Muistin ohjain

Luokittelu

Tietotekniikan kehittyessä muistiohjaimet jaetaan kahteen tyyppiin: perinteiset ja integroidut.

Perinteinen

Perinteisissä tietokonejärjestelmissä muistiohjain sijaitsee emolevyn piirisarjan pohjoissiltasirun sisällä. Suorittimen on vaihdettava tietoja muistin kanssa "CPU-- b>North Bridge--Memory--North Bridge--CPU" 5 vaiheen kautta. Tässä tilassa tiedot siirretään useissa vaiheissa, ja tiedon viive on selvästi suuri, mikä vaikuttaa tietokonejärjestelmän kokonaissuorituskykyyn;

Integroitu

Integroitu muistiohjain on CPU:n pohjassa oleva sisäänrakennettu muistiohjain. Haluan puhua siitä, kuinka järjestelmä toimii ilman muistiohjainta. 26 dataa A~Z on lähetettävä CPU:lle. Tällä hetkellä CPU antaa käskyn pohjoissillalle (koska muistiohjain on integroitu pohjoissillalle, joten sen sanotaan kulkevan pohjoissillan läpi), muisti vastaanottaa käskyn muistiohjaimen kautta, tämä ohje on Muistissa oleva yksikön b A~Z-data siirretään CPU:lle ja muisti alkaa tässä vaiheessa hakemaan tietoja, jota yleensä kutsutaan osoitteeksi. Kun muisti löytää nämä tiedot ja jokainen näistä 26 tiedosta on 500 Mt, kaikkien tietojen summa on noin 12 Gt. Olettaen, että muisti on kaksikanavainen R2 800, tiedonsiirtonopeus on 800 MHz kerrottuna 128 BIT:llä jaettuna 8 bitillä tavua kohden. = 12 Gt sekunnissa. Analyysin perusteella uskotaan, että lähetys CPU:lle kestää vain yhden sekunnin. Tällä hetkellä tiedot välitetään Pohjoissillalle vain sekunnissa. Muistiohjain on North Bridgessä. Miten North Bridgen tiedot voidaan välittää CPU:lle? Tämä ohittaa FSB:n etupuolen väylän. Jos FSB-taajuus on 800 MHz, tiedonsiirtonopeus on 800 MHz kerrottuna 64 bitillä jaettuna 8 bitillä sekunnissa = 6,4 Gt sekunnissa. Pohjansillalta CPU:lle kestää 2 sekuntia, joten tiedot siirretään CPU:n kokonaisaika on 3 sekuntia. Katsotaan seuraavaksi, kuinka järjestelmä toimii, kun suoritin on integroitu muistiohjaimeen. Sen jälkeen kun tiedot on siirretty muistista ohjaimeen, se on myös 1 sekunti. Erona on, että tällä hetkellä ei tarvitse kulkea läpi. Tun Tunin etupuolen väylä on käytettävissä, ja CPU voi lukea tietoja suoraan muistiohjaimesta, koska muistiohjain on CPU:n ovessa. Esimerkiksi kun esine on ovellasi, jokainen voi viedä sen suoraan. Tämä se on. Periaate, unohda se, integroidulla muistiohjaimella varustetun CPU:n lukeminen 12 Gt dataa kestää vain 1 sekunnin, joten se säästää huomattavasti laskenta-aikaa ja antaa täyden pelin suorittimen suorituskyvylle.

Lopuksi yhteenveto: kun suorittimessa ei ole muistiohjainta, tiedot lähettää muistiohjain ---Northbridge----CPU; kun muistiohjain on olemassa, tiedot siirretään muistiohjaimella --- ---Siirto CPU:n kautta, yhdessä vaiheessa.

