Hlavní Užitečné Poznámky Užitečné poznámky / Paměť s náhodným přístupem

Užitečné poznámky / Paměť s náhodným přístupem

  • U%C5%BEite%C4%8Dn%C3%A9 Pozn%C3%A1mky Pam%C4%9B%C5%A5 S N%C3%A1hodn%C3%BDm P%C5%99%C3%ADstupem

img/usefulnotes/09/useful-notes-random-access-memory.jpg Reklama:

Nezaměňovat s albem Daft Punk .

Zatímco CPU je srdcem počítačového systému, přesouvá data do az a zpracovává je podle potřeby, tato data je stále třeba uchovávat. někde . Zde přichází na řadu RAM. RAM znamená R andom A přístup M emory — libovolné místo v paměti lze kdykoli zapsat bez čekání. Toto kontrastuje s paměť se sekvenčním přístupem , kde musíte převinout pásku zpět nebo vpřed nebo počkat určitou dobu, abyste získali přístup k datům.

Většina lidí nyní jednoduše nazývá RAM „pamětí“. Tvoří hlavní provozní část hierarchie úložiště počítače. Stejně jako je rychlost hodin mylně chápána jako jediné měřítko výkonu centrální procesorové jednotky, má se za to, že kapacita je jediným důležitým měřítkem, pokud jde o paměť s náhodným přístupem.

Paměť není jen o kapacitě. Pokud není systém nebo hra nečinná, paměť nezůstane se stejnými daty donekonečna. Neustále přesouvá data na a z paměťových čipů, aby zvládla neustále se měnící data. Jinými slovy, kapacita je důležitá, ale také to, jak rychle dokáže přesouvat data na čip a z něj. V situacích, kdy stroj musí pracovat na více úlohách (jako jsou PC, PlayStation 3 a Xbox 360), může kapacita zvýšit výkon, ale návratnost se rychle sníží (tj. pokud zdvojnásobíte RAM, může to skutečně zvýšit výkon, ale pokud zdvojnásobíte to zase moc neudělá). Více dostupné paměti RAM je užitečné pro ukládání více dat, která chcete okamžitě použít. Zabraňuje častějšímu přístupu na pomalejší pevný disk/DVD/Blu-Ray disk, který procesoru trvá věčnost.

Reklama:

Stejně jako u CPU se rychlost paměti měří v hodinové rychlosti mezi latencí. A latence má tendenci ovlivňovat paměť více než procesory. Je to proto, že je třeba vzít v úvahu také rychlost sběrnice, sdílenou elektrickou cestu mezi komponenty. S RAM zabudovanou na matrici CPU existuje velmi krátká vzdálenost a vyhrazená cesta, kterou mohou bity cestovat, zatímco RAM umístěná v jiných oblastech vyžaduje, aby bity cestovaly po sdílené sběrnici, která ji může používat jiná zařízení. To znamená, že faktory, jako je rychlost sběrnice a počet dalších zařízení vyžadujících sběrnici, mohou přispět k latenci přenosu dat. Dokonce i fyzická délka sběrnice se může stát netriviálním faktorem v tom, jak rychle lze data přesouvat do a z RAM.

Kromě rychlosti hodin, latence a kapacity se paměť měří také v šířce pásma. Šířka pásma je množství dat, které proudí mezi procesory a pamětí. Šířka pásma má tendenci mít mnohem vyšší maximální kapacitu než kapacita paměti, obvykle 500 až 1000krát větší. Je nepravděpodobné, že by se to někdy celé spotřebovalo (proč se velikost šířky pásma nazývá „teoretické maximum“; teoreticky by tohoto maxima mohla dosáhnout). Je to jen pro zajištění co nejhladšího chodu mezi pamětí a procesory. Porovnání těchto měření závisí na typu nebo paměti.

