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Arbeitsspeicher -Aufbau, Prüfung, Fragen

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Informatik

Anastasia . ©

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ID# 1799







Arbeitsspeicher (Buch Seite47)

 

1.   Welche Eigenschaften zeichnet ein Arbeitsspeicher aus (Aufgabe, Größe, Speicherart, Anschluss)

·           Ist für das Speichern von Daten während der Bearbeitung zuständig (unterstützt Prozessor)

·           Größe ist entscheidend dafür welche Programme und welche Datenmengen verarbeitet werden können

·           Besteht aus dynamischen RAM-Bausteinen (DRAMs) speicher mit wahlfreien zugriff

·           Flüchtiger Speicher (bei Spannungverlust à Datenverlust)

·           Werden auf dem Motherboard in vorgesehene Slots gesteckt

 

2.   Was ist ein Speichermodul und welche Arten gibt es? Erläutern Sie 4 Bauformen!

·           Ist eine Leiterplatte, die mit oberflächenmontierten Speicher-ICs bestückt ist

·           Je nach Technologie haben die Module unterschiedliche Anzahl von Kontakten

·           SPD-Chip mit verbaut

·           Arten:

§  Single Inline Memory Module (SIMM) EDO-RAM

-       Erste Ausführungen waren 30-polig mit einer Speicherbreite von 8 bit

-       Wurden von 72-poligen mit einer Speicherbreite von 32 bit abgelöst

-       Werden nicht mehr eingesetzt

-       Z.B. EDO-RAM

§  Dual Inline Memory Module (DIMM)

-       Datenbusbreite von  64 bit

-       Wurden früher mit SDR-RAM oder DDR-RAM

-       Werden heute nur noch mit DDR2-RAM bzw. DDR3-RAM bestückt

-       Verschiedene Anschlüsse, Bustakte und Spannungen

§  Small Outline DIMM (SO-DIMM)

-       Ist eine Sonderform die speziell in Laptops eingestzt wird

-       Stromsparend

-       Kleiner

-       Spezieller

§  Rambus Inline Memory Modul (RIMM)

-       Sind mit RD-Bausteinen bestückt

-       Arbeitet mit 16 Datenleitungen, auf denen auf jeder Taktflanke Daten übertragen werden können DDR-Transfer)

-       Taktfrequenz 400 MHz

 

3.   Erläutern Sie den Begriff DDR!

·           DDR heißt Double Data Rate (doppelter Datensatz)

·           Datenübertragung erfolgt auf der positiven und der negativen Flanke des Taktsignals

 

4.   Notieren Sie die Aktuellen Kennwerte 3 moderner Speicherarten in einer Tabelle und erläutern Sie diese!

 

 

 

Speicher-modul

Anzahl der Anschluss-pins

Anzahl Datenleitungen

Spannung (Datenleitung)

Speicher-bustakt

Geschwindigkeits-klassen

Ohne ECC

Mit ECC

SDR-SDRAMM

168

64

72

3,3V

100 MHz

133 MHz

PC100

PC133

DDR-RAM

184

64

72

2,5V

 

 

2,6V (!)

100 MHz

133 MHz

166 MHz

200 MHz

DDR200 (PC1600)       

DDR266 (PC2100)

DDR333 (PC2700)

DDR400 (PC3200)

DDR2-RAM

240

64

72

1,8V

100 MHz

133 MHz

166 MHz

200 MHz

266 MHz

DDR2-400 (PC3200)    

DDR2-533 (PC4300)

DDR2-667 (PC5300)

DDR2-800 (PC6400)

DDR2-1064 (PC8500)

DDR3-RAM

240

64

72

1,5V

100 MHz

133 MHz

166 MHz

200 MHz

DDR3-800 (PC6400)    

DDR3-1066 (PC8600)

DDR3-1333 (PC10600)

DDR3-1600 (PC12800)

RD-RAM

184

16

18

2,5V

300 MHz

400 MHz

PC600

PC800

 

 

 


Timing

 

Zugriffszeit auf RAM-Speicherzellen wird maßgeblich von folgenden Faktoren bestimmt:

Die Einstellung der Faktoren CAS Latency, Row-to-Column Delay und Precharge Delay bezeichnet man als Speicher-Timing.

