Če glih nimate radi reklamnih opisov , vam pošiljam , neaj kar sem jaz napisal pred parimi leti. ČE hočete komplet s slikcami pa vam pošljem po mailu .
-----------------------------------------------------------------------------------
RDRAM ter PC133 SDRAM
Uvod :
Izid Apollo Pro Plus chipseta podpira PC133/PC266 SDRAM module ,NE pa RIMM module , je povzročil velik glavobol Intlu , ki je izdal i820 chipset , ki pa tudi podpira RIMM module , (Dve plošči CC820 podpira samo do PC133 DIMM`e , VC820 pa ne podpira DIMM`e ampak RIMM) . Oba chipseta sta si zelo podobna s praktično z nepomembnimi razlikami.
SAMO občutek o RDRAM ( tahitra ) :
Direct Rambus DRAM (DRDRAM) :oziroma ti. RDRAM , ki ga je razvil Rambus Inc.
Nova arhitektura RAMA omogoča hitrosti do 800MHz (trenutno) , medtem ko lahko z obstoječim SDRAM`om dosežemo hitrosti do 200 MHz . RDRAM uporablja 16bitno podatkovno vodilo, SDRAM pa le 8bitov na chip . Za primerjavo SDRAM : 100MHz*64bit= 6.400Mbit/s =800MB/s proti 800MHz *16bit = 12.800Mbit/s =1.6GB/s , kar pokaže , da že z enim kanalom napolnjenim z RIMM moduli dosežemo dvakratno hitrost prenosa . V informacijo pa i840 chipset omogoča dva kanal lahko pa tudi več.
Rambus In-line Memory Module (RIMM) : To je dejansko ime oblike RDRAM `a, ki se bo uporabljal za prodajo ( kot je bil DIMM modul za SDRAM. ).Pomembno pa je , če ne zapolniš vseh bank z RDRAM`om , morajo biti ostali sloti terminirani s posebnim terminatorjem , ki nadaljuje zanko .
Oblike za občutek :
SO- RIMM : Namenjeni so prenosnike
RIMM : Namenjeni so desktop mašine , podobni so DIMM modulom a niso pin-kompatibilni.
Direct Rambus RDAM :
Že s specifikacijo PC100 standarda rama , se je pokazalo , da nebo zadostoval potrebam po prenosu kot ga zahteva recimo : AGP 4x , ki zahteva hitrejši RAM , UMA (Unified Memory Architecture), kjer grafično jedro zavzema del sistemskega spomina,,hitrejše procesorje (na trgu se že dobi 1G x86 procesorje) ,...
Prve korake je naredil Intel s PC66 in pozneje PC100 standardom RAM`a .Leta 1996 pa je Intel v dogovoru z Rambus Inc. sklenil sporazum o novih spominskih modulih primernih za PC market , ki naj bi imeli 2x večji vmesnik torej 16bit`ni namesto sedanjega 8bit`nega , ter frekvenco spremenjeno na 800MHz , ter izbolšanim protokolom za komunikacijo , kontrolo , itd..
Na tržišču so že ti. High-End PC`ji z RDRAM`om , toda ne v količinah , kot bi bilo zaželeno. Kdo je kriv za to , ali Intel , ki je zamujal tri mesece z i820 chipsetom , ali proizvajalci RDRAMA , ki ga niso mogli dostaviti v dovolj velikih količinah , po ugodnih cenah.Po novicah iz Rambus Inc. je vzrok v tem , ker je Intel vpeljal drastične spremembe v arhitekturi RAM`a , saj ima RDRAM 3x bolj učinkovito pasovno širino od PC100 SDRAM, pri tem pa naj nebi šla cena drastično gor .
