Chapter 5

Bản ghi

1 Chương 6: Quản lý bộ nhớ

2 Mục tiêu Trong chương này, bạn sẽ học: Các loại bộ nhớ vật lý khác nhau và nguyên lý làm việc của chúng Cách nâng cấp và khắc phục sự cố liên quan đến bộ nhớ 2

3 Bộ nhớ bán dẫn 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 8

9 9

10 10

11 RAM trên bo mạch chủ RAM tĩnh (SRAM) RAM động (DRAM) Phải được làm tươi mỗi vài phần triệu giây Bộ điều khiển bộ nhớ làm tươi nó DRAM được lắp trên DIMMs hoặc RIMMs RAM cung cấp vùng đệm cho bộ nhớ 11

12 RAM trên bo mạch chủ (tiếp) Hai khe cắm cho các thanh DIMM bổ sung Hình 5-1 DRAM trên phần lớn bo mạch chủ hiện tại được thiết kế dưới dạng DIMM (Dual In-Line Memory Module Module bộ nhớ hai hàng chân) 12

13 RAM trên bo mạch chủ (tiếp) Chip SRAM quản lý bộ nhớ đệm Các chấu cắm lựa chọn kích thước bộ nhớ đệm Hai chip SRAM, mỗi chip 128 KB Khe cắm bộ nhớ đệm (COAST Cache On A STick) Hình 5-2 SRAM trên các bo mạch chủ cũ hơn được thiết kế dưới dạng các chip riêng lẻ, và bo mạch cũng có các khe cắm COAST 13

14 RAM trên bo mạch chủ (tiếp) Bộ nhớ chính (DRAM) Bộ nhớ đệm (SRAM) DRAM cần được làm tươi liên tục Chậm hơn SRAM vì cần thời gian làm tươi Được thiết kế theo các dạng: DIMM, SIMM và RIMM Các kỹ thuật: FPM EDO BEDO SyncLink SDRAM (SLDRAM) Synchronous DRAM (SDRAM) Double Data Rate SDRAM (DDR, DDR SDRAM, hoặc SDRAM II) Direct Rambus DRAM Được cấp địa chỉ bộ nhớ SRAM không cần làm tươi Nhanh hơn nhưng đắt hơn Được đặt trên module COAST trên bo mạch chủ hoặc trên một chíp đơn, hoặc được thiết kế bên trong CPU Các kỹ thuật: Synchronous SRAM Burst SRAM Pipelined burst SRAM Asynchronous SRAM Housed within the processor case (new trend) Không được cấp địa chỉ bộ nhớ Bảng 5-1 Các loại RAM (SRAM và DRAM) 14

15 Các công nghệ RAM tĩnh Cho phép truy cập nhanh hơn so với DRAM Các chíp nhớ được làm bằng các transistors (các chuyển mạch) 15

16 Các công nghệ RAM tĩnh (tiếp) Transitor SRAM có thể giữ được trạng thái điện SRAM đắt hơn so với DRAM 16

17 Các công nghệ RAM tĩnh (tiếp) Bộ nhớ đệm Bộ nhớ đệm L1 Bộ nhớ đệm L2 Bộ nhớ đệm L2 Bộ nhớ đệm L3 Bộ nhớ đệm L3 Vị trí Được thiết kế bên trong CPU. Hiện tại mọi CPU đều có bộ nhớ đệm L1 Bên trong chip CPU. Chip CPU đầu tiên chứa bộ nhớ đệm L2 là Intel Pentium Pro Trên bo mạch chủ của các hệ thống cũ Bên trong chip CPU. Cách xa CPU hơn so với bộ nhớ đệm L2. Chip CPU Intel Itanium có chứa bộ nhớ đệm L3 Trên bo mạch chủ khi trong chip CPU có bộ nhớ đệm L2. Bộ nhớ đệm L3 được sử dụng với một số bộ vi xử lý AMD Bảng 5-2 Vị trí của bộ nhớ đệm trong hệ thống 17

18 Nguyên lý làm việc của bộ nhớ đệm Cần một phần SRAM và bộ điều khiển bộ nhớ đệm Bộ điều khiển dự đoán dữ liệu hoặc mã lệnh tiếp theo mà CPU sẽ yêu cầu 18

19 Nguyên lý làm việc của bộ nhớ đệm (tiếp) Lưu dữ liệu hoặc mã lệnh này vào SRAM Hầu hết mọi hệ thống đều có bộ nhớ đệm bên trong con chíp CPU 19

20 Nguyên lý làm việc của bộ nhớ đệm (tiếp) Hình 5-3 Một bộ nhớ đệm (SRAM) lưu dữ liệu tạm thời mà CPU sẽ yêu cầu 20

21 Các công nghệ RAM động DRAM được lắp trên các mô-đun DIMM, RIMM hoặc SIMM Được cắm trực tiếp vào bo mạch chủ Khác biệt ở băng thông truyền dữ liệu và cách thức dữ liệu được truyền từ đường truyền dữ liệu (bus) tới mô-đun bộ nhớ 21

