Modulele de memorie

Modulele de memorie

Arhitectura unitatii centrale de prelucrare (CPU) si a placii de baza (setul de cipuri) determina capacitatea memoriei fizice a sistemului, precum si tipurile si formele de memorie care pot fi instalate. in decursul anilor, au existat doua schimbari importante in ceea ce priveste memoria calculatoarelor: memoria a devenit treptat mai rapida si a furnizat datele pe o magistrala cu latimea din ce in ce mai mare. Cerintele privind viteza si dimensiunea sunt determinate de circuitele unitatii CPU si de cele ale controllerului de memorie. intr-un calculator modern, controllerul de memorie este incorporat in setul de cipuri al placii de baza. Chiar daca un sistem poate admite fizic o cantitate de memorie data, tipul de software pe care il rulati poate dicta in ce masura intreaga memorie poate fi utilizata sau nu.

Procesoarele 8088 si 8086, cu 20 de linii de adresa, pot utiliza 1 MB (1024 KB) de memorie RAM. Procesoarele 286 si 386SX, cu 24 de linii de adresa, pot utiliza 16 MB de memorie. Procesoarele 386DX, 486, Pentium, Pentium MMX si Pentium Pro, cu 32 de linii de adresa, pot utiliza 4 GB (4096 MB) de memorie, in timp ce procesoarele Pentium II/III si 4, precum si AMD Athlon/Duron, avand 36 de linii de adresa, pot gestiona cantitatea impresionanta de 64 GB de memorie. Noul procesor Itanium, cu 44 de linii de adresa, permite instalarea a 16 TB (teraocteti) de memorie RAM fizica!

Cand procesoarele 286 si mai puternice emuleaza procesorul 8088 (ceea ce se intampla cand sunt rulate programe pe 16 biti, cum sunt cele DOS sau Windows 3.x), ele implementeaza un mod de lucru la nivel hardware, cunoscut sub numele de mod real. Acesta este singurul mod de lucru disponibil in cazul procesoarelor 8086 si 8088, utilizate la sistemele PC si XT. In modul real, toate procesoarele Intel - chiar si puternica familie Pentium - sunt limitate la utilizarea unui spatiu de memorie de 1 MB, la fel ca si "stramosii' lor (procesoarele 8086 si 8088), iar din acest spatiu sistemul isi rezerva 384 KB. Numai in modul protejat procesoarele 286 sau mai puternice isi pot utiliza intregul potential de adresare a memoriei.

Sistemele din clasa P5 pot adresa 4 GB de memorie, iar cele din clasa P6/P7 pot adresa 64 GB. Pentru a oferi o imagine a acestor capacitati de adresare a memoriei, aflati ca 64 GB (65.536 MB) de memorie ar costa aproape 20.000 $! Chiar daca v-ati putea permite toata aceasta memorie, unele din cele mai mari module de memorie disponibile astazi sunt modulele DIMM de 1 GB. Pentru a instala o memorie RAM de 64 GB, ar fi necesare 64 de module DIMM cu capacitatea cea mai mare, de cate 1 GB, iar majoritatea sistemelor actuale au numai patru socluri DIMM.

Cele mai multe placi de baza Pentium II au un maxim de 3-6 socluri DIMM, ceea ce permite o memorie maxima de 0,75- 1,5G, daca toate soclurile sunt ocupate. Aceste limitari sunt impuse de setul de cipuri, nu de procesor. Desi unele procesoare pot adresa o memorie de 64 GB, nu exista un set de cipuri pe piata care sa permita acest lucru. Cele mai multe seturi de cipuri actuale sunt limitate la o memorie de 1 GB, desi unele pot adresa 4 GB sau chiar mai mult.

Unele sisteme au si alte limitari. Sistemele din clasa P5 au fost disponibile incepand din anul 1993, dar numai cele construite incepand din anul 1997 utilizeaza pentru placa de baza un set de cipuri care admite module DIMM SDRAM. Chiar si placile de baza care folosesc cel mai nou set de cipuri din clasa P5, Intel 430TX,nu admit o memorie totala mai mare de 256 MB si nu ar trebui sa aiba instalata o memorie totala mai mare de 64 MB, datorita limitarilor de adresare a memoriei prin cache. Nu instalati mai mult de 64 MB de memorie RAM intr-un asemenea sistem decat daca sunteti sigur ca placa de baza si setul de cipuri permit functionarea memoriei cache de nivel 2 cu memoria suplimentara.

1 Modulele SIMM, DIMM si RIMM

Primele sisteme aveau memoria instalata sub forma de cipuri individuale. Acestea sunt denumite adeseori cipuri DIP {Duallnline Paekagef datorita formei cipului. Modelele IBM XT si AT originale aveau 36 de socluri pe placa de baza pentru aceste cipuri individuale, iar mai apoi mai multe astfel de cipuri au fost instalate pe diferite placi de memorie care se introduceau in conectoarele de magistrala. imi amintesc ca petreceam ore in sir plantand astfel de cipuri pe placi si nu era o munca usoara.