Direct RDRAM tehnologija s sestoji iz treh komponent : Rambus vmesnik , Rambus kanal ter RDRAM chipa. Shema zgleda nekako tako :
Medtem , ko so SDRAM chipi locirani zelo blizu kontrolerja , so zakasnitve signalov zanemarljive . Podatkovno vodilo je 64 bitno . Poleg tega pa mora spominski kontroler krmiliti multiplexirano shemo (podatki so razporejeni v matrikah ) stolpcev in vrstic , poleg vseh krmilnih signalov , ter tudi več istih naslovov strani ter kontrolnih signalov zaradi zakasnitev. Seveda je ta bus topologija rambusa tudi ena največjih hib . Vzrok je enostavno v tem da če eden čip v liniji pade pade kompletni kanal. In če je teh čipov v zaporedni vezavi veliko , je verjetnost toliko večja. Zato tega spomina , ne zaradi cena , ampak ravno zaradi te hibe ne boste videli v serverjih , kjer je predvsem pomembnejša zanesljivost , kot hitrost !
RIMM moduli pa so vezani zaporedno do 32 RDRAM chipov na kanal , toda z dvakrat širšim podatkovnim vodilom (2x pasovna širina) , ter z 1/3 manj ASIC I/O kontrolnimi signali.Seveda pa so zakasnitve signala iz čistih fizikalnih razlogov 1.4 ns od kontrolerja do prvega čipa ter 7.8 ns za celotni krog , kar je zelo čudovito , če razmišljamo , da DRDRAM čip da novi bit na vodilu vsako 1.25ns.To pomeni , da lahko da RDRAM čip tri 16bitne besede na vodilo , še preden pride prva beseda do kontrolerja . Da pa pride ti. naključni dostop v standard s specifikacijo RDRAM`a , je v DRDRAM čipe vgrajena programirana zakasnitev od 2.5 , 5, 7.5, 10ns , ki se postavi pri prvem vklopu računalnika ali pa pri resetu . Določa pa se tako , da se izmeri čas obhoda signala , ter se vnese dodatne zakasnitve v bralni signal že v sam čip , pri tem pa ne smemo pozabiti da je latency za branje že tako 20ns.
Tako da Rambus kanal (ima lahko več kanalov , kjer vsak podpira do 32 Direct RDRAM čipov)
prenaša podatke do spominskega kontrolerja s polno frekvenco 800MHz , pri tem pa je izoliran od ostalega sistema. Sam kontroler dela s frekvenco 200MHz , ki je dovolj tudi za 200MHz sisteme s K7 procesorjem , da pri tem ne omenjamo za 133MHz PIII 600 procesorje.
Po specifikaciji naj bi bili prvi RDRAM čipi s kapaciteto 64 bitov pozneje 128 bitov , pa vse do 1Gbit. Specifikacija ne določa pomen za deveti bit , ki je prepuščen proizvajalcem (ECC).Kot posledica tega , so bili prvi moduli 72bitni ter 144bitni s frekvenco 400MHz , pri tem so prenašali podatke na naraščajoč ter padajočo fronto urinih impulzov pri tem s dosega prenos 800MHz. Ta frekvenca vodila z dvojnim 1MB podatkovnim vodilom dosegajo prenos 1.6GB/s , kar je osemkrat več kot PC100 SDRAM`i.
Seveda pa imajo tudi slabe strani : Glavne težave so zakasnitve med bralno/pisalno zanko. Pisanje , ki sledi branju mora počakati , zakasniti .Ta zakasnitev je odvisna od dolžine Rambus kanala . Če je kanal kratek , je lahko zakasnitev samo en urin impulz (2.5ns) , v najslabšem primeru pa je lahko do 12.5ns. Seveda se te zakasnitve nanašajo na idealni primer , ne obranvajo zakasnitev same zanke , zaradi visokih frekvenc.Zakasnitve R/W operacij s frekvenco narašča.PC100 rabi za pripravo branja 3x10ns,ter za PC133 pa 22.5ns (3x7.5ns), kar je v primerjavi z wake up dogodkom pri RDRAM čipom ki rabi 23 korakov , kar znese 23*2.5ns =57.5ns.
Arhitektura čipa je zelo poenostavljena zaradi velikosti samega čipa ter cene , tako da so čipi zelo neumni , ter odgovarjajo samo na prihajajoče zahtevke. Ti zahtevki so poslani iz spominskega kontrolerja , ki vsebuje Rambus Interface Licens , ki jo imajo praktično vsi proizvajalci spominskih modulov.Kontroler je enostavno tak da se ga lahko da , kjer koli , ali na RIMM ploščici,ali v mikroprocesor, ali v grafični čip, ...
