新式DRAM存取技术倍增超频性能

微处理器的频率频率可以经由过程很多方法大年夜幅增长，但却受限于主存储器的机能而必须降低其频率频率来保持计算机体系的稳定性。本文经由过程对于静态随机存取内存(SRAM)单位缩减构造面积的研究，提出一种新的存取技巧，可望晋升动态随机存取内存(DRAM)单位的拜访速度。

图1显示SDRAM的扼要功能方块图，行地址选通旌旗灯号(CAS#)是根据预充电而设计的延迟控制讯号，亦即无预充电则不必分时控制列地址选通旌旗灯号(RAS#)、CAS#。差动频率讯号(CLK, CKE)的频率是基于微处理器的工作频率，数据樊篱讯号(DQM)对应差动频率讯号的边沿;这些讯号用于进行同步传输功课。对于感测放大年夜器以及写入驱动器的设备筹划，平日根据外部数据总线的位宽度而设计雷同的数量，然而，可以导入并行存取的办法来增长存取效力，是以增长了行地址的位宽度以选择同列不合行的感测放大年夜器与写入驱动器。这种办法产生了丛发模式(burst mode)以及同列存取，但并不会增长拜访速度，并且还要进行同步传输功课，所以须要数据缓存器。

超频与内存的接洽关系性

晋升供给电压以及降低情况温度有助于增长微处理器、芯片组、主存储器的频率频率，这是对于计算机体系履行超频(overclock)的实体特点;微处理器、芯片组、主存储器、主板的┞符体电路设计，则是用于履行超频的硬件特点。此外，保持操作体系(OS)以及应用法度榜样在履行时的稳定性，是在超频之后的软件特点。

在超频进行中，某些应用法度榜样会有频繁的数学计算以及大年夜量的数据存取，这时可能产生跨越晶粒封装材料或外部散热装配的散热效力，是以须要主动超频的技巧来监督体系以及调剂频率频率。另一种主动超频是为了确认哪些安装在主板汕９依υ?处理器、芯片组、主存储器搭配的外部散热装配可以或许达到超频极限。当根本输入输出体系(BIOS)的法度榜样代码参加这一主动超频的功能时，小我计算机(PC)就不必进入OS，也就是不必接上任何磁盘驱动器，就能敏捷获得超频的极限值，并且削减磁盘驱动器的磨损。

因为微处理器对于外围装配的数据存取会经由过程主存储器来处理，所以主存储器的稳定性影响着微处理器的履行，即使可以或许对微处理器进行超频也必须拥有可合营大年夜幅超频的主存储器，这就是超频内存模块的用处。

数据传输接口

图1：SDRAM的扼要功能方块图

图2显示SDRAM的敕令序列，重要参考美光科技(Micron Technology)产品型号为MT48H8M16LF (Mobile SDRAM)的规格表而来。在各敕令序列之中，最纯真的敕令序列是单一攫取以及单一写入，由此可清跋扈SDRAM的根本功课规矩。在图中所表示的敕令序列是先履行预充电(PRE)，然后活化(ACT)，最后履行攫取或写入存取(RD或WR)，如斯轮回。

图2：SDRAM的敕令序列：单一攫取或单一写入

单倍数据速度同步动态随机存取内存(SDR SDRAM)数据传输接口重要针对DRAM的存取特点，因为DRAM须要经由更新功课来保持储存状况，并且在攫取时代须要额外履行回写功课;固然在写入时代没有额外的功课，但也须要一段时光才能完成储存，这也相当于履行回写功课的时光。因为DRAM的写入以及回写时光皆弘远年夜于高速微处理器内部的频率时光，所以SDRAM根据如许的存取特点而设计数据传输接口的各类讯号与功课法度榜样。 SDRAM在成长至双倍数据速度(DDR)之后的机能价格比皆优于其它数据传输接口(如Rambus DRAM;RDRAM)。如今，DDR SDRAM又区分为标准型以及行动型。

图中，频率时光(tCK)是大年夜此次频率边沿至下次频率边沿为止的时光。列地址选通预充电时光(tRP)是大年夜PRE敕令至ACT敕令为止的时光。列地址选通至行地址选通延迟(tRCD)是大年夜ACT敕令至RD敕令或WR敕令为止的时光。行地址选通埋伏(CL)是大年夜RD敕令开端等待一段时光，并且以tCK为根本单位，然后乘上倍数。写入时光(tWR)是大年夜WR敕令至PRE敕令为止的时光;别的还可以tCK为根本单位，然后乘上倍数，如同业地址选通埋伏的计时办法，是以定名为行地址选通写入埋伏(CWL)。列地址选通时光(tRAS)是大年夜ACT敕令至PRE敕令为止的时光。更新敕令时代(tRC)是大年夜此次ACT敕令至下次ACT敕令为止的时光。

SDRAM的存取效力来自丛发模式以及同列存取，并且由此达到数据传输接口的传输速度。如不雅要频繁进入同列存取那么还要在软件层级之上对数据构造与数据处理进行优化的安排;关于数据构造的优化像是先分析会被频繁存取的数据字段，然后将这些数据字段归并在同一数据构造，使得这些数据字段可以储存在主存储器内部的雷同列地址;关于数据处理的优化像是削减同时对不合数据构造进行交互运算以及交叉存取。

如不雅产生丛发模式以及同列存取的机率太低，那么存取效力会大年夜打扣头，并且数据传输接口的传输速度会低于DRAM单位的零丁写入速度。这大年夜单一攫取以及单一写入的敕令序列来看则能明白这二者皆要履行预充电，然则DRAM单位在写入特点上不必进行预充电，然而，这是为了合营丛发模式以及同列存取而设计成雷同的敕令序列，所以在SDRAM的传输技巧之下，软件对于数据处理的设计也会影响法度榜样代码的履行速度。如不雅计算机软件未能针对丛发模式进行优化，但又要晋升履行速度，这会有三种选择，一是超频，二是进级主存储器，三是进级PC。

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