Kompiuterių architektūra ir operacinės sistemos
Doc. Stasys MaciulevičiusKompiuterių katedra
2009-2010 S.Maciulevičius 2
Penktosios paskaitos turinys
• komandų sistemos išplėtimas• MMX, SSE, 3DNow!, …• šiuolaikiniai procesoriai:
– pagrindiniai gamintojai– x86 procesorių raida– kelių branduolių procesoriai– 64 bitų procesoriai
2009-2010 S.Maciulevičius 3S.Maciulevičius 3
Šeštosios paskaitos turinys
• Hierarchinė atminčių sistema• Lokališkumo principas• Kešas (spartinančioji atmintis)• Kešo darbo principai• Procesorių kešai• Kešo nauda • Pagrindinė atmintis hierarchinėje atminčių sistemoje• Dinaminių atminčių (DRAM) tipai• Šiuolaikinės DRAM• DRAM moduliai• Atminties valdymas
2009-2010 S.Maciulevičius 4S.Maciulevičius 4
Kompiuterio atmintis
Kompiuterio atmintyje saugoma visa informacija:• išorinėje atmintyje – ir sisteminės programos, ir
taikomosios porgramos, ir duomenų failai; • pagrindinėje atmintyje darbo metu – dalis operacinės
sistemos programų, aktyvios taikomosios programos, jų vykdymui reikalingi duomenys ir skaičiavimo metu gauti rezultatai;
• spartinančiojoje atmintyje – dažniausiai darbo metu naudojamos informacijos (komandų ir duomenų) kopijos, reikalingos didesnei skaičiavimo spartai pasiekti.
2009-2010 S.Maciulevičius 5S.Maciulevičius 5
Kompiuterio atmintis
Dar J.von Neumann pastebėjo, kad kiekvienas kompiuterio vartotojas nori, kad:– kompiuteris turėtų pakankamai didelės talpos atmintį, – atmintis dirbtų kiek įmanoma sparčiau, – atmintis būtų nebrangi.
Aišku, kad visus vartotojo norus patenkinti naudojant tik vieną atminties tipą neįmanoma. Jau seniai naudojamos kelių tipų atmintys, jas derinant kompiuteryje
2009-2010 S.Maciulevičius 6S.Maciulevičius 6
Hierarchinė atminčių sistema
CPU reg.
Talpa
Sparta, kaina
Kešas
Pagrindinė atmintis
Išorinė atmintis
2009-2010 S.Maciulevičius 7S.Maciulevičius 7
Hierarchijos lygių parametrai
Parametrai \ Lygis
Registrai Kešas Pagrindinė
atmintis
Išorinė atmintis
Talpa <2KB 12 MB 4 GB >100 GB
Kreipties laikas (ns)
0,3-0,5 1 - 4 40 - 60 10 000 000
Pralaidumas (MB/s)
8000-16000
1600-5000
500-2000 4 - 100
1 MB kaina, Lt ??? 200-300 0,1 1 GB – 0,5 LtHDD HITACHI Deskstar 250GB, 8MB, Serial ATA II-300 - 135,36 Lt
Apacer AM1 DDR II 800 MHz 2048MB - 145,77 Lt
2009-2010 S.Maciulevičius 8S.Maciulevičius 8
Lokališkumo principas
Hennessy ir Patterson teigia: programos linkę naudoti duomenis ir komandas, kurias jau yra naudoję. Sakoma, kad programa apie 90% vykdymo laiko skiria apie 10% kodo.
Lokališkumas
• laiko atžvilgiu: jei dabar reikalingas kuris nors elementas, labai tikėtina, kad netrukus vėl jo prisireiks
• vietos atžvilgiu: jei dabar reikalingas kuris nors elementas, labai tikėtina, kad netrukus bus reikalingas ir jam gretimas
Ką duoda lokališkumas?
2009-2010 S.Maciulevičius 9S.Maciulevičius 9
Sąvokos
• pataikymas (hit)• nepataikymas (miss)• pataikymo dažnis - fh • nepataikymo dažnis - fm fm = 1 - fh • išrinkimo laikas pataikius - th
• uždelsimas nepataikius - tm
2009-2010 S.Maciulevičius 10S.Maciulevičius 10
4 klausimai
• Į kurią vietą aukštesnio lygio atmintyje turi būti įrašytas blokas?
• Kaip surasti bloką aukštesnio lygio atmintyje?
• Kurį bloką reikia pakeisti nepataikymo atveju?
• Kaip turi būti vykdomas įrašymas į atmintį?
1
1000
2009-2010 S.Maciulevičius 11S.Maciulevičius 11
SPARTINANČIOJI ATMINTIS
Kompiuterių architektūra ir operacinės sistemos
2009-2010 S.Maciulevičius 12S.Maciulevičius 12
Spartinančioji atmintis (kešas)
Parametras Galimos reikšmės
Eilutės ilgis (bloko dydis) 8-256 baitai
Išrinkimo laikas pataikius th
2-4 taktai
Išrinkimo laikas nepataikius tm
n10 taktų
Pataikymo procentas 80-99%Kešo dydis 8 KB - 12 MB
Žodis
CPU
Blokas
Pagrindinė
atmintis
Kešas
2009-2010 S.Maciulevičius 13
Kešo lygiai
• Sparčiausias - L1 kešas; jo vėlinimas – 1-2 ciklai
• Kiek mažesnės spartos – L2 kešas; jo vėlinimas – 1 (lėtuose procesoriuose) -20 ciklų (sparčiuose procesoriuose)
• Lėčiausias – L3 kešas; jo vėlinimas – 10 (lėtuose procesoriuose) - 40 ciklų (sparčiuose procesoriuose)
• Pagrindinės atminties išrinkimo laikas – 200-300 ciklų
2009-2010 S.Maciulevičius 14S.Maciulevičius 14
Kešo sąvokos • Pataikyti į kešą - kreipiantis į adresuojamą
(atmintyje esantį) kintamąjį, rasti jo kopiją keše• Pataikymų dažnis - santykinė dalis kreipinių į adresuojamus
(atmintyje esančius) kintamuosius, kurių kopijos randamos keše
• Kešo eilutė - tam tikro dydžio informacijos blokas, kurio vieta keše identifikuojama kreipinio adresu ir pakeičiama vienos užpildymo operacijos metu, kartu su išrinkimui ir identifikavimui reikalinga papildoma informacija
• Indeksas - kešo eilutės numeris• Išrinkimo laikas pataikius - laikas, per kurį surandama ir
išrenkama keše esanti informacija• Išrinkimo (uždelsimo) laikas nepataikius - laikas, per kurį
iš pagrindinės atminties išrenkama informacija, kurios keše nėra
2009-2010 S.Maciulevičius 15S.Maciulevičius 15
4 klausimai
1. Kur reikia padėti informaciją, nukopijavus ją į kešą? - Į kurią eilutę keše reikia įrašyti iš pagrindinės atminties paimtą eilutės dydžio bloką.
2. Kaip randama informacija keše? - Kaip atliekama informacijos paieška keše, priklausomai nuo kešo tipo.
3. Kaip vykdomas naujos informacijos įrašymas į kešą? - Kešo eilutė, į kurią reikia įrašyti naują bloką, jau užimta. Kaip reikia elgtis tokiu atveju?
4. Kaip vykdomas informacijos įrašymas tuo atveju, jei nepataikoma į kešą? - Ar reikia ją rašyti į kešą, ar tiesiai į pagrindinę atmintį?
2009-2010 S.Maciulevičius 16S.Maciulevičius 16
Kešo tipai
• Tiesioginio atitikimo kešas - kiekvienas iš pagrindinės atminties paimtas eilutės dydžio blokas turi vienintelę apibrėžtą vietą keše.
• Pilnai asociatyvus kešas - kiekvienas iš pagrindinės atminties paimtas eilutės dydžio blokas gali būti bet kurioje vietoje keše.
