Grafické paměti





    Grafické karty jsou již velmi dlouho vybaveny vlastní (tzv. grafickou) pamětí. Zde najdete přehled těch běžně používaných.



  Typy pamětí
typ max.
frekvence
(MHz)
band.
(GB/s)
best timing best AC napájení drain data
rate
read,
write at once
pozn.(*)
 SRAM       <8 ns                
 FPM       50 ns    5-3-3-3       1x -  
 EDO 100      50 ns    5-2-2-2       1x -  
 VRAM 110      35 ns           1x +  
 WRAM       <20 ns           1x +  
 BEDO >100      <50 ns    4-1-1-1       1x +  
 SDRAM 233   3,7   4,3 ns    4-1-1-1       1x   128bit
 SGRAM 200   3,2   5 ns           1x  
 MDRAM 333   0,7   6 ns       3,3 / 5 V 0,5 W multi multi 120MHz
 ESDRAM                        
 RDRAM 1200                       
 SLD RAM (?) >800   >0,8               2x    
 nRDRAM 1600                       
 SGRAM DDR 294/588   9,4   3,4 ns        2x    
 (G)DDR 400/800   25,6   2,5 ns       1,8 V 1,2 W 2x   400MHz
256-bit
 (G)DDR II 500/1000   32,0   2 ns       2,5 (2,8) V 3,0 W 2x  
 (G)DDR III 800/1600   51,2   1,25 ns       1,8 (1,9) V 1,2 W 2x  
 (G)DDR IV 1000/2000   64   1 ns          2x  


(*) ... podmínky, které byly použity při zjišťování ostatních paramterů (např. sběrnice pro dat. propustnost, nebo frekvence pro spotřebu)



SRAM vs. DRAM
SRAM, neboli Static Random Access Memory je tzv. statická paměť. Od DRAM se liší schopností udržet data i po odpojení od zdroje, neboť není potřeba provádět obnovu "refresh" dat po určitých časových úsecích. SRAM paměti jsou velice rychlé, ale také drahé. Problém je, že "storage cells" (jednotlivé buňky sloužící k uložení dat) jsou složeny z minimálně 4 (spíš více) tranzistorů (DRAM: 1 storage cell = 1 tranzistor = nízká cena). Z tohoto důvodu se statické paměti používají jen zřídka; obvykle pro cache.

(S)BSRAM
(Synch)Burst SRAM. SRAM paměť synchronizovaná s datovou sběrnicí nebo taktem primární cache paměti. Použita např. jako externí L2 cache pro Pentium II.

Pro standardní účely (systém, grafické karty) se používají DRAM moduly, jejichž výčet následuje:

FPM
obrázek
Fast Page Mode (/Memory). Velmi pomalé moduly. Obvyklá rychlost je 70-60 ns (jiné zdroje uvádějí jako, dnes už jsou VGA s těmito moduly velice vzácné. Mají tvar úzkých vysokých obdélníčků; nožičky vedou z delších stran kolmo k PCB a je jich málo (obvykle 10 po každé straně čipu).

EDO
Extended Data Output (Hyper Page Mode). Dříve velice rozšířené, přístupové doby jsou mírně kratší než u FPM, takže jsou zhruba o 15% rychlejší.

BEDO
Burst - Extended Data Output. Podobná, jako EDO, ale staví na architektuře Dual-Bank, čímž snižuje latence. Umožňuje používat vyšší frekvence sběrnice, než standardní EDO. Měla skloubit taktovací frekvence a rychlost SDRAMů s pověstnou stbilitou EDO-RAM modulů. Neujala se, vytlačila ji především SDRAM propagovaná společností Intel. BEDO by na stejných taktovacích frekvecích poskytla vyšší výkon i stabilitu, než SDR.

VRAM
Video RAM. VRAM jsou stejné jako DRAM, ale mají jednu výhodu - tou je možnost čtení a zápisu najednou. Ve výsledku jsou zhruba o třetinu rychlejší, než EDO. Byly používány na mnoha grafických akcelerátorech (např. Voodoo1/rush/2). Jsou to vysoké podlouhlé obdélníčky s nožičkama umístěnýma na delších stranách; vedou kolmo k PCB. Od EDO-RAM je lze nejsnáze odlišit nižší latencí.

WRAM
Window RAM. Autorem je Samsung. Hlavním rozdílem oproti VRAM je možnost přenášet "window data", tedy nejen řádky, ale i sloupce a to najednou. Díky tomu jsou zhruba o 50% rychlejší, než VRAM. Navíc o 20% levnější. Tyto paměti využíval především Matrox na své Millenium, Millenium 200 atp. Mají tvar kratšího obdélníčku a nožičky jsou rozmístěny po celém obvodu čipu.