Reklama:

Jedním z problémů s pamětí a CPU během vývoje počítačů je něco, čemu se říká . Zatímco výkon CPU se od roku 1986 do roku 2000 zlepšoval ročně o 56 %, výkon RAM se zlepšoval jen o 10 % ročně. Je tedy jen otázkou času, kdy se RAM stane pro CPU příliš pomalou, to znamená, že CPU udělá svůj úkol a bude nečinně čekat na další data do nebo z RAM. Avšak zatímco zlepšení účinnosti CPU (například procesory Intel Core 2 versus procesory Pentium D) tento problém zastavilo, fyzika v podstatě diktuje, pokud se výkon paměti nezačne zlepšovat, výkon CPU začne trpět.

Špatně pochopeným aspektem paměti je, že více paměti automaticky znamená lepší výkon. Pravděpodobně to začalo někdy v 90. letech, kdy se prodávaly „dostatečně dobré“ počítače. Technologie se zlepšovala tak rychlým tempem, že množství paměti RAM v nedávno zakoupeném počítači nemusí stačit na spuštění programu za půl roku. Množství paměti RAM dostupné pro počítač je z hlediska výkonu obrovské YMMV. Ale test je ve skutečnosti jednoduchý, aby se zjistilo, zda by systém měl užitek z více. Pokud je RAM neustále plná a používá odkládací soubor pevného diskuPoznámkaJedná se o druh podvodu, který má oklamat programy, aby si myslely, že počítač má více paměti, než ve skutečnosti má. Když se operační systém domnívá, že k něčemu v RAM není přistupováno nebo je příliš využíváno, uloží tato data do odkládacího souboru, aby vytvořil prostor pro užitečnější data., systému by rozhodně mohlo prospět větší RAM. Pokud se RAM téměř nevyužívá, systém ji ve skutečnosti nepoužívá, takže přidání další nepomůže. To se však mění v moderních operačních systémech, kde se extra paměť pasivně používá k uchování dalších datových souborů pro rychlý přístup programů, které se zaplňují, čím déle je systém zapnutý. Pokud je paměť potřeba pro aktivní použití, pak se mezipaměť vysune, aby se uvolnilo místo.

Jako hmatatelný příklad si představte, že nakupujete v potravinách. Nejprve se rozhodnete pro menší košík. Později v životě nebo v určitém okamžiku začnete vyžadovat více zboží. Pokud budete pokračovat v používání košíku, přeteče a vy musíte dokončit nákupní cestu a vyložit, co máte, zpátky domů a vrátit se jindy. Pokud však použijete mnohem větší vozík, vejdete se jich více najednou a vše zvládnete na jednu cestu. Ale to, že vám přidání jednoho nákupního košíku usnadnilo život, neznamená přidat další vůli. (Přestože můžete potraviny, které můžete potřebovat pro budoucí použití, „uložit do mezipaměti“ do zvláštního košíku a odložit je stranou, podobně jako to dělá operační systém pro předběžné načítání dat, která mohou být potřeba později.)

Existuje několik způsobů, jak klasifikovat typy RAM, ale dva nejpoužívanější jsou technologická klasifikace (tj. podle technologie podtrhující každý typ) a klasifikace podle použití, která rozděluje typy podle jejich účelu. Zde jsou:

Základní modely paměti PC:

Stejně jako Commodore Amiga jsou paměti PC rozděleny do několika různých podtypů.

