В чем достоинства и недостатки памяти fpm
SDRAM: Определение
Микросхемы SDRAM: Физическая организация и принцип работы
Важно заметить, что с динамической матрицей памяти связан особый буфер статической природы, именуемый «усилителем уровня» (SenseAmp), размер которого равен размеру одной строки, необходимый для осуществления операций чтения и регенерации данных, содержащихся в ячейках памяти. Поскольку последние физически представляют собой конденсаторы, разряжающиеся при совершении каждой операции чтения, усилитель уровня обязан восстановить данные, хранящиеся в ячейке, после завершения цикла доступа (более подробно участие усилителя уровня в цикле чтения данных из микросхемы памяти рассмотрено ниже).
Кроме того, поскольку конденсаторы со временем теряют свой заряд (независимо от операций чтения), для предотвращения потери данных необходимо периодически обновлять содержимое ячеек. В современных типах памяти, которые поддерживают режимы автоматической регенерации (в «пробужденном» состоянии) и саморегенерации (в «спящем» состоянии), обычно это является задачей внутреннего контроллера регенерации, расположенного непосредственно в микросхеме памяти.
Схема обращения к ячейке памяти в самом общем случае может быть представлена следующим образом:
В современных микросхемах SDRAM схема обращения к ячейкам памяти выглядит аналогично. Далее, в связи с обсуждением задержек при доступе в память (таймингов памяти), мы рассмотрим ее более подробно.
Микросхемы SDRAM: Логическая организация
Модули SDRAM: Организация
Модули памяти: Микросхема SPD
Тайминги памяти
Схема доступа к данным микросхемы SDRAM
1. Активизация строки
Повторная активизация какой-либо другой строки того же банка не может быть осуществлена до тех пор, пока предыдущая строка этого банка остается открытой (т.к. усилитель уровня, содержащий буфер данных размером в одну строку банка и описанный в разделе «Микросхемы SDRAM: Физическая организация и принцип работы», является общим для всех строк данного банка микросхемы SDRAM). Таким образом, минимальный промежуток времени между активизацией двух различных строк одного и того же банка определяется минимальным временем цикла строки (Row Cycle Time, tRC).
2. Чтение/запись данных
Возвращаясь к чтению данных, заметим, что существует две разновидности команды чтения. Первая из них является «обычным» чтением (READ), вторая называется «чтением с автоматической подзарядкой» (Read with Auto-Precharge, «RD+AP»). Последняя отличается тем, что после завершения пакетной передачи данных по шине данных микросхемы автоматически будет подана команда подзарядки строки (PRECHARGE), тогда как в первом случае выбранная строка микросхемы памяти останется «открытой» для осуществления дальнейших операций.
3. Подзарядка строки
Соотношения между таймингами
В заключение этой части, посвященной задержкам при доступе к данным, рассмотрим основные соотношения между важнейшими параметрами таймингов на примере более простых операций чтения данных. Как мы рассмотрели выше, в самом простейшем и самом общем случае — для пакетного считывания заданного количества данных (2, 4 или 8 элементов) необходимо осуществить следующие операции:
1) активизировать строку в банке памяти с помощью команды ACTIVATE;
2) подать команду чтения данных READ;
3) считать данные, поступающие на внешнюю шину данных микросхемы;
4) закрыть строку с помощью команды подзарядки строки PRECHARGE (как вариант, это делается автоматически, если на втором шаге использовать команду «RD+AP»).
Наконец, промежуток времени между четвертой операцией и последующим повтором первой операции цикла составляет «время подзарядки строки» (tRP).
В то же время, минимальному времени активности строки (от подачи команды ACTIVATE до подачи команды PRECHARGE, tRAS), по его определению, как раз отвечает промежуток времени между началом первой и началом четвертой операции. Отсюда вытекает первое важное соотношение между таймингами памяти:
Содержание
История
Память FPM появилась в 1990 году. Она использовала шину шириной 64 бита, напряжение 5 вольт и имела пропускную способность до 200 Мбит/с на частоте 25 МГц. На замену FPM RAM в 1995 году пришла память EDO DRAM (Extended Data Out DRAM)(40 МГц), а затем, в 1996 году, SDRAM (до 133 МГц). Существует довольно много различных вариантов динамической памяти, незначительно отличающихся друг от друга принципами доступа к данным. Обычная динамическая память DRAM уже давно не встречается — в середине 90-х ей на смену пришла модификация динамической памяти PM DRAM (Page Mode DRAM) FPM DRAM оперативная память. Основное ее отличие от памяти FP DRAM заключалось в поддержке сохраненных адресов. То есть, если новое считываемое из памяти слово находилось в той же строке, что и предыдущее слово, то обращение к матрице памяти не требовалось, а выборка данных осуществлялась из «Буфера данных» по номерам столбцов. Это позволяло в случае чтения из памяти массивов данных значительно сократить время чтения. Однако запись данных в память осуществлялась точно так же, как и в памяти PM DRAM. Да и далеко не всегда считываемые данные располагались в одной строке. В результате, прирост производительности сильно зависел от типа программ, с которыми работала ЭВМ. Прирост мог быть, как существенный, так и вовсе могло быть замедление работы, из-за дополнительных накладных расходов на анализ номера строки предыдущей операции чтения.