22 Các công nghệ RAM động (tiếp) SIMM 30 chân SIMM 72 chân DIMM 168 chân DDR DIMM 184 chân RIMM 184 chân Hình 5-4 Các loại mo-đun RAM 22

23 Các công nghệ RAM động (tiếp) Kỹ thuật Miêu tả Được sử dụng với Conventional (Thông thường) Fast page (FPM) Extended data out (EDO) Burst EDO (BEDO) Được sử dụng trong các PC đầu tiên, hiện nay không sử dụng Nâng cao khả năng truy nhập so với bộ nhớ thông thường. Hiện tại FPM rất ít được sử dụng Cải tiến phiên bản FPM để nâng cao khả năng truy cập. Có thể vẫn thấy trên các bo mạch chủ cũ Cải tiến phiên bản EDO để nâng cao đáng kể khả năng truy cập. Hiện tại rất hiếm khi được sử dụng do Intel không hỗ trợ SIMM 30 chân SIMM 30 chân hoặc 72 chân DIMM 168 chân SO-DIMM 72 chân SIMM 72 chân DIMM 168 chân SO-DIMM 72 chân SIMM 72 chân DIMM 168 chân Bảng 5-3 Các công nghệ RAM động 23

24 Các công nghệ RAM động (tiếp) Kỹ thuật Miêu tả Được sử dụng với Synchronous DRAM (SDRAM) - DRAM đồng bộ DDR (Double- Data Rate) SDRAM Rambus DRAM (RDRAM) SDRAM chạy đồng bộ với đồng hồ hệ thống và được tạo tốc độ bởi tốc độ đồng hồ, trong khi các bộ nhớ kiểu khác chạy độc lập (hoặc chậm hơn) đồng hồ hệ thống Một phiên bản nhanh hơn của SDRAM, là loại bộ nhớ phổ biến nhất hiện nay RDRAM sử dụng đường truyền dữ liệu hệ thống tốc độ cao hơn (80 MHz hoặc 1066 MHz). Hiện tại, một module RIMM có thể có đường truyền dữ liệu 16 bit hoặc 32 bit DIMM 168 chân, 66/100/133/150 MHz. SO-DIMM 144 chân, 66/100/133 MHz DIMM 184 chân, 200/266/300/333/370/400 MHz SO-DIMM 200 chân, 266MHz RIMM 232 chân, 1200 MHz, sử dụng đường truyền dữ liệu 32 bit RIMM 232 chân, 800 MHz, sử dụng đường truyền dữ liệu 32 bit RIMM 184 chân, 1066 MHz, sử dụng đường truyền dữ liệu 16 bit RIMM 184 chân, 800 MHz, sử dụng đường truyền dữ liệu 16 bit Bảng 5-3 Các công nghệ RAM động (tiếp) 24

25 RAM trên bo mạch chủ (tiếp) Các công nghệ SIMM (Single In-Line Memory Module - module bộ nhớ một hàng chân) Được đo bằng nanô giây Các công nghệ DIMM (Dual In-Line Memory Module - module bộ nhớ hai hàng chân) Được đo bằng MHz hoặc sự phân loại PC Các công nghệ RIMM (Rambus Inline Memory Module - module bộ nhớ Rambus) Được đo bằng MHz hoặc sự phân loại PC 25

26 Các công nghệ DIMM Vết đánh dấu trên một thanh DIMM 168 chân (3,3 V, không có bộ nhớ đệm) Hình 5-5 Vị trí của hai vết đánh dấu trên một thanh DIMM xác định kiểu của nó và mức điện áp, cũng ngăn chặn việc cài đặt thanh DIMM không thích hợp lên bo mạch chủ 26

27 Các công nghệ RIMM RIMM 184 chân Hình 5-6 C-RIMM hoặc RIMM cần phải được cài đặt trên các khe cắm RIMM trên bo mạch chủ 27

28 Kiểm tra lỗi và bit chẵn lẻ Thủ tục kiểm tra lỗi Mỗi byte sẽ có một số chẵn hoặc một số lẻ các bit 1 28

29 Kiểm tra lỗi và bit chẵn lẻ (tiếp) Sử dụng bit chẵn lẻ tức là mỗi byte sẽ chiếm 9 bit Bit chẵn lẻ sẽ xác định tính toàn vẹn của các bit lưu trong RAM hoặc được gửi qua các thiết bị trao đổi số liệu 29

30 Kiểm tra lỗi và bit chẵn lẻ (tiếp) Hình 5-7 Tám chíp và chip chẵn lẻ tương ứng với chữ A trong bảng ASCII với chip chẵn lẻ là chẵn. 30

31 Góc trễ CAS và góc trễ RAS Độ trễ truy cập theo cột (CAS latency- Column Access Strobe latency) Độ trễ truy cập theo hàng (RAS latency - Row Access Strobe latency) Số chu trình đồng hồ để viết hoặc đọc một cột hoặc một hàng dữ liệu 31

