Оперативна пам'ять - це робоча область для процесора комп'ютера. У ній під час роботи зберігаються програми і дані. Оперативна пам'ять часто розглядається як тимчасове сховище, тому що дані і програми в ній зберігаються тільки при включеному комп'ютері або до натискання кнопки скидання (reset). Перш ніж вимкнути або натиснути кнопку скинути всі дані під час роботи, необхідно зберегти на пристрої, який може зберігати інформацію постійно (зазвичай це жорсткий диск). Якщо увімкнено, збережена інформація знову може бути завантажена в пам'ять.
Пристрої оперативної пам'яті іноді називають запам'ятовуючими пристроями з довільним доступом. Це означає, що звернення до даних, що зберігаються в оперативній пам'яті, не залежить від порядку їх розташування в ній. Коли говорять про пам'ять комп'ютера, зазвичай передбачають оперативну пам'ять, насамперед мікросхеми пам'яті або модулі, в яких зберігаються активні програми і дані, що використовуються процесором. Однак іноді термін пам'ять відноситься також до зовнішніх запам'ятовуючих пристроїв, таких як диски і накопичувачі на магнітній стрічці.
Термін оперативна пам'ять часто позначає не тільки мікросхеми, які складають пристрої пам'яті в системі, але включає і такі поняття, як логічне відображення і розміщення. Логічне відображення - це спосіб представлення адрес пам'яті на фактично встановлених мікросхемах. Розташування - це розташування інформації (даних і команд) певного типу за конкретними адресами пам'яті системи.
Новачки часто плутають оперативну пам'ять з пам'яттю на диску, оскільки ємність пристроїв пам'яті обох типів виражається в однакових одиницях - мега- або гігабайтах. Спробуємо пояснити зв'язок між оперативною пам'яттю і пам'яттю на диску за допомогою наступної простої аналогії.
Уявіть собі невеликий офіс, в якому якийсь співробітник обробляє інформацію, що зберігається в картотеці. У нашому прикладі шафа з картотекою буде виконувати роль жорсткого диска системи, де тривалий час зберігаються програми і дані. Робочий стіл буде представляти оперативну пам'ять системи, яку в поточний момент обробляє співробітник, - його дії подібні роботі процесора. Він має прямий доступ до будь-яких документів, що знаходяться на столі. Однак, перш ніж конкретний документ опиниться на столі, його необхідно відшукати в шафі. Чим більше в офісі шаф, тим більше документів можна в них зберігати. Якщо стільниця досить велика, можна одночасно працювати з декількома документами.
Додавання до системи жорсткого диска подібне до встановлення ще однієї шафи для зберігання документів в офісі - комп'ютер може постійно зберігати більшу кількість інформації. Збільшення обсягу оперативної пам'яті в системі подібне до встановлення більшого робочого столу - комп'ютер може працювати з великою кількістю програм і даних одночасно.
Втім, є одна відмінність між зберіганням документів в офісі і файлів у комп'ютері: коли файл завантажено в оперативну пам'ять, його копія все ще зберігається на жорсткому диску. Зверніть увагу: оскільки неможливо постійно зберігати файли в оперативній пам'яті, всі змінені після завантаження в пам'ять файли повинні бути знову збережені на жорсткому диