FAQ по модулям памяти

Какие контакты имеет модуль памяти и каково их функциональное назначение?

Модуль DRAM (в данном случае - асинхронного) имеет следующие контакты:

• Линии ввода/вывода - служат непосредственно для передачи данных и вместе составляют шину данных. Их количество обычно определяется типом модуля. Модули с четностью имеют дополнительные линии ввода/вывода для битов четности;
• Адресные линии - служат для передачи адреса, по которому находятся считываемые/записываемые данные. Как правило, их то же количество, что и у составляющих модуль чипов;
• RAS - регистры строки, сигнал на этой линии означает, что на адресные линии чипов, подключенных к данному RAS, подается адрес строки, в которой содержатся данные. Двухбанковые модули организованы именно посредством дополнительных RAS;
• CAS - регистры столбца, сигнал на этой линии означает, что на адресные линии чипов, подключенных к данному CAS, подается адрес столбца, в котором содержатся данные;
• Write Enable - сигнал на этой линии означает, что возможна запись данных;
• PRD - контакты, заземление или незаземление которых несет информацию Presense Detect (в частности, емкость и время доступа модуля).
• Напряжение питания;
• Земля.

Линии Output Enable, имеющиеся у всех чипов, в модуле памяти, как правило, заземляются.

В чем отличие SIMM и DIMM? Имеет ли DIMM принципиальные преимущества перед SIMM?

Единственное принципиальное отличие обозначено в названиях - Single и Dual In-Line Memory Module соответственно. Если вы возьмете в руки 72-пиновый SIMM, то легко увидите, что он имеет по 72 контакта с каждой стороны! Объясняется это просто - смежные контакты с разных сторон являются в действительности одним и тем же контактом. Задумано все было, скорее всего, с целью облегчить установку модулей в разъемы, сохраняя при этом высокое качество электрического соединения.

DIMM в этом смысле более экономичен - с каждой стороны 168-пинового модуля всего 84 контакта. Разумеется, здесь контакты с разных сторон модуля электрически независимы. Естественно, что "единица длины" у DIMM используется более эффективно. Понятно также, что для того, чтобы такое стало возможно, нужны как минимум чипы нового по сравнению с используемым (поначалу) в SIMM поколения.

Если оставить в стороне SO DIMM, область применения которых все же достаточно узка, то наиболее популярными форм-факторами модулей памяти в настоящее время являются SIMM 72-пин и DIMM 168-пин. Первые имеют ширину шины 32 бит (как результат, в платы с процессором старше 486 их приходится ставить парами), ширина шины вторых 64 бит позволяет устанавливать их поодиночке в 64-битные платы. Это, по сути, единственное принципиальное преимущество DIMM перед SIMM (к тому же, кажется, крайне незначительное - годами SIMM ставили попарно и горя не знали). Надо, впрочем, иметь в виду, что современные высокоскоростные модули памяти для современных же компьютеров все же чаще выполнены в виде DIMM, что и порождает зачастую утверждения типа "DIMM лучше SIMM", хотя и понятно, что в такой форме оно некорректно.

Существуют ли какие-либо стандарты SIMM кроме 30- и 72-пиновых?

Смотря какой смысл вкладывается в слово "стандарт". Если речь об индустриальном стандарте типа JEDEC - скорее всего, не существует. К слову, если 30-пиновый SIMM сам по себе "относительно" стандартен, то в форм-факторе 72-пинового SIMM выпускалось множество разных устройств, так что правильнее говорить о стандарте разъема.

При этом в некоторых линиях продуктов отдельных производителей подолгу применялись модули DRAM SIMM одинакового non-JEDEC форм-фактора, так что можно говорить о локальных, что ли, стандартах.

Насколько мне известно, один SIMM 72-пин функционально полностью идентичен четырем SIMM 30-пин. Почему же при этом используется значительно меньше 120 контактов?

Давайте разбираться. Во-первых, 30-пиновый SIMM реально использует порядка 25 контактов, остальные сделаны "про запас". В сумме получается всего 100, а не 120, контактов.

Далее - каждый из 30-пиновых SIMM имеет свой контакт для подачи напряжения питания, свою землю, линии Write Enable, а также, что наиболее важно, свои адресные линии (числом 11 для 4MB модуля). В 72-пиновом модуле требуется лишь один комплект всех этих линий, таким образом, экономия на трех лишних комплектах составляет 42 контакта.

