Mälumoodul: erinevus redaktsioonide vahel

Kasutatud de:Speichermodul
P (pisitoimetamine)
(Kasutatud de:Speichermodul)
 
'''Mälumoodul''' on terminon suure arvu [[viik]]udega [[trükkplaat]], mismillele viitabon monteeritud erinevatele [[Dünaamilinemälukiip muutmälu|dünaamilise muutmälumälukiibid]] trükkplaatidele.<ref name="MyXnU" /> Neid kasutatakse [[personaalarvuti]]tes, [[tööjaam]]ades ja [[server]]ites.
{{keeletoimeta}}
{{vikinda}}
'''Mälumoodul''' on termin, mis viitab erinevatele [[Dünaamiline muutmälu|dünaamilise muutmälu]] trükkplaatidele.<ref name="MyXnU" /> Neid kasutatakse [[personaalarvuti]]tes, [[tööjaam]]ades ja [[server]]ites.
 
[[Pilt:RAM simm.gif|pisi|SIMM]]
Leidub mitut liiki mälumooduleid:
[[Pilt:RAM s0simm.gif|pisi|SO-SIMM]]
* DIP-kiibid (ingl k: ''Dual In-Line Package'')
[[Pilt:RAM sdrdimm.gif|pisi|SDR-DIMM]]
* SIMM (ingl k: ''Single In-line Memory Module'') ehk üherealine mälumoodul
[[Pilt:RAM ddrdimm.gif|pisi|DDR-DIMM]]
* DIMM (ingl k: ''Dual In-line Memory Module'') ehk kaherealine mälumoodul
[[Pilt:RAM microdimm.gif|pisi|Micro-DIMM]]
== DIP ==
[[Pilt:ICRAM DIP chipsrimm.JPGgif|pisi|DIP mälukiibidRIMM]]
[[Pilt:RAM s0rimm.gif|pisi|SO-RIMM]]
Enamik mälukiipe asub plastist või keraamilises ümbrises, mille nimetus on DIP (ingl k: ''Dual In-Line Package'').<ref name="Pr3FI" /> DIP on neljakandiline pakend, millel on rida viikusid ääres. Varasemates arvutites kinnitati iga selline mälukiip emaplaadile eraldi. Kinnitamiseks on peamiselt kaks võimalust: kas kinnijootmine või [[Sokkel|soklisse]] asetamine. Mõlemal kinnitusel on omad miinused, nimelt võib jootmise käigus saada emaplaat kuuma tõttu kahjustada ning kinnijoodetud kiipide vahetamine on keerukam ja kulukam, nii et vigase mälu korral võib ainsaks lahenduseks olla emaplaadi vahetus. DIP-kiipide soklitest kipuvad aga arvutis vahelduva külma ja kuuma tõttu mälukiibid välja liikuma, mille tulemusel võib kontakt kaduda ja mälus tekkida kaod. Selle fenomeni ingliskeelne nimetus on ''chip creep.''<ref name="Scott" />
 
== SIMMMoodulitüübid ==
[[Personaalarvuti]]tes on (või on olnud) kasutusel järgmist tüüpi moodulid:
Üksikute kiipide emaplaadile paneku asemel võeti kasutusele mälumoodulid, et mälu oleks korralikult kinni, aga samas ka vahetatav. DIMM-mälukiibid on juba mooduli külge joodetud, nii et neid vahetada ei saa, küll aga saab mälusid vahetada mooduli kaupa. Varasematel mälumoodulitel oli üks rida elektrilisi kontakte, ja seeläbi oli nende nimi SIMM (ingl k : ''Single In-line Memory Module'') ehk üherealine mälumoodul. Mälumooduli pesadel on ääres spetsiaalsed kinnitused, et ühendus muutmälu ja emaplaadi vahel ei kaoks. Kasutusel on erinevaid tüüpe SIMM-mälusid ning füüsilistest suurustest eksisteerivad 30-viigune ja 72-viigune SIMM-mälu. Neid mälusid kasutati peamiselt 1980. aastate lõpust 1990. aastate lõpuni; tänapäeval on SIMM-mälude kasutus väga harv.<ref name="Scott" />
* SIMM (ingl k: ''Single In-lineInline Memory Module''), ehkühe üherealine mälumoodulviigureaga:
** 8 [[bitt |biti]] laiune moodul, 30 viiku
** [[PS/2-SIMM]], 32 biti laiune, 72 viiku
* DIMM (''Dual Inline Memory Module''), kahe viigureaga, 64 biti laiune, kiipidega:
** [[SDRAM]] (Synchronous Random Access Memory)
** [[DDR SDRAM]]
** [[DDR2 SDRAM]]
** [[DDR3 SDRAM]]
** [[DDR4 SDRAM]]
** SO-DIMM (''Small Outline Dual Inline Memory Module''), sülearvuteile
** Micro-DIMM ('''Micro Dual-Inline Memory Module''')
* RIMM (''Rambus Inline Memory Module''), 16 biti laiune
* SO-RIMM (''Small Outline Rambus Inline Memory Module'')
 