  • Konvenční paměť : Základní typ paměti počítače, definovaný až prvními 640 kilobajty paměti RAM. Toto je základní paměť počítače a je adresovatelná všemi PC programy.
  • Horní paměťová oblast (UMA) : Na mnoha systémech je možné osadit základní desku více RAM nad 640 kB, až 1 MB. Tato nadbytečná oblast paměti RAM je známá jako oblast horní paměti a existuje společně s „paměťovými otvory“ určenými pro komunikaci s kartami EMS a dalšími periferními zařízeními. Na systémech, kde je potřeba více paměti, je nainstalováno více než 640 000 RAM DIP čipů a OS a ovladače zařízení pracují v tandemovém označení, které jsou paměťové díry a které jsou další UMA pamětí. Tato umístění UMA pak mohou být „zaplněna“ programy podporující UMA v blocích.
  • Specifikace rozšířené paměti (EMS) : Výsledkem společného podniku mezi společnostmi Lotus, Intel a Microsoft, specifikace byla navržena tak, aby obcházela limit 1 MB stanovený procesorem 8086. Paměťová technika rozloží paměť na rozšiřující kartě stránky 64k a otevře „okno paměti“ spolu se speciálním registrem stránek, oba jsou umístěny ve specifických částech horní oblasti paměti, ale pod limitem 1 MB. Programy podporující EMS by mohly zapsat požadovanou stránku do paměti registru stránek, což bude diktovat paměťovému mapovači na kartě, která 64k stránka bude programu zpřístupněna přes okno paměti (funguje to poněkud podobně jako u některých herních kazet NES ). Navzdory zavedení paměti XMS zůstal EMS standardem po mnoho let, což se emulátory EMS objevily, když se XMS stalo normou pouze díky standardu, který je tak rozšířený v obchodním světě.
  • Specifikace rozšířené paměti (XMS) : S příchodem CPU 286 a jejich mnohem větším limitem adres paměti si výrobci uvědomují, že mohou přestat používat stránkování, aby se zlepšila rychlost čtení a zápisu. Na rozdíl od EMS je XMS přímočaré a postrádá komplikovaný mechanismus pro výměnu stránek používaný EMS – protože je umístěn bezprostředně nad 1 MB paměti (paměťová místa mezi 640k až 1023k jsou obvykle vyhrazena pro komunikaci s rozšiřujícími kartami nebo pro záložní paměť pomocí schéma 'Upper Memory Area')- a ve výsledku je exponenciálně rychlejší ve srovnání s kartami EMS. Vzhledem k rozšířenému používání starších programů, které používají paměť EMS, se však emulátory EMS jako QEMM staly nutností. MS-DOS 5.0 a novější se dodávají s emulátorem EMM386 EMS, který je součástí balení. Standard XMS se používá dodnes. V systému MS-DOS musí být paměť XMS povolena prostřednictvím ovladače, obvykle Himem.sys, kvůli 16bitovému staršímu kódu systému MS-DOS, který zůstal po celou dobu životnosti téměř nezměněn. Program pak musí použít extender (nebo v případě Windows 9x použít vlastní správce paměti) ke vstupu do 32bitového režimu pro přístup k paměti XMS. Windows NT a jeho různí potomci, stejně jako různé varianty Unixu, nabootují do 32bitové (a později 64bitové) již od začátku, nepotřebují ovladače a extendery a programy mohou přistupovat přímo ke všem paměti XMS.

Podle technologie:

Historický

Dlouho předtím, než byly k dispozici moderní typy pamětí, rané stroje stále potřebovaly ukládat svá data — dokonce i ENIAC, který neměl ani uložitelný program (byl řízen postupným zapojením všech modulů dohromady) měl nějaké úložiště pro data. Zpočátku to bylo velmi přímočaré a zřejmé řešení — statická paměť, tedy uchovávání dat v elektronických obvodech nazývaných spouštěče nebo klopné obvody, které mohly zůstat v jednom ze dvou stabilních stavů. Ale protože velikost slova v těchto raných strojích byla někde mezi 20 až 40 bity a jeden klopný obvod pojme nanejvýš dva bity informací, přičemž vyžadoval alespoň čtyři elektronické ventily v době, kdy jediným dostupným typem ventilu byl obrovský a křehká elektronka, mít více než několik desítek takových „registrů“ bylo prostě nepraktické.

Tam začalo být všechno zajímavé. K uchování většího množství dat bylo použito několik technologií, z nichž některé byly rozhodně zvláštní. Jako ukládání dat jako akustické vlny (ano, výbuchy zvuku) v trubicích naplněných rtutí nebo magnetické pulzy na rotujícím bubnu. Technicky tyto typy pamětí ani nebyly s náhodným přístupem, byly sekvenční, ale relativně dobře simulovaly RAM. Pak tu byla technologie, kde byly bity uloženy jako body na fosforovém povrchu CRT – což mělo tu výhodu, že programátor mohl doslova vidět uložené bity, což často pomáhalo při ladění softwaru.

