Vrste memorijskih modula

Izbor prave memorije nije tako jednostavan jer treba znati šta označavaju skraćenice kao što su SIMM, DIMM, DRAM, SDRAM, RDRAM, FPM, EDO ili DDR

Kao što znamo, kompjuterski sistemi su modularni i sastoje se od komponenti koje zajedno čine jednu celinu. Zato je skoro nemoguće izdvojiti neki od tih „sastojaka” i reći da je baš on glavni deo kompjutera. Ipak, činjenica je da jezgro kompjutera čine matična ploča i dve najbitnije komponente na njoj – procesor i memorija. Izbor memorije u velikoj meri utiče na brzinu i stabilnost sistema. Međutim, izbor memorije se ne svodi samo na izbor proizvođača i modela, već i na izbor odgovarajuće tehnologije koja je zastupljena na datoj matičnoj ploči. Zbog toga smo napravili pregled osnovnih konstrukcija i tehnologija memorijskih modula od početaka kućnih računara do danas i ukratko predstavili svaku od njih.

Podela memorije

Kada se uopšteno govori o memoriji, osnovna podela je na ROM, RAM i hibrid ta dva tipa. Iz ROM-a podaci mogu samo da se čitaju pa otuda i ime Read Only Memory. Postoji više vrsta ROM-a od kojih je prvi i najosnovniji onaj u kojem su instrukcije hardverski upisane rasporedom tranzistora unutar čipa. Takve memorije se i danas upotrebljavaju pod imenom Masked ROM i njihova osnovna prednost je niska cena proizvodnje (kada se pravi veliki broj čipova). Sledeći korak je PROM (Programmable ROM) koji dolazi neprogramiran. Podaci se u njega upisuju programatorom koji pušta struju na ulazne pinove čipa. Kada se PROM jednom programira, njegov sadržaj je nemoguće izmeniti. Sadržaj EPROM-a (Erasable and Programmable ROM) upisuje se na isti način, ali ga je moguće brisati i ponovo upisati neograničen broj puta. EPROM se briše osvetljavanjem površine čipa UV svetlošću kroz stakleni prozorčić.

Često se kao suprotnost ROM-u uzima RAM. Skraćenica od Random Access Memory znači da se podacima pohranjenim u memoriji može pristupati nasumično. Da ne bude zabune, i ROM omogućava nasumično čitanje podataka. Ime Random Access Memory potiče iz vremena kada je bilo uobičajeno da se podaci iz memorije čitaju sekvencijalno pa je taj naziv ostao do danas iako to nije glavna osobina ove memorije. Osnovna razlika između RAM-a i ROM-a je što se u RAM neograničeno upisuje i briše, ponekad i nekoliko puta u sekundi, ali je za čuvanje podataka neophodna struja. Uža podela RAM-a je na SRAM (statički RAM) i DRAM (dinamički RAM). SRAM čuva podatke dokle god čip dobija struju, dok je podatke u DRAM-u potrebno osvežavati i pored toga što čip konstantno dobija struju. DRAM kontroler konstantno osvežava sadržaj memorije i omogućava da se DRAM ponaša kao SRAM. Čemu onda postojanje oba tipa memorije? SRAM je oko četiri puta brži od DRAM-a, ali je zato i puno skuplji i zauzima više mesta. Zbog toga se SRAM koristi tamo gde su potrebne male količine brze memorije, kao što je L1 i L2 keš procesora. Drugo pitanje je zašto je sadržaj DRAM-a neophodno obnavljati, a SRAM-a ne. Konstrukcija DRAM-a je izuzetno jednostavna – svaki bit memorije sastoji se od jednog tranzistora i jednog kondenzatora (za razliku od šest i više tranzistora po bitu kod SRAM-a). Ukoliko u kondenzatoru ima struje, vrednost je „1”, a ako nema, onda je „0”. Pošto su kondenzatori jako mali, oni veoma brzo gube struju pa je njihov sadržaj potrebno često osvežavati u periodima od nekoliko milisekundi. Kod SRAM-a se podatak da li je bit „0” ili „1” dobija na osnovu napona na izlazu tzv. flip-flop kola.

