Đây là bài tập môn Tin Học Căn Bản tìm hiểu về RAM. Post lên đây cho các bạn cùng nhận xét nhé. Tham Khảo nhiều tài liệu trên mạng và thời gian làm việc ở ngoài. Do copy từ word đưa lên nên thiếu hình mọi người down file đính kèm để xem nhé.
Chuyên Đề: Tìm Hiểu Về RAM
SVTH: Hồ Tuấn Phong LÓP: K16KTR3
Chương I: Khái Niệm Cơ Bản Về RAM
I. Định nghĩa RAM.
RAM (Random Access Memory) là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên. Khác với truy cập tuần tự. Có thể lấy ví dụ có 100 ô nhớ được đánh địa chỉ từ 1 đến 100. Với cách truy cập tuần tự muốn lấy dữ liệu từ ô nhớ thứ 99, cần phải truy cập tuần tự từ ô nhớ thứ 1,2,3…….cho đến ô nhớ thứ 99. Nhưng với phương thức truy cập ngẫu nhiên, có thể truy cập ngay đến ô nhớ thứ 99 mà không cần phải qua các ô nhớ trước đó.
II. Phân loại RAM.
Có 2 loại RAM cơ bản: - SRAM (Static RAM) hay còn gọi là RAM tĩnh
- DRAM (Dynamic RAM) hay còn gọi là RAM động .
SRAM: Không cần phải refesh mà dữ liệu vẫn không bị mất. Do đó dung lượng lớn hơn và cũng đắt tiền hơn.
DRAM: Cần phải được refresh thường xuyên (hàng triệu lần mỗi giây) để đảm bảo dữ liệu lưu trữ không bị mất đi.
Cả SRAM và DRAM đều sẽ bị mất dữ liệu sau khi tắt máy.
III. Nhiệm vụ của RAM.
RAM là nơi hệ điều hành,ứng dụng lưu trữ data để CPU có thể nhanh chóng truy xuất. Tăng dung lượng RAM đồng nghĩa với việc giảm số lần CPU phải lấy dữ liệu từ Hard Disk, một quá trình mất nhiều thời gian hơn đọc dữ liệu trực tiếp từ RAM.
(Thời gian truy xuất RAM được tính = ns trong khi đó thời gian truy xuất HD được tính = mili s).
Máy tính cá nhân cần 1 lượng RAM nhất định cho mỗi ứng dụng,càng nhiều ứng dụng bạn mở, luonwjg RAM cần dung càng nhiều. Vậy điều gì sẽ xảu ra khi RAM đầy. Rất may là hệ điều hành của chúng ta được thiết kể để xử lí trường hơpnj này. Khi RAM gần đầy hệ điều hành sẽ lấy bớt 1 phần dữ liệu từ RAM và ghi vào ổ cứng, thường là phần ít được dung nhất. Phần HD dung để ghi dữ liệu tạm thời này được gọi là PAGE FILE hay SWAP FILE dịch sang tiếng việt có nghĩa là “Tập tin tráo đổi”.RAM của chúng ta vì thế sẽ không bao giờ bị đầy nhưng cái giá phải trả sẽ là việc hệ thống hoạt động í ạch vì CPU phải lấy quá nhiều dữ liệu từ ổ cứng.
Một câu hỏi được đặt ra là vì sao máy tính của chúng ta không phải là một cỗ máy chỉ có RAM thay luôn cho chức năng của ổ cứng vì RAM có tốc độ truy xuất rất nhanh. Lý do rất đơn giản là RAM bị mất dữ liệu sau khi tắt máy và hơn thế nữa giá thành của RAM quá đắt trong việc dung để lưu trữ dữ liệu lên đến hang trăm GB trong các máy tính ngày nay.
IV. Các định nghĩa khác.
SIMM: Single Inline Memory Module loại bộ nhớ dung trong các máy tính cổ, gồm loại 30 pin và 72 pin. Nhiều người cho rằng SIMM là loại Module RAM chỉ có 1 mặt (Single Side) nhưng không hẳn vì vần có loại SIMM double sides. Bus width của loại RAM này là 32 bit.
DIMM: Double Inline Memory Module là loại bộ nhớ trong các máy tính ngày nay. Được biết đến với DIMM 168 pin (SDR-SDRAM hay còn gọi là SDRAM) 184pin (DDR-SDRAM chính là DDR1) và loại 240pin (DDR2-SDRAM hay còn biết đến là DDR2) ngoài ra còn có các loại khác 72 và 144 pin 200 pin (SODIMM cho laptop).Bus width của DIMM là 64 bit đây là khác biệt cơ bản nhất giữa DIMM và SIMM chứ không phải là SIMM thì single side và DIMM thì double sides như nhiều người nghĩ.