• Dalinai asociatyvus kešas - kiekvienas iš pagrindinės atminties paimtas eilutės dydžio blokas gali būti bet kurioje iš k vietų; skaičius k vadinamas asociatyvumo laipsniu arba krypčių skaičiumi.
2009-2010 S.Maciulevičius 17S.Maciulevičius 17
Tiesioginio atitikimo kešasPagrindinė atmintis
0
1
...65
...511
Kešas 512 eilučių 64 bitus
Adresassrityje
246A DC00 CCCC 0000
0012 34AD 0000 0088
Kešo dydžioATM sritis
Tegas Duomenys
0012 34AD0000 0088
0000 2ADC 00FF 0000
246A DC00CCCC 0000
0000 2ADC 00FF 0000
000 sritis
009 sritis
00000400800C
FF8FFC
0000 2ADC 00FF 0000
00000400800C
FF8FFC
000
009
A06
000
2009-2010 S.Maciulevičius 18S.Maciulevičius 18
Dalinai asociatyvus kešasAdresassrityje Pagrindinė atmintis
0
1
...65
...255
2 krypčių kešas
2 256 eilutes 64 bitus
246A DC00 CCCC 0000
0012 34AD 0000 0088
Kešo dydžioATM sritis
Tegas Duomenys
0012 34AD0000 0088
0000 2ADC 00FF 0000
246A DC00CCCC 0000
0000 2ADC 00FF 0000
000 sritis
009 sritis
00000400800C
7F87FC
0000 2ADC 00FF 0000
00000400800C
7F87FC
000
009
A06
000
1246 34AD 4444 0088
2ADC 0000 0000 00FF646
0
1
...65
...255
009
1246 34AD4444 0088
0 kryptis
1 kryptis
2009-2010 S.Maciulevičius 19S.Maciulevičius 19
Kešo adresavimas
Kešo dydis - 256 KB, jo eilutės ilgis - 16 baitų. Atminties adreso struktūra:
tegas eilutės numeris (indeksas) vieta eilutėje
31 18 17 4 3 0
Vietai eilutėje nurodyti reikės log216 = 4 bitų.Eilutės numeriui (indeksui) nurodyti reikės
log2(256K/16) = log216K = 14 bitų.Tegui lieka 32 – 4 – 14 = 14 bitų
2009-2010 S.Maciulevičius 20S.Maciulevičius 20
Kešo adresavimas
9 1 2 A 4 5 C
1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0
Jeigu, pavyzdžiui, procesorius kreipiasi adresu 912A45CH, tai reiškia, kad adresuojamas žodis keše gali būti saugomas 2A45 eilutės 3 pozicijoje, o tegas lygus 1001000100 = 244H:
18 17 4 3 0
Kešo eilutė:
11 10 01 00
2009-2010 S.Maciulevičius 21S.Maciulevičius 21
Skaitymas iš kešo Pradžia
Ar blokas yra keše?
CPU generuoja kreipinio adresą RA
Pagal RA iš ATMskaityti bloką
Pagal RAskaityti žodį ir perduoti į CPU
Atlikta
Ne
Taip Nustatytibloko vietą keše
Perduoti žodįį CPU
Įrašyti blokąį kešo eilutę
2009-2010 S.Maciulevičius 22S.Maciulevičius 22
Kešo eilutės struktūra
Kešo eilutėje būna tokia informacija:• duomenų baitai – informacijos kopija iš pagrindinės
atminties;• tegas – bitai, nurodantys atminties sritį, iš kurios buvo
įkeltas duomenų blokas (žr. aukščiau pateiktą tiesioginio atitikimo kešo principą iliustruojantį paveikslą);
• bitas V (Valid) – bitas, rodantis, ar kešo eilutė užpildyta („tikra“);
V ... Tegas Duomenų baitai
2009-2010 S.Maciulevičius 23S.Maciulevičius 23
Kešo eilutės struktūra
Be to, priklausomai nuo kešo tipo, eilutėje gali dar būti:
• bitas D (Dirty) – bitas, rodantis, ar į kešo eilutę buvo kas nors įrašyta (jos turinys modifikuotas);
• bitai LRU (Least Recently Used) – bitai, naudojami pakeičiamai eilutei parinkti (dalinai asociatyviame keše).