Sedaj pa malo o porabi štroma :
Napajanje je 2.5V. Zanimiv način power management `a je vpeljan v arhitekturo . Imamo kar štiri režime delovanja : Active , Standby , Nap ter PowerDown. Kaj to pomeni, hmm. , če slučajno igraš igre ali pa izvajaš test , pa se ram postavi v standby način , rabi RDRAM da se preklopi v Active način 100ns , ko se to zgodi , pasovna širina spominskega pod-sistema pade na 100MB/s , kar je katastrofa.
Plošča z RIMM moduli , za delovanje brez glavobola ,bo izgledala nekako tako :
Po specifikacijah bi morali biti chipi narejeni na 0.18 mikronski tehnologiji , ter pozneje bi se morali še zmanjšati.Na to tehnologijo pa je naraščala kritika na strani proizvajalcev , saj nimajo proizvajalci , tudi večji , takih finančnih zmožnosti za odpiranje novih tovarn za izdelavo novega čipovja. Večina proizvajalcev DRAM `ov ni uspela dati zaželenega rezultata za 800MHz RDRAM.Čeprav pa se je dalo dobiti 600MHz ,ter tudi 700MHz RDRAM čipa ,a ne kar je zahteval Intel za močnejše sisteme Intel.
Kot posledica tega bo končna produkcijska linija namenjena in sicer : 600 MHz Direct RDRAM čipi za low-cost sisteme , 700 MHz za high preformance PC`je , ter 800MHz za workstations ,ter serverje, itd. Toda , ali se to splača, saj je 600MHz RDRAM s svojimi 1.2GB/s le 1/3 hitrejšo pasovno širino od PC100 SDRAM`i. Ter končna cenovna bilanca kaže , da je RDRAM namesto le 5% cenovne predpostavke dvignjen na 70% ter več.... Tu pa pride na vrsto VIA.
TESTI : kot opozorilo ti testi niso neodvisni :
Sistem 840 :
Sistemi s i820 :
PC133
"800MHz serial bus is a technology, BUT NOT A PRODUCT !!!" brave statement made by VIA
VIA predlaga drugi pristop , ki omogoča maximalno preformance za denar, pri tem pa je sistem kompatibilen z vsemi obstoječimi ploščami.PC133 je bil logični proces, ko je Intel začel porivati standard na PC66 ter nato na PC100 , nato pa opustil igro je zato je nekdo moral nadaljevati , in to je bila VIA Technologies , ki je vodilni proizvajalec čipov za PC market , ki je predlagala logični korak, brez prehitevanja dogodkov.Pri tem , sistemi bazirani na 100MHz vodilu pridobijo nekaj na preformanci.Intel je grozil da bo umaknil licenco za izdelavo Slot 1 plošč VIA Technology, Inc. , če po izdala PC133 specifikacijo za svoje chipsete (zadeva je že na sodišču) Intel prvotno sploh ni imel namena podpirati v naboru i820 , sklepam da je ravno PC133 standard povzročil to tri mesečno zamudo , saj bi BX440 chipset ter Via Apollo Pro ter 820 prispevali k raznovrstnosti ponudbe brez i810 chipseta . VIA bi pa imela v hitrosti veliko prednost pred 440BX chipstom . Zaradi konkurence ter seveda cene i820 podpira PC133 standard tudi v bodoče.
Shema PC133 sistema:
Sistem ter spominsko vodilo delujeta neodvisno , ter nič ne določa da CPU in spomin delujeta na drugačnih frekvencah.Vse skupaj deluje zelo podobno kot RDRAM.
Malo o testih z PC133 SDRAM : Testni računalnik : PII 400, 256MB DRAM, TNT2 z 32MB
Če primerjamo PC133 ter RDRAM 600MHz ,ugotovimo da je razmerje dokaj klavrno 1GB/s proti 1.2GB/s s povprečnim prenosom 650MB/s proti 840MB/s. Sicer cifre govorijo svoje, ampak ali res rabim tako pasovno širino , ki jo nudi RDRAM , če si zraven omislimo ceno.