SDR-SDRAM: Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM là loại chip RAM chỉ chuyển được 1 bit dữ liệu trong 1 xung nhịp. Được sử dụng rộng rãi từ những năm 1990. Chi tiết về SDRAM sẽ được đề cập trong những bài viết sau.
DDR-SDRAM: Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM là loại chip RAM truyển được dữ liệu trong cả 2 mặt lên và xuống của xung nhịp. Hay nói cách khác 1 xung nhịp DDR-SDRAM truyển được 2 bit dữ liệu. Đây được gọi là Double Pump.
DDR2-SDRAM: Thế hệ sau của DDR với tốc độ từ 400MHZ trở lên và module có 240 pin.
RAMBUS: Là loại RAM tốc độ cao từ 400 – 800MHZ nhưng bus width lại chỉ là 16 bit. Hay còn gọi là RDRAM (RAMbus Dynamic RAM)
Chương II. Thành Phần – Cấu Tạo – Hoạt Động
I. Thành phần.
1. Tên gọi.
Hiện nay nhiều người thường nhầm lẫn về cách gọi tên của các loại RAM. Nếu như RDRAM không có gì để nói thì với dòng SDRAM, việc nhầm lẫn ngày càng lớn.DRAM hay SDRAM là khái niệm mở rộng hơn (Synchronous Dynamic Random Access Memory - RAM đồng bộ). Ban đầu và thậm chí hiện nay khi nói đến SDRAM người ta thường nghĩ ngay đến RAM loại cũ với tốc độ 100MHz hay 133MHz; tuy nhiên từ sau khi DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) ra đời thì quan niệm này hoàn toàn sai. Tham khảo một vài bảng báo giá linh kiện, bạn sẽ thấy các công ty đã góp phần không nhỏ vào việc khiến người dùng hiểu sai vấn đề. SDRAM là tên gọi chung của một dòng bộ nhớ máy tính, nó được phân ra SDR (Single Data Rate) và DDR (Double Data Rate). Do đó nếu gọi một cách chính xác, chúng ta sẽ có hai loại RAM chính là SDR SDRAM và DDR SDRAM. Cấu trúc của hai loại RAM này tương đối giống nhau, nhưng DDR có khả năng truyền dữ liệu ở cả hai điểm lên và xuống của tín hiệu nên tốc độ nhanh gấp đôi. Trong thời gian gần đây xuất hiện chuẩn RAM mới dựa trên nền tảng DDR là DDR-II, DDR-II có tốc độ cao hơn nhờ cải tiến thiết kế.
2. Tốc độ của bộ nhớ RAM ( RAM BUS ).
Tốc độ bộ nhớ RAM là tốc độ truy cập dữ liệu vào RAM.
=> Trong các máy Pentium 2 và Pentium 3 khi lắp máy ta chọn RAM có tốc độ bằng tốc độ Bus của CPU, nếu tốc độ của
2 linh kiện này khác nhau thì máy sẽ chạy ở tốc độ của linh kiện có tốc độ thấp hơn, vì vậy ta lên chọn tốc độ của RAM >= Bus của CPU.
=> Trong các máy Pentium 4, khi lắp máy ta chọn RAM có tốc độ >= 50% tốc độ Bus của CPU.
(Với máy Pentium 4 , khi hoạt động thì tốc độ Bus của CPU nhanh gấp 2 lần tốc độ của RAM vì nó sử dụng công nghệ (Quad Data Rate) nhân 4 tốc độ Bus cho CPU và công nghệ (Double Data Rate) nhân 2 tốc độ Bus cho RAM).
Khi gắn một thanh RAM vào máy thì phải đảm bảo Mainboard có hỗ trợ tốc độ của RAM mà ta định sử dụng .
3. Độ trễ (Latency)
CAS Latency là khái niệm mà người dùng thắc mắc nhiều nhất. Trước đây, khi đi mua RAM, người mua thường chỉ quan tâm tới tốc độ hoạt động như 100MHz hay 133MHz nhưng gần đây, khái niệm CAS đang dần được người dùng để ý bởi nó đóng vai trò khá quan trọng vào tốc độ xử lý tổng thể của hệ thống; đặc biệt trong ép xung. Vậy CAS là gì?
