Lankide:Olairib/Proba orria
DRAM memoria (RAM dinamikoa, DRAM, Dynamic Random Access Memory edo Ausazko sarbidedun memoria dinamikoa) kondentsadoreez osatutako RAM memoria mota bat da.[1]
Kondentsadoreek karga elektrikoa gordetzen dute eta kargatuta edo deskargatuta egon daitezke, bit-aren bi balio posibleak adierazteko: 0 edo 1. Denborarekin karga galdu egiten dutenez, memoria freskatzea beharrezkoa gertatzen da, 1 balio bitarra gordeta duten kondentsadoreak birkargatzeko. Ordenagailuen memoria nagusia (RAM) eta txartel grafikoa DRAM memoriez osatua egoten da.
Sarrera[aldatu | aldatu iturburu kodea]
DRAM memoria ausazko sarbidea onartzen duen konputagailu-memoria erdieroale mota bat da. Bit bakoitza memoria-gelaxka batean gordetzen da. Gelaxkak, normalean, metal oxido erdieroaleen (MOS) teknologian oinarritzen diren kondentsadore oso txiki batez eta transistore batez osatzen dira. Hala ere, badira bi transistoreko eta kondentsadorerik gabeko diseinua duten DRAM memoria-gelaxkak. Kondentsadorea baduten diseinueetan, kondentsadorea kargatuta edo deskargatuta egon daiteke. Bi egoera horien bidez bit-aren bi balio posibleak adierazten: 0 eta 1.
Kondentsadorean gordeta dagoen karga elektrikoa pixkanaka galdu egiten denez, beharrezkoa gertatzen da memoria freskatzea. Hori egin ezean, kondentsadorean gordetako datuak galduko lirateke. Horretarako, DRAM memoriek kanpoko zirkuitu bat behar dute, aldian-aldian kondentsadoreetako datuak berridazteko eta jatorrizko kargara itzultzeko. Freskatze-prozesu hori DRAM memorien ezaugarri bat da, RAM memoria estatikoetatik (SRAM, Static RAM) bereizten duena, azken horrek ez baitu datuak freskatzeko beharrik. Flash memoria ez bezala, DRAM memoria hegazkorra da, datuak azkar galtzen ditu elikatze-iturria deskonektatzen denean. DRAM memorietan datu-hondarren arazoa neurri batean ematen da.
DRAM memoriak zirkuitu integratuko txip baten forma izaten du. Bertan, milaka milioi memoria-gelaxka egon daitezke. Elektronika digitalean asko erabiltzen dira, kostu txikiko eta ahalmen handiko memoriak behar direnean. Ordenagailuen memoria nagusia (RAM) eta txartel grafikoa DRAM memoriez osatua egoten da. Gailu mugikorretan eta bideokontsoletan ere asko erabiltzen dira. SRAM memoria, aldiz, DRAM baino azkarragoa baina garestiagoa denez, lortu nahi den abiadura memoriaren kostua eta tamaina baino garrantzitsuagoa denean erabiltzen da, prozesadoreen cache memorian, adibidez.
DRAM memoria etengabe freskatu behar denez, SRAM memoriak baino zirkuitu eta prozesu konplexuagoak behar ditu. Hala ere, konplexutasun hori DRAM memorien gelaxken egituraren sinpletasunarekin konpentsatu egiten da: DRAMean bit bakoitzeko transistore bat eta kondentsadore bat besterik ez dira behar, SRAMean, aldiz, lau edo sei transistore behar dira bit bakoitzeko. Horri esker, DRAM memoriek bit kantitate altuak biltegiratzeko ahalmena lor dezakete, bit bakoitzeko kostua murriztuz. Datuak freskatu (eguneratu) beharrak energia kontsumitzen duenez, kontsumo hori kudeatzeko hainbat teknika erabiltzen dira.
2017an DRAMen bit bakoitzeko prezioa %47 igo zen, azken 30 urteetan izandako igoerarik handiena, 1988an %45a igo ondoren. Azken urteotan prezioa behera egin ari da.[2]
Funtzionamendua[aldatu | aldatu iturburu kodea]
Memoria-gelaxka edozein memoriaren oinarrizko unitatea da, sistema digitaletan bit bat gordetzeko gai dena. Gelaxkaren eraikuntzak gelaxkaren funtzionamendua definitzen du, DRAM modernoaren kasuan, eremu-efektuko transistore bat (FET, Field-Effect Transistor) eta kondentsadore bat dira. Oinarrizko funtzionamenduaren printzipioa sinplea da: karga bat kondentsadorean biltegiratzen bada 1 balioa adierazten du, eta kargarik gabe dagoenean 0. Transistoreak kondentsadorea konektatu eta deskonektatzen duen etengailu gisa funtzionatzen du. Mekanismo hori gailu diskretuekin inplementa daiteke. Izan ere, erdieroaleen garaia baino lehenagoko memoria asko transistore-kondentsadore gelaxken tauletan oinarritzen ziren.