Toimintaperiaate

CPU:n sisällä olevan integroidun muistiohjaimen etuna on, että se voi tehokkaasti ohjata muistiohjainta toimimaan samalla taajuudella kuin CPU:n ydin, ja muistin välisen eron vuoksi. ja CPU Datanvaihdon ei tarvitse kulkea North Bridgen kautta, mikä voi tehokkaasti vähentää lähetysviivettä. Tämä on esimerkiksi kuin tavaravaraston siirtämistä suoraan jalostuspajan viereen, mikä vähentää huomattavasti raaka-aineiden ja valmiiden tuotteiden kuljetukseen tarvittavaa aikaa tavaravaraston ja jalostuspajan välillä ja parantaa huomattavasti tuotannon tehokkuutta. Tämän seurauksena myös järjestelmän yleinen suorituskyky on parantunut.

Muistin taajuus

CPU:n tavoin myös muistilla on oma toimintataajuutensa. Taajuus on MHz. Mitä korkeampi muistin taajuus, sitä suuremman nopeuden muisti voi saavuttaa. Nopeasti. Muistin päätaajuus määrittää maksimitaajuuden, jolla muisti voi toimia normaalisti. Yleisimmät muistityypit ovat DDR3 ja DDR4. DDR2:n tilalle DDR3-muistin taajuus on saavuttanut 1600MHz, kun taas DDR4-muistin taajuus on 2133MHz.

Muistin kapasiteetti

Muistin kapasiteetti ei ole vain tekijä, joka vaikuttaa muistin hintaan, vaan myös tekijä, joka vaikuttaa koko järjestelmän suorituskykyyn. Aiemmin Windows XP -alustalla 512 miljoonaa muistia oli edelleen valtavirtaa, ja 1 Gt oli jo suuri kapasiteetti; 64-bittiset järjestelmät alkoivat levitä, Windows Vista, Windows 7 ja Windows 10 käyttivät yhä useammat ihmiset. Ilman noin 2 Gt muistia sujuvaa toimintaa ei välttämättä voida taata. Tutkinto. Yksittäisen muistin kapasiteetti on pääasiassa 1 Gt, 2 Gt, 4 Gt, ja suurin on saavuttanut yhden muistin 8 Gt ja yhden muistin 16 Gt.

Käyttöjännite

Erityyppisillä muisteilla on erilaiset jännitteet muistin normaalia toimintaa varten, mutta jokaisella on omat tekniset tiedot. Sen määritysten ylittäminen voi helposti vahingoittaa muistia. DDR2-muistin käyttöjännite on yleensä noin 1,8 V, kun taas DDR3-muistin on noin 1,5 V tai 1,35 V. Ylikellotusta varten muistin on toimittava standardia korkeammalla jännitteellä. Jokaisen merkin ja muistimallin kohdalla se riippuu valmistajasta. Niin kauan kuin se kelluu sallitulla alueella, muistin jännitteen lievä nousu edistää muistin ylikellotusta, mutta samalla lämpö lisääntyy huomattavasti, joten laitteiston vaurioitumisvaara on olemassa.

Ajoitusparametrit

tCL: CAS Latency Control (tCL)

Yleensä, kun etsimme muistin ajoitusparametreja, kuten " Digitaalisille sarjoille, kuten 8-8-8-24", edellä mainittujen digitaalisten sekvenssien vastaavat parametrit ovat "CL-tRCD-tRP -tRAS". Ensimmäinen "8" on ensimmäinen parametri, CL-parametri.

CAS-viiveen hallinta (kutsutaan myös nimellä tCL, CL, CAS-latenssiaika, CAS-ajoitusviive), CAS-viive on "muistin luku- ja kirjoitustoimintojen etupuolella olevan osoiteohjaimen latenssi". CAS ohjaa aikaa käskyn vastaanottamisen ja käskyn suorittamisen välillä. Koska CAS ohjaa pääasiassa heksadesimaaliosoitetta tai sarakeosoitetta muistimatriisissa, se on tärkein parametri ja se tulisi asettaa mahdollisimman alhaiseksi vakauden edellytyksenä.