CAS là viết tắt của 'Column Address Strobe' (địa chỉ cột). Một thanh DRAM được coi như một ma trận của các ô nhớ (bạn có thể hình dung như một bảng tính excel với nhiều ô trống) và dĩ nhiên mỗi ô nhớ sẽ có toạ độ (ngang, dọc). Như vậy bạn có thể đoán ngay ra khái niệm RAS (Row Adress Strobe)là địa chỉ hàng nhưng do nguyên lý hoạt động của DRAM là truyền dữ liệu xuống chân nên RAS thường không quan trọng bằng CAS.
Khái niệm độ trễ biểu thị quãng thời gian bạn phải chờ trước khi nhận được thứ mình cần.
Theo từ điển Merriam-Webster thì latency có nghĩa là 'khoảng thời gian từ khi ra lệnh đến khi nhận được sự phản hồi'. Vậy CAS sẽ làm việc như thế nào? CAS Latency có ý nghĩa gì?
Để hiểu khái niệm này, chúng ta sẽ cùng điểm nhanh qua cách thức bộ nhớ làm việc, đầu tiên chipset sẽ truy cập vào hàng ngang (ROW) của ma trận bộ nhớ thông qua việc đưa địa chỉ vào chân nhớ (chân RAM) rồi kích hoạt tín hiệu RAS. Chúng ta sẽ phải chờ khoảng vài xung nhịp hệ thống (RAS to CAS Delay) trước khi địa chỉ cột được đặt vào chân nhớ và tín hiệu CAS phát ra. Sau khi tín hiệu CAS phát đi, chúng ta tiếp tục phải chờ một khoảng thời gian nữa (đây chính là CAS Latency) thì dữ liệu sẽ được tìm thấy. Điều đó cũng có nghĩa là với CAS 2, chipset phải chờ 2 xung nhịp trước khi lấy được dữ liệu và với CAS3, thời gian chờ sẽ là 3 xung nhịp hệ thống.
Câu hỏi đặt ra: CAS2 nhanh hơn CAS3 tới 33%, không đến mức như vậy bởi có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu năng tổng thể của bộ nhớ điển hình như:
+ Chuỗi xử lý thông tin: kích hoạt RAS, chờ khoảng thời gian trễ RAS-to-CAS Delay và CAS Latency.
+ Truy cập bộ nhớ theo chuỗi: đôi khi chipset sẽ đọc dữ liệu trong bộ nhớ RAM theo chuỗi (burst) như vậy rất nhiều dữ liệu sẽ được chuyển đi một lần và tín hiệu CAS chỉ được kích hoạt một lần ở đầu chuỗi.
+ Bộ vi xử lý có bộ đệm khá lớn nên chứa nhiều lệnh truy cập và dữ liệu; do đó thông tin được tìm kiếm trên bộ đệm trước khi truy cập vào RAM và tần số dữ liệu cần được tìm thấy trên bộ đệm (hit-rate) khá cao (vào khoảng 95%).
Tóm lại: việc chuyển từ CAS 3 sang CAS 2 sẽ tăng hiệu năng xử lý cho tất cả các ứng dụng. Những chương trình phụ thuộc vào bộ nhớ như game hay ứng dụng đồ họa sẽ chạy nhanh hơn. Điều này đồng nghĩa với việc những thanh RAM được đóng dấu CAS2 chắc chắn chạy nhanh hơn những thanh RAM CAS3. Nếu bạn dự định mua đồ chơi cho một cuộc đua ép xung hay đơn giản chỉ cần hệ thống đạt tốc độ tối ưu, hãy chọn RAM CAS2 nhưng nếu chỉ là công việc văn phòng, CAS 3 hoàn toàn vẫn đáp ứng yêu cầu.
4. Tần số làm tươi (Refresh).
Thường thì khi nhắc tới khái niệm tần số làm tươi (RAM Refresh Rate), người ta thường nghĩ ngay đến màn hình máy tính, tuy nhiên bộ nhớ DRAM (Dynamic Random Access Memory) cũng có khái niệm này. Như bạn đã biết module DRAM được tạo nên bởi nhiều tế bào điện tử, mỗi tế bào này phải được nạp lại điện hàng nghìn lần mỗi giây vì nếu không dữ liệu chứa trong chúng sẽ bị mất. Một số loại DRAM có khả năng tự làm tươi dữ liệu độc lập với bộ xử lý thường được sử dụng trong những thiết bị di động để tiết kiệm điện năng.