Принцип работы
.jpg)
Практика применения
Динамическая память с быстрым страничным доступом, активно используется с микропроцессорами 80386 и 80486 [3] .
Особенности работы
Основным отличием от памяти предыдущего поколения стала поддержка сокращенных адресов. Если очередная запрашиваемая ячейка находится в той же самой строке, что и предыдущая, ее адрес однозначно определяется одним лишь номером столбца и передача номера строки уже не требуется. За счет чего это достигается? При работе с обычной DRAM после считывания данных сигнал RAS дезактивируется, подготавливая микросхему к новому циклу обмена, контроллер FPM-DRAM удерживает RAS в низком состоянии, избавляясь от повторной пересылки номера строки.
При последовательном чтении ячеек памяти, (равно как и обработке компактных одно-двух килобайтовых структур данных), время доступа сокращается на 40%, а то и больше, ведь обрабатываемая строка находится во внутреннем буфере микросхемы, и обращаться к матрице памяти нет никакой необходимости [4] !
Решения financial performance management (FPM), или системы управления финансовой эффективностью, представляют собой отдельный сегмент рынка автоматизированных средств управления эффективностью предприятия.
Каталог СPM-решений и проектов доступен на TAdviser
Содержание
Как правило, системы, относящиеся к этой категории, представляют собой набор инструментов планирования, отчетности и аналитики, позволяющих компаниям управлять финансовой информацией.
Назначение FPM
Используя системы FPM, компании могут:
- Контролировать финансовую отчетность и раскрытие данных. Управление финансами регулируется сложным комплексом правовых норм, выливающихся во множество бухгалтерских процедур и регламентов касательно того, как именно организациям необходимо собирать и готовить отчеты о финансовых результатах. Для фирм некоторых направлений бизнеса, ведущих международный бизнес, госкомпаний и тому подобных раскрытие финансовых данных является обязательным, этот процесс как раз и могут поддерживать FPM-системы.
- Системы FPM могут предоставить своевременные и объективные данные о финансовом состоянии организаций для оперативного управленческого контроля за их деятельностью, контроля и анализа эффективности деятельности и прибыльности бизнеса. Сюда относятся широко используемые инструменты мониторинга KPI (ключевых показателей эффективности), инструменты создания сложных моделей распределения затрат для оценки коммерческого потенциала продуктов и клиентов. Часто для этих целей используются мощные средства аналитики, графическая визуализация, задействуются мобильные приложения.
- FPM-системы также позволяют осуществлять финансовое планирование и прогнозирование, в том числе строить прогнозы бюджета, используемые компаниями для стратегического контроля за финансами и предвидения изменений. Такие возможности FPM становятся еще более актуальны в периоды экономической нестабильности. С помощью инструментов планирования компании могут создавать планы, бюджеты и прогнозы для разных временных горизонтов, при разных вводных и используя отличные друг от друга модели расчетов.
Достоинства и недостатки
Аналитики Forrester Research отмечают, что у FPM систем зачастую имеются и недостатки. Прежде всего, это сложность загрузки данных в такие системы из сопряженного бизнес ПО (процесс часто бывает длительным и охватывает множество источников: несколько бухгалтерских программ, данные систем закупок, инвентаризации, данные о дебиторской задолженности и так далее).
Возникают также трудности с подачей данных в различные контролирующие организации, государственные ведомства, где стандарты подачи информации порой прописаны очень жестко вплоть до конкретных форматов выгрузки. Иногда системам не хватает гибкости: традиционный процесс бюджетирования занимает много времени, гораздо больше, чем порой имеется для принятия решений в меняющихся условиях.