Эта грубая оценка позволяет прийти к выводу, что, скажем, SIMM 72-пин 16MB с четностью, являющийся как бы суммой четырех SIMM 30-пин 4MB, реально наследует от своих 30-пиновых предшественников меньше 60 контактов. Даже если добавить PRD и резервные линии питания, все равно останется некоторое количество свободных линий. Сразу отметим, что описанный SIMM имеет 36 линий данных, стандартом же JEDEC предусмотрены 72-пиновые SIMM с шиной до 40 бит. Таким образом, 72-пиновый SIMM с четностью имеет еще и не менее 4 "лишних" контактов.

У комплекта 30-пиновых SIMM, который мне предлагают приобрести, явно не хватает нескольких контактов. Будут ли такие модули работать?

Скорее всего - да, хотя проверить их все же не помешало бы. Дело в том, что 30-пиновый SIMM проектировался с большим запасом, и в результате реально используется порядка 25 контактов (не называю более точную цифру, ибо боюсь соврать - информация по старым SIMM практически отсутствует). Это означает, что порядка 5 контактов никак не используются, поэтому в принципе нет нужды и в самих контактах.

В принципе, подобная экономия металла в компьютерной промышленности - не такая уж и редкость. Кажется, подавляющее большинство карточек ISA имеет неполный комплект контактов. Можно еще вспомнить, что SOJ 1х4 и 4х4 официально имеют по 26 контактов, реально же - 20 и 24 соответственно.

Еще одно потенциальное объяснение - SIMM вообще имеет избыточное (двойное) количество контактов - по комплекту с каждой стороны. В предположении, что с разъемом все в порядке, можно было бы удалить аж половину контактов. Впрочем, вряд ли подобный шаг производителя можно одобрить... Кстати, насколько мне известно, никто из производителей с именем не выпускал модулей с неполным набором контактов. С другой стороны, вряд ли сейчас есть особенный выбор 30-пиновых SIMM.

И еще небольшое дополнение - хотя это и менее бросается в глаза, но многие SIMM 72-пин также имеют рудиментные или вообще отсутствующие контакты 35-36 и 37-38 (по паре слева и справа от ключа). Дело опять же в том, что у SIMM без четности (х32) эти контакты никак не используется.

Имеет ли смысл приобретать SIMM-конвертеры, т.е. устройства, позволяющие использовать 30-пиновые SIMM в разъемах 72-пин?

Не знаю, актуален ли еще этот вопрос (в смысле - продает ли еще кто-нибудь конвертеры), но относительно недавно еще спрашивали. SIMM-конвертер представляет собой плату расширения, имеющую контактную решетку под 72-пиновый разъем и слоты для установки 4-х 30-пиновых SIMM. Предполагается, что его область применения - это ситуация, когда вы обладаете комплектом (или комплектами) 30-пиновых модулей, слоты для установки которых отсутствуют, продать практичекски невозможно, а выбрасывать жалко. Предполагается, что конвертер сможет дать им новую жизнь. Основания этому есть - стандарт 72-пинового SIMM изначально создавался именно как прямая замена четырем 30-пиновым. Тем не менее давайте внимательно посмотрим на минусы:

• "Кратность" модулей. Один комплект 30-пиновых SIMM даст после конвертации один SIMM 72-пин. Если плата, куда вы собираетесь ставить "отконвертированную" память, основана на 486-м процессоре - все в порядке. Но более естественно ожидать, что вы переходите на Pentium, который требует установки SIMM парами... (Небольшое примечание. Лично я считаю, что ставить модули памяти различного происхождения в один банк МОЖНО и ничем особым не грозит, хотя более тщательное тестирование и не помешает. Но вы можете считать и по-другому.)
• Форм-фактор - габариты. Конвертер заметно превосходит по размерам обычный модуль памяти, а о тесноте AT-корпусов все наслышаны. Обязательно нужно убедиться, что конвертер можно установить в собранный компьютер.
• Форм-фактор - толщина. Если вы конвертируете, например, два комплекта 30-пиновых модулей с целью установки в одну материнскую плату (например, Pentium), очень может статься, что один из конвертеров помешает встать другому. Теоретически можно было бы ожидать наличия в продаже "правых" и "левых" конвертеров, чтобы хоть одну пару можно было установить без проблем, но на практике...
• Время доступа. От 30-пиновой памяти естественно ожидать времени доступа в 70, а то и 80 нс. Не очевидно, что это подойдет для Пентиумной 66МГц платы.
• Энергопотребление. Вопрос особенно актуален, если в вашем распоряжении 30-пиновые SIMM "старого" образца - 8 или 9-чиповые. В сумме на конвертер приходится 32-36 чипов, а это довольно много для одного разъема, особенно если установлено несколько конвертеров. Не всякая материнская плата или блок питания способны это потянуть.
• Совместимость. На мой непросвещенный взгляд, 72-пиновый SIMM действительно можно изготовить из четырех 30-пиновых, просто правильно соединив контакты. Тем не менее, насколько я в курсе, на конвертеры (для пущей совместимости?) ставят еще какую-то логику. Что ж, возможно, она и повышает совместимость в ряде случаев, тем не менее хорошо известно, что многие контроллеры памяти взаимодействуют с логикой неадекватно...
• Применимость в будущем. Купленный сегодня 72-пиновый SIMM, очень может быть, еще удастся пристроить куда-то при очередном апгрейде через пару лет. Деньги же, потраченные на конвертер, скорее всего полетят при этом в мусорную корзину.
• Наконец, цена. В свое время конвертеры продавались в розницу по $20-30 за штуку. Если цена с тех пор значительно не упала, то получается, что конвертировать 1МВ модули нет ни малейшего смысла - 4МВ 72-пин стоят заметно дешевле. Даже конвертация 4МВ SIMM вызывает сомнения - 16МВ SIMM, быть может, удастся куда-то пристроить при очередном апгрейде, а конвертер наверняка будет выброшен.

В общем, весь этот список минусов производит следующее впечатление - если у вас есть всего один комплект 30-пиновых SIMM, проще расслабиться и спокойно купить 72-пиновые модули. Серьезно рассматривать вопрос о закупке конвертеров имеет смысл, когда вдруг высвобождается большое количество SIMM 4МВ 30-пин (например, при апгрейде масштаба предприятия или отдела). Тогда можно ожидать экономический эффект и не так жалко потратить и время на тесты по совместимости и т.п.

Что означают обозначения типа 2х36-70 и какую информацию о модуле они содержат?

Обозначения такого рода содержат ОСНОВНУЮ информацию о модулях памяти. В большинстве своем они являются стандартными устройствами, и естественно, что индустрия и рынок пользуются неким сокращенным описанием, наиболее адекватно соответствующим описываемым объектам. Надо подчеркнуть, что это не маркировка производителя, это утверждение о соответствии некоему (JEDEC) стандарту, и его вполне естественно встретить в самых разных местах, от технических описаний модулей памяти и материнских плат до прайс-листов продавцов памяти. Будучи сокращенным, оно не описывает полностью архитектуры модуля (это особенно актуально для DIMM), так что по умолчанию предполагается, что речь идет о наиболее распространенном, если таковое существует, устройстве данного типа, все же остальные должны снабжаться комментарием (например, buffered).

Неподготовленного человека эти обозначения могут смутить, однако на самом деле все довольно просто. Число после черточки - не что иное, как время доступа (время такта для синхронных устройств), 70 наносекунд в приведенном примере. Как правило, оно пишется полностью (без опускания нулей, как это бывает при маркировке чипов), однако иногда опускается вообще (обычно когда и так ясно, о каком времени доступа идет речь).

"Произведение" перед черточкой представляет собой организацию модуля памяти, которая, в свою очередь, есть произведение глубины адресного пространства на ширину шины, т.е. количество линий ввода-вывода. (С адресным пространством все не совсем так, более правильно считать, что первый множитель - произведение адресного пространства на число банков, но на дальнейшие рассуждения это не повлияет.) В свою очередь, ширина шины однозначно (если изъять из рассмотрения SO DIMM, которые все же крайне редко применяют в настольных системах) определяет тип модуля. С наибольшей вероятностью вы можете встретить шины следующей ширины:

• х8, х9 - 30-пиновый SIMM без четности и с четностью соответственно;
• x2, x3 - некорректное, но иногда встречающееся обозначение тех же 30-пиновых SIMM, но в исполнении с малым количеством (2 и 3) чипов;
• х32, х36 - 72-пиновый SIMM без и с четностью (х32 также может быть 72-пин SO DIMM);
• x64, x72 - 168-пиновый DIMM без четности/ЕСС (х64 также 144-пин SO DIMM);

Возможно, вы уже заметили, что модуль без четности имеет ширину шины, кратную 8, а с четностью - другую (как правило, кратную 9). Дело в том, что весь "остаток" от деления ширины шины на 8 и есть биты четности.