Ale většina z těchto technologií nebyla příliš praktická; byly drahé, pomalé a (zejména v případě rtuťových zpožďovacích linek) ekologicky nebezpečné. Dr. An Wang (tehdy z IBM) navrhl řešení, které vzalo průmysl útokem — magnetické jádro paměti .

Paměť jádra sestávala z tisíců malých (1-2 mm širokých) magnetických jader ve tvaru koblihy, umístěných na mřížce kovových drátů. Manipulací s napětími na těchto vodičích lze číst nebo zapisovat stav každého jednotlivého jádra. Protože nebyly žádné pohyblivé části, jako u zpožďovací linky nebo bubnu, přístupová doba byla mnohem rychlejší. Paměť jádra byla také podstatně hustší než paměť se zpožďovací linkou nebo paměť CRT a také spotřebovala méně energie. Obsah držela i při vypnutém napájení, což se v té době hojně využívalo.

Kromě kompaktních rozměrů (např. jednotka s kapacitou 1K, na tehdejší dobu poměrně velkorysá, plochý rámeček jen 20x20x1 cm čtverečních), byly i poměrně levné. Jádra musela být sestavována ručně, dokonce i v posledních dnech (první pokusy o mechanizaci procesu selhaly a byly opuštěny, jakmile se objevila polovodičová RAM), takže většina výrobců využívala levnou pracovní sílu východoasijských švadlen a vyšívaček (které byly propuštěny rozšířené přijetí šicích strojů), takže je cenově dostupné. Většina sálových počítačů a minipočítačů používala jádrovou paměť a ta se vryla do myslí lidí, kteří na nich pracovali, do takové míry, že i dnes se můžete setkat se situací, kdy se slovo jádro používá jako synonymum pro RAM, i když počítače obecně jsem to nepoužíval od 70. let.

Solid State RAM

Solid state RAM byla technologie, která konečně ukončila éru jádra. Byl to následek pokusů o miniaturizaci elektronických obvodů. Tranzistory nahradily elektronky v raných počítačích relativně rychle, kvůli jejich menší velikosti, spolehlivosti (neměly žádné skleněné obálky, které by se rozbily nebo vlákna, která by se spálila) a mnohem nižší spotřebu energie. Avšak i ty nejmenší tranzistory v té době byly velké asi jako malá guma na tužky a na výrobu funkčního počítače jich bylo potřeba stovky, takže počítače stále zůstávaly objemné a drahé. V 50. letech dva inženýři nezávisle na sobě přišli na to, jak umístit několik tranzistorů a dalších elektronických součástek na stejný kus polovodiče. integrovaný obvod byl narozen. Velikosti elektronických obvodů se začaly zmenšovat téměř přes noc a jedna z jejich prvních aplikací v počítačovém průmyslu byla pro RAM.