Pe langa faptul ca instalarea memoriei consuma mult timp si efort, cipurile DIP aveau o problema notorie: in timp, ieseau din socluri, dupa ce sistemul parcurgea un numar de cicluri termice. In fiecare zi, la pornire si la oprire, sistemul se incalzea si se racea, iar cipurile ieseau treptat din soclurile lor. Pana la urma, se slabea contactul intre soclu si cip si apareau erorile de memorie. Din fericire, reasezarea tuturor cipurilor in soclurile lor rezolva de obicei aceasta problema, dar aceasta necesita un volum mare de manopera in cazul deservirii unui numar mare de sisteme.

La timpul respectiv, exista varianta lipirii cu cositor a cipurilor de memorie pe placa de baza sau pe o placa de extensie. Aceasta impiedica migrarea cipurilor si facea ca legaturile sa devina permanente, dar aparea o alta problema. Daca un cip se defecta, era necesar fie sa incercati dezlipirea sa si lipirea unui cip nou, fie sa aruncati placa de baza sau placa de memorie in care era instalat cipul. Acest lucru era costisitor si ingreuna foarte mult depanarea memoriei.

Era necesar un cip care sa fie lipit cu cositor, dar sa ramana amovibil, si aceasta este exact ceea ce s-a realizat prin modulul numit SIMM. Pentru memorie, cele mai multe sisteme moderne au adoptat modulele SIMM {Single In-Line Memory Module), DIMM sau RIMM in locul cipurilor individuale de memorie. Aceste mici placi se introduc in niste conectoare speciale aflate pe placa de baza sau pe placa de memorie. Cipurile individuale de memorie sunt lipite in modul, astfel incat demontarea si inlocuirea cipurilor individuale de memorie nu este posibila. in loc de aceasta, trebuie sa inlocuiti intregul modul daca o componenta a sa se defecteaza. Modulul este tratat ca si cum ar fi un singur cip mare de memorie.

in sistemele desktop sunt folosite doua tipuri principale de module SIMM, doua tipuri principale de module DIMM si (pana acum) un tip de modul RIMM. Diferitele tipuri de module sunt descrise prin numarul de pini, latimea randului de memorie si tipul memoriei.

Modulele SIMM, de exemplu, exista in doua variante fizice - cu 30 de pini (8 biti plus un bit de paritate optional) si cu 72 de pini (32 de biti plus patru biti de paritate optionali) cu diferite capacitati si caracteristici. Modulele SIMM cu 30 de pini sunt mai mici decat cele cu 72 de pini si ambele versiuni pot avea cipuri pe o singura fata sau pe ambele.

Si modulele DIMM sunt disponibile in doua variante. De obicei, modulele DIMM contin memorie SDRAM sau DDR SDRAM si sunt diferentiate de caracteristicile fizice. Un modul DIMM standard are 168 de pini, o crestatura la fiecare capat si doua crestaturi in zona contactelor. Un modul DDR DIMM are 184 de pini, o crestatura la fiecare capat si numai o crestatura in zona contactelor. Memoriile DIMM au canale de date pe 64 de biti (fara paritate) sau 72 de biti (cu paritate sau ECC). Principala diferenta fizica intre modulele SIMM si DIMM este faptul ca modulele DIMM au pini de semnal diferiti pe cele doua parti ale modulului. Acesta este motivul pentru care sunt numite module de memorie in linie duale (dual inline memory module) si explicatia faptului ca, avand doar cu un inci mai mult in lungime, au mult mai multi pini decat un modul SIMM.

. Si modulele RIMM au pini diferiti pe cele doua fete ale modulului. Exista trei tipuri fizice diferite de module RIMM: o versiune pe 16/18 biti, cu 184 de pini, o versiune pe 32/36 de biti, cu 232 de pini si o versiune pe 64/72 de biti, cu 232 de pini. Toate aceste module folosesc acelasi tip de conector, dar crestaturile din module si din conectoare sunt diferite, pentru a impiedica instalarea gresita. O placa de baza poate accepta un singur tip de modul. Cea mai raspandita este versiunea pe 16/18 biti. Versiunea pe 32 de biti a aparut catre sfarsitul anului 2002, iar versiunea pe 64 de biti va aparea abia in 2004.

Un modul RIMM standard pe 16/18 biti are 184 de pini, o crestatura la fiecare capat si doua crestaturi centrale in zona contactelor. Versiunile pe 16 biti sunt folosite in sistemele fara ECC, in timp ce versiunile pe 18 biti includ bitii suplimentari necesari pentru corectarea erorilor.

Pinii sunt numerotati de la stanga la dreapta. in cazul modulelor SIMM, pinii de pe o parte si de pe cealalta a modulului sunt identici si conectati intre ei. in cazul modulelor DIMM si RIMM, pinii de pe cele doua fete sunt diferiti. Toate cotele sunt indicate atat in inci, cat si in milimetri (in paranteze).

Aceste module de memorie sunt extrem de compacte, daca tinem seama de capacitatea lor de stocare, fiind disponibile diverse capacitati si viteze. Tabelul 6.9 prezinta diferitele capacitati disponibile pentru modulele SIMM, DIMM si RIMM