Speicher 5

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DRAM-Chips gibt es im wesentlichen in drei Formaten: DIP (Dual In-line Package), SOJ (Small Outline J-lead) und TSOP (Thin, Small Outline Package). Jeder dieser Chips ist für spezielle Arten von Anwendungen vorgesehen. 

 

Integrierter Dip-Schaltkreis

Das DIP-DRAM-Paket war populär, als die Speicherkomponenten direkt auf der Systemplatine des Computers installiert wurden. DIPs werden in die Öffnungen eingesteckt, die in der Oberfläche der Schaltkreisplatine führen. DIPs können direkt festgelötet oder in Stecksockel eingesteckt werden.

 

SOJ DRAM-Paket TSOP DRAM-Paket

SOJ- und TSOP-Pakete werden direkt auf der Oberfläche der Schaltkreisplatine angebracht. TSOP und SOJ gewannen mit der Einführung der SIMM-Module an Bedeutung. Das SOJ-Paket ist gebräuchlicher als das TSOP-Paket.

SIMM-Identifikation

SIMMs werden wie auch die DRAM-Chips in Länge und Breite angegeben. An diesen Angaben läßt sich die Kapazität des jeweiligen SIMM-Moduls sowie die Tatsache ablesen, ob es die Parität unterstützt. Hier sind einige Beispiele gebräuchlicher 30- und 72poliger SIMMs. Beachten Sie, daß sich die Paritäts-SIMMs durch die Formatangabe "&9" oder "&36" unterscheiden.

SIMM-Typ SIMM-Format SIMM-Kapazität
30polig 256 K & 8
1 M & 8
4 M & 8
256 K
1 MB
4 MB
256 K & 9 (Parität)
1 M & 9 (Parität)
4 M & 9 (Parität)
256 K
1 MB
4 MB
72polig 256 K & 32
1 M & 32
2 M & 32
4 M & 32
8 M & 32
16 M & 32
1 MB
4 MB
8 MB
16 MB
32 MB
64 MB
256 K & 36 (Parität)
1 M & 36 (Parität)
2 M & 36 (Parität)
4 M & 36 (Parität)
8 M & 36 (Parität)
16 M & 36 (Parität)
1 MB
4 MB
8 MB
16 MB
32 MB
64 MB

 

Beachten Sie, daß die Paritäts-SIMMs die Formatangabe "&9" oder "&36" aufweisen. Der Grund hierfür ist, daß der Paritätsspeicher jeweils 8 Datenbit ein Paritätsbit hinzufügt. Somit stellen 30polige SIMMs 8 Datenbit plus 1 Paritätsbit pro Zyklus bereit, woraus sich 9 Bit ergeben. 72polige SIMMs liefern 32 Datenbit plus 4 Paritätsbits pro Zyklus, also 36 Bit.

Auffrischen

Ein Speichermodul besteht aus elektronischen Zellen. Beim Auffrischprozeß werden diese Zellen, die in Reihen auf dem Chip angeordnet sind, regeneriert, d.h. erneut geladen. Die Auffrischrate (Refresh Rate) git die Anzahl der Reihen an, die regeneriert werden müssen.

Zwei übliche Auffrischraten sind 2K und 4K. 2K-Komponenten können mehrere Zellen gleichzeitig auffrischen und den Auffrischprozeß schneller ausführen. Aus diesem Grund ist bei 2K-Komponenten der Energieverbrauch höher als bei 4K-Komponenten.

Charakteristisches Merkmal anderer, speziell entwickelter DRAM-Komponenten ist die Technologie der Selbstauffrischung (Self Refresh). Diese Technologie ermöglicht es den Komponenten, sich selbst zu regenerieren - und zwar unabhängig von der CPU oder einer externen Auffrischschaltlogik. Dank dieser Technologie, die direkt in den DRAM-Chip integriert ist, reduziert sich der Energieverbrauch erheblich. Insbesondere Notebook- und Laptop-Computer nutzen diese Technologie.

3.3 Volt oder 5 Volt

Die Speicherkomponenten des Computers werden entweder mit 3.3 oder 5 Volt betrieben. Bis vor kurzer Zeit betrug der Industriestandard 5 Volt. Die Beschleunigung der ICs (Integrated Circuits = integrierte Schaltkreise) macht eine reduzierte Zellgeometrie erforderlich, d.h. eine Verkleinerung der grundlegenden "Bausteine". Da die Komponenten ständig verkleinert werden, werden auch die Zellen und Speicherschaltkreise kleiner und sensibler. Infolgedessen können diese Komponenten einem Betrieb mit 5 Volt nicht mehr ausgesetzt werden. Hinzu kommt, daß 3.3-Volt-Komponenten schneller im Betrieb und energiesparender sind.

Composite- oder Noncomposite-Module

Die Begriffe composite und noncomposite beziehen sich auf die Anzahl der Chips, die auf einem bestimmten Modul verwendet werden. Der Begriff "noncomposite" beschreibt Speichermodule, die weniger Chips verwenden. Damit ein Modul mit weniger Chips auskommt, müssen diese eine höhere Dichte aufweisen, um dieselbe Gesamtkapazität zu liefern. Diese Tabelle zeigt die Hauptunterschiede zwischen Composite- und Noncomposite-Modulen.