  • Statická RAM , jak je uvedeno výše, je typ paměti, kde každý bit je reprezentován stavem určitého typu obvodu zvaného a žabky . S jedním integrovaným obvodem nahrazujícím několik tranzistorů a jejich doprovodných obvodů se statická paměť stala mnohem dostupnější a začala se objevovat ve větším a větším množství. Hlavní výhodou statické paměti je, že je velmi rychlá – její rychlost je v zásadě omezena pouze rychlostí fyzických procesů uvnitř tranzistoru, a to velmi rychlý. Vyžaduje také energii pouze k zápisu něčeho a při čtení nebo ukládání si bere pouze symbolickou částku, takže neodvádí téměř žádné teplo. Ale přesto každý bit statické paměti potřebuje k uložení dva až čtyři tranzistory, takže zůstává relativně objemný a drahý.
  • Dynamická RAM , na druhé straně používá kondenzátory k ukládání bitů (vyžaduje obecně jeden kondenzátor a možná jednu diodu pro uložení jednoho bitu, což zabírá mnohem méně křemíkového místa), takže je mnohem kompaktnější, a tím i levnější. Naneštěstí mají kondenzátory tendenci ztrácet náboj v průběhu času, takže je třeba je pravidelně dobíjet, obvykle čtením paměti a opětovným zápisem stejných dat, což se nazývá „obnovení paměti“. Tento proces vyžaduje buď pozornost CPU, nebo další podpůrné obvody na samotném paměťovém čipu, a aby se přidalo zranění, potřeba neustále obnovovat obsah paměti znamená, že když se vypne napájení, veškerá paměť se úplně vyčerpá. vymazáno – jádro, které je magnetické, bylo zcela energeticky nezávislé a statická RAM vyžadovala tak málo energie, že ji mohla udržet při životě jednoduchá lithiová baterie do hodinek. Přesto obrovská hustota, kterou DRAM nabízí, z ní dělá nejdostupnější a nejpoužívanější typ paměti vůbec.
  • Magnetická RAM je v podstatě návrat k jádru na nové úrovni, kde je každý feritový donut starého jádra nahrazen feritovým zrnem v IC. Má výhodu hustoty DRAM (existuje určitá penalizace, ale není tak velká), její rychlost se blíží statické RAM, je zcela energeticky nezávislá a lze do ní zapisovat tak rychle, jak rychle je čtena (nemluvě o mnoho časy podle potřeby), což eliminuje většinu nedostatků paměti Flash. Bohužel, vzhledem k tomu, že se Flash prodává jako zmrzlina v horkém dni, jen málo výrobců mohlo ušetřit své fabiny, aby jej vyrobili, a spuštění vyžaduje značné přepracování základní desky. Zdá se, že toto a několik technologických překážek to na čas zablokuje ve vývojovém pekle.
    • Na okraj je tu také problém se zabezpečením s energeticky nezávislou pamětí. Pokud by například počítač provádějící šifrování měl energeticky nezávislou paměť, chytrý hacker by mohl počítač vypnout, vyjmout paměť a provést výpis bez obav ze ztráty obsahu. Aby se totéž stalo s DRAM (ve skutečnosti ztrácí paměť v průběhu času, ne okamžitě), musel by daný člověk vložit čip RAM do kapalného dusíku, aby se proces vybíjení zpomalil. S příchodem průběžných šifrovacích koprocesorů, které šifrují data na samotné jednotce správy paměti ještě předtím, než se do paměti vůbec něco zapíše, se však energeticky nezávislá paměť vrací ve vysoce modernizované podobě.
  • Na obzoru je nový typ paměti založený na memristorech. Zatímco v roce 1971 byla teoretizována jako čtvrtá pasivní dvousvorková elektrická součástka, ve skutečnosti byla vyrobena až v roce 2008. Memristory mají tu vlastnost, že odpor se zvyšuje, když proud prochází jedním směrem, a klesá, když proud prochází druhým. Tím se změní napětí na součástce, kterou lze použít ke čtení 0 nebo 1. Jelikož se jedná o pasivní součást, je velmi rychlá a nevyžaduje žádné napájení, aby si zachovala svůj stav. V současné době je tato technologie prodávána na hardwaru serverové třídy jako NV-DIMM ( Nevolatilní dvouřadý paměťový modul ). Vzhledem k tomu, že informace směřující do a z CPU jsou nyní šifrovány ještě předtím, než jsou zapsány do paměti vyhrazeným koprocesorem, je tento typ paměti při použití se správným hardwarem relativně bezpečný.