Muisti osoitetaan rivien ja sarakkeiden mukaan. Kun pyyntö käynnistetään, se on aluksi tRAS (Active to Precharge Delay). Esilatauksen jälkeen muisti alkaa todella alustaa RAS:ia. Kun tRAS on aktivoitu, RAS (Row Address Strobe) alkaa käsitellä tarvittavia tietoja. Ensimmäinen on riviosoite, sitten tRCD alustetaan, sykli päättyy ja sitten vaadittujen tietojen tarkka heksadesimaaliosoite saadaan CAS:n kautta. Ajanjakso CAS:n alusta CAS:n loppuun on CAS-viive. Joten CAS on viimeinen vaihe tietojen etsimisessä, ja se on myös muistiparametreista tärkein.

Tämä parametri ohjaa, kuinka monta kellojaksoa muisti odottaa saatuaan datan lukukäskyn ennen käskyn tosiasiallista suorittamista. Samalla tämä parametri määrittää myös kellojaksojen lukumäärän, joka tarvitaan siirron ensimmäisen osan suorittamiseen muistipurskesiirrossa. Mitä pienempi parametri, sitä nopeampi muistin nopeus. On huomattava, että osaa muistista ei voida käyttää alhaisella viiveellä ja tietoja voi kadota. Ja latenssin lisääminen voi saada muistin käymään korkeammalla taajuudella, joten kun haluat ylikellottaa muistia, sinun tulee yrittää lisätä CAS-viivettä.

Tällä parametrilla on suurin vaikutus muistin suorituskykyyn. Järjestelmän vakauden varmistamisen edellytyksenä on, että mitä pienempi CAS-arvo on, sitä nopeammat muistin luku- ja kirjoitustoiminnot.

tRCD: RAS-CAS-viive

Tämä arvo on toinen parametri "8-8-8-24" muistin ajoitusparametreissa, nimittäin toinen "8". RAS-CAS-viive (kutsutaan myös nimellä: tRCD, RAS-CAS-viive, aktiivinen CMD:hen), mikä tarkoittaa "rivien osoittamista sarakkeen osoitteiden viiveeseen", mitä pienempi arvo, sitä parempi suorituskyky. Kun luet, kirjoitat tai päivität muistia, on tarpeen lisätä viivekellojakso näiden kahden pulssisignaalin väliin. JEDEC-spesifikaatiossa se on toinen parametri. Tämän viiveen vähentäminen voi parantaa järjestelmän suorituskykyä. Jos muistisi ylikellotuskyky ei ole hyvä, voit asettaa tämän arvon muistin oletusarvoon tai yrittää nostaa tRCD-arvoa.

tRP: rivien esilatauksen ajoitus (tRP)

Tämä arvo on kolmas parametri "8-8-8-24" muistin ajoitusparametreissa, joka on kolmas "8". Rivin esilatausajoitus (kutsutaan myös nimellä: tRP, RAS Precharge, Precharge to active), mikä tarkoittaa "muistiriviosoitteen ohjaimen esilatausaikaa", mitä pienempi esilatausparametri, sitä nopeampi muistin luku- ja kirjoitusnopeus. tRP:tä käytetään RAS:n vaatiman latausajan asettamiseen ennen kuin toinen rivi voidaan aktivoida.

tRAS: Minimi RAS-aktiivinen ajoitus

Tämä arvo on viimeinen parametri "8-8-8-24" muistin ajoitusparametreissa, mikä on "24". Minimi RAS-aktiivisuusaika (kutsutaan myös seuraavasti: tRAS, aktiivinen esilatausviive, rivin aktiivisuus, esilatauksen odotustila, rivin aktiivinen viive, rivin esilatausviive, RAS-aktiivinen aika), mikä tarkoittaa "lyhyintä ajanjaksoa muistilinjasta, joka on voimassa esilataukseen". , Tämän parametrin säätö on määritettävä erityistilanteen mukaan. Yleensä se on parasta asettaa välille 24 ja 30. Tämä parametri tulee määrittää todellisen tilanteen mukaan, ei siten, että mitä suurempi tai pienempi, sitä parempi.