2009-2010 S.Maciulevičius 24S.Maciulevičius 24
Išrinkimas iš kešo
2009-2010 S.Maciulevičius 25S.Maciulevičius 25
Įrašymo strategijos
• write-through - informacija įrašoma ir į kešą, ir į pagrindinę atmintį
• write-back, copy-back - informacija įrašoma tik į kešą; į pagrindinę atmintį ji perrašoma, jei buvo pakeista
Modifikavimo bitas - M, D (dirty bit)
Ką daryti, jei įrašoma nepataikius?• blokas įrašomas į kešą, o po to rašoma į kešą• rašoma tik į pagrindinę atmintį
2009-2010 S.Maciulevičius 26S.Maciulevičius 26
Kešai procesoriuose
Procesorius Dydis Eilutės
ilgisKešo organizacija
VAX-11/780 8 KB 8 2 krypčių dalinai asociatyvus
Intel 80486 8 KB 16 4 krypčių dalinai asociatyvus
Pentium 2 8 KB 32 2 krypčių dalinai asociatyvus
Pentium II 2 16 KB 32 4 krypčių dalinai asociatyvus
Pentium III 2 32 KB 32 4 krypčių dalinai asociatyvus
PowerPC 601 32 KB 32 8 krypčių dalinai asociatyvus
PowerPC 604 2 32 KB 32 4 krypčių dalinai asociatyvus
Alpha 21164 2 32 KB
96 KB
32
32/64
tiesioginio atitikimo
4 krypčių dalinai asociatyvus
Athlon (K7) 2 64 KB 32 2 krypčių dalinai asociatyvus
2009-2010 S.Maciulevičius 27S.Maciulevičius 27
Kešai šiuolaikiniuose procesoriuose
Modelis Lygis Dydis
AMD Phenom II X4 940 L1 komandų 4 64 KB L1 duomenų 4 64 KB
L2 4 512 KBL3 6 MB
Intel Core i7 920 L1 komandų 4 32 KB L1 duomenų 4 32 KB
L2 4 256 KBL3 8 MB
Intel Core 2 Quad Q6600 L1 komandų 4 32 KB L1 duomenų 4 32 KB
L2 2 4096 KBIntel Atom Z530 L1 komandų 24 KB
L1 duomenų 32 KB L2 512 KB
2009-2010 S.Maciulevičius 28S.Maciulevičius 28
Kešo įtaka kompiuterio našumui
Tik L1 L1 ir L2
3,463,20
3
2
1
0
Tik L2 1,03
Nė vieno
0,58
Eksperimentai su sistema: AMD K6-2 procesorius, 350 Mhz, 512 KB L2 kešas, 2x32 KB L1 kešas, pagrindinė atmintis – 128 MB, magistralė PC100.
2009-2010 S.Maciulevičius 29S.Maciulevičius 29
DRAM
Kompiuterių architektūra ir operacinės sistemos
2009-2010 S.Maciulevičius 30
DRAM ląstelėEilutės linija
Stu
lpel
io li
nija
Pagrindinė kompiuterio atmintis sudaroma iš dinaminės atminties (DRAM) mikroschemų.Vienam bitui saugoti dinaminės atminties ląstelėje pakanka vieno tranzistoriaus (statinėje atmintyje – 6-8).Siekiant sumažinti mikroschemos kontaktų skaičių, tradiciškai buvo
pereita prie adreso perdavimo dalimis: pradžioje į schemą paduodamas eilutės adresas, po to – stulpelio). Tai sąlygoja didesnį taktų skaičių kreipinio metu.Informacija saugoma krūvio pavidalu kondensatoriuje, kuris palaipsniui išsikrauna, todėl ją periodiškai reikia atkurti (regeneruoti). Skaitymo metu kondensatorius taip pat išsikrauna, todėl jo krūvis taip pat atkuriamas. Dėl to DRAM dirba maždaug 10 kartų lėčiau, nei SRAM.