Zastaralé moderní typy RAM

  • Rychlá RAM stránky - evoluce běžné DRAM, od éry 286 až do rané éry Pentia. Měl obnovovací frekvenci až 70 ns. Typický modul té doby by pojal až 8 MB Fast Page RAM. Běží na frekvenci 66 MHz. Za zmínku také stojí, že v polovině životnosti paměti RAM došlo ke změně designu slotu a počet pinů konektoru se zvýšil z 30 na 72. První z nich je často znám jako SIMM nebo Single Inline Memory Module, zatímco druhý je známý jako DIMM nebo Dual Inline Memory Module.
  • Rozšířený datový výstup (EDO) RAM - Od poloviny éry Pentia se tento typ RAM objevil jako náhrada Fast Page RAM. Je elektronicky zpětně kompatibilní Fast Page RAM a používá stejné 72pinové sloty Dual Inline Memory Module a také běží na stejné 66MHz rychlosti jako jeho předchůdce. Obnovovací frekvence však byla zvýšena na 60 ns. Rozšířená verze podporující operace Burst (BEDO RAM) byla představena pozdě v životě typu RAM, ale v té době si trh již vybral SDRAM jako svého nástupce, protože SDRAM je levnější ze tří (RAM byla také postavena do konkurence s Rambusem DOUŠEK). Modul EDO může mít velikost až 128 MBPoznámkai když je notoricky známo, že základní desky s čipovou sadou Intel VX a FX nemohly používat modul s největší velikostí, protože DIMM a SIMM RAM musí být instalovány v párech a Intel stanovil na jednotku správy paměti čipové sady limit 128 MB.
  • Single Data Rate (SDR) RAM - Technologie byla původně uváděna na trh jako Synchronous Dynamic RAM (SDRAM), později byla přejmenována na Single Data Rate RAM, což znamená, že jde o předchůdce Double Data Rate RAM. Tento typ RAM, který byl představen na 66MHz na konci životnosti Pentia a čelí konkurenci ze strany BEDO RAM i Rambus DRAM, se nakonec ukázal jako spotřebitelská volba kvůli své cenové dostupnosti a je přímým předchůdcem DDR RAM. Neustále se na něm pracovalo, a když ho v éře Pentia 4 konečně uzurpovaly DDR RAM, dosáhlo rychlosti až 133 MHz a modul může mít velikost až 512 MB.

DDR RAM

DDR znamená 'Double Data Rate'. RAM obvykle zpracovává data jednou za cyklus hodin, zatímco tento druh paměti to dělá dvakrát. Je to sice za cenu trochu pomalejší latence, ale zdvojnásobení taktu je pro hraní obrovskou výhodou. DDR se staly komerčně dostupné a Xbox byl první konzolí, která používala DDR paměti, zatímco konkurenční Playstation 2 a později 3 používaly konkurenční Rambus DRAM (viz níže). Každá generace DDR snížila provozní napětí, což znamená, že při každém přenosu paměti spotřebuje méně energie. Zvýšení rychlosti však znamená, že celková spotřeba energie může být stále vyšší.

V současné době jsme u čtvrté generace DDR RAM. Generace jsou následující:

  • Originál DDR RAM (někdy zpětně nazývané DDR1 ): 266MHz-400MHz, velikost modulu se pohybuje od 128MB do 2GB
  • DDR2 RAM : 533MHz-1066MHz, velikosti modulů se pohybují od 512 MB až do 4 GB. Jen málo základních desek a procesorů podporuje provoz paměti RAM rychlostí 1066 MHz bez přetaktování, většina maxima dosahuje na 800 MHz.
  • DDR3 RAM : 800MHz-2,8GHz, rozsah velikosti modulu od 1GB do 16GB, s 32GB moduly na plánu. Stále se vyvíjí v tandemu s DDR4 RAM (pravděpodobně kvůli vestavěným nebo levnějším aplikacím) a od roku 2015 dosahuje rychlosti až 2,8 GHz. Většina spotřebitelských CPU však podporovala pouze do 2133 MHz, poté výrobci přešli na DDR4 RAM. Posledními spotřebitelskými čipy, které používají DDR3 RAM, jsou procesory AMD Kaveri a Intel Broadwell.
  • DDR4 RAM : 1,6 GHz-4,3 GHz. Velikost paměťového modulu začíná na 4 GB. RAM dosáhla svého plného potenciálu 4,3 GHz do konce roku 2016. Ke konci roku 2019 CPU stále oficiálně podporují pouze maximální rychlost RAM 3,2 GHz. Novější CPU však neoficiálně podporují mnohem vyšší rychlosti, s přetaktováním je možné i přes 5 GHz. Posledními spotřebitelskými čipy, které využívají DDR4 RAM, jsou CPU AMD Zen 3 a Intel Rocket Lake.
  • DDR5 RAM : 4,8 GHz-6,4 GHz. Uveden na trh v polovině roku 2020 a první moduly dorazí v polovině roku 2021 s procesory Intel Alder Lake, které jako první podporují tento standard. Nadcházející procesory AMD Zen 4 budou také používat paměť DDR5.