Jos tRAS-jakso on liian pitkä, järjestelmän suorituskyky heikkenee tarpeettoman odottamisen vuoksi. tRAS-syklin pienentäminen saa aktivoidun rivin osoitteen siirtymään ei-aktiiviseen tilaan aikaisemmin. Jos tRAS-jakso on liian lyhyt, tiedon purskelähetys ei välttämättä valmistu riittävän ajan puutteen vuoksi, mikä voi aiheuttaa tietojen katoamisen tai vahingoittumisen. Tämä arvo asetetaan yleensä arvoon CAS-latenssi + tRCD + 2 kellojaksoa.

Useimmille ihmisille muisti on pieni laitteisto, jolla on hyvä kapasiteetti ja taajuus, ja se liitetään sitten emolevyyn käyttääkseen sitä. He eivät välitä lainkaan sen monista pienistä parametreista. Siksi alan valmistajat tarjoavat myös typerämmän tavan lukea muistin SPD-sirun parametritiedot, asettaa automaattisesti erilaisia ​​pieniä parametreja, yksinkertainen ja helppokäyttöinen; yksinkertaisemmat ylikellotusasetukset-XMP-tekniikka, jotta tavalliset käyttäjät voivat vain nauttia ylikellotuksen ja arvon lisäämisen hauskuudesta.

Kehitysprosessi

Kehityssuunta

Muistiohjaimen integrointi prosessoriin on luonnollisesti tulevaisuuden kehityssuunta, ja sen tekniikan on muututtava entistä täydellisemmiksi.

AMD:n K8-sarjan prosessorit ja uudemmat tuotteet (mukaan lukien erilaiset prosessorit, joissa on liitännät, kuten Socket 754/939/940), CPU:n sisäpuolella on muistiohjain, prosessorin ja muistin välissä. Tiedonvaihtoprosessi on yksinkertaistettu kolmeen vaiheet "CPU-Memory-CPU" ja kaksi vaihetta jätetään pois. Perinteiseen muistiohjainratkaisuun verrattuna siinä on selvästi pienempi dataviive, mikä auttaa parantamaan tietokonejärjestelmän yleistä suorituskykyä. .

Intel on esitellyt uusimmissa Core i5- ja Core i7 -sarjan suorittimissa myös ratkaisun muistiohjainten integrointiin.

Kehityshistoria

Intel lanseerasi uuden mikroarkkitehtuurin 45 nanometrin Penryn-sarjan jälkeen, koodinimeltään Nehalem, ja siihen mennessä näkee useita uusia teknologioita, kuten integroitu muistiohjain epäilemättä erittäin houkutteleva. AMD on aina integroinut omaan prosessoriinsa muistiohjaimen, joka on saavuttanut hyvän muistin suorituskyvyn, mutta se on myös johtanut tarpeeseen päivittää prosessorin käyttöliittymä aina, kun muistispesifikaatioita päivitetään; päinvastoin, Intel vaatii muistiohjaimen sijoittamista pohjoissiltasiruun. Samaan aikaan itse prosessorin säätö riippuu enemmän välimuistikapasiteetin lisäyksestä tai vähentämisestä. Vaikka Intel on maininnut useita syitä, sanoen, että muistiohjaimen integroimatta jättämisestä on monia etuja, mutta tilanteen muuttuessa Intel ei luonnollisesti mene mustaan, seuraavan sukupolven uuteen arkkitehtuuriin. Muistiohjain tulee Intel-prosessoriin yhdessä grafiikkaytimen kanssa. Ilmeisesti Intel tekee muutakin kuin yksinkertaisen integroinnin. Alkuperäinen Nehalem-arkkitehtuurin allaNeliydinprosessoriBloomfieldissä onkolme kanavaaDDR3-muistiohjain, tukee DDR3:a -1600 spesifikaatiot ja se voi tarjota valtavan 38,4 Gt/s kaistanleveyden, mikä on lähes kaksinkertainen verrattuna kaksikanavaiseen 20 Gt/s nopeuteen. Samalla voidaan käyttää myös sisäänrakennettua grafiikkaydintä. Saavuta parempi suorituskyky erityisesti 3D-peleissä. Nehalemin kaksiytimiset prosessorit varustetaan kuitenkin vain kaksikanavaisilla muistiohjaimilla markkinoiden kuilun kasvattamiseksi.