Kako se tehnologija razvijala tako je linija koja razdvaja RAM i ROM počela da bledi i javlja se veliki broj memorija koje spadaju u hibridne. Njihov sadržaj je moguće menjati neograničen broj puta, ali im ne treba osvežavanje kako bi ga čuvale. Takve su EEPROM i flash memorija kao naslednici ROM-a i NVRAM kao izdanak SRAM-a. EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) se briše pomoću softvera. Ovaj najfleksibilniji tip ROM-a se koristi za čuvanje BIOS-a u računarima. Sporiji je od RAM-a i skuplji. Flash memorija je veoma slična EEPROM-u, samo što je brža prilikom pristupanja i jeftinija. Razlika je u tome što flash memorija radi sa sektorima, a ne bajtovima, zbog čega je i brža. NVRAM (non-volatile RAM) u stvari predstavlja SRAM s baterijom koja čuva integritet sadržaja.

Vrste RAM-a

Kao što smo rekli, dinamički RAM se koristi kao sistemska memorija u računarima. Radi lakše manipulacije, memorija se ugrađuje na memorijske module koji su se tokom razvoja računarske industrije menjali. Memorija se razlikuje po izgledu i tipu tehnologije. Kada se izgled, to jest tzv. faktor oblika (form factor) uzima u obzir, gledaju se dimenzije memorijskog modula i broj i raspored kontakata (pinova). Najveći broj kompjuterskih sistema podržava samo jedan tip memorijskih modula, mada u prelaznim periodima ploče često podržavaju dva tipa memorije (po starijem, odlazećem i novijem, dolazećem standardu). Osnovni faktori oblika memorijskih modula su SIMM, DIMM, SO-DIMM, RIMM i SO-RIMM. Razlikovanje memorijskih modula po upotrebljenoj tehnologiji znatno je komplikovanije jer potpuno različiti tipovi memorije mogu koristiti isti faktor oblika. Glavne tehnologije u upotrebi kod memorija su FPM, EDO, SDRAM, DDR SDRAM i DDR2 SDRAM i Direct Rambus.

SIMM

SIMM 30 pin

Prvi memorijski moduli koji su se masovno proizvodili bili su 30-pinski SIMM-ovi (Single In-line Memory Module) koji su radili na 5 V. Mogli su da budu bez pariteta (tada su imali dva ili osam čipova po SIMM-u) ili sa paritetom (imali su tri ili devet čipova po SIMM-u). Pravili su se sa kapacitetima između 256 KB i 8 MB i morali su da se instaliraju u paru. Podatke su prenosili osmobitno i korišćeni su u 286, 386 i ranim 486 i Appleovim računarima.

SIMM 72 pin (EDO)

Vrlo brzo u upotrebu su ušli 72-pinski moduli. Mogli su da budu bez pariteta ili sa njim i dolazili su sa kapacitetima od 4 MB, 8 MB, 16 MB i 32 MB. Proizvodili su se za dve voltaže, od 5 i 3,3 V. Ovi moduli su bili 32-bitni i korišćeni su u kasnijim 486 i ranim Pentium računarima, kao i u kasnijim modelima Appleovih računara. Kod većine 486 ploča bilo je moguće staviti jedan 72-pinski SIMM, dok su Pentium i PowerMac zahtevali SIMM-ove u paru.

DIMM

Kako je rasla potreba za većom količinom radne memorije, a raspoloživ prostor na matičnoj ploči se smanjivao, tako se javilo DIMM (Dual In-line Memory Module) rešenje. Radi se o modulima koji imaju odvojene pinove s obe strane memorijske ploče, a njihov broj može biti 100, 168 ili 184 (i SIMM-ovi imaju pinove s obe strane ploče, ali su odgovarajući pinovi međusobno spojeni).