GDDR RAM je varianta DDR navržená speciálně pro použití s ​​GPU. Umožňuje vyšší šířku pásma paměti a také přidává některé další funkce, jako je schopnost vyplnit celé bloky paměti jednou barvou. Přestože je založen na DDR RAM, vyvíjel se poněkud samostatně, a tak se z hlediska generací zcela neshoduje. GDDR4 a 5 byly obě založeny na DDR3. Následovalo GDDR5X, což je technicky vzato čtyřkolka rychlost přenosu dat a vůbec ne DDR. GDDR6 je jeho evolucí, která se dále odchyluje od standardních DDR. První komerční GPU využívající GDDR6 byly vydány v roce 2018 a od poloviny roku 2019 je používají všechny nové GPU od Nvidie i AMD.

Rambus DRAM

„Rambus Dynamic RAM“ se zaměřuje na mírně vyšší šířku pásma a mnohem vyšší takt. Je to za cenu vyšší spotřeby energie, vyšší kapacity a pomalejší latence. Ten poslední byl v pozdějších verzích redukován do bodu, kdy XDR varianta na PS3 nemá latenci pomalejší než DDR paměti.

To znamenalo, že dřívější verze nebyly pro grafiku tak dobré. Nepoškodilo to PlayStation 2, který ji používal pro běžnou paměť, nikoli pro videopaměť, ale Nintendo 64 ji používal pro videopaměť. To byla jedna z mnoha překážek, které bránily systému ve výkonu stejně jako jeho grafika.

Rambus DRAM je evidentně dobrá pro přehrávání videa, proto jsou PS2 a PS3 na svou dobu považovány za tak dobré přehrávače filmů. PlayStation Portable nepoužívá tento druh paměti, protože zvýšená spotřeba energie by vybíjela baterii. To znamená, že přehrávání filmů UMD na televizorech je výrazně vybledlé. To bylo krátce používáno v časném 2000s pro domácí PC; ačkoli to bylo skutečně bleskové, jeho upgrade byl příliš drahý kvůli vysokým licenčním poplatkům, které výrobci modulů nakonec přenesli na spotřebitele, a mnoho výrobců základních desek mělo pocit, že licenční poplatky účtované Rambusem jsou příliš vysoké (a znovu, ti, kteří se smířili s vysokými licenčními náklady, přenesli poplatek dolů na spotřebitele – díky tomu se moduly RAM i základní desky zdály dražší než druhá možnost, kterou je SDRAM).

Ačkoli Rambus vytvořil specifikaci pro XDR2, tento nápad byl již účinně překonán GDDR a nebyl nikdy použit. Playstation 3 byla posledním významným produktem, který používal tento typ paměti.

EDRAM

Jednotka grafického zpracování obvykle nemá mezipaměť. Tuto roli plní videopaměť. Ale ‚Embedded Dynamic RAM‘ je zatraceně blízko. Je přilepená přímo vedle procesoru místo uvnitř. Zisk je větší (ale stále mnohem menší než standardní paměť) a jeho takt stále odpovídá procesoru. Kompromisy jsou menší šířka pásma (ale stále asi 10 až 100krát větší než standardní paměť) a pomalejší latence (ale stále mnohem, mnohem rychlejší než standardní paměť) a zvýšené výrobní náklady.

Výrazně zvýšená rychlost znamená, že videopaměť zvládne přibližně stejné množství dat než standardní paměť mnohem větší velikosti. PS2, GameCube, Wii a 360 všechny používají tento druh paměti, zatímco Xbox One používá tento typ paměti výhradně pro grafiku. Lidé si mysleli, že velikost je příliš malá, ale jakmile to pochopili, systémy s touto pamětí běžely v pohodě. Budoucí systémy s procesorem Cell plánují používat tento druh paměti, protože je prakticky dostatečně rychlý, aby s tímto procesorem držel krok.