Toiminta

Otetaan esimerkkinä AMD-suoritin: suorittimen taajuuden ja kertoimen suora jako Socket 939 -aikakaudella on CPU-muistiohjaimen tukema muistitaajuus.

DDR2-aikakauden AM2-prosessorissa, vaikka ydinosassa on myös sisäänrakennettu DDR2-muistiohjain, se eroaa aiemmasta Socket 939 -liitännästä siinä, että sen tukema muistitaajuus on päivitetty DDR2-tasolle. -800. CPU:n päätaajuutta ei voi enää jakaa suoraan CPU:n kertoimella, vaan kokonaisluku jaettuna kertoimen puolella (ei voi olla jaettavissa ottamalla kokonaislukuosa ja lisäämällä 1). Otetaan esimerkiksi 4600+ ja 4800+ suorittimet:

Toisin sanoen muistin toimintataajuus=(CPU-taajuus÷kerroin/2)×2

X2 4800+, päätaajuus on 2,5 GHz ja kerroin 12,5. Muistin taajuusjakaja on siis 7. Tällä hetkellä muistin toiminnan taajuus=(2500M÷7)×2=714M

X2 4600+ Päätaajuus on 2,4 GHz ja kerroin on 12. Muistin taajuudenjakaja Tällä hetkellä muistin käynnissä oleva taajuus = (2400M÷6)×2=800M

4600+ täydellinen tuki DDR2-800:lle

Yksinkertaisesti sanottuna, jos CPU:n päätaajuus ei ole jaollinen 400:lla, se tarkoittaa, että AM2-prosessori ei voi toimia DDR2-800-tilassa oletustaajuudella.

Ohjain

CPU-muistiin integroidun muistiohjaimen edut Suorittimen muistiin integroidulla muistiohjaimella on monia etuja. Kolme kohtaa erottuu:

Integroitu muistiohjain ensimmäisen suorittimen sisällä

Perinteisen tietokonejärjestelmän muistiohjain sijaitsee emolevyn piirisarjan pohjoissiltasirun sisällä, ja suorittimen on vaihdettava tietoja muistin kanssa. Sen on suoritettava "CPU-North Bridge-Memory" viisi vaihetta. -Pohjoissilta-CPU". Tässä tilassa data lähetetään useissa vaiheissa ja tiedon viive on selvästi suuri, mikä vaikuttaa tietokonejärjestelmän yleiseen suorituskykyyn; ja AMD:n K8-sarjan prosessorit (mukaan lukien erilaiset prosessorit, joissa on liitännät, kuten Socket754/939/940) integroivat muistiohjaimet sisään, ja CPU:n ja muistin välinen tiedonvaihtoprosessi on yksinkertaistettu kolmeen vaiheeseen "CPU-memory-CPU", jätetty pois. vaiheissa on luonnollisesti pienempi dataviive verrattuna perinteiseen muistiohjainratkaisuun, mikä auttaa parantamaan tietokonejärjestelmän yleistä suorituskykyä.

Toinen muistiohjain toimii samalla taajuudella kuin suorittimen taajuus

Suorittimeen integroitu sisäinen muistiohjain voi saada muistiohjaimen toimimaan samalla taajuudella kuin suorittimen taajuus (CPU:n toimintataajuus on yleensä yli 2G), ja Northbridgen muistiohjain on yleensä paljon pienempi kuin CPU. toimintataajuutta ja järjestelmän viive on vielä pienempi.

