, EDO, SDRAM etc) і модулі пам'яті (SIMM30, SIMM72, DIMM168).