MDRAM
obrázek
Multibank Dynamic Random Acces Memory. Autor MoSys. Každý modul je rozdělen do 32 částí, ke kterým je přistupováno zvlášť, čímž je velmi urchlena komunikace (může být přistupováno k několika částem zároveň). Dalš výhodou (ve své době) byl fakt, že mohly být vyráběny moduly o určité konkrétní přesné kapacitě, takže mohl být použit modul o přesně takové kapacitě, která akorát dostačovala pro konkrétní požadavek; např. kapacita potřebná pro určité rozlišení podporované grafickým adaptérem (např 800*600@32bit vyžaduje 1,4MB; s jinými typy modulů musely být použity 2MB, takže zhruba 1/3 nákladů byla zbytečná. MDRAMy se příliš nerozšířily; objevují se na kartách s čipy Tseng ET6x00 (cca 1997). Moduly jsou velké, čtvercovité, o kapacitě 0,5 až 2,5 MB po 0,25 MB. Poslední výrobci byli MoSys, Jaton a Videologic. (karta na obrázku je právě Tseng ET6x00 v provedení Britek (ViewTop) BP-ET7 s pamětmi MoSys

SDR SDRAM
obrázek
Single Data Rate - Synchronous Dynamic RAM. Dlouho nejrozšířenější paměti jak pro systém, tak pro grafické karty. Synchronní takt sběrnice a čipů zajišťuje vyšší výkon, než poskytovaly předchozí generace. (nízké obdélníčky s tenkýma nožičkama na delších hranách). Vyráběny byly cca od 50 do 200MHz, nejrozšířenější frekvence jsou kolem 133MHz. Na vyšších frekvencích se příliš nevyráběly, takže byly poměrně drahé. 3Dfx dosáhla nejvyšších finančních ztrát právě nákupem velkého množství rychlých SDR pamětí (6ns a méně) před pádem cen DDR. Nejrychlejší SDR SDRAM moduly byly pravděpodobně použity na Falcon Northwest - Falcon SE Xentor (TNT2): 235MHz.

ESDR SDRAM
Enhanced Single Data Rate - Synchronous Dynamic RAM. Moduly navržené společností Enhanced Memory System. Měly sloužit jako nástupce klasických SDRAMů. Každý modul se skládá z paměti SDRAM a statické paměti SRAM. Ty jsou spojeny širokopásmovou sběrnicí. Paměť SRAM slouží jako jakási cache (či buffer) eliminující latence nutné pro SDRAM. Velké plus měla být zpštná kompatibilita s SDRAM moduly. Poté, co si Intel vybral RDRAMy a AMD šlo cestou levnějších DDR SDRAM budoucnost těchto modulů skončila.

SGRAM (SDR SGRAM)
obrázek
(Single Data Rate) Synchronous Graphic RAM. Paměti určené pro grafické karty, ve své době dosahovaly vyšších frekvencí, než SDRAMy a věřilo se v jejich budoucnost. Od SRAM modulů se lišily i mírně jinou architekturou, takže při stejné frekvenci podávaly nepatrně vyšší výkon. SDRAMy se ale rozšířily více, neboť byly vyráběny i pro systémové paměťové moduly. Tyto moduly mají tvar kratšího obdélníčku a nožičky jsou rozmístěny po celém obvodu čipu. Rozšířené jsou třeba na pozdějších kartách série ATi Rage (Rage 128 atp.). Nejrychlejší SDR SGRAM byly použity pravděpodobně na Matrox G400 MAX (200MHz)

SGRAM (DDR SGRAM)
(Double Data Rate) Synchronous Graphic RAM. V podstatě totéž, jako předchozí, ale v provedení DDR. Není mnoho karet, na kterých jsou tyto paměti použity; nejznámějším případem je asi GeForce DDR.

RDRAM, nRDRAM
Rambus Dynamic RAM. V jednu dobu se zdálo, že mají tyto moduly před sebou slibnou budoucnost; sázel na ně především Intel (který byl jejich spolutvůrcem - se společností RAMBUS), ale objevily se i na grafických kartách (např. doprovod čipu Mpact2, který zvládal HW AntiAliasing, nebo čistě HW DVD přehrávání; asi nejznámější provedení: STB Nitro DVD AGP z roku 1998). Největším plusem jsou vysoké taktovací frekvence v kombinaci s přístupem bez latencí. To dělá z RDRAM nejrychlejší moduly. Protiváhou je ale vysoká cena. První moduly srovnatelné s RDRAM jsou asi DDR3, které díky vysokým frekvencím a nízkým latencím poskytují obdobnou datovou propustnost.