=== DIPSIMM ===
Üksikute kiipide emaplaadile paneku asemel võeti kasutusele mälumoodulid, et mälu oleks korralikult kinni, aga samas ka vahetatav. DIMM-mälukiibid on juba mooduli külge joodetud, nii et neid vahetada ei saa, küll aga saab mälusid vahetada mooduli kaupa. Varasematel mälumoodulitel oli üks rida elektrilisi kontakte, ja seeläbi oli nende nimi SIMM (ingl k : ''Single In-line Memory Module'') ehk üherealine mälumoodul. Mälumooduli pesadel on ääres spetsiaalsed kinnitused, et ühendus muutmälu ja emaplaadi vahel eikindlalt kaokspüsiks. Kasutusel on erinevaid tüüpe SIMM-mälusid, ning füüsilistest suurustest eksisteerivadnäiteks 30-viigune ja 72-viigune SIMM-mäluviiguga.. Neid mälusid kasutati peamiselt 1980. aastate lõpust 1990. aastate lõpuni; tänapäeval on SIMM-mälude kasutus väga harv.<ref name="Scott" />
 
== DIMM ==
* [[DDR2 SDRAM|DDR2]] ja [[DDR3 SDRAM|DDR3]] DIMM-idel on 240 viiku, kaks sälku (sisselõiget) mõlemal küljel ja üks kontaktpinna keskpunkti lähedal, aga mitte samades kohtades.*
[[Pilt:DDR Memory Comparison.svg|pisi|DDR-mälude võrdlus]]
* [[DDR4 SDRAM|DDR4]] DIMM-il on 288 viiku ja sisselõiked sarnaselt [[DDR3 SDRAM|DDR3]] ja [[DDR4 SDRAM|DDR4]] DIMM-idega.<ref name="Scott" />
Uuematel mälumoodulitel on kaks rida elektrilise kontakte ja seepärast nimetatakse neid DIMM (ingl k : ''Dual In-line Memory Module'') ehk kaherealine mälumoodul. DIMM-id jagunevad omakorda viieks tüübiks. SDR (ing k: ''Single Data Rate'') DIMM-idel on 168 viiku, mõlemal küljel üks sisselõige ja kaks sisselõiget kontaktpinnal. [[DDR SDRAM|DDR]] (ing k: ''Double Data Rate'') DIMM-idel on 184 viiku kaks sisselõiget mõlemal küljel ja üks sisselõige kontaktpinnal, keskmest eemale nihutatud. [[DDR2 SDRAM|DDR2]] ja [[DDR3 SDRAM|DDR3]] DIMM-idel on 240 viiku, kaks sisselõiget mõlemal küljel ja üks kontaktpinna keskpunkti lähedal, aga mitte samades kohtades. [[DDR4 SDRAM|DDR4]] DIMM-il on 288 viiku ja sisselõiked sarnaselt [[DDR3 SDRAM|DDR3]] ja [[DDR4 SDRAM|DDR4]] DIMM-idega, kontaktpinna sisselõige erineval kohal eelveatest standardites.<ref name="Scott" /> Kõik DIMM-standardid on kas 64-bitised ning [[Paarsuskontroll|paarsusbiti]] ja ECC (ing k: ''Error-Correcting Code'') [[Veatõrjekood|veatõejekoodita]] või 72-bitised ning kas paarsusbiti või ECC veatõrjekoodiga.<ref name="Scott" />
 
Kõik DIMM-standardid on kas 64-bitised või ka 72-bitised, siis kas paarsusbiti või ECC (''Error-Correcting Code'') [[Veatõrjekood|veatõejekoodita]] veatõrjekoodiga.<ref name="Scott" />
 