Peak bandwidth
Average bandwidth
Comments
Pentium II/III with 133MHz FSB
1GB/s
250MB/s
93% reach cache
AGP 4X
1GB/s
200MB/s
take the frame buffer size equal to 8MB
PCI for 33MHz
132MB/s
66MB/s
Total
2.1GB/s
516MB/s
In če si iz zgornje tabele omislimo maximalno pasovno širino za današnjo uporabo , ugotovimo da niti 800MHz RDRAM ne pride niti blizu s potrebno pasovno širino sistema . Toda za povprečno pasovni širino , pa zadostuje tudi PC100 SDRAM.
--------------------------------------------------------------------
PRIHODNOST SPOMINA
Morre law :
Največji problem spomina (RAM) , je v tem da ni sledil Moorovega zakona , ki predvidi da se kompleksnost mikroprocesorja podvoji na vsakih osemnajst mesecev.To drži za dvajset let nazaj , žal pa ne za spomin.
Prvi procesor , ki je pokazal hitrostno mejo spomina je bil procesor 486DX2 , ki je tekel z dvakratno hitrostjo kot FSB (front side bus) , ki ta procesor povezuje s spominom. Množilnik 2X je bil do neke mere kontraverzen , namreč zato , ker bi DX2 tekel veliko hitreje kot pa vzemal podatke s spomina .Dvakratno povečanje hitrosti procesorja se je pokazal le 1.5 kratno povečanje hitrost procesorja. Ker hitrejšega spomina ni bilo na voljo , kot standardnega DRAM`a je Intel potiskal množilnik frekvence , tako da so procesorji sledili Moor`ovemu zakonu. Tako današnji PIII 600 izvrši šest ciklov proti enemu urinemu ciklu , ki ga izvrši spomin. (600MHz(PIII)/100MHz(RAM) = 6x množilnik).
Tu pa pride na vrsto Cach , ki deluje s frekvenco procesorja. Ker zahteva po branju traja ponavadi dva do tri cikle da se izvrši , se uporabljajo različne metode preskoka te luknje. Ena izmed teh tehnologij je ti. multi-layered cache.
Za informacijo :
CPU izvaja veliko število inštrukcij zaporedoma (v sekvenci) , ko izvaja program. Tu je potrebno do šest korakov da se dekodera inštrukcija , seveda v odvisnosti od zahtevnosti le te. Moderni CPU so pipelined ter superscalar , tako da se lahko izvede inštrukcija v enem ali dveh ciklih namesto šestih. To pa zelo poveča zahteve po prepustnosti spomina.
CACH :
Cach sedi med procesorjem ter glavnim spominom , ter daje informacije procesorju , pač kar ma shranjeno. Ker je cach zelo majhen v primerjavi z glavnim spominom , je v njem shranjeno le prekratkim uporabljeno informacijo , ki jo je procesor rabil oz. izvrgel.
L1 cach se nahaja na samem procesorju , in teče s hitrostjo procesorja, toda ta cach je zelo zahteven za izdelavo in ponavadi zavzema 80% samega procesorja.
L2 cach se je včasih nahajal na matičnih ploščah ter se je preselil na procesorje , ter je sedaj v samem procesorju.L2 cah komunicira s procesorjem v 128bitnem ali pa 64 bitnem vodilu Ker je L2 cach zelo blizu procesorju lahko teče le z delom frekvence procesorja , ponavadi polovica le te frekvence.
L3 cach ki ga poznamo iz Alpha sistemov pa uporabljajo L3 cach velikosti od 1 do 16MB.
Flush that cach :
Dodajanje več cacha ne reši problema , temveč probleme še poveča. Cach mora biti neviden programski opremi , tako da ohranja kompatibilnost za nazaj , tako da software misli da komunicira z glavnim spominom. Opravljanje s cachom je zaradi hitrosti izvedeno hardwersko , kar pa se doda k kompleksnosti sistema ter tudi ceni le tega .
V multitasking okolju se vsakemu programu dodeli del časa CPU enote. Ko čas izvajanja preteče , operacij sistem prklopi na drug proces , pri tem pa je informacija v cachu neuporabna za naslednji proces , tako da jo je treba izprazniti cach (flushing the cach) .V teh primerih je hitrost glavnega spomina zelo pomembmbna , saj sedaj procesor jemlje informacije iz glavnega spomina in tako polni cach.