Далее, глубина адресного пространства измеряется в мегабитах (иногда так и пишут - 2Мх36), реже в килобитах (разве что 256 и 512). Произведение (2х36) как раз и даст нам емкость модуля, хотя опять же в мегабитах. Чтобы перевести его в привычные всем мегабайты, нужно просто поделить результат на 8. Два замечания - во-первых, нужно отбросить биты четности, т.е. второй сомножитель - это ближайшее снизу к ширине шины число, кратное 8. Во-вторых, как уже упоминалось выше, х2 есть в действительности х8, а х3 - х9 (то есть в конечном итоге та же восьмерка). Таким образом, 2х36-70 есть SIMM 8MB 72-пин с четностью 70 нс. Немного упражнений:

• 1x3-70 - SIMM 1MB 30-пин с четностью 70 нс 3-чиповый
• 4x32-60 - SIMM 16MB 72-пин без четности 60 нс
• 8Mx36 - SIMM 32MB 72-пин с четностью
• 16x32-60 - SIMM 64MB 72-пин без четности 60 нс
• 16x9-70 - SIMM 16MB 30-пин с четностью 70 нс (бывали и такие)
• 4x64-10 - DIMM 32MB 168(или 144)-пин без четности, судя по всему, 10 нс SDRAM
• 256x36-80 - SIMM 1MB 72-пин с четностью 80 нс (очень старое устройство, 256 здесь - килобит)

Потенциально важная информация, не входящая в данную нотацию: для SIMM x36 - идет ли речь о стандартной четности (по умолчанию), ECC или быть может логической четности; для DIMM - напряжение питания и наличие буфера.

Существуют ли какие-либо другие стандарты 72-пиновых SIMM, кроме х32 и х36?

Да, существуют, хотя и встречаются в настоящее время относительно редко. Собственно стандарты (описанные JEDEC) - это модули х18, х33, х39, х40.

• x18 - ранние реализации 72-пиновых SIMM, применявшиеся в 16-битных компьютерах класса 386SX, как и все в те времена, с контролем четности;
• х33 - экономичные в смысле отсутствия ненужных чипов, но так и не получившие распространения SIMM с одним контрольным битом на всю шину, применялись в некоторых станциях Sun (при этом системы работали и с обычными модулями х36);
• x39 - разновидность ECC SIMM, кажется, применялась одно время IBM;
• x40 - ECC SIMM в "старом" (эпохи 486-х) понимании, устанавливались как минимум парами.

"Почти"-JEDEC SIMM долгое время использовала IBM. Это так называемые PS/2 x36 - SIMM с нестандартным PRD, а также x36 SIMM с пятью линиями CAS (пятая - для четности). На non-JEDEC памяти мы подробно останавливаться не будем, можно лишь упомянуть SIMM с логической четностью...

Позволяет ли визуальный осмотр модулей памяти определить их емкость и другие характеристики?

Вообще-то (в предположении, что по крайней мере маркировка чипов не врет) - можно с большой степенью точности. Другое дело, что чтение маркировки чипов - задача не такая уж и тривиальная (см. соответствующий вопрос из FAQ по чипам). Сначала - как определить некоторые "другие" характеристики:

• Время доступа - как правило, соответствует времени доступа чипов (см. FAQ по чипам). В принципе, у SIMM 72-пин при наличии опыта можно по расположению резисторов визуально считать PRD (см. вопрос) - заодно и емкость узнаем.
• Напряжение питания - по расположению ключа (см. вопрос), а также по маркировке чипов (см. FAQ по чипам).
• Буферизованность - по расположению ключа , а также визуально - по наличию микросхем буферов.
• Ширина шины (без учета четности) практически однозначно определяется типом модуля (см. вопрос).

Идеальный метод определения емкости и четности - определить номинал всех чипов данного модуля и "сложить" из них этот модуль. Немного более подробные описания:

• 1x8 - 8 чипов 1х1 или 2 чипа 1х4
• 1x9 - 1x8 плюс чип 1х1
• 4x8 - 8 чипов 4х1 или 2 чипа 4х4
• 4x9 - 4x8 плюс чип 4х1
• 1x32 - 2 чипа 1х16 либо 8 чипов 1х4
• 2x32 - дважды 1х32
• 1x36 - 1x32 плюс 4 чипа 1х1 либо 2 чипа 1х2 Dual-CAS (20-пин SOJ) либо 1 чип 1х4 Quad-CAS (24-пин SOJ)
• 2x36 - дважды 1х36
• 4x32 - 8 чипов 4х4
• 8x32 - дважды 4х32
• 4x36 - 4x32 плюс 4 чипа 4х1
• 8x36 - дважды 8х32
• 1x64 - 16 чипов 1х4
• 2x64 - 8 чипов 1х16 или 2х8
• 4x64 - 16 чипов 2х8 или 4х4
• 8x64 - 32 чипа 2х8 или 4х4 либо 8 чипов 8х8
• 16x64 - 16 чипов 8х8 или 16х4

Про размеры чипов см. в FAQ по чипам, кроме того, там же есть отдельный вопрос о том, как отличить 1х4 от 4х4. ЕСС х36 и х72 получаются добавлением одного лишнего идентичного чипа на каждые 8 чипов соответствующего х32 и х64.

TSOP разных организаций визуально значительно сложнее отличить один от другого, чем SOJ, поэтому трудно предложить что-либо лучшее, чем чтение маркировки чипов, если вам нужно определить SO DIMM либо 3-вольтовые "длинные" DIMM. Отметим только, что SO DIMM 2x32 вполне может состоять из 4 чипов 2х8, в то время, как для SIMM 2x32 такая ("однобанковая") конструкция является отклонением от стандарта .

Приведенный список вряд ли является исчерпывающим, однако наиболее часто встречающиеся конфигурации, кажется, охватывает. Также он не затрагивает некоторые архитектурные вопросы (число банков, к примеру), однако хотелось бы думать, что он должен оказаться полезным.

Какую информацию можно получить из маркировки модулей памяти? В каком виде эта маркировка присутствует на модуле? Существуют ли универсальные правила для ее чтения?

С маркировкой модулей памяти ситуация значительно более прискорбная, чем с маркировкой тех же чипов (см. FAQ по чипам). Чем это вызвано - примерно понятно. Если микросхемы памяти выпускает всего два десятка производителей, которые при элементарном наличии доброй воли вполне в состоянии синхронизировать свои маркировки, то число производителей модулей никакому исчислению не поддается. При этом огромное их число (как правило, речь при этом идет о производителях наинизшей ценовой категории, как следствие, и небольшого качества) вообще никак не маркирует свою продукцию. Очень распространена ситуация, когда производитель маркирует печатную плату своим логотипом, но никакой другой полезной маркировки на плате нет. По большому счету редко кто кроме major-производителей маркирует так называемый part number (артикул) на печатной плате, причем обычно краской, а не травлением (это в принципе понятно - как минимум ко времени доступа плата безразлична, поэтому маркировку все равно пришлось бы наносить). Иногда на платах имеются нанесенные краской своеобразные "checkbox" - предполагается, что после сборки производитель промаркирует емкость, время доступа и четность, но на практике это часто не делается.

Очень часто для маркировки модулей используются также и наклейки (в том числе и major). Но надо иметь в виду, что если модули памяти вызывают у вас какое-либо подозрение, наклейкам доверять особо не следует - при современном состоянии полиграфии их ничего не стоит подделать (хотя качественно выполненый и аккуратно наклеенный метализированный лэйбл - это не так уж и плохо). Естественно, наклейка продавца (а не производителя) имеет ограниченную ценность.

Наконец, наиболее печальный факт - даже если у вас в руках модуль major/major с прекрасно различимой оригинальной маркировкой - это еще не значит, что вам удастся ее прочитать. Потому что никаких единых правил чтения маркировки не существует. Как правило, время доступа читается ничуть не хуже, чем на чипах. Организация (см. вопрос) тоже присутствует, но не очень понятно, в какой форме - почти наверняка есть ширина шины, а также либо глубина адреса (чаще), либо емкость. Позиция, на которой находится то или иное число - произвольная, другие числа и буквы - непредсказуемые. Два примера:

• ESA1UN3241-60JS - SIMM 1x32 EDO производства Fujitsu. 60 нс видно довольно отчетливо, 32 в принципе тоже (если у вас в руках SIMM, понятно, что искать нужно 32 или 36, см. вопрос). Из цифр имеются также две единицы и четверка, спрашивается - кто из них глубина адреса, или же емкость? Ответ - первая единица, глубина адреса (41 означает чипы 1х4). За EDO отвечает первая буква. В оставшихся буквах закодировано, что перед нами SIMM 72-пин небуферизованный 5В, на базе