2009-2010 S.Maciulevičius 31S.Maciulevičius 31
Atminčių kainos mažėjimas
1 bito saug. kaina (mili-
centais)
100
10
1
0.1
0.01
0.001
0.00011980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000
2009-2010 S.Maciulevičius 32S.Maciulevičius 32
DRAM tipai
BEDO
4M
256M64M
16M
1M
Paprastos FPM EDO SDRAM
1987 94 95 96 97 98 99 2000
RDRAM, DDR, DDR2, …
2009-2010 S.Maciulevičius 33S.Maciulevičius 33
DRAM struktūra
DuomenysD0-D3
OE#
WE#
Stulp. adr. buferis
Regener. skaitiklis
Eil. adr. buferis
N.1 taktųgenerat.
Stulpelio dešifr.
Stiprintuvai irĮrašymo valdymas
DRAM matrica
512 512 4
Eil.
deš
ifra
t.
I/O valdymas
ir duomenųbuferiai
A0-A8
A0-A8
A0-A8
CAS#
Regener.kontroleris
RAS#
N.2 taktųgenerat.
2009-2010 S.Maciulevičius 34
Paprasta DRAM
Kiekvienas kreipinys - atskiras.
Stulp.2 Eil.2 Stulp.1 Eil.1
RAS#
CAS#
Addr
Data D1 D2
2009-2010 S.Maciulevičius 35
Fast Page Mode (FPM) DRAM
RAS#
CAS#
Addr
Data
• Paketui perduoti kartojamas CAS#.• Kai CAS# H, duomenų išėjimai Z būsenas.
Stulp.3Stulp.2 Stulp.1 Eil.
D1 D2 D3
2009-2010 S.Maciulevičius 36
Extended Data Output RAM (EDO RAM)
• Paketui perduoti kartojamas CAS#.• Nuo FPM skiriasi tuo, kad duomenys palaikomi išėjime iki
CAS# L. Juos reikia fiksuoti, kai CAS# H.• Todėl galima pasiekti mažesnį periodą (didesnį dažnį).
RAS#
CAS#
Addr
Data
Stulp.3 Stulp.2 Stulp.1Eil.
D1 D2 D3
2009-2010 S.Maciulevičius 37
Burst Extended Data Output RAM (BEDO RAM)
RAS#
CAS#
Addr
Data
Stulp.2Stulp.1 Eil.
D10 D11 D12 D13 D20
2009-2010 S.Maciulevičius 38S.Maciulevičius 38
Burst Extended Data Output RAM (BEDO RAM)
• Įvesta papildoma konvejerio pakopa - dar vienas fiksatorius, todėl duomenys pasiekia išėjimą tik su antruoju sinchroimpulsu
• Vidinis adreso skaitiklis keturioms porcijoms išrinkti
• Paketui perduoti kartojamas CAS#• Duomenys palaikomi išėjime iki CAS# L.