DIMM 100 pin

U štampačima se koriste stopinski DIMM-ovi, a kapacitet im se kreće između 16 i 128 MB. Podatke prenose 64-bitno, a postoje u varijantama FPM i EDO, kao i SDRAM.

Najrasprostranjeniji su 168-pinski moduli. Kao FPM i EDO moduli rade na naponima od 3,3 i 5 V, a kao SDRAM na 5 V. Podatke prenose 64-bitno i dolaze u kapacitetima od 16, 32, 64, 128, 256, 512 MB i 1 GB. Imaju dva zareza na osnovi koja ide u memorijski slot.

DIMM moduli sa 184 pina su po dimenzijama identični 168-pinskim. Kako bi se izbeglo ubacivanje u pogrešan slot, imaju samo jedan zarez na osnovi. Rade na 2,5 V i podatke prenose 64-bitno. Ovaj oblik modula koriste DDR SDRAM memorije.

Memorijski moduli sa 240 pinova rade na 1,8 V i imaju 64-bitni protok. Ovaj oblik se upotrebljava za DDR2 memorijske module. Pošto ovi moduli nisu kompatibilni sa 184-pinskim DDR slotovima zbog različite konfiguracije pinova i voltaže, zarez na osnovi se nalazi na drugom mestu.

FPM DRAM

FPM (Fast Page Mode) bio je uobičajeni standard za DRAM. Memorijske ćelije u čipu su organizovane po redovima (rows ili pages). Svaka ćelija ima svoju adresu sačinjenu od rednog broja reda i rednog broja u okviru reda. FPM ubrzava pristup memoriji tako što je dovoljno samo jednom navesti broj reda za očitavanje različitih ćelija u okviru istog reda, a ne svaki put kompletnu adresu ćelije.

EDO DRAM

EDO (Extended Data Out) bio je sledeća inovacija u memorijskim tehnologijama koja je korišćena u konfiguracijama bez pariteta, od Pentiuma nadalje. EDO je sličan FPM-u, ali je dodatno ubrzavao uzastopna čitanja memorijskih ćelija tako da je pružao ubrzanja od 10 do 15 odsto u odnosu na FPM.

SDRAM

DIMM 168 pin (SDRAM)

SDRAM (Synchronous DRAM) koristi takt magistrale kako bi sinhronizovao ulaz i izlaz signala koji je opet sinhronizovan s taktom procesora. Na taj način procesor zna kada će podaci biti dostupni i može da se bavi nečim drugim do tog trenutka. Ova tehnologija je znatno brža od FPM i EDO DRAM-ova. SDRAM se vezuje za takt pa u oznaci ima i vrednost brzine magistrale u megahercima (na primer, PC66 SDRAM). PC100, PC133 i PC150 SDRAM-ovi ispunjavaju Intelovu specifikaciju za proizvodnju memorijskih čipova koji rade sa čip-setom i440BX koji je radio na 100/133 MHz.

DDR SDRAM

DIMM 184 pin (DDR)

Double Data Rate SDRAM je razvijen na temeljima PC100/PC133 tehnologije. Za razliku od SDRAM-a, DDR SDRAM podržava dve operacije po ciklusu tako da radi duplo brže od odgovarajućeg SDRAM-a. Tako u sistemu s magistralom od 100 MHz DDR memorija radi na 200 MHz. Oznake memorijskih čipova imaju vrednost na kojoj rade (recimo DDR200). Oznake DDR modula se prave na osnovu njihovog maksimalnog protoka u sekundi (pa se tako DDR DIMM koji radi na 200 MHz naziva PC1600 DIMM jer ima protok od 1600 Mbit/s).