Тем не менее, новые технологии активно встраиваются в FPM-системы, повышая их гибкость и производительность. Речь идет о вычислениях в оперативной памяти, решениях для обработки «больших данных», растет спрос на мобильные и SaaS FPM. Также финансовые данные все чаще анализируют вкупе с данными о внешней среде: финансовыми метриками, курсами валют, данными рынков ценных бумаг, даже данными о погоде и дорожном трафике, если это критично для бизнеса. Например, такую возможность предоставляет Host Analytics в рамках продукта Decision Hub. Вендоры FPM работают над простотой обновлений и юзабилити.
Мировой рынок
По данным IDC от мая 2012 года [1] , мировой рынок систем FPSM (financial performance, strategy management, and GRC applications market – так он называется в терминологии агентства), достиг по итогам 2011 года объема $3 млрд, что на 16,3% больше, чем годом ранее.
Среди вендоров, по данным IDC по итогам 2011 года, 62,5% рынка пришлось на тройку IBM, Oracle и SAP по сравнению с 61,4% в 2010 году. По прогнозам компании, в 2012 году рынок должен был показать также высокие результаты.
Крупнейшие вендоры
В 2013 году эксперты Forrester Research [2] оценили ключевые решения, представленные на мировом рынке FPM, по 55 критериям, касающимся возможностей систем, планов вендоров по их развитию (стратегии развития) и широты использования, удовлетворенности пользователей и способности систем отвечать корпоративным нуждам.
Крупнейшие игроки на мировом рынке FPM-систем
Forrester Research, 2013
В Forrester оговариваются, что из 11 вендоров только компания Oracle отказалась предоставить необходимые данные, но, ввиду значительной ее роли на рынке FPM, эксперты все-таки включили ее в итоговую оценку и схему, отнеся к лидерам .
Наряду с Oracle группу лидеров образовали IBM, SAP, Tagetik Software и Host Analytics. Последние две являются специализированными игроками, однако, первая имеет множество крупных клиентов и предоставляет очень глубокую функциональность, а вторая лидирует в поставках в облачном сегменте.
Infor, SAS, Adaptive Planning, Longview Solutions и Prophix Software относятся к крепким игрокам. Так, у SAS очень гибкое решения для предикативного планирования и стратегического менеджмента, Adaptive Planning является быстро растущим SaaS-игроком, Infor удачно сочетает проверенные технологии и инновации.
Prophix Software представляет сбалансирование и доступное решения для среднего размера бизнеса, а Longview Solutions - комплексное решения для самых взыскательных нужд. Tidemark Systems, стартап-визионер, чье предложение строится на user-friendly, социальных, облачных и мобильных технологиях, а также big data.
DRAM (Dynamic Random Access Memory) — один из видов компьютерной памяти с произвольным доступом (RAM), наиболее широко используемый в качестве ОЗУ современных компьютеров.
Конструктивно память DRAM состоит из «ячеек» размером в 1 или 4 бит, в каждой из которых можно хранить определённый объём данных. Совокупность «ячеек» такой памяти образуют условный «прямоугольник», состоящий из определённого количества строк и столбцов. Один такой «прямоугольник» называется страницей, а совокупность страниц называется банком. Весь набор «ячеек» условно делится на несколько областей.
Содержание
Принцип действия
Физическое представление
В современных компьютерах физически DRAM-память представляет собой электрическую плату — модуль, на котором расположены микросхемы памяти и разъём, необходимый для подключения модуля к материнской плате. Роль «ячеек» играют конденсаторы и транзисторы, расположенные внутри микросхем памяти. Конденсаторы заряжаются в случае, когда в «ячейку» заносится единичный бит, либо разряжаются в случае, когда в «ячейку» заносится нулевой бит. Транзисторы необходимы для удержания заряда внутри конденсатора. При отсутствии подачи электроэнергии к оперативной памяти, происходит разряд конденсаторов, и память опустошается. Это динамическое изменение заряда конденсатора является основополагающим принципом работы памяти типа DRAM. Элементом памяти этого типа является чувствительный усилитель (англ. sense amp ), подключенный к каждому из столбцов «прямоугольника». Он, реагируя на слабый поток электронов, устремившихся через открытые транзисторы с обкладок конденсаторов, считывает всю страницу целиком. Именно страница является минимальной порцией обмена с динамической памятью, потому что обмен данными с отдельно взятой ячейкой невозможен.