 

Ø RAS-to-CAS Delay

·           Ansteuerung einer Speicherzelle erfolgt über eine Zeilen- und eine Spaltenadresse

·           Zur Anschlusseinsparung werden heutzutage beide Adressen hintereinander über gleiche Leitung des Adressbusses übermittelt (erst Zeilenadresse, dann Spaltenadresse

·           Adressen liegen einige Taktzyklen auseinander , um sie eindeutig voneinander unterscheiden zu können

Ø CAS Latency

·           Nach Übermittlung der beiden Adressen vergehen weitere Taktzyklen bevor der Inhalt der entsprechenden Speicherzelle an den Datenleitungen anliegt

Ø Precharge Delay

·           Bevor der nächste Lesezyklus beginnen kann, benötigt der Baustein eine Erholzeit von weiteren Takten

 

- Aufgrund endlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit elektrischer Signale sowie der Reaktionszeit elektronischer Komponenten sind der Entwicklung (Verkürzung der Faktoren) physikalischen Grenzen gesetzt.

- Timing ist abhängig vom verwendeten Speichertyp und kann meist im Bios eingestellt werden (manuell oder Automatisch erkennen lassen)

- Änderungen des Timings führen meist zu unkontrollierten Systemabstürzen

- Einstellung eines optimalen Speichertimings erfolgt automatisch auf den Wert By SPD (Serial Presence Detect -> Reihe Anwesenheit erfassen)

- Verwendung von neuen Speichertypen mit anderem Timing setzt voraus das siese vom Bios und Motherboard untrstützt werden

 

Speicherorganisation

 

 

 

 

 

Paritätsprüfung und ECC

Paritätsprüfung ist ein Prüfverfahren mit dessen man Fehler bei Datenübertragungen erkennen kann. Paritätsprüfungen setzt man beim Arbeitsspeicher und bei Festplatten ein.

Sinn und Zweck ist es dabei zu verhindern dass der Rechner mit fehlerhaften Daten arbeitet. Bei der Paritätsprüfung wird nur erkannt, dass ein Fehler vorliegt und dann der Rechner angehalten.

Eine Korrektur der fehlerhaften Daten kann nicht erfolgen. Die Korrektur  erfolgt bei der Weiterentwicklung, dem ECC (Error Checking and Correcting). Dabei wird beim Speicher intern durch ein Prüfverfahren erkannt wie der Speicherwert lauten müsste und dann korrigiert.

Sollte der Schaden zu schwer sein und eine Korrektur nicht mehr möglich sein, so wird wie bei der Paritätsprüfung der Rechner angehalten.

 

 

 

Ungerade Parität

 

Gerade Parität

 

Schritt 1

 

Das Paritätsbit wird auf 1 gesetzt, oder eingeschaltet, wenn das zugehörige Datenbyte eine gerade Anzahl von Einsen enthält. Andernfalls wird das Paritätsbit auf 0 gesetzt

Das Paritätsbit wird auf 1 gesetzt, oder eingeschaltet, wenn das zugehörige Datenbyte eine ungerade Anzahl von Einsen enthält. Andernfalls wird das Paritätsbit auf 0 gesetzt

Schritt 2

 

Das Paritätsbit wird mit den zugehörigen 8 Datenbits in den Speicher (DRAM) geschrieben

Das Paritätsbit wird mit den zugehörigen 8 Datenbits in den Speicher (DRAM) geschrieben

Schritt 3

 

Bevor die Daten an die CPU gesendet werden, werden sie durch die Paritätsprüfung abgefangen.

Ergibt die Paritätsprüfung eine ungerade Anzahl gelten die Daten als gültig. Das Paritätsbit wird von den Daten entfernt und die 8 Datenbits werden an die CPU übergeben.

Ergibt die Paritätsprüfung eine gerade Anzahl von Einsen gelten die Daten als ungültig und es wird ein Paritätsfehler generiert.

Bevor die Daten an die CPU gesendet werden, werden sie durch die Paritätsprüfung abgefangen.

Ergibt die Paritätsprüfung eine gerade Anzahl gelten die Daten als gültig. Das Paritätsbit wird von den Daten entfernt und die 8 Datenbits werden an die CPU übergeben.

Ergibt die Paritätsprüfung eine ungerade Anzahl von Einsen gelten die Daten als ungültig und es wird ein Paritätsfehler generiert.

 

 

 


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