5. SDRAM access time.
Việc cho ra đời cách đọc dữ liệu theo từng chuỗi (Burst Mode) đã giúp khắc phục nhiều nhược điểm và tăng hiệu năng cho RAM, chu kì của chuỗi ngắn hơn rất nhiều chu kì trang của RAM loại cũ. Chu kì của chuỗi cũng được coi như là chu kì xung nhịp của SDRAM và chính vì thế nó được coi như thang xác định cho tốc độ của RAM bởi đó là khoảng thời gian cần thiết giữa các lần truy xuất dữ liệu theo chuỗi của RAM. Những con số -12, -10, -8... ghi trên các chip RAM cho biết khoảng thời gian tối thiểu giữa mỗi lần truy xuất dữ liệu: nhãn -12 xác định chu kì truy cập dữ liệu của RAM là 12ns (nano-giây) đồng nghĩa với việc tốc độ hoạt động tối đa của RAM sẽ là 83MHz. Thường RAM có tốc độ cao sẽ sử dụng chip RAM có chu kì truy xuất thấp nhưng với chu kì truy xuất thấp chưa chắc RAM đã có thể hoạt động ở tốc độ cao do còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác. Do đó đôi khi bạn sẽ gặp trường hợp thanh RAM có tốc độ thấp nhưng khi đem vào 'thử lửa' ép xung thì lên được tốc độ cao hơn nhiều so với những loại RAM mặc định dán nhãn tốc độ cao.
II. Đặc trưng.
Bộ nhớ RAM có 4 đặc trưng sau:
*. Dung lượng bộ nhớ: Tổng số byte của bộ nhớ (nếu tính theo byte) hoặc là tổng số bit trong bộ nhớ nếu tính theo bit.
*. Tổ chức bộ nhớ: Số ô nhớ và số bit cho mỗi ô nhớ.
*. Thời gian thâm nhập: Thời gian từ lúc đưa ra địa chỉ của ô nhớ đến lúc đọc được nội dung của ô nhớ đó.
*. Chu kỳ bộ nhớ: Thời gian giữa hai lần liên tiếp thâm nhập bộ nhớ.
III. Phân loại RAM.
Tùy theo công nghệ chế tạo, người ta phân biệt thành 2 loại:
*. SRAM (Static RAM): RAM tĩnh
*. DRAM (Dynamic RAM): RAM động
RAM tĩnh: 6 transistor trong một ô nhớ của RAM tĩnh .RAM tĩnh được chế tạo theo công nghệ ECL (dùng trong CMOS và BiCMOS). Mỗi bit nhớ gồm có các cổng logic với 6 transistor MOS. SRAM là bộ nhớ nhanh, việc đọc không làm hủy nội dung của ô nhớ và thời gian thâm nhập bằng chu kỳ của bộ nhớ.
RAM động: 1 transistor và 1 tụ điện trong một ô nhớ của RAM động . RAM động dùng kỹ thuật MOS. Mỗi bit nhớ gồm một transistor và một tụ điện. Việc ghi nhớ dữ liệu dựa vào việc duy trì điện tích nạp vào tụ điện và như vậy việc đọc một bit nhớ làm nội dung bit này bị hủy. Do vậy sau mỗi lần đọc một ô nhớ, bộ phận điều khiển bộ nhớ phải viết lại nội dung ô nhớ đó. Chu kỳ bộ nhớ cũng theo đó mà ít nhất là gấp đôi thời gian thâm nhập ô nhớ.
Việc lưu giữ thông tin trong bit nhớ chỉ là tạm thời vì tụ điện sẽ phóng hết điện tích đã nạp và như vậy phải làm tươi bộ nhớ sau khoảng thời gian 2μs. Việc làm tươi được thực hiện với tất cả các ô nhớ trong bộ nhớ. Công việc này được thực hiện tự động bởi một vi mạch bộ nhớ.
Bộ nhớ DRAM chậm nhưng rẻ tiền hơn SRAM.
IV. Các loại DRAM
Card RAM 4 MB của máy tính VAX 8600 sản xuất năm 1986. Các chip RAM nằm vào những vùng chữ nhật ở bên trái và bên phải.
SDRAM (Viết tắt từ Synchronous Dynamic RAM) được gọi là DRAM đồng bộ. SDRAM gồm 3 phân loại: SDR, DDR, và DDR2, DDR3
* SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM), thường được giới chuyên môn gọi tắt là "SDR". Có 168 chân. Được dùng trong các máy vi tính cũ, bus speed chạy cùng vận tốc với clock speed của memory chip, nay đã lỗi thời.
* DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), thường được giới chuyên môn gọi tắt là "DDR". Có 184 chân. DDR SDRAM là cải tiến của bộ nhớ SDR với tốc độ truyền tải gấp đôi SDR nhờ vào việc truyền tải hai lần trong một chu kỳ bộ nhớ. Đã được thay thế bởi DDR2.