Noncomposite-Module Composite-Module
Neuere 16-MBit-Technologie
Erzielt Speicherkapazität mit weniger Chips.
Ältere 4-MBit-Technologie
Benötigt mehr Chips, um Kapazität zu liefern.

EDO-Speicher

Der EDO-Speicher (Extended Data Output = erweiterte Datenausgabe) ist Bestandteil einer Reihe von Innovationen in der DRAM-Chip-Technologie. Auf Computersystemen, die diese Technologie unterstützen, läßt der EDO-Speicher die CPU um 10 bis 15% schneller auf den Speicher zugreifen als vergleichbare Chips, die den schnellen Seitenmodus (Fast-page-Mode) verwenden. Beispielsweise gehören Computer, die den Triton-Chipsatz von Intel verwenden, zu den Computersystemen, die die Vorzüge der EDO-Geschwindigkeit in vollem Umfang nutzen.

Synchroner DRAM

Synchroner DRAM ist eine neuere DRAM-Technologie, die anhand eines Taktgebers die Signaleingabe und -ausgabe auf einem Speicherchip synchronisiert. Dieser Taktgeber ist mit dem CPU-Taktgeber koordiniert, so daß der Zeitablauf der Speicherchips und der Zeitbalauf der CPU aufeinander abgestimmt, d.h. sychronisiert sind. Synchroner DRAM erspart Zeit bei der Ausführung von Befehlen und der Übertragung von Daten. Dadurch wird die Gesamtleistung des Computers optimiert.

Cache-Speicher

Der Cache-Speicher ist ein spezieller Hochgeschwindigkeitsspeicher, der die Funktion hat, die Verarbeitung von Speicheranweisungen durch die CPU zu beschleunigen. Die CPU kann auf die Anweisungen und Daten, die im Cache temporär zwischengespeichert sind, sehr viel schneller als auf die Anweisungen und Daten im Hauptspeicher zugreifen. Auf einer typischen 100-Megahertz-Systemplatine benötigt die CPU beispielsweise bis zu 180 Nanosekunden, um Informationen aus dem Hautspeicher abzurufen. Im Vergleich dazu sind beim Zugriff auf den Cache lediglich 45 Nanosekunden erforderlich. Je mehr Anweisungen und Daten die CPU also direkt aus dem Cache abrufen kann, desto schneller ist die Arbeitsgeschwindigkeit des Computers.

Zu den Cache-Typen gehören der primäre Cache (auch Level-1-Cache [L1-Cache] genannt) und der sekundäre Cache (auch Level-2-Cache [L2-Cache] genannt). Man unterscheidet auch zwischen internem und externem Cache. Der interne Cache ist in die CPU des Computers integriert, der externe Cache befindet sich außerhalb der CPU.

Der primäre Cache ist der Cache-Speicher, der sich in unmittelbarer Nähe der CPU befindet. In der Regel ist er direkt in die CPU integriert. Im Gegensatz dazu wird der sekundäre Cache extern installiert. Einige ältere PC-Modelle sind mit CPU-Chips ausgerüstet, die keinen internen Cache enthalten. In diesem Fall hätte der externe Cache (sofern vorhanden) die Rolle des primären Cache (L1-Chache).

Wie Sie bereits wissen, läßt dich die Beziehung zwischen Arbeistspeicher und Festplattenspeicher des Computers am Beispiel eines Arbeitszimmers mit Schreibtisch und Aktenschränken verdeutlichen. Der Arbeitsspeicher entspricht dem Schreibtisch, auf dem Sie alle Akten, mit denen Sie arbeiten, direkt zur Hand haben. Der Cache-Speicher übernimmt in diesem Beispiel die Funktion eines schwarzen Brettes, auf dem alle Papiere angebracht sind, die Sie ständig brauchen. Bei Bedarf müssen Sie lediglich hinsehen und haben die gewünschten Informationen auf einen Blick.

 

 

Speicherschreibtisch

Der Cache-Speicher ist wie ein schwarzes Brett, das die Arbeit an Ihrem "Speicher-Schreibtisch" noch schneller macht.
Der Arbeitsspeicher entspricht einem Schreibtisch, auf dem Sie mühelos Ihre unmittelbare Arbeit erreichen können.

Sie können sich den Cache-Speicher auch wie den Arbeitsgürtel eines Handwerkers vorstellen. In diesem Arbeitsgürtel befinden sich alle Werkzeuge und Zubehörteile, die am häufigsten benötigt werden. Der Arbeitsspeicher ähnelt in diesem Beispiel einem tragbaren Werkzeugkoffer, und die Festplatte läßt sich mit einem großen Kundendienstfahrzeug oder einer Werkstatt vergleichen.

Die Cache-Steuereinheit bildet das "Gehirn" des Cache-Speichers. Wenn die Cache-Steuereinheit eine Anweisung aus dem Arbeitsspeicher abruft, übernimmt sie auch die nächsten Anweisungen in den Cache-Speicher. Der Grund dafür ist die relativ hohe Wahrscheinlichkeit, daß die benachbarten Anweisungen ebenfalls benötigt werden. Dadurch besteht eine größere Chance, daß die CPU die als nächstes benötigte Anweisung im Cache-Speicher findet, wodurch sich wiederum die Arbeitsgeschwindigkeit des Computers erhöht.

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