Kolmannen suorittimen sisällä oleva integroitu muistiohjain

Integroitu muistiohjain CPU:n sisällä, koska muistitiedot eivät kulje pohjoissillan läpi, se vähentää tehokkaasti pohjoissillan työpainetta, vähentääkseen North Bridgen kohtuuhintaisuutta.

CPU:n sisäinen integroitu muistiohjain on K8, CPU:n suunnittelun tärkein kohokohta. Vaikka Core Duo ylittää huomattavasti K8:n kokonaissuorituskyvyltään, Core Duo on edelleen kaukana K8:sta muistin suorituskyvyn suhteen.

Integroidun muistiohjaimen ominaisuudet

CPU:n sisällä olevan integroidun muistiohjaimen etuna on, että se voi tehokkaasti ohjata muistiohjainta toimimaan samalla tavalla kuin CPU:n ydin. täytyy mennä pohjoissillan läpi, se voi tehokkaasti vähentää lähetysviivettä. Tämä on esimerkiksi kuin tavaravaraston siirtämistä suoraan jalostuspajan viereen, mikä vähentää huomattavasti raaka-aineiden ja valmiiden tuotteiden kuljetukseen tarvittavaa aikaa tavaravaraston ja jalostuspajan välillä ja parantaa huomattavasti tuotannon tehokkuutta. Tämän seurauksena myös järjestelmän yleinen suorituskyky on parantunut.

Suorittimen sisällä olevan integroidun muistiohjaimen suurin haittapuoli on sen huono muistin mukautuvuus ja joustavuus. Se voi käyttää vain tietyntyyppisiä muistia, ja muistin kapasiteettia ja nopeutta on rajoitettu, ja uusia tyyppejä on tuettava. Esimerkiksi AMD:n K8-sarjan prosessorit voivat tukea vain DDR:tä eivätkä nopeampaa DDR2:ta. Perinteinen muistiohjain sijaitsee emolevyn piirisarjan pohjoissiltasirun sisällä, joten tällaista ongelmaa ei ole. Sinun tarvitsee vain vaihtaa emolevy. Voit käyttää erilaisia ​​muistityyppejä vaihtamatta emolevyä, kuten IntelPentium 4 -sarjan prosessoria. Jos kyseessä on emolevy, joka ei tue DDR2:ta, voit käyttää DDR2:ta, kunhan vaihdat DDR2:ta tukevan emolevyn. Jos sinulla on emolevy, joka tukee sekä DDR:tä että DDR2:ta, voit käyttää DDR2:ta suoraan emolevyä vaihtamatta.

Yleensä koko PC-järjestelmässä keskitymme vain prosessorin päätaajuuteen, järjestelmän etupuolen väylän taajuuteen, muistin toimintataajuuteen ja niiden väliseen väylän kaistanleveyteen, mutta muistiviive vaikuttaa järjestelmään Myös suorituskykyvaikutus on huomattava.

Mikä on muistiviive? Yleisesti ottaen, kun järjestelmän on käytettävä tiettyjä tietoja, CPU antaa ohjeita, ja kiintolevylle tallennetut tiedot siirretään muistiin ja siirretään sitten muistista CPU:lle. Muistiohjain on kuitenkin yleensä integroitu emolevyn piirisarjan pohjoissiltasiruun ja dataa siirretään useiden tasojen kautta, mikä usein aiheuttaa tietyn viiveen. Siksi CPU ei voi saada tietoja ajoissa käskyn antamisen jälkeen ja käsitellä niitä. Muistin viiveellä on tärkeä vaikutus järjestelmän suorituskykyyn. Muistijärjestelmän yleinen latenssi on noin 120-150 ns. Tänä aikana CPU ei voi muuta kuin odottaa. Siksi muistin viiveen vähentäminen niin paljon kuin mahdollista on epäilemättä suuri apu järjestelmän suorituskyvyn parantamisessa. Tietojen vaihtamiseksi muistin kanssa perinteisten prosessorien on käytävä läpi "CPU-North Bridge-DIMM-North Bridge-CPU". Ja prosessorin ydin integroi muistiohjaimen, prosessi yksinkertaistetaan muotoon "CPU-DIMM-CPU", jättäen kaksi vaihetta pois.