* DDR2 SDRAM (Double Data Rate 2 SDRAM), Thường được giới chuyên môn gọi tắt là "DDR2". Là thế hệ thứ hai của DDR với 240 chân, lợi thế lớn nhất của nó so với DDR là có bus speed cao gấp đôi clock speed.
* DDR3 SDRAM (Double Data Rate III Synchronous Dynamic RAM): có tốc độ bus 800/1066/1333/1600 Mhz, số bit dữ liệu là 64, điện thế là 1.5v, tổng số pin là 240.
RDRAM (Viết tắt từ RAMbus Dynamic RAM), thường được giới chuyên môn gọi tắt là "RAMbus". Đây là một loại DRAM được thiết kế kỹ thuật hoàn toàn mới so với kỹ thuật SDRAM. RDRAM hoạt động đồng bộ theo một hệ thống lặp và truyền dữ liệu theo một hướng. Một kênh bộ nhớ RDRAM có thể hỗ trợ đến 32 chip DRAM. Mỗi chip được ghép nối tuần tự trên một module gọi là RIMM (RAMbus Inline Memory Module) nhưng việc truyền dữ liệu được thực hiện giữa các mạch điều khiển và từng chip riêng biệt chứ không truyền giữa các chip với nhau. Bus bộ nhớ RDRAM là đường dẫn liên tục đi qua các chip và module trên bus, mỗi module có các chân vào và ra trên các đầu đối diện. Do đó, nếu các khe cắm không chứa RIMM sẽ phải gắn một module liên tục để đảm bảo đường truyền được nối liền. Tốc độ RAMbus đạt từ 400-800MHz
RAMbus tuy không nhanh hơn SDRAM là bao nhưng lại đắt hơn rất nhiều nên có rất ít người dùng. RDRAM phải cắm thành cặp và ở những khe trống phải cắm những thanh RAM giả (còn gọi là C-RIMM) cho đủ.
V. Phân loại RAM theo chuẩn JEDEC.
Dung lượng
Dung lượng RAM được tính bằng MB và GB, thông thường RAM được thiết kế với các dung lượng 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 MB, 1 GB, 2 GB... Dung lượng của RAM càng lớn càng tốt cho hệ thống, tuy nhiên không phải tất cả các hệ thống phần cứng và hệ điều hành đều hỗ trợ các loại RAM có dung lượng lớn, một số hệ thống phần cứng của máy tính cá nhân chỉ hỗ trợ đến tối đa 4 GB và một số hệ điều hành (như phiên bản 32 bit của Windows XP) chỉ hỗ trợ đến 4GB).
BUS
* SDR SDRAM được phân loại theo bus speed như sau:
o PC-66: 66 MHz bus.
o PC-100: 100 MHz bus.
o PC-133: 133 MHz bus.
* DDR SDRAM được phân loại theo bus speed và bandwidth như sau:
o DDR-200: Còn được gọi là PC-1600. 100 MHz bus với 1600 MB/s bandwidth.
o DDR-266: Còn được gọi là PC-2100. 133 MHz bus với 2100 MB/s bandwidth.
o DDR-333: Còn được gọi là PC-2700. 166 MHz bus với 2667 MB/s bandwidth.
o DDR-400: Còn được gọi là PC-3200. 200 MHz bus với 3200 MB/s bandwidth.
* DDR2 SDRAM được phân loại theo bus speed và bandwidth như sau:
o DDR2-400: Còn được gọi là PC2-3200. 100 MHz clock, 200 MHz bus với 3200 MB/s bandwidth.
o DDR2-533: Còn được gọi là PC2-4200. 133 MHz clock, 266 MHz bus với 4267 MB/s bandwidth.
o DDR2-667: Còn được gọi là PC2-5300. 166 MHz clock, 333 MHz bus với 5333 MB/s bandwidth.
o DDR2-800: Còn được gọi là PC2-6400. 200 MHz clock, 400 MHz bus với 6400 MB/s bandwidth.
VI. Cách thức truy cập RAM
1, Cấu tạo của 1 Chip nhớ.
- RAS (Row Address Strobe) Là tín hiệu để xác định địa chỉ nhớ theo hàng.
- CAS (Column Address Strobe) là tín hiệu để xác định địa chỉ nhớ theo cột.
- Address Bus là đường truyền tín hiệu RAS và Cas.
- Data Bus là đường truyền dữ liệu giữa Memory Controler và chip nhớ.
