3.5.1 Computersysteme II, DRAM-Speichercontroller

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Anbindung des Hauptspeichers und von E/A-Komponenten
David Bratschke
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David Bratschke
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Resource summary

Question Answer
Bei welcher Form des Hauptspeichers gestaltet sich der Zugriff aufwändiger und benötigt daher einen wesentlich komplexeren Speichercontroller? Beim DRAM
Welche Funktion erfüllt der DRAM-Speichercontroller? Dieser erzeugt die notwendigen Signale zur Auswahl der zu ladenden Speicherwörter, kümmert sich um die Abarbeitung verschiedener Zugriffe und ordnet diese nach bestimmten Kriterien an.
Warum wird beim DRAM ein komplexerer Speichercontroller als bei SRAM benötigt? Schon allein aufgrund der regelmäßig notwendigen Auffrischungen der Bits
Nach welchen Kriterien optimiert der DRAM-Speichercontroller die Reihenfolge Zugriffe? - Effizienz des Speicherzugriffs, - Vorhersehbarkeit der Abarbeitung - Flexibilität
Was sind "DIMM"-Riegel und wofür werden diese genutzt? "Dual Inline Memory Module", diese werden idR in PCs verwendet, darauf werden die einzelnen DRAM-Bausteine verbaut
Für was steht "SDRAM"? Für "synchron dynamic random access memory "
Wo bzw. bei welchem PC-Bauteil werden DRAM-Bausteine direkt auf die Platine gelötet? z.B. bei Grafikkartenspeicher
Wie werden DRAM-Zellen zusammengefasst, so dass sie über eine Adressleitung auswählbar sind? Die einzelnen Zellen werden zu Zeilen zusammengefasst und sind über eine gemeinsame Adressleitung auch gemeinsam ansteuerbar
Über welche Leitung wird die einzelne Speicherzelle einer bereits über die Adressleitung selektierten DRAM-Zeile ausgewählt? Über die Bitleitung
Wieviele Zellen gehören bei DRAM zu einer Zeile? Unterschiedlich, auf jeden Fall eine Zweierpotenz: z.B.: 2^12 = 4096
Was ist ein "DRAM-Feld"? eine bestimmte Anzahl von DRAM-Zeilen, die so tabellenartig zusammengefasst werden
Wieviele Zellen sind über eine Bitleitung miteinander verbunden? Alle Zellen einer Spalte des DRAM-Feldes (auch zweier Potenz)
Über welche Leitung wird die Zeile eines DRAM-Feldes ausgewählt? Über die Adressleitung
Über welche Leitung wird eine Spalte eines DRAM-Feldes ausgewählt? (bzw. geschrieben/gelesen) Über die Bitleitung
Wie berechnet sich die Speicherkapazität eines DRAM-Feldes? #Zeilen * #Spalten z.B.: 4096*4096 = 2^24 = 16 MBit = 2 MB
Wozu dienen die Strobe-Signale? Auswahlsignale, um eine bestimmte Zeile / Spalte aus einem DRAM-Feld auszuwählen
Wie heißen die beiden bei einem DRAM-Feld verwendeten Strobe-Signale? Row Access Strobe (RAS) und Column Access Strobe (CAS)
Über welche Funktionseinheit wird die Zeilenadresse dekodiert und somit ausgewählt? Über einen Adressdekoder
Was geschieht nachdem bei einem Zugriff eine DRAM-Zeile über den Zeilenadressdekoder ausgewählt wurde? Diese wird dem Lese-/Schreibverstärker zugeführt
Wozu wird bei einem Zugriff auf eine DRAM-Zeile diese dann einem Schreibe-/Leseverstärker zugeführt? um zum einen die Inhalte erneut in die Zeile zurückzuschreiben. Zum anderen wird über einen weiteren Adressdekoder die Spalte ausgewählt und das Datensignal (Bit, Wort) ausgegeben.