Tämä on luultavasti yksi tärkeimmistä syistä, miksi AMD64-bittiset prosessorit voivat osoittaa vahvaa suorituskykyä 32-bittisissä sovelluksissa. Prosessorin sisällä olevan integroidun muistiohjaimen etuna on, että se pystyy tehokkaasti ohjaamaan muistiohjainta toimimaan samalla taajuudella kuin prosessorin ydin, ja koska muistin ja prosessorin välisen tiedonsiirron ei tarvitse kulkea pohjoissillan kautta. , se voi vähentää tehokkaasti lähetysviivettä. Tämä on esimerkiksi kuin tavaravaraston siirtämistä suoraan jalostuspajan viereen, mikä vähentää huomattavasti raaka-aineiden/valmiiden tuotteiden kuljetukseen tarvittavaa aikaa tavaravaraston ja jalostuspajan välillä ja parantaa huomattavasti tuotannon tehokkuutta. Tämän seurauksena myös järjestelmän yleinen suorituskyky on parantunut. Varsinaisessa testissä muistitietoja odottavan Athlon 64:n kellojakso pienenee 30-40 % verrattuna Athlon XP:hen ja järjestelmän kokonaissuorituskyky paranee 25-30 %.

Vaikka integroitu muistiohjain voi saavuttaa suuren kaistanleveyden ja pienen latenssin, eikö sen päivityksestä tule suuri ongelma? Yleensä, jos uusi muististandardi otetaan käyttöön, piirisarjan valmistaja voi suoraan kehittää piirisarjan, joka tukee uutta muistia tukemaan sitä. Muistiohjaimen integrointi prosessorin ytimeen vaikeuttaa päivittämistä, koska muistia tukevien spesifikaatioiden muuttaminen vaatii ytimen vaihtamista. Mutta mitä tulee tilanteeseen, tämä epäilys näyttää hälvenneen.

Kehityssuunta:

Muistiohjaimen integrointi suorittimeen on ilmeisesti tulevaisuuden kehityssuunta, ja sen teknologiasta tulee yhä täydellisempi. Tulevaisuudessa Intel tuo markkinoille myös tuotteita, joissa on integroidut muistiohjainprosessorit.

Edut ja haitat

Edut

1. Muistiohjaimen integroinnin etu CPU:n sisään on, että se pystyy tehokkaasti ohjaamaan muistiohjainta toimimaan samalla taajuudella kuin CPU:n ydin, ja koska muistin ja CPU:n välisen tiedonvaihdon ei tarvitse kulkea pohjoissillan kautta. , se voi vähentää tehokkaasti lähetysviivettä. Tämä on kuin tavaravaraston siirtämistä suoraan jalostuspajan viereen, mikä vähentää huomattavasti raaka-aineiden ja valmiiden tuotteiden kuljetukseen tarvittavaa aikaa tavaravaraston ja jalostuspajan välillä ja parantaa huomattavasti tuotannon tehokkuutta. Tämän seurauksena myös järjestelmän yleinen suorituskyky on parantunut.

2. Vähennä North Bridge -sirun taakkaa. Koska prosessorin ja muistin välisen tiedonsiirron määrä muodostaa suuren osan koko tietokoneen tiedonvaihdosta, North Bridge -sirun työmäärä vähenee huomattavasti integroinnin jälkeen ja sitä voidaan käyttää SATA:lle, PCI-E:lle, jne. Tiedonvaihtokanava tarjoaa tehokkaamman tuen.