Intlova stran :
Ko je AMD dosegel da lahko proizvaja procesorje kompatibilne z x86 serijo , so lahko kupci izbirali med različnimi proizvajalci strojne opreme ,ki je bila kompatibilna med sabo. To pa je pomenilo nižjo ceno za kupca , toda manjši profit za Intla.
Ker je bil AMD s serijo K5 ter K6 procesorjev zelo uspešen , se je intel lotil projekta drugače in sicer s pomočjo patentov.Patent za Slot 1 je povzročil , da AMD ni mogel izdelovati procesorje za nove plošče. To je pomenilo da , če ima AMD še tako dober procesor , je neuporaben brez nove plošče.
VIA pride na pomoč:
Na vso srečo kupcev , je imel Amd zlato rezervo , in sicer VIA technologies , ki je še naprej razvijala socket 7 sisteme , ki so imeli vse kar imajo Slot 1 plošče.
Intlova frustracija :
Frustriran Intel , ki ni mogel kontrolirati chipsetov ter trga matičnih plošč se je odločil da velik del svojih financ ter inžinirjev uporabi v razvoj novega spomina ti. Rambus.
Princip Rambus spomina izhaja iz RISC arhitekture. Teorija temelji na tem da se poenostavi kompleksnost spomina.V teoriji zadeva deluje superiorno, toda tu so tudi problemi. Zaradi visokih frekvenc , se spominski moduli zelo grejejo , in imajo svoje hladilnike , ter ventilatorje. To pa tudi ni zadosti. Vpeljani so štirje načini delovanja od active pa vse do power down načina. Čas ki je potreben da Rambus preklopi med power down načinom v active način je 100ns , kar da teoretičnih 100MB/s , to pa je le ena šestnajstina prenosa.
Dodatne težave Rambusa :
Težave so tudi s proizvodnjo RDRAM`a.Izdelovalci spomina so v težavah, saj hočejo izdelovati dobre PC66 , PC100 , PC133 ter RDRAM chipe , to pa pomeni za vsak chip ter PCB druga linija. Čeprav je Intel ogromno investiral v nadgradnjo Korejskih ter Taiwanskih tovarn za proizvajanje 400MHz chipov , je to porodilo malo sadov. Da nebi izpadlo , da RDRAM ne prihaja po urniku , se je Intel izmislil dve cenejši varianti , in sicer 300MHz ter 350MHz verzijo . Kljub temu pa so RDRAM`i zelo dragi , saj še vedno držijo ceno nad 1000$ za 128 MB.
PC133 & PC266
Luknjo , ki je nastala z opustitvijo odprti standard za PC100 ter prešel na RDRAM , kjer mora vsak plačati če uporablja RDRAM , je VIA uporabila tako , da je združila konzorcij proizvajalcev spominskih čipov , ter izdala novi odprt standard PC133.PC133 je evolucija 6ns DIMM SDRAM specifikacije , ki se razlikuje od PC 100 specifikacije , da se je frekvenca dvignila na 133MHz. PC133 je zapolnil potrebo po pasovni širini PIII procesorjev , ter prihajajočega 1GHz Atholon procesorja.
VIA`jin adut je 133MHz Double Data Rate SDRAM , pod imenom PC266.PC266 je direktna konkurenca RDRAM`u saj ima max prenos 2.1GB/s proti 1.6GB/s za RDRAM. Toda s slabšim izkoristkom dosega isto poprečno pasovno širino kot RDRAM , a le za delček cene RDRAM`a. Prav tako pa VIA načrtuje PC333 ter PC400 sisteme , za naslednje leto.
Za zakluček :
Edini , ki bomo profitirali v bitki med Intlom & VIA &OEM , bomo kupci . Seveda finančno.
Toda , kot kaže je Intlova strategija spet udarila nazaj.Intel je klub svoji predanosti do RDRAM`a moral vpeljati v Solano chipset podporo PC 133 SDRAM`u , saj se njegov i820 chipset s PC100 SDRAM`om ne more kosati niti z starim BX chipsetom , pa čeprav ima podporo za AGP 4x ter ATA-66 standardom.
-----------------------------------------------------------------------