Ovde je bitno naglasiti da tzv. Dual Channel tehnologija koja duplira maksimalni protok nije oznaka posebnog tipa DDR memorije, već karakteristika ploče koja ima dva memorijska kontrolera i na taj način efektivno duplira protok. Bilo koji DDR modul može da radi kao Dual Channel, bitno je samo da se u ploču stave dva (tehnološki) identična modula po kanalu.

DDR2 SDRAM

DIMM 240 pin (DDR2)

DDR2 je evolucija DDR memorije koja nudi veće brzine, veći protok i manju potrošnju i zagrevanje. Nomenklatura je ista kao kod DDR-a, pa tako memorijski čip koji radi na ploči s magistralom od 200 MHz ima brzinu 400 MHz i oznaku DDR2-400, a oznaka odgovarajućeg modula je PC2-3200.

SO-DIMM

SODIMM 72 pin

Small Outline DIMM Module je podvarijanta DIMM modula koja se ugrađuje u prenosne računare. Ovi moduli su malih dimenzija i imaju 72, 144 ili 200 pinova. Oni sa 72 pina su kapaciteta 8, 16 i 32 MB i nuđeni su kao FPM i EDO moduli voltaže 3,3 V. Njihov protok je 32-bitni i ugrađivani su u Pentium II laptope.

SODIMM 144 pin (SDRAM)

Oni sa 144 pina su korišćeni u PC66 i PC100 SDRAM laptopima i pružaju 64-bitni protok. Kapacitet im je između 16 MB i 256 MB po modulu.

SODIMM 200 pin (DDR)

Dvestapinski su najsavremeniji i u pitanju su DDR SO-DIMM, kao i DDR2 SO-DIMM moduli. Razlika između poslednja dva je u voltaži na kojoj rade i u zarezu na osnovi.

RIMM

RIMM

RIMM (Rambus In-line Memory Module) jeste 184-pinski modul prekriven aluminijumskim hladnjacima jer se ovaj tip memorije mnogo greje zbog velike brzine pristupa (600, 700, 800 MHz) i protoka od samo 16 bita. Takođe, sami čipovi su prilično osetljivi. Ovi moduli rade na naponu od 2,5 V koji se interno spušta na 0,5 V kada god je moguće, kako bi se smanjilo zagrevanje. Zarezi na osnovi sprečavaju stavljanje RIMM modula u DDR slotove. Na ovom faktoru oblika se nalaze samo Direct Rambus memorijski moduli.

SO-RIMM

SORIMM

Small Outline RIMM je isto što i SO-DIMM u odnosu na DIMM. U pitanju je 160-pinski memorijski modul koji radi na 2,5 V i po izgledu podseća na SO-DIMM, osim što ima zareze na osnovi na različitom mestu i aluminijumske hladnjake preko čipova.

RDRAM

RDRAM (Rambus DRAM) ili Direct Rambus je inovativna tehnologija koja je bila neuporedivo brža od konkurentskih kada se pojavila (300 odsto u poređenju sa tadašnjom SDRAM tehnologijom). Ova tehnologija se bazirala na 16-bitnom Direct Rambus kanalu koji je radio na taktu većem od sistemskog (400 MHz). Direct Rambus memorije rade na taktu duplo bržem od te magistrale, a u imenu oznake se nalazi njihova brzina (recimo, PC800). Na taj način je postizan protok od 1600 Mb/s (što se može upoređivati sa DDR memorijom).

• • •

Ovaj tekst treba da posluži kao priručnik za snalaženje u moru različitih sistemskih memorija. Dat je kompletan pregled svih faktora oblika uz osnove memorijskih tehnologija. Nešto od pojedinosti vezanih za rad i podešavanje memorije dali smo u tekstu koji se bavio podešavanjima opcija BIOS-a (SK 1/2005). Postoje mnoge teme vezane za rad memorije u računaru kojih se nismo dotakli u ovom tekstu, ali nam je cilj da vas postepeno uvedemo u zamršeni svet memorijskih modula bez kojih nijedan računarski sistem ne bi mogao da funkcioniše.

Ivan ČABRILO