- Khi cần truy xuất đến 1 địa chỉ nhớ bất kì Memory Controler sẽ gửi các tín hiệu RAS và CAS tương xứng đến Chip nhớ tương ứng với dữ liệu cần lấy.
2.Cách thức truy cập chip nhớ.
- Tín hiệu RAS sẽ được Mem Control truyền theo Address bus.
- Khi RoW Addr Latch nhận được tín hiệu RAS. Nó sẽ chuyển tín hiệu này sang Row Address Decoder (Bộ phận giải mã địa chỉ nhớ theo hàng) để giải mã địa chỉ Row cần được truy xuất .
- Row này sẽ được kích hoạt.
- Sau đó tín hiệu CAS sẽ được gửi đến Column Address Latch và tương tự Column cần được truy xuất được kích hoạt.
- Mặc định là Write Enable Deactived (Ko có trong hình vẽ) dữ liệu sẽ được đọc theo Data Bus đi về Memory Controler.
- Nếu Write Enable được Active thì dữ liệu sẽ được ghi.
Chính cách thức truy xuất dữ liệu này mà sẽ dẫn đến Delay tạo nên Memory Timming sẽ được nhắc đến ở phần sau.
3, Dung lượng RAM tối đa và Memory Bank
Các Module (Thanh RAM) có thể dựa trên các chip x4 x8 hoặc x16, x4 và x8 muốn nói đến bus width của chip nhớ tức là đồng thời chip nhớ có thể cho ra bao nhiêu bit dữ liệu. Hầu hết các hệ thống hiện nay đều sử dụng loại x8 hoặc x16. Các hệ điều hành 32bit có khả năng quản lí địa chỉ nhớ trong 32bit kết hợp với CPU 32bit có khả năng đánh dấu địa chỉ nhớ trong 32bit. Tức là sẽ có 232 địa chỉ nhớ được đánh dấu và quản lí. 232 = 4294967296 ~ 4Gb địa chỉ nhớ. Tương ứng với mỗi địa chỉ nhớ là 8bit (x8). Như vậy lượng RAM tối đa mà 1 hệ thống 32 bit có thể có là 4Gb * 8 = 4GB. Đối với các hệ điều hành 64 bit kết hợp với hệ thống 64 bit có khả năng đánh dấu và quản lí địa chỉ nhớ trong 64bit. Tức là lượng RAM tối đa là có 4GB*232 (do 264 gấp 232 là 232 lần). Một con số thật khủng khiếp phải không. Chuẩn mỗi location (địa chỉ nhớ) ứng với 8bit là do IBM đưa ra. Nhưng sau này thì đã có các chip x16 nên lượng RAM tối đa với hệ thống 32bit trên lý thuyết sẽ cao hơn 4GB nhiều nhưng trên thực tế với 4GB cũng là đã khó kiếm dc BIOS hỗ trợ.
Với 1 Chip RAM có kí hiệu 32M x 8 thì có thể hiểu 32M là có 32 triệu location (32M) mỗi location là 8 bit (x8) nên chip RAM này có dung lượng 32Mbyte. Tương tự với các kĩ hiệu khác như 16Mx16 64M x 4.
Có thể chúng ta sẽ thắc mắc, Data Bus width của RAM là 64 bit. Tương xứng với mỗi địa chỉ nhớ là 8 bit. Vậy làm thế nào mà CPU tận dụng được 64 bit bus width này.1 Module RAM gồm nhiều chip Trong đó 8 chip hợp lại tạo thành 1 Bank (đối với loại chip x8) và cả 16 chip hợp thành 1 Bank (đối với loại chip x4) hoặc 4 chip hợp thành 1 BANK đối với loại x16. Đây là hình minh họa cho 1 BANK đối với chip x8
Khi cần nạp dữ liệu CPU sẽ nạp toàn bộ dữ liệu vào 1 Bank. Như vậy cả 64 bit dữ liệu sẽ được phân đều trên 8 chip x8. Trên chỉ là 1 VD để làm rõ chức năng của Bank. Trên thực tế 1 SDRAM(ko phải SDR-SDRAM đâu nha) chip có khoảng 60 pin. Ngoài các pin cho địa chỉ, điều phối và điện tiêu thụ thì sẽ còn 16 pin để truyền dữ liệu. Như vậy 4 Chip này đã đủ hợp thành 1 BANK để lấp đầy 64 bit dữ liệu cho CPU.