Juos reikia fiksuoti, kai CAS# H• 4 duomenų porcijoms pasiekiama 5-1-1-1
sparta, kai tuo tarpu EDO RAM - 5-2-2-2
2009-2010 S.Maciulevičius 39S.Maciulevičius 39
Synchronous Dynamic RAM (SDRAM)
• Prieš tai apžvelgtų tipų DRAM dirba asinchroniškai sistemos taktinių signalų atžvilgiu. SDRAM darbas pririštas prie sistemos taktinių signalų
• Tai realizuota pridedant registrus (fiksatorius) adreso, duomenų ir valdymo signalams fiksuoti
• Visos jos sukurtos darbui paketiniu režimu, kiekvieną paketo porciją perduodant kas 1 taktą. Paketo ilgis programuojamas: 1, 2, 4, 8 arba 256
• 4 duomenų porcijoms pasiekiama 5-1-1-1 sparta
2009-2010 S.Maciulevičius 40
Synchronous Dynamic RAM (SDRAM)
DRAM
Reg
istr
as
Reg
istr
asAdresas
Valdymosignalai
Duomenys
Sinchronizacija
2009-2010 S.Maciulevičius 41S.Maciulevičius 41
Synchronous Dynamic RAM (SDRAM)
• Mikroschemos viduje realizuotas konvejeris, padidinantis našumą 3 kartus
• SDRAM našumui padidinti panaudojamas kreipinių persidengimas (interleaving): galima kreiptis į vieną modulio dalį, kai antrojoje dalyje baigiamas vykdyti kitas kreipinys
• Darbo spartai nurodyti naudojami du principai:• Minimalus intervalas tarp gretimų paketo porcijų (8 ns, 7 ns, 6 ns
ir pan.)
• Magistralės darbo dažnis (100 MHz dažnį atitinka 8 ns, 133 MHz dažnį atitinka 6 ns ir pan.)
• Nepamirškime, kad pirmoji porcija žymiai vėluoja!
2009-2010 S.Maciulevičius 42S.Maciulevičius 42
PC100 SDRAM laiko diagrama
Eil Eil StulpStulp Eil Stulp
W W W WW W W W W W R R W WR R
• 2 ciklų adresavimas• Pauzės (Bubbles) padidina vėlinimą, sumažina pralaidumą
Duomenys
Kom
Pauzės
2009-2010 S.Maciulevičius 43S.Maciulevičius 43
SDRAM laiko diagrama
Šioje diagramoje reikėtų atkreipti dėmesį į du SDRAM technologijos sąlygojamus dalykus:
• PC platformoje nebuferizuoti SDRAM DIMM reikalauja vadinamojo ‘2-ciklų adresavimo’, kai eilučių ir stulpelių adresai magistralėje laikomi po du ciklus. To reikia naudojamt keletą DIMM lizdų. Ten, kur naudojamas tik 1 DIMM, pakanka 1 ciklo.
• Pakeitus duomenų adresą (išrenkant kitus stulpelius, tiek skaitant, tiek ir įrašant informaciją), reikalingos nedidelės pauzės (‘bubbles’).
2009-2010 S.Maciulevičius 44S.Maciulevičius 44
Double Data Rate SDRAM (DDR SDRAM)
DDR - Double Data Rate SDRAM - SDRAM su dvigubu magistralės dažniu: skaitymo ir rašymo operacijos vykdomos du kartus vieno takto metu - pagal kylantį ir krintantį taktinio impulso frontus
Pralaidumas• 1 kartos - iki 1.6 GB/s (dažnis iki 100 MHz)• dabartinių - 3.2 GB/s (= 200 2 8B; dažnis
200 MHz)
2009-2010 S.Maciulevičius 45S.Maciulevičius 45
SDRAM, DDR, DDR 2
Kaip matome, visos SDRAM schemos dirba pagrindiniu dažniu, o duomenys perduodami kartą per taktą.
DDR schemos taip pat dirba pagrindiniu dažniu, o duomenys perduodami du kartus per taktą.
DDR 2 išėjimo buferiai dirba dvigubu dažniu, o duomenys perduodami du kartus per taktą.
2009-2010 S.Maciulevičius 46S.Maciulevičius 46
DDR2
DDR2 branduolys skaitymo ir rašymo operacijos vykdo tokiu pačiu dažniu, kaip ir DDR ar SDRAM.
Tačiau:
• Padvigubintas I/O buferių darbo dažnis
• Du kartus išplėsta magistralė, jungianti branduolį su buferiais
Todėl duomenys multipleksuojami ir perduodami dvigubu dažniu įprasto pločio magistrale.
Taigi, DDR2 533 dirba tuo pačiu dažniu, kaip DDR266 arba PC133 SDRAM.
