主存 DRAM

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    最后修改于

    刷新#

    集中刷新(固定间隔全部刷新)、分散刷新(读取完刷新部分行)、异步刷新(每隔一段时间产生一个刷新请求)

    读写周期#

    地址线复用,先后给出行选中,列选中信号。随后进行读写控制。

    构成#

    逻辑构成
    image.png
    地址寄存器、地址译码器、读写控制电路、数据存储单元
    读写控制信号:通过控制线接收 CPU 的控制指令
    片选线:传输控制电路的片选信号,选择多个 rank 中的一个
    地址寄存器存储地址线 MAR 中的行地址,通过行译码器,选中某一行。
    随后再通过地址寄存器存储地址线 MAR 中的列地址部分,通过译码器,在选中行选择对应列。
    缓存:读取部分行数据到 Buffer 中,如果行命中可以直接从 buffer 中读取。image.png

    层次#

    Column,Row,Bank
    Chip:一个 rank 中包括多个 chip,给出一个地址,从中读取这个内容由多个 chip 共同组成
    Rank:包括多个 Chip,片选线用于选中某个 rank

    DIMM:Dual In-line Memory Module
    Channel:多个通道,DDR5 中一个 DIMM 可以划分为两个通道,之前则是一个通道包含多个 DIMM

    多模块编址#

    单体多字存储器:一个存储器,每个存储单元存储 m 个字,总线宽度也为 m 个字,一次并行读出 m 个字,地址顺序排列,位于同一个存储单元。一个存取周期内,读取 m 条指令,逐条发送至 CPU,每个指令 1/m 周期。但是这种在遇到转移指令时,效果不明显。
    多体并行存储器:多个存储器(DIMM),共同编址,构成一个整体,分为高位交叉和低位交叉。
    高位交叉即高位表示体号,则同一个 DIMM 内编址连续,这是简单的容量拓展。
    低位交叉即低位表示体号,同一个 DIMM 内编址不连续,可以通过切换,使一部分恢复时间并行,缩短宏观上存取周期。
    高位交叉编制
    低位交叉编址

    容量拓展#

    位拓展法:多个 chip 组成一个 rank,每个 chip 提供 8 bit,8 个 chip 共同提供 64 bit
    字拓展法:增加多个 rank,通过片选信号选择
    字位拓展法:多个 chip 组成一个 rank,同时多个 rank 组成 DIMM

    地址分配,片选#

    线选法:多个 rank 共享地址线的高位,当 rank 对应的线选信号为 0 时选中 (1110,1101,1011,0111)。简单有效,但是地址空间不连续。
    译码片选法:用除高位地址线,通过地址译码器产生片选信号。(00,10,11,01),相对复杂但是地址空间有效利用。

    与 CPU 连接#

    image.png
    与 CPU 使用专用内存总线,而不是通用系统总线。
    地址线:CPU 地址线给出整个地址,但是只有一部分连接到地址线,进行字选,选择芯片中的某一个存储单元。
    片选线:CPU 地址线的高位用于片选,与片选线连接。
    读 / 写控制线:CPU 直接与存储芯片的读写控制端相连,一般高电平读低电平写。部分 CPU 读写线分开。
    数据线:多个 chip 并入数据线。

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