Ở chế độ Single Channel sẽ chỉ có 1 Bank duy nhất được truy cập vào cùng 1 thời điểm. Nhưng ở chế độ Dual Channel sẽ có tới 2 Bank ở 2 DIMM khác nhau được truy cập cùng 1 lúc. Điều này đã làm cải thiện băng thông của toàn bộ hệ thống.
4.Single Channel và Dual Channel.
Cách tính băng thông của RAM:
- Ở chế độ Single Channel: Sẽ chỉ có 1 BANK được truy xuất trong cùng 1 thời điểm. Data Bus Width sẽ là 64 bit. Như vậy:
BandWidth = Bus Speed * Bus Width/8 = Bus Speed * 64/8 = Bus Speed *8 (Sở dĩ chia 8 là do Bus width tính theo đơn vị Bit còn BandWidth lại tính theo đơn vị là MB/s 1byte = 8 bit)
VD: Với 1 thanh DDR-SDRAM 400 MHZ thì BandWidth = 400 * 64/8 = 3200MB/s vì thế mà người ta còn kí hiệu PC3200
- Ở thế độ Dual Channel: Sẽ có 2 BANK ở 2 DIMM khác nhau được truy xuất cùng 1 lúc. Lúc này mỗi Bank sẽ mở 1 kênh về Mem Controler. Mỗi kênh có BandWidth là 64 bit như vậy tổng BandWidth của toàn bộ hệ thống là 128 Bit.
Lúc này BandWidth = Bus Speed * 128/8 = Bus Speed * 8.
5. Memory Timing.
Chúng ta thường nghe mọi người nhắc đến RAM Timings kiểu 2-2-2-5-1T hay 3-3-3-8-2T và là một trong những tiêu chí để chọn RAM đối với dân OverClocker. Vậy thực chất những con số này có ý nghĩa gì.
Cas Latency (TCL) (Số thứ 1): Là khoảng thời gian (tính theo cycle) từ khi CAS được Active cho đến khi dữ liệu bắt đầu được truyền trong Data Bus. Chính vì thế mà đây được coi là 1 chỉ số hết sức quan trọng. Để hiểu rõ hơn về Cas Latency có thể nhìn hình sau:
NOP là No Operation (không hoạt động) . Vì sao xen kẽ giữa các lệnh READ lại kèm theo các NOP. Lý do rất đơn giản là tốc độ của CPU thường cao hơn so với tốc độ xử lí của RAM. Chính vì thế mà giữa các lệnh READ CPU phải chèn theo các lệnh No Operation để RAM có thời gian xử lí và cung cấp đủ dữ liệu trước khi tiếp nhận 1 lệnh mới.
Ras to Cas delay (TRCD) (Số thứ 2): Nếu nhìn vào cách truy xuất RAM ở trên thì các bạn có thể dễ dàng hiểu ngay đây là khoảng thời gian nhỏ nhất từ khi RAS được active cho đến khi CAS được active.
Ras precharge time (TRP) (Số thứ 3): Trước đây trong các chip RAM đời cũ thì cứ sau mỗi lần Row active nó sẽ bị deactived ngay lập tức và phải sau 1 khoảng vài cycle để precharge nó mới được active trở lại hoặc Row khác được active. Nhưng đối với các chip RAM bây giờ có thêm chế độ FAST PAGE MODE. Với FPM thì Row sẽ được active cho đến khi dữ liệu cần nằm ở Row khác. Lúc này RoW này sẽ được deactive. Và Row chứa dữ liệu cần sẽ phải mất 1 khoảng thời gian precharge trước khi được actived. Đay chính là TRP.
Min Ras Active Time (TRAS)(Số thứ 4): Do đảm bảo vấn để về nhiệt độ nên sau 1 khoảng thời gian Actived thì Row phải được Shutdown. Đây là delay giữa khoảng thời gian Row bị deactive trước khi nó được actived trở lại.
Comand Rate (1T hay 2T): Là khoảng thời gian giữa Chip RAM được chọn và lệnh được gửi đến Chip RAM đó.
Đây là các latency quan trọng nhất ngoài ra còn có nhiều timing RAM khác không được đề cập ở đây.
Mỗi thanh RAM đều có các chỉ số mặc định do nhà sản xuất đưa ra nhằm đảo bảo RAM hoạt động ổn định nhất và được ghi vào SPD EEPROM và BIOS được mặc định nhận chỉ số này tự động. Dĩ nhiên là có thể thay đổi các timing này nếu BIOS hỗ trợ nhưng việc thay đổi không có kinh nghiệm sẽ dẫn đến hỏng RAM hoặc hệ thống hoạt động không ổn định.