=== SODIMM ===
[[Pilt:Laptop SODIMM DDR Memory Comparison V2.svg|pisi|SODIMM-ide võrdlus]]
SülearvutiteSüle- ja tahvelarvutite, väikeste personaalarvutite ja võrguriistvara tarvis on loodud ka DIMM-i väiksem alternatiiv SODIMM (ingl k: S''mallSmall Outline Dual In-line Memory Module''). ''Need on DIMM-ist umbes poole väiksemad. Sarnaselt DIMM-iga on ka neil DDR, DDR2, DDR3 ja DDR4 standardidstandardeile vastavad kiibid.<ref name=":0" />
Vaatamata oma väiksemale suuruselekompaktsusele on SODIMM-id enamasti sama kiirusega nagu DIMM-id ja kasutavad sama pingettoitepinget.<ref name=":0" />
 
=== Registritega moodulid ===
=== LPDDR ===
{{vaata|LPDDR}}
LPDDR (ingl k: ''Low Power DDR)'' on madalamaväga väikese energiatarbega DDR-mälumälumoodul, mis on mõeldud eeskätt nutitelefonidele ja tahvelarvutitele. Need moodulid töötavad madalamal pingel ja on väiksemad kui DDR-mälud. Lisaks sellele uuendavad LPDDR-id ennast olenevalt tingimustest harvemini ja omavad olekut "''deep power down",'' mis tähendab seda, et kogu mälu sisu unustatakse.<ref name="kDzMm" />
 
=== Registritega moodulid ===
DIMM-id on kas registritega või registriteta. Enamik mooduleid luuakse registriteta, sest see on lihtsam, odavam ning samuti ka efektiivsem ja kiirem moodus. Registriteta moodulitel liiguvad mälukontrolleri signaalid otse kiibini.<ref name="Scott" />
 
Probleem registriteta moodulite juures on aga see, et emaplaadi tootjad peavad piirama mooduli soklite ja moodulil asuvate kiipide arvu. Masinad, mis vajavad suurt kogustsuuremahulist muutmälu, nagu näiteks serverid, kasutavad tihti registritega mooduleid. Registri kiibid töötavad liidesena kiibistiku ja mälukiipide vahel. Nad hoiavad ajutiselt andmeid, mis liiguvad mälukiibile ja sealt tagasi. Tänu sellele saab moodulile panna palju rohkem mälukiipe, kui kiibistik muidu lubaks. Registritega DIMM-id on tavaliselt kõrgemad kui tavalised. Emaplaadid toetavad vaid kas registritega või registriteta mälumooduleid, mitte mõlemat.<ref name="Scott" />
 
=== LPDDRMoodulite mahutavus ===
Mälumooduli [[mahutavus (andmekandja) |mahutavus]] saadakse ühe mälukiibi mahutavuse ja kiipide arvu korrutisena.
LPDDR (ingl k: ''Low Power DDR)'' on madalama energiatarbega DDR-mälu, mis on mõeldud eeskätt nutitelefonidele ja tahvelarvutitele. Need moodulid töötavad madalamal pingel ja on väiksemad kui DDR-mälud. Lisaks sellele uuendavad LPDDR-id ennast olenevalt tingimustest harvemini ja omavad olekut "''deep power down",'' mis tähendab seda, et kogu mälu sisu unustatakse.<ref name="kDzMm" />
 
Näiteks on moodulil 16 kiipi tüübitähisega GM72V16821CT10K. Selle kiibi [[spetsifikatsioon]]i kohaselt on andmed kiibil kahe kiibikomplektina (''dual rank''), kummaski 524&nbsp;288 (=&nbsp;2<sup>19</sup>) [[masinasõna]] pikkusega 16 = 2<sup>4</sup> bitti. Seega mahutab üks kiip 2×2<sup>19</sup>×2<sup>4</sup> = 2<sup>24</sup> = 16&nbsp;777&nbsp;216&nbsp;bitti. Moodul, millel on 16 niisugust kiipi, mahutab 2<sup>24</sup>×16 = 2<sup>28</sup> bitti. Siis kiibi mahutavus [[bait]]ides (1 B = 8 bit = 2<sup>3</sup> bit):
: 2<sup>(28–3)</sup>&nbsp;B = 33&nbsp;554&nbsp;432&nbsp;B (baiti) ehk 32 MiB (mibibaiti).
 