2009-2010 S.Maciulevičius 47
DDR2 ir DDR3
DDR3 skiriasi nuo DDR2 tuo, kad iš atminties elementų matricos išrenkama dvigubai daugiau bitų:
2009-2010 S.Maciulevičius 48
DDR2 ir DDR3 skirtumaihttp://www.anandtech.com/memory/showdoc.aspx?i=2989 pateikia tokius lyginamųjų testų rezultatus:
Standard (Buffered) Sandra XI.SP2 Memory Bandwidth - 2.66GHz
Memory SpeedP965ASUS P5B Dlx
P35 DDR2ASUS P5K Dlx
P35 DDR3ASUS P5K3 Dlx
DDR2-800 3-3-3-9 5531 6456 -DDR2-800 5/6-6-6-15
DDR3-800 6-6-6-15 5207 6143 6156
DDR2-1067 4-4-3-11 5782 6811 -
DDR2-1067 5/6-6-6-15 5712 6621 -
DDR3-1067 7-7-7-20 - - 6613
DDR3-1333 9-9-9-25 - - 6757
2009-2010 S.Maciulevičius 49
DDR2 ir DDR3 skirtumaiVėlinimas:
Everest 4.0 - 2.66GHzMemory Latency in ns - Lower is Better
Memory SpeedP965ASUS P5B Dlx
P35 DDR2ASUS P5K Dlx
P35 DDR3ASUS P5K3 Dlx
DDR2-800 3-3-3-9 64.7 63.3 -DDR2-800 5/6-6-6-15DDR3-800 6-6-6-15 71.2 72.7 72.7
DDR2-1067 4-4-3-11 58.5 59 - DDR2-1067 5/6-6-6-15 60.5 62.2 -
DDR3-1067 7-7-7-20 - - 63.9
DDR3-1333 9-9-9-25 - - 63
2009-2010 S.Maciulevičius 50
DDR2 ir DDR3 skirtumaiŽaidimuose (Fra Cry):
Far Cry - HOC RiverFrames Per Second - Higher is Better
Memory SpeedP965ASUS P5B Dlx
P35 DDR2ASUS P5K Dlx
P35 DDR3ASUS P5K3 Dlx
DDR2-800 3-3-3-9 101.26 102.91 -DDR2-800 5/6-6-6-15DDR3-800 6-6-6-15 97.76 99.93 100.27
DDR2-1067 4-4-3-11 103.04 108.02 - DDR2-1067 5/6-6-6-15 102 106.61 -
DDR3-1067 7-7-7-20 - - 102.29
DDR3-1333 9-9-9-25 - - 103.18
2009-2010 S.Maciulevičius 51
DDR2 ir DDR3 skirtumai
Palyginimas rodo, kad VSR P35 (Bearlake), kuris palaiko tiek DDR2, tiek ir DDR3, nerodo realaus našumo skirtumo
P35 platforma pasirodė geriau, nei P965 DDR3 vertos dėmesio, kai kaina krinta arčiau
DDR2 lygio, arba kai pasirodys spartesnės (didesnio dažnio) mikroschemos
2009-2010 S.Maciulevičius 52
DDR DDR2 DDR3 (rinka)
2009-2010 S.Maciulevičius 53S.Maciulevičius 53
Šiuolaikinių DRAM žymėjimas (standartai)
Literatūroje randame tokius DRAM žymėjimus:
• PC133 – SDRAM, atitinkanti JEDEC standarto reikalavimus ir galinti dirbti per 133 MHz magistralę
• PC100 – SDRAM, atitinkanti JEDEC standarto reikalavimus ir galinti dirbti per 100 MHz magistralę
• PC66 – bet kuri SDRAM, atitinkanti JEDEC standarto reikalavimus
• PC800 – RDRAM, dirbanti 800 MHz dažniu
• PC1066 – RDRAM, dirbanti 1066 MHz dažniu
2009-2010 S.Maciulevičius 54S.Maciulevičius 54
Šiuolaikinių DRAM žymėjimas
DDR SDRAM žymėjimai parinkti kitokiu principu – jie rodo maksimalų (teorinį) atminties pralaidumą:
