RAM (herhangi bir tür) erişim süresi neden bu kadar yavaş azalıyor?

Bu makale DDR4 SDRAM'ın yaklaşık 8 kat daha fazla bant genişliğine sahip DDR1 SDRAM olduğunu gösteriyor. Ancak, sütun adresini ayarlamaktan verilerin kullanılabilir olduğu zamana kadar geçen süre yalnızca% 10 (13.5ns) azalmıştır. Hızlı bir arama, en hızlı zaman uyumsuzunun erişim zamanının olduğunu gösterir. SRAM (18 yaşında) 7ns. SDRAM erişim süresi neden bu kadar yavaş azaldı? Sebep ekonomik mi, teknolojik mi yoksa temel mi?

Bunun nedeni, DRAM'ın bant genişliğini artırmak, gecikmeyi azaltmaktan daha kolay ve ucuzdur. Verileri açık bir ram satırından almak için önemsiz miktarda çalışma gereklidir.

Sütun adresinin kodu çözülmeli, hangi hatlara erişmek için hangi hatların seçilmesi gerektiğine karar verilmelidir ve verilerin çip üzerinde çıkış tamponlarına doğru hareket etmesi gerekir. Bu, özellikle de SDRAM yongalarının yüksek ram yoğunluklarına göre tasarlanmış ve yüksek mantık hızlarına uygun olmayan bir proseste üretildiği göz önüne alındığında biraz zaman alır. DDR (1,2,3 veya 4) kullanılarak söylenen bant genişliğini arttırmak için, mantığın çoğu genişletilebilir veya boru hattına bağlanabilir ve önceki nesillerle aynı hızda çalışabilir. Daha hızlı olması gereken tek şey, DDR pinleri için I / O sürücüsüdür.

Aksine, gecikmeyi azaltmak için tüm işlemin hızlandırılması gerekir, bu daha zordur. Büyük olasılıkla, koçun parçalarının yüksek hızlı CPU'lara benzer bir proseste yapılması gerekecektir, maliyeti büyük oranda arttırır (yüksek hızlı işlem daha pahalıdır, artı her bir yonganın 2 farklı işlem yapması gerekir).

CPU önbelleklerini RAM ve sabit disk / SSD ile karşılaştırırsanız, depolama alanı büyük olmakla depolama alanı hızlı olmak arasında ters bir ilişki vardır. L1 $ çok hızlı, ancak yalnızca 32 ile 256kB arasında veri tutabiliyor. Bu kadar hızlı olmasının nedeni küçük olması:

• Kullanarak CPU'ya çok yakın yerleştirilebilir, yani verilerin elde edilmesi için daha kısa bir mesafe kat etmesi gerekir
• Üzerindeki kablolar daha kısa yapılabilir, yine de verilerin dolaşması daha az zaman alır.
• Çok fazla alan veya çok sayıda transistör gerektirmez, bu nedenle hızı optimize edilmiş bir işlem yapmak ve depolanan bit başına çok fazla güç kullanmak bu kadar pahalı değildir.

Hiyerarşiyi yükseltirken, her bir depolama seçeneğinin kapasitesi daha da artar, ancak alanda daha da büyür ve onu kullanan cihazdan daha uzağa götürür, bu da cihazın yavaşlaması gerektiği anlamına gelir.

C_Elegans , cevabın bir bölümünü sağlar ; bir hafıza döngüsünün genel gecikme süresini azaltmak zordur .

Cevabın diğer kısmı, modern hiyerarşik bellek sistemlerinde (çoklu önbellekleme seviyeleri), bellek bant genişliğinin genel sistem performansı üzerinde bellek gecikme süresinden çok daha güçlü bir etkiye sahip olmasıdır ve bu nedenle en son geliştirme çabalarının tamamının odaklandığı yer burasıdır.

Bu, hem genel işlemlerde hem de birçok işlem / iş parçacığının paralel olarak çalıştığı ve gömülü sistemlerde geçerlidir. Örneğin, yaptığım HD video çalışmasında, milisaniye sırasındaki gecikmeleri umursamıyorum, ancak çoklu gigabayt / saniye bant genişliğine ihtiyacım var.

Bu kadar çok fikrim yok, ama hepsinin biraz olmasını bekliyorum.

Ekonomik

Bilgisayarların / telefonların çoğunluğu için, hız fazlasıyla yeterli. Daha hızlı veri depoları için SSD geliştirilmiştir. İnsanlar (neredeyse) gerçek zamanlı olarak video / müzik ve diğer hızlı yoğun görevleri kullanabilirler. Bu yüzden daha fazla hıza ihtiyaç duyulmaz (hava tahmini vb. Özel uygulamalar hariç).

Diğer bir neden ise çok yüksek bir RAM hızını işlemektir, hızlı olan CPU'lara ihtiyaç vardır. Ve bu da çok fazla güç kullanımıyla geliyor. Bunları batarya cihazlarında (cep telefonları gibi) kullanma eğilimi çok hızlı RAM (ve CPU'lar) kullanılmasını önlediğinden, bu sayede bunların ekonomik hale getirilmesinde faydası olmaz.

Teknik

Cips / IC'lerin küçülme boyutuyla (şimdiki nm seviyesi), hız artar, ancak önemli ölçüde artmaz. Daha çok ihtiyaç duyulan RAM miktarını artırmak için daha sık kullanılır (ayrıca ekonomik bir neden).

Temel

Örnek olarak (her ikisi de devrelidir): Daha fazla hız almanın en kolay yolu (SSD tarafından kullanılır), yükü birden fazla bileşene yaymaktır, bu şekilde 'işlem' hızları da artmaktadır. Aynı anda okuyan 8 USB çubuğu kullanarak ve birbiri ardına 1 USB bellekten veri okumak yerine, sonuçları birleştirmek (8 kez uzun sürer) ile karşılaştırın.