Mõnel moodulitüübil on lisaks üks või kaks lisakiipi (sama või muud tüüpi) [[Veaparandusega mälu |veaparanduse]] (ECC) info salvestamiseks. Sel juhul kasutab bait 9 bitti: 8 andmebitti + 1 kontrollbitt
 
== ''Rank''idega moodulid==
Vajaliku mahutavuse ja siinilaiuse saavutamiseks pannakse moodulil teatav arv mälukiipe koos töötama.
 
DDR-moodulid kasutavad andmete edastamiseks 64 [[bitt|biti]] laiust (64-juhtmelist) [[paralleelsiin]]i. [[Veaparandusega mälu |Veaparandusega]] (ECC) mooduli korral on siini laius 72 bitti. Moodulites kasutatakse 4, 8 ja 16 biti laiuseid kiipe (sama arvu andmejuhtmeid vajab iga kiip mooduliga ühendamiseks). Kui mälukiibi laius on näiteks 8 bitti, siis vajab 64-bitine siin 8 sellist kiipi (ECC rakendamise korral 9 kiipi). Vastavalt on 4-bitiseid kiipe vaja 16 ja 16-bitiseid kiipe 4.
Niisuguse 64-bitise kogulaiusega adresseeritava kiibikomplekti kohta kasutab pooljuhtelektroonika standardiorganisatsioon [[JEDEC]] terminit ''rank''.
 
Mälumoodulil võib olla üks, kaks või neli ''rank''i, mis on sõltumatult adresseeritavad:
* ''single rank'' = 64 bit
* ''dual rank'' = 64 bit + 64 bit
* ''quad rank'' = 64 bit + 64 bit + 64 bit + 64 bit
 
Iga 64-bitinedual rank'' moodul töötab samamoodi kui kaks tavalist eraldi moodulit, aga et korraga on andmesiinile juurdepääs ainult ühel kanalil, siis väheneb töökiirus.
 
Kui ühe ''rank''i mahutavus on näiteks 4 GB, siis moodulil ''dual rank DIMM'' on see 8 GB ja ''quad rank DIMM'' 16 GB.
 
[[Pilt:DRAM Ranks.svg|pisi|püsti=3.5|center|''Dual rank'' DRAM-moodul:<br>Kumbki ''rank'' koosneb 4 kiibist, igaüks ühendatud 16-bitise andmesiiniga 4 andmejuhtme abil]]
 
== Vead ==
Parim viis selle probleemiga tegelemiseks on suurendada süsteemi veataluvust. Selleks kasutatavad meetodid on [[paarsuskontroll]] ja ECC (ing k: ''Error-Correcting Code) ''[[veatõrjekood]].<ref name="Scott" />
 
Vaatamata olemasolevatele meetoditele paljud süsteemid ülalnimetatud meetodeid ei kasuta. Põhjus on selles, et paarsuskontrolli ja veatõrjekoodi kasutamine kallis.  Iga kaheksa biti kohta on paarsuskontrolliks vaja veel ühte bitti, mis tähendab, et sellises mälus on vaja 12,5% rohkem mälukiipe. Lisaks sellele peavad mälukontrolleris olema paarsuskontrolli või veatõrjekoodi arvutamiseks sobilikud loogikaüksused.<ref name="Scott" />
 
Paarsuskontrolli algoritm kontrollib, et ühtede arv oleks nii saatjas kui ka saajas kas paaris või paaritu. Vastasel juhul tuleb info uuesti saata. ECC veatõrjekood suudab jooksvalt parandada ühebitiseid vigu ja tuvastada kahebitiseid.<ref name="F3DOe" />
{{viited|allikad=
<ref name="MyXnU">"Memory module" http://vallaste.ee/ Vaadatud 7. detsember 2014</ref>
<ref name="Pr3FI">"Dual Inline Packages (DIPs) and Memory Modules" ''http://www.pcguide.com/ref/ram/packDIP-c.html 2014-17-04. Vaadatud 7. detsember 2014''</ref>
<ref name="Scott">Mueller, Scott. "Memory." Upgrading and Repairing PCs. 20th ed. Indianapolis, Ind.: Que, 2012. 333–334, 338–339, 346–347. Print.</ref>
<ref name=":0">"SODIMM Memory Module" ''http://www.memoryx.com/sodimm.html ''Vaadatud 7. detsember 2014</ref>