Edozein memoria-sistemako gelaxkak bi dimentsioko matrizeen forman antolatzen dira, eta gelaxkak errenkaden eta zutabeen bidez atzitzen dira. DRAM memorian egitura horiek milioika gelaxka dituzte, siliziozko txip-en gainazalean fabrikatzen dira eta osatzen dituzten eremuak begi hutsez ikusi egiten dira. Irudietako adibidean, 4x4 gelaxkako taula ikus daiteke; bertan, FET transistoreen ateetara konektatutako lerro horizontalak errenkadak deitzen dira, eta kanaletara konektatutako lerro bertikalak zutabeak.
Memoria-posizio bat atzitzeko, 4 biteko helbidea behar da, baina DRAM memorietan helbideak denboran multiplexatuta daude, hau da, erdika bidaltzen dira (erdia eta erdia). Sarreran a0 eta a1 moduan markatutakoak helbide-busak dira, eta bertatik sartzen dira lehenengo errenkadaren helbidea eta ondoren zutabearena. Helbideak sinkronizazio-seinaleen bidez bereizten dira: RAS (ingelesez, Row Address Strobe) eta CAS (Column Address Strobe).[3]
Hauek dira irakurketa egiteko urrats nagusiak:
- Zutabeak 1-eko logikoari dagokion tentsioaren (boltaiaren) erdiarekin kargatzen dira. Hori egin daiteke, lerroek kondentsadore handien gisa jokatzen dutelako, eta haien luzeragatik gelaxketako kondentsadoreek duten balioa baino altuagoagoa dutelako.
- Errenkaden deskodegailuak RAS helbidea eta seinalea jasotzen dituenean, errenkadak energia jasotzen du. Horri esker, errenkada batera konektatutako transistoreek energia eroan egiten dute, errenkada horretako eta zutabeetako lerroen arteko konexio elektrikoa ahalbidetuz. Horrela, bi kondentsadore (bata kargatua eta bestea karga ezezagunekoa) elkarri konektatzen zaizkionean lortzen den efektu bera lortzen da: karga partekatuz orekatu egiten dira eta biak oso antzeko tentsioarekin geratzen dira. Azken emaitza zutabe bakoitzera konektatutako gelaxkako kondentsadoreko karga-balioaren araberakoa izango da. Aldaketa txikia da, zutabe-lerroa gelaxkakoa baino kondentsadore handiagoa baita.
- Atzeraeragin positiboko zirkuituak dituen atal batek aurreko urratsean aipatutako tentsio elektrikoaren aldaketa neurtu eta anplifikatu egiten ditu: neurtutako balioa 1 logikoari dagokion tentsioaren erdia baino txikiagoa bada, irteerako balioa 0 izango da, aldiz, handiagoa bada, irteerako balioa 1 izango da. Biribiltzea egitearen pareko funtzioa betetzen dute.
- Irakurketa errenkadako posizio guztietan egiten da, eta, horrela, helbidearen bigarren zatira iristean, atzitu nahi den gelaxka zein den erabakitzen da. Hori CAS seinalearekin gertatzen da. Datua datu-busari ematen zaio DO (Data Out) linearen bidez (ikus irudia), eta prozesuan inplikatutako gelaxkak berridatzi egiten dira, hau da, posizio horietan datu berriak gordetzen dira, DRAMaren irakurketa suntsitzailea baita.
Memoria-posizio batean idazteko, goian azaldutako prozesuaren antzekoa gertatzen da, baina balioa irakurri beharrean, zutabeko lerroa balio jakin batera eramaten da DI (Data In) lerroaren bidez eta kondentsadorea kargatu edo deskargatu egiten da. Irudian, datuaren fluxua marra lodi baten bidez erakusten da.
Bilakaera[aldatu | aldatu iturburu kodea]
DRAM memoriek bilakaera handia izan dute azken urteetan, txipen integrazioa asko hobetzen ari delako. Denbora gutxian memorien ahalmena izugarri handitu da 16 Gb-etara (Gigabits) iritsi arte.[4] Boltaiari dagokionez, txipak 5 Volt-etik 1,8 Volt-era murrizteak energiaren kontsumoa eta sortutako beroa gutxitzea eragin du.
Agertu ziren lehen DRAM memoriak asinkronoak ziren, hau da, haien busek ez zuten prozesatzeko unitate zentralaren (PUZ) erloju-frekuentziaren maiztasun bera edo haren multiplo bat erabiltzen. Horren ondorioz, itxarote-denborak (latentziak) altuagoak ziren, sinkronizatu egin behar baitziren. Itxaronaldi horiek hobetzeko, datuak transferitzeko modu jarraitua (ingelesez, burst mode) izeneko prozedura garatu zen. Prozedura horrekin, datuak busean jartzean prefetching izenez ezagutzen den teknika aplikatzen zen, memoriarako atzipena egitean erloju-zikloak murriztuz.