Haitat

Suorittimen sisällä olevan integroidun muistiohjaimen suurin haittapuoli on sen huono mukautuvuus muistiin ja huono joustavuus. Se voi käyttää vain tietyntyyppisiä muistia ja on myös suorittimen kapasiteetti ja nopeus ovat rajoitetut. Uusien muistityyppien tukemiseksi CPU:n sisäinen integroitu muistiohjain on päivitettävä, mikä tarkoittaa, että uusi CPU on vaihdettava; esimerkiksi AMD:n K8-sarjan prosessorit voivat tukea vain DDR:tä, mutta eivät voi tukea suurempia nopeuksia. DDR2. Perinteinen muistiohjain sijaitsee emolevyn piirisarjan pohjoissiltasirun sisällä, joten tällaista ongelmaa ei ole. Sinun tarvitsee vain vaihtaa emolevy. Voit käyttää erilaisia ​​muistityyppejä vaihtamatta emolevyä, kuten Intel Pentium4 -sarjan prosessoria. Jos emolevy ei tue DDR2:ta, voit käyttää DDR2:ta, kunhan vaihdat DDR2:ta tukevan emolevyn. Jos sinulla on emolevy, joka tukee sekä DDR:tä että DDR2:ta, voit käyttää DDR2:ta suoraan emolevyä vaihtamatta.

Yhteenveto

Monilla sovelluksilla on monimutkaisempia lukukuvioita (melkein satunnaisia, varsinkin kun välimuistin osumat ovat arvaamattomia), eivätkä ne käytä kaistanleveyttä tehokkaasti. Tyypillinen tämäntyyppinen sovellus on liiketoiminnankäsittelyohjelmisto. Muistin viive rajoittaa sitä jopa suorittimen ominaisuuksien, kuten epäjärjestyksessä suorituksen, kanssa. Tällä tavoin CPU:n on odotettava, kunnes toimintoon tarvittavat tiedot ladataan osingon avulla ennen kuin se voi suorittaa käskyn (riippumatta siitä, tulevatko tiedot CPU-välimuistista vai päämuistijärjestelmästä). Nykyisen halvemman järjestelmän muistilatenssi on noin 120-150ns ja suorittimen nopeus on saavuttanut yli 3 GHz, yksi muistipyyntö voi hukata 200-300 CPU-sykliä. Vaikka välimuistin osumaprosentti on 99%, prosessori saattaa viettää 50% ajasta odottaessaan muistipyynnön loppua - esimerkiksi muistiviiveen vuoksi.

Näet Opteronin integroidun muistiohjaimen. Sen latenssi on paljon pienempi kuin kaksikanavaisia ​​DDR-muistiohjaimia tukevan piirisarjan latenssi. Intel integroi myös muistiohjaimen prosessorin sisään suunnitellusti, mikä vähentää Northbridge-sirun merkitystä. Kuitenkin tapa, jolla prosessori käyttää päämuistia, muuttuu, mikä auttaa lisäämään kaistanleveyttä, vähentämään muistin viivettä ja parantamaan prosessorin suorituskykyä.

Perinteisessä tietokonejärjestelmässä muistiohjain sijaitsee emolevyn piirisarjan pohjoissiltasirun sisällä. CPU:n on vaihdettava tietoja muistin kanssa "CPU-North Bridge-Memory-North Bridge-CPU" -toiminnon kautta. Tässä tilassa tiedot siirretään useissa vaiheissa, ja tiedon viive on ilmeisesti suhteellisen suuri, mikä vaikuttaa yleiseen suorituskykyyn. tietokonejärjestelmästä; kun taas AMD:n K8-sarjan prosessorit (mukaan lukien erilaiset prosessorit, joissa on liitännät, kuten Socket 754/939/940) Muistiohjaimen integroiminen CPU:n ja muistin välinen tiedonvaihtoprosessi on yksinkertaistettu kolmeen vaiheeseen "CPU-memory-CPU", jättämällä pois kaksi vaihetta, mikä on selvästi pienempi kuin perinteinen muistiohjainratkaisu. Tiedot viivästyvät, mikä auttaa parantamaan tietokonejärjestelmän yleistä suorituskykyä.