Welchen Vorteil bietet die aufgeteilte Ansteuerung über RAS-und CAS-Signal bei DRAM-Speicher? da die Zeile sowieso erneuert werden muss, vereinfacht das den Aufbau des Speichers deutlich
Über wieviele DRAM-Felder verfügt ein SDRAM-Baustein in der Regel? üblicherweise mehrere, die entsprechend ausgewählt werden
Wozu werden bei SDRAM-Bausteinen zusätzliche Speicherbänke mit eigenen Adressregistern, Adressdekodern und Schreib-Leseverstärkern verwendet? Um die Zugriffsgeschwindigkeit zu erhöhen und Latenzen zu reduzieren
Wie wurde DRAM-Speicher vor Einführung von SDRAM angesprochen? asynchron
Was bedeutet das "synchron" bei SDRAM? dass die Lese- und Schreibzugriffe auf einen einzelnen DRAM-Baustein synchron zu einem Takt erfolgen, der vom Speichercontroller bereitgestellt wird
Wie erfolgt bei SDRAM der Zugriff auf die Zeilen- und Spalten innerhalb eines Bausteins, asynchron oder synchron? asynchron über Strobe-Signale (RAS, CAS)
Wie nennt man SDRAM bei dem pro Takt bei steigender Flanke ein Speicherwort übertragen wird? SDR-SDRAM
Wofür steht "SDR" bei SDR-SDRAM? Single-Data-Rate
Was war der Nachteil vom SDR-SDRAM? Dass nach der Übertragung erst einige Takte vergingen bis das nächste Speicherwort geladen werden konnte
Was kennzeichnet DDR-SDRAM im Gegensatz zum SDR-SDRAM? Dass pro Takt bei steigender Flanke zwei aufeinanderfolgende Speicherwörter vorgeladen werden
Wo ist der Unterschied zwischen DDR-SDRAM und DDR2-SDRAM? Bei DDR1 vergehen erst einige Takte bevor die nächsten zwei Speicherwörter übertragen werden. DDR2-SDRAM lädt vier Speicherwörter vor und überträgt diese in zwei direkt aufeinanderfolgenden Takten
Wieviele Speicherwörter werden in wievielen Takten bei DDR3-SDRAM übertragen? 8 Speicherwörter in 4 aufeinanderfolgenden Takten
Welche Eigenschaften von Daten und Programmcode macht man sich bei DDR2- und DDR3-SDRAM zu nutze? Die Lokalitätseigenschaften, ähnlich wie bei Cache-Speichern
Welche Verbesserungen bietet DDR4-SDRAM ggü. DDR3-SDRAM? eine erhöhte Speicherdichte auf den Modulen, geringere Spannungsversorgungen und höhere Datenübertragungsraten.
Was wurde bei DDR5-SDRAM gegenüber DDR4 verbessert? DDR5-SDRAM reduziert abermals die Leistungsaufnahme und verdoppelt zudem die Speicherbandbreite und Kapazität im Vergleich zu DDR4-SDRAM.
Worüber erfolgt üblicherweise die Anbindung des DRAM-basierten Hauptspeichers an den Prozessor? über einen Speichercontroller
Wie war bei älteren Systemen der Hauptspeicher (und weitere Komponenten) an den Prozessor angebunden? Über einen Chipsatz
Aus welchen zwei Komponenten bestand der Chipsatz, über den bei älteren Arbeitsplatzrechnern der Hauptspeicher und andere Komponenten angebunden waren? Memory Controller Hub (MCH) und Input/Output Controller Hub(ICH)
Wie wurden der Memory Controller Hub(MCH) und Input/Output-Controllerhub (ICH) noch genannt? Northbridge und Southbridge
Welche Komponenten waren wie über den MCH angebunden? schnelle Komponenten wie Hauptspeicher und Grafikkarte waren über einen Bus mit dem Hauptprozessor verbunden
Wie war der "ICH" an den Hauptprozessor angebunden? Dieser war an dem "MCH" angebunden, (also nur indirekt mit der CPU)
Welche Komponenten waren über "ICH" angeschlossen? langsamere Komponenten, wie: Festplattencontroller (P-ATA, S-ATA etc.) und Erweiterungsschnittstellen (PCI ..)
Wofür stehen die Abkürzungen "P-ATA" und "S-ATA"? für Parallel bzw. Serial Advanced Technology Attachment
Wie sind bei aktuellen (Intel-)Systemen die schnelleren Schnittstellen wie Speicher- und Grafikcontroller an den Prozessor angebunden? diese sind bereits in den Hauptprozessor verlegt worden, um eine noch schnellere Anbindung zu ermöglichen.
Wofür steht die Abkürzung "PCI"? Peripheral Components Interconnect
Wie wird der "ICH" im Intel-Sprachgebrauch bei aktuellen Systemen genannt? Und warum? Platform Controller Hub (PCH), weil vom Chipsatz nurnoch der ICH übrig bleibt, da der MCH bereits in den Hauptprozessor verlegt worden ist
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