32 Tốc độ bộ nhớ Tốc độ được đo bằng nanô giây, MHz, hoặc sự phân loại PC Bao nhiêu bộ nhớ được lắp đặt Công nghệ bộ nhớ được sử dụng 32

33 Tốc độ bộ nhớ (tiếp) Phân loại góc trễ truy nhập theo cột. ECC(Error Checking and Correcting Kiểm tra và sửa lỗi)/bit chẵn lẻ hoặc không ECC/không bit chẵn lẻ 33

34 Tốc độ bộ nhớ (tiếp) NHANH CHẬM Dung lượng Công nghệ Loại tốc độ Loại tốc độ Loại tốc độ Kiểm tra lỗi Độ trễ Hình 5-8 Các nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ tổng thể của bộ nhớ 34

35 Cần xem gì khi mua chíp nhớ và các mô-đun bộ nhớ Chân bằng thiếc hoặc bằng vàng Cắm chân thiếc vào kết nối thiếc, chân vàng vào kết nối vàng Các mô-đun được tái sản xuất hoặc đã qua sử dụng Ngày được đánh dấu dưới dạng YYWW Các chíp được đánh dấu lại Bề mặt bị mờ hoặc xám xỉn 35

36 Giá tiền và chủng loại bộ nhớ khi mua Bao nhiêu bộ nhớ có thể gắn trên bo mạch chủ? Xem tài liệu hướng dẫn SIMMs 30-chân Các bo mạch chủ loại cũ, một nhóm gồm 4 thanh SIMM SIMMs 72-chân Một nhóm gồm 2 thanh SIMM. 36

37 Giá tiền và chủng loại bộ nhớ khi mua (tiếp) DIMMs Được gắn trên một mô-đun duy nhất Các mô-đun RIMM Thay thế C-RIMMs để nâng cấp RIMM Đảm bảo các mô-đun bộ nhớ phù hợp với bo mạch chủ Phù hợp về tốc độ và loại SIMMs cho kết quả tốt nhất 37

38 DIMMs Hình 5-9 Bảng này là một phần của tài liệu của bo mạch chủ và nó được dùng để hiển thị độ lớn của DIMM có thể sử dụng được và tính toán tổng bộ nhớ trên bo mạch chủ 38

39 DIMMs (tiếp) Hình 5-10 Tài liệu của bo mạch chủ cho thấy có thể cài đặt một, hai, ba hoặc bốn DIMM 39

40 Các mô-đun RIMM Công nghệ Rambus 4 thiết bị RDRAM mỗi thanh RIMM 6 thiết bị RDRAM mỗi thanh RIMM 8 thiết bị RDRAM mỗi thanh RIMM 12 thiết bị RDRAM mỗi thanh RIMM 16 thiết bị RDRAM mỗi thanh RIMM 128/144 Mb 64 MB 96 MB 128 MB 192 MB 256 MB 256/288 Mb 128 MB 192 MB 256 MB 384 MB 512 MB Bảng 5-4 Cấu hình bộ nhớ của một bo mạch chủ sử dụng RIMM 40

41 Đảm bảo các mô-đun bộ nhớ phù hợp với bo mạch chủ Hình 5-11 Trang Web bán bộ nhớ, ví dụ như trang Web của Kingston, thường cung cấp các thông tin rất tốt hỗ trợ việc chọn đúng module bộ nhớ cho bo mạch chủ 41

42 Đọc các quảng cáo về các mô-đun bộ nhớ Tất cả các yếu tố: Tốc độ, kích thước, và chủng loại mô-đun đều quan trọng Các quảng cáo liệt kê dung lượng bộ nhớ, mật độ, tốc độ, và giá cả 42

43 Đọc các quảng cáo về các mô-đun bộ nhớ (tiếp) Đảm bảo tốc độ DIMM phù hợp với tốc độ bo mạch chủ Đảm bảo các đặc tính khác phù hợp với các đặc tính của bo mạch chủ 43

44 SIMMs Lắp đặt bộ nhớ Hầu hết các mô-đun được cắm vào khe theo một góc nghiêng DIMMs Các chốt nhỏ ở cạnh giữ mô-đun đúng vị trí RIMMs Bắt đầu bằng hàng 0, tiếp theo là hàng 1 Thay thế C-RIMM 44

45 Lắp đặt bộ nhớ (tiếp) Hình 5-13 Lắp đặt module SIMM 45

46 Lắp đặt bộ nhớ (tiếp) Hình 5-14 Lắp đặt module DIMM 46

47 Lắp đặt bộ nhớ (tiếp) Hình 5-15 Lắp module DIMM cào khe cắm bằng cách ấn xuống đến khi hai lẫy khoá vào đúng vị trí 47

48 Lắp đặt bộ nhớ (tiếp) Hình 5-16 Lắp đặt module RIMM vào các khe cắm bắt đầu từ khe số 0 48

49 Tóm tắt nội dung đã học RAM trên bo mạch chủ Các công nghệ RAM Tốc độ bộ nhớ Nâng cấp bộ nhớ Những điều cần lưu ý Giá tiền và chủng loại bộ nhớ khi mua Lắp đặt bộ nhớ 49