• PC1600 – DDR SDRAM, kurios pralaidumas 1600 MB/s (200MHz duomenų perdavimo sparta ir 100 MHz taktinis dažnis, žodis – 8 baitai)
• PC2100 – DDR SDRAM, kurios pralaidumas 2100 MB/s (266MHz duomenų perdavimo sparta ir 133 MHz taktinis dažnis, žodis – 8 baitai)
2009-2010 S.Maciulevičius 55S.Maciulevičius 55
Šiuolaikinių DRAM žymėjimas
• PC3200 (DDR 400) – DDR SDRAM, kurios pralaidumas 3200 MB/s (400MHz duomenų perdavimo sparta ir 200 MHz taktinis dažnis, žodis – 8 baitai)
• PC3700 (DDR 466) – DDR SDRAM, kurios pralaidumas 3700 MB/s (2 233 MHz 8 baitai)
• PC4000 (DDR 500) – DDR SDRAM, kurios pralaidumas 4000 MB/s (2 250 MHz 8 baitai)
2009-2010 S.Maciulevičius 56S.Maciulevičius 56
Šiuolaikinių DDR2žymėjimas
• PC3200 (DDR2 400) – DDR2 SDRAM, kurios pralaidumas 3200 MB/s (400MHz = 4x100MHz duomenų perdavimo sparta, žodis – 8 baitai)
• PC5300 (DDR2 667) – DDR SDRAM, kurios pralaidumas 5300 MB/s (667 MHz 8 baitai)
• PC8000 (DDR2 1066) – DDR2 SDRAM, kurios pralaidumas 8000 MB/s (1066 MHz 8 baitai)
2009-2010 S.Maciulevičius 57S.Maciulevičius 57
DRAM moduliai
SIPP – Single In-Line Pin Package • adatiniai kontaktai• 30 kontaktų• nepraktiški - lankstosi, nulūžta
SIMM – Single In-Line Memory Module• “trumpieji” (90 mm) – 30 kontaktų, 8 bitai• “ilgieji” (108 mm) – 72 kontaktai, 4 baitai• 32 arba 36 - su lyginumo kontrole• ECC-36 ir ECC-40 – su klaidų korekcija
2009-2010 S.Maciulevičius 58S.Maciulevičius 58
DRAM moduliai
2009-2010 S.Maciulevičius 59S.Maciulevičius 59
DRAM moduliai
DIMM – Dual In-Line Memory Module• 133,35 mm – 168 kontaktai, 8 baitai• 64 (paprasta) , 72 (lyginumo kontr. arba klaidų
korekcija), 80 bitų (klaidų korekcija) • modulio talpa – iki 2 GB
2009-2010 S.Maciulevičius 60S.Maciulevičius 60
DRAM regeneracija
• Regeneracijos periodas - Tref
• Eilučių skaičius - Nc
• Šiuolaikinėse DRAM eilučių skaičius dažniausiai būna 4096
• PC/XT regeneraciją vykdė DMA-0: taimeris formuodavo regeneracijos signalą kas 15,6 s
• Dabar regeneraciją valdo VSR (valdymo schemų rinkinys – chipset), stengdamasis panaudoti laisvus magistralės ciklus
2009-2010 S.Maciulevičius 61S.Maciulevičius 61
Atminties valdymas
CPU
D
A
Rd
Wr
D
A
RAS#
CAS#
WE#
OE#
DRAM kontro-leris
DRAM
2009-2010 S.Maciulevičius 62
Kitą kartą
VIRTUALIOJI ATMINTIS • Virtualiosios atminties esmė• Adresų transliacija ir jos spartinimasIŠORINĖS ATMINTIES ĮTAISAI• Magnetiniai diskai• Kompaktiniai diskai ir DVD• Flash atmintis • Nauji išorinių atminčių tipai