Характеристики памяти DRAM
Основными характеристиками DRAM являются тайминги и рабочая частота. Для обращения к ячейке контроллер задаёт номер банка, номер страницы в нём, номер строки и номер столбца, на все запросы тратится время, помимо этого довольно большой период уходит на открытие и закрытие банка после самой операции. На каждое действие требуется время, называемое таймингом. Основными таймингами DRAM являются: задержка между подачей номера строки и номера столбца, называемая временем полного доступа (англ. RAS to CAS delay ), задержка между подачей номера столбца и получением содержимого ячейки, называемая временем рабочего цикла (англ. CAS delay ), задержка между чтением последней ячейки и подачей номера новой строки (англ. RAS precharge ). Тайминги измеряются в наносекундах, и чем меньше величина этих таймингов, тем быстрее работает оперативная память. Рабочая частота измеряется в мегагерцах, и увеличение рабочей частоты памяти приводит к увеличению её быстродействия.
Регенерация
Процесс регенерации памяти в классическом варианте существенно «тормозит» работу системы, поскольку в это время обмен данными с памятью невозможен. Регенерация, основанная на обычном переборе строк, не применяется в современных типах DRAM. Существует несколько более экономичных вариантов этого процесса — расширенный, пакетный, распределенный; наиболее экономичной является скрытая регенерация.
Из новых технологий регенерации можно выделить тип регенерации PASR (англ. Partial Array Self Refresh ), применяемый компанией Samsung в чипах памяти SDRAM с низким уровнем энергопотребления. Регенерация «ячеек» выполняется только в период ожидания в тех банках памяти, в которых имеются данные. Параллельно с этой технологией реализуется метод TCSR (англ. Temperature Compensated Self Refresh ), который предназначен для регулировки скорости процесса регенерации в зависимости от рабочей температуры.
Типы DRAM
На протяжении долгого времени разработчиками создавались различные типы памяти. Они обладали разными характеристиками, в них были использованы разные технические решения. Основной движущей силой развития памяти было развитие ЭВМ и центральных процессоров. Постоянно требовалось увеличение быстродействия и объёма оперативной памяти.
Страничная память
Страничная память (англ. page mode DRAM, PM DRAM ) являлась одним из первых типов выпускаемой компьютерной оперативной памяти. Память такого типа выпускалась в начале 90-х годов, но с ростом производительности центральных процессоров и ресурсоёмкости приложений требовалось увеличивать не только объём памяти, но и скорость её работы.
Быстрая страничная память
Быстрая страничная память (англ. fast page mode DRAM, FPM DRAM ) появилась в 1995 году. Принципиально новых изменений память не претерпела, а увеличение скорости работы достигалось путём повышенной нагрузки на аппаратную часть памяти. Данный тип памяти в основном применялся для компьютеров с процессорами Intel 80486 или аналогичных процессоров других фирм. Память могла работать на частотах 25 МГц и 33 МГц с временем полного доступа 70 нс и 60 нс и с временем рабочего цикла 40 нс и 35 нс соответственно.
Память с усовершенствованным выходом
C появлением процессоров Intel Pentium память FPM DRAM оказалась совершенно неэффективной. Поэтому следующим шагом стала память с усовершенствованным выходом (англ. extended data out DRAM, EDO DRAM ). Эта память появилась на рынке в 1996 году и стала активно использоваться на компьютерах с процессорами Intel Pentium и выше. Её производительность оказалась на 10—15 % выше по сравнению с памятью типа FPM DRAM. Её рабочая частота была 40 МГц и 50 МГц, соответственно, время полного доступа — 60 нс и 50 нс, а время рабочего цикла — 25 нс и 20 нс. Эта память содержит регистр-защелку (англ. data latch ) выходных данных, что обеспечивает некоторую конвейеризацию работы для повышения производительности при чтении.
Синхронная DRAM
В связи с выпуском новых процессоров и постепенным увеличением частоты системной шины, стабильность работы памяти типа EDO DRAM стала заметно падать. Ей на смену пришла синхронная память (англ. synchronous DRAM, тактового генератора для синхронизации всех сигналов и использование конвейерной обработки информации. Также память надёжно работала на более высоких частотах системной шины (100 МГц и выше). Недостатками данного типа памяти являлась его высокая цена, а также его несовместимость со многими чипсетами и материнскими платами в силу своих новых конструктивных особенностей. Рабочие частоты этого типа памяти могли равняться 66 МГц, 100 МГц или 133 МГц, время полного доступа — 40 нс и 30 нс, а время рабочего цикла — 10 нс и 7,5 нс.