Metodo horrekin, helbideen sinkronizaziorako RAS (Row Address Strobe) eta CAS (Column Address Strobe) seinaleen sekuentzia bakoitzean lau aldiz datu gehiago bidaltzea lortzen zen, itxarote-denborak murriztuz. Hasierako sistemetan 64 biteko bloke bakoitzeko CAS eta RAS sinkronizazio-seinale bana behar izaten ziren.
Hobekuntza horiekin, sinkronizazio ezak eragindako itxarote-denborak arintzea lortzen zen. Hala ere, prozesatzeko unitate zentralaren erlojuarekin modu sinkronoan lan egiteko gai ziren DRAM memoriak laster agertu ziren: SDRAM memoriak (Synchronous Dynamic Random Access Memory).
Paketatzea[aldatu | aldatu iturburu kodea]
Memoria-modulua[aldatu | aldatu iturburu kodea]
DRAM zirkuitu integratuak (txipak) erretina moldeatuko kaxetan paketatzen dira, siliziozko txiparen eta paketeko kableen arteko konexioetarako barne-marko bat erabiliz.
Erabilgarritasuna errazteko, hainbat DRAM zirkuitu integratu munta daitezke memoria-modulu bakar batean. Horri esker, 16, 32 edo 64 biteko memoriak koka daitezke unitate bakar batean, instalatzaileri lana erraztuz. Gainera, paritatea egiaztatzeko eta akatsak zuzentzeko gailu gehigarriak izan ditzakete.
Mahai gaineko ordenagailuen bilakaeran zehar, memoria-modulu estandar desberdinak garatu izan dira. Hala ere, ordenagailu eramangarriek, bideokontsolek eta gailu espezializatuek formato bereziko memoria-moduluak izan ditzakete, paketatze- edo jabetza-arrazoiengatik mahai gaineko ordenagailuen pieza estandarrekin trukatu ezin direnak.
DRAM txertatua (EDRAM)[aldatu | aldatu iturburu kodea]
Prozesu optimizatu baten bidez diseinatutako txip batean txertatutako DRAM memoriari DRAM txertatua (EDRAM, Embedded DRAM) esaten zaio. EDRAM memorietan beharrezkoa da DRAM memorien gelaxken diseinuan, errendimendu handiko logikan erabiltzen diren kommutazio azkarreko transistoreak fabrikatu ahal izatea. Horrez gain, oinarrizko prozesu optimizatuaren teknologia aldatzea beharrezkoa da, DRAM gelaxken egiturak eraiki ahal izateko eman behar diren urrats guztiak eman ahal izateko.
Erreferentziak[aldatu | aldatu iturburu kodea]
- ↑ Arbelaitz Gallego, Olatz; Ruiz Vazquez, Txelo Ruiz; Arregi Uriarte, Olatz; Arruabarrena Frutos, Agustin; Etxeberria Uztarroz, Izaskun; Ibarra Lasa, Amaia. (2005-05-19). Sistema digitalen diseinu-hastapenak: Oinarrizko kontzeptuak eta adibideak. UEU, 220-226 or. ISBN 978-84-8438-069-6. (Noiz kontsultatua: 2023-12-30).
- ↑ www.icinsights.com (Noiz kontsultatua: 2023-12-22).
- ↑ (Ingelesez) «What Is the Difference Between Static RAM and Dynamic RAM?» HowStuffWorks 2000-08-24 (Noiz kontsultatua: 2023-12-22).
- ↑ (Gaztelaniaz) «Ya ha llegado la DRAM DDR4 de nueva generación de 16 Gbits. ¿Es compatible con mi sistema?» Kingston Technology Company (Noiz kontsultatua: 2023-12-29).
Ikus, gainera[aldatu | aldatu iturburu kodea]
Kanpo estekak[aldatu | aldatu iturburu kodea]
- RAM motak: memoria nagusiari buruz jakin behar duzun guztia Hardwarepounds euskaraz, https://www.hwlibre.com/eu
- Sistema digitalen diseinu-hastapenak: Oinarrizko kontzeptuak eta adibideak UEU (2005)
- Ordenadoreen memoria Romo Uriarte, Jesus Maria, Elhuyar, Zientzia.net (1993)
- Ordenadoreen memoria hedatua Romo Uriarte, Jesus Maria, Elhuyar, Zientzia.net (1993)
- Ordenadoreen Memoria Zabaldua Romo Uriarte, Jesus Maria, Elhuyar, Zientzia.net (1993)