IT-SRAM

Pravděpodobně dobrý střed mezi standardní pamětí a vestavěnou pamětí. Má průměrnou rychlost hodin a šířku pásma, ale také průměrnou kapacitu v kombinaci s latencí jen o málo pomalejší než EDRAM. Game Cube a Wii používají tento druh paměti (ano, Wii používá tuto paměť, EDRAM a GDDR3 všechny najednou).

High Bandwidth Memory (HBM)

HBM je výsledkem zdi, kterou zasáhla paměť typu GDDR. To znamená, že i když GDDR5 dosáhla působivých 7,0 GHz, trvá to mnoho sílu ji provozovat. S cílem snížit spotřebu energie a zároveň zvýšit šířku pásma paměti se AMD spojilo s výrobcem pamětí Hynix, aby vytvořili HBM. Myšlenkou je jednoduše naskládat RAM matrice na sebe, použít vysokohustotní křemíkové průchody jako komunikační kanály a použít mezivrstvu jako základnu, na které sedí i GPU pro komunikaci s pamětí. Výsledkem je ohromující 4096bitové sběrnicové rozhraní ve své první implementaci a desítky wattů úspory energie při stejném množství paměti. Koncept je podobný výrobě balíčku na obalu používaném ve společnostech se systémem na čipu, kde je procesor naskládán na RAM ve stejném obalu. HBM je v současné době ve své druhé generaci, přičemž jediným rozdílem od první generace je vyšší rychlost signalizace, paměťová sběrnice je stále široká 4096 bitů.

Od roku 2021 bylo použití HBM většinou odsunuto na špičkové návrhy GPU. Je pravděpodobné, že u objemové výroby může HBM představovat problémy s výnosem. Pokud má konečná sestava nějaké problémy, je mnohem těžší je odstranit a izolovat, v čem je problém, aby bylo možné jej opravit. Návrhy diskrétních VRAM jsou modulární a snáze lze izolovat problematickou součást a nahradit ji.

Podle použití:

Registry

Toto je nejrychlejší dostupný typ paměti. Všechny procesory mají obvykle registry, což je normálně velmi rychlá statická RAM. Tyto ukládají přibližně slovo dat, počet bitů, které procesor dokáže najednou zpracovat. Nejdůležitější z nich je počítadlo instrukcí, protože drží tam, kde je další instrukce. Dalším, který se vždy najde, je stavové slovo. Jiné mohou být přítomny a některé může uživatel použít nebo ne. Je zajímavé, že procesory s komplexní instrukční sadou mají relativně málo registrů. Procesory s redukovanou instrukční sadou mají snadno přes 100. Například většina moderních x86 CPU, které jsou interně velmi pokročilými RISC stroji, používají automatické přejmenování svých ~128 interních registrů k simulaci několika sad 14 tradičních x86 registrů, což umožňuje několik CISC instrukcí. být spuštěn najednou.

Mezipaměti

Jen pro případ, že by vás to zajímalo, vyslovuje se to „hotovost“, nikoli „ca-shay“. Toto je paměť zaseknutá přímo v CPU. Proč? CPU často potřebuje ukládat data pro určité zpracování. Nepotřebuje toho ukládat mnoho, ale potřebuje to uložit do paměti co nejrychleji. Cache tento účel plní. Tím, že jej vložíte přímo do procesoru, není latence nižší než u procesoru a tomu odpovídá i rychlost hodin. Znamená to, že mezipaměť může být pouze tak velká. 360 má nejvíce mezipaměti ze všech domácích konzolí a má velikost jen 1 megabajt. Ale záleží na rychlosti, protože je navržen tak, aby držel krok s CPU. Mnoho moderních počítačů a konzolí má více úrovní mezipaměti různých velikostí, například moderní počítač z roku 2010 má alespoň tři úrovně. Úroveň 1 je obvykle nejrychlejší, ale má nejmenší velikost úložiště, a jak se úroveň zvyšuje, rychlost se snižuje, ale objem úložiště se zvyšuje.


Zajímavé Články