SLDRAM
Synchronous-Link Dynamic RAM. Paměť vyvinuta dnes již neexistujícím konzorciem SyncLink. Pracuje na podobných prinicpech, jako RDRAM, ale navíc se schopností provádět operace na dvojnásobné frekvenci, než je takt sběrnice (podobně jako DDR SDRAM). Zaváděcí frekvence 800 MHz, uvažován jako následovník RDRAMů.

DDR (DDR SDRAM)
Double Data Rate - Synchronous Dynamic RAM. Od SDR se liší dvojnásobným množstvím čtení/zápisů za takt. Vyráběly se od frekvence 100MHz (200 ef.), ale nejrozšířenější jsou od 166 do 200MHz (333/400 ef.) Zhruba na těchto frekvencích se vyrábějí dodnes pro systém.

DDR 2 (DDR 2 SDRAM)
Double Data Rate - Synchronous Dynamic RAM. Novější verze DDR, možné vyšší frekvence, vyšší spotřeba a vyšší latence. (na stejné frekvenci pomalejší, než DDR 1). Doporučené je pasivní chlazení.

DDR 3 (DDR 3 SDRAM)
Double Data Rate - Synchronous Dynamic RAM. Oproti předchozí verzi mají výrazně nižší energetickou spotřebu i latence. Jde zatím o nejrychlejší paměťové moduly, uvažuje se o frekvencích 800MHz (1600 ef.)

GDDR (DDR SGRAM)
Double Data Rate - Synchronous Graphic RAM. DDR paměti určené speciálně pro grafické karty. Používají balení BGA.

GDDR 2 (DDR 2 SGRAM)
Double Data Rate - Synchronous Graphic RAM. DDR 2 paměti určené speciálně pro grafické karty. Používají balení BGA (144-ball FBGA). Ostatní specifikace odpovídají standardní DDR 2.

GDDR 3 (DDR 3 SGRAM)
Double Data Rate - Synchronous Graphic RAM. DDR 3 paměti určené speciálně pro grafické karty. Používají balení BGA (144-ball FBGA). Autorem jejich návrhu je společnost ATi, která shledala (G)DDR 2 jako příliš pomalé a energeticky náročné.

GDDR 4 (DDR 4 SGRAM)
Double Data Rate - Synchronous Graphic RAM. DDR 4 paměti určené speciálně pro grafické karty. Autorem jejich návrhu jsou ATi, nVidia a Samsung.



OSTATNÍ TYPY:

NVRAM
Non-Volatile RAM; např. FRAM = Ferroelectric RAM

PBRAM
Pipelined Burst RAM; např. výše zmíněná BEDO RAM (???)



Shrnutí a výrobci:
Dnes je největším výrobcem paměťových modulů společnost Samsung. Její starší moduly ale nebyly značeny celým názvem společnosti, ale lze je určit podle loga "SEC". Poněkud problémem může být rozlišení modulů společností Hynix a Hyundai, na nichž je uvedena zkratka "HY". Pokud je přítomno logo "H", jehož spojovací nožička je jakoby přesazena, jde o Hyundai. Na starších kartách je často k vidění logo složené ze čtverečků (3x3), které jsou v kroužku. Výrobcem těchto modulů je Mosel (=Vitelic).





picture manufacturer
  Alliance
  Elite MT
  Elixir
  ESMT (???)
  EtronTech
  G-Link
  Galvantech
  Hitachi
  Hynix
  Hyundai
  IBM
  IDT
  LGS
  Lifetime
  Magic Silicon
  Mosel (=Vitelic)
  MoSys
  Motorola
  Micron Technologies
  NEC
  Samsung
  Siemens
  Spectek
  Toshiba
  V-Data
???
  unknown #1 "Kt"
  unknown #2 "VT"
  unknown #3 "ND"
  unknown #4 "MIRA"
  unknown #5 "MORA"




Další obrázky paměťových modulů najdete zde (thx2 ghost):

SDR: http://www.biwa.ne.jp/~yok/SDRAM-TENJIKAN.htm
DDR: http://www.biwa.ne.jp/~yok/TENJIKAN-DDR.htm





© no-X 2004
akt. 25-01-2004
hlavní stránka