Chương III. Lựa Chọn RAM – Các Lỗi Thường Gặp – Cách Khắc Phục
I. Lựa Chọn RAM.
Tính tương thích của hệ thống:
Trong hệ thống máy tính thì 3 linh kiện là Mainboard , CPU và RAM luôn luôn có sự rằng buộc lẫn nhau hay nói cách khác, khi lắp vào hệ thống chúng phải tương thích với nhau thì mới cho ta một tốc độ tối ưu.
+ Tốc độ Bus của RAM phải được Mainboard hỗ trợ
+ Tốc độ Bus của RAM >= 50% tốc độ Bus của CPU ( Để khai thác được tốc độ tối đa của CPU )
Lưu ý : Nếu hai RAM có Bus khác nhau chênh lệch là 1USD, thì hai CPU tương ứng sẽ chênh lệch là 10USD, vì vậy ta có thể chấp nhận thiệt tốc độ RAM để khai thác tối đa tốc độ CPU
Ghi chú: Ta nên dùng RAM có tốc độ Bus > 50% tốc độ Bus của CPU là 1 nấc.
Ta tham khảo các trường hợp sau đây:
Lắp CPU có Bus (FSB) 800MHz vào Mainboard chỉ hỗ trợ
FSB 400 và 533MHz vì vậy máy sẽ không chạy .
Lắp RAM có tốc độ Bus 400 vào Mainboard chỉ hỗ trợ RAM
tốc độ 266 và 333MHz vì vậy máy sẽ không nhận RAM
Cả RAM và CPU đều được Mainboard hỗ trợ vì vậy máy chạy bình thường và chạy ở tốc độ Bus 400MHz ( Trường hợp này hay dùng vì tốc độ Bus RAM > 50% Bus CPU 1 nấc )
Cả RAM và CPU đều được Mainboard hỗ trợ vì vậy máy chạy bình thường và chạy ở tốc độ Bus 533MHz
Cả RAM và CPU đều được Mainboard hỗ trợ vì vậy máy chạy bình thường, tuy nhiên trường hợp này ít dùng vì tốc độ RAM = 50% tốc độ Bus của CPU
Cả RAM và CPU đều được Mainboard hỗ trợ vì vậy máy chạy bình thường, tuy nhiên trường hợp này ít dùng vì tốc độ RAM >> 50% tốc độ Bus của CPU
Ghi chú : Ta nên dùng RAM có tốc độ Bus > 50% tốc độ Bus của CPU là 1 nấc
II. Lỗi Thường Gặp & Cách Khắc Phục
1. Khi RAM hỏng thường có biểu hiện là :
Bật máy tính có 3 tiếng bít dài , không lên màn hình, hiện màn hình xanh báo xung đột phần cứng.
Lưu ý : Lỗi Card Video cũng có các tiếng bíp nhưng thông thường là một tiếng bíp dài ba tiếng bíp ngắn .
Nguyên nhân :
Bios chưa nhận tín hiệu từ RAM.
RAM bị hỏng
RAM cắm vào Mainboard tiếp xúc không tốt
RAM không được Mainboard hỗ trợ về tốc độ Bus
Khắc phục:
Tháo RAM ra ngoài , vệ sinh chân sạch sẽ bằng xăng sau đó lắp lại Thay thử một thanh RAM mới ( lưu ý phải thanh RAM có Bus được Main hỗ trợ).
Trường hợp sau khi thay RAM mà vẫn còn tiếng kêu nhưng tiếng kêu khác đi thì ta cần kiểm tra Card Video hoặc thay thử Card Video khác .
Lưu ý : Trong tất cả các trường hợp máy lên được phiên bản BIOS trên màn hình là RAM và Card Video đã bình thường .
2. RAM mới mua về cắm vào không chạy.
Nguyên nhân : - Cắm chưa chắc, các mối tiếp xúc không tốt -> RAM không chạy.
- Bus RAM không tương thích - Thường là do mainboard đời đầu (PIV) chỉ hổ trợ Bus 266. Thanh ram có bus 333 hay 400 vẫn chạy được trên mainboard đời đầu (PIV) chỉ hổ trợ Bus 266, trường hợp này ram sẽ chạy tốc độ 266 mà mainboard hỗ trợ. Ngược lại thanh ram có bus 266 ko chạy được trên mainboard chỉ hỗ trợ 333 hay 400.
Khắc phục: Tháo ra cắm lại hoặc cắm thật chắc vào. Nếu vẫn không được thì kiểm tra lại mainboard và khe cắm RAM xem có bị chập, cháy không. Còn mua sai Bus thì chỉ có cách đổi lại.