Пакетная EDO RAM
Пакетная память EDO RAM (англ. burst extended data output DRAM, BEDO DRAM ) стала дешёвой альтернативой памяти типа SDRAM. Основанная на памяти EDO DRAM, её ключевой особенностью являлась технология поблочного чтения данных (блок данных читался за один такт), что сделало её работу быстрее, чем у памяти типа SDRAM. Однако невозможность работать на частоте системной шины более 66 МГц не позволила данному типу памяти стать популярным.
Video RAM
Cпециальный тип оперативной памяти Video RAM (видеоплатах. Он позволял обеспечить непрерывный поток данных в процессе обновления изображения, что было необходимо для реализации изображений высокого качества. На основе памяти типа VRAM, появилась спецификация памяти типа Windows RAM (операционными системами семейства Windows. Её производительность стала на 25 % выше, чем у оригинальной памяти типа SDRAM, благодаря некоторым техническим изменениям.
DDR SDRAM
По сравнению с обычной памятью типа SDRAM, в памяти SDRAM с удвоенной скоростью передачи данных (англ. double data rate SDRAM , DDR SDRAM или SDRAM II) была вдвое увеличена пропускная способность. Первоначально память такого типа применялась в видеоплатах, но позднее появилась поддержка DDR SDRAM со стороны чипсетов. Она работает на частотах в 100 МГц и 133 МГц, её время полного доступа — 30 нс и 22,5 нс, а время рабочего цикла — 5 нс и 3,75 нс.
Direct RDRAM, или Direct Rambus DRAM
Тип памяти Rambus. Высокое быстродействие этой памяти достигается рядом особенностей, не встречающихся в других типах памяти. Первоначальная очень высокая стоимость памяти RDRAM привела к тому, что производители мощных компьютеров предпочли менее производительную, зато более дешёвую память DDR SDRAM. Рабочие частоты памяти — 400 МГц, 600 МГц и 800 МГц, время полного доступа — до 30 нс, время рабочего цикла — до 2,5 нс.
DDR2 SDRAM
Конструктивно новый тип оперативной памяти DDR2 SDRAM был выпущен в 2004 году. Основываясь на технологии DDR SDRAM, этот тип памяти за счёт технических изменений показывает более высокое быстродействие и предназначен для использования на современных компьютерах. Память может работать на частотах в 200 МГц, 266 МГц, 333 МГц и 400 МГц. Время полного доступа — 25 нс, 11,25 нс, 9 нс, 7,5 нс. Время рабочего цикла — 5 нс, 3,75 нс, 3 нс, 3,5 нс.
Корпуса
Элементы памяти типа DRAM конструктивно выполняют либо в виде отдельных микросхем в корпусах типа SIP (Single In-Line Package), DIMM (Dual In-line Memory Module), RIMM (Rambus In-line Memory Module). Микросхемы в корпусах типа DIP выпускались до использования модулей памяти. Эти микросхемы имеют два ряда контактов, расположенных вдоль длинных сторон чипа и загнутых вниз.
Модули SIP
Модули типа SIP представляют собой прямоугольные платы с контактами в виде маленьких штырьков. Этот тип памяти в настоящее время практически не используется, так как был вытеснен модулями памяти типа SIMM.
Модули SIMM
Модули типа SIMM представляют собой прямоугольную плату с контактной полосой вдоль одной из сторон, модули фиксируются в разъёме поворотом с помощью защёлок. Наиболее распространены 30- и 72-контактные SIMM. Широкое распространение нашли SIMM на 4, 8, 16, 32 и даже 64 Мбайт.
Модули DIMM
Модули RIMM
Модули типа RIMM менее распространены, в таких модулях выпускается память типа Direct RDRAM. Они представлены 168/184-контактными [1] прямоугольными платами, которые обязательно должны устанавливаться только в парах, а пустые разъёмы на материнской плате занимаются специальными заглушками. Это связано с особенностями конструкции таких модулей. Так же существуют модули 232-pin PC1066 RDRAM RIMM 4200, не совместимые с 184-контактными разъёмами.
Производители
В пятёрку крупнейших производителей DRAM по итогам первого квартала 2008 года вошли Samsung, Hynix, Elpida, Micron, Qimonda. Samsung занял 27 % рынка. Однако лидером по объёму производства готовых DRAM-модулей является американская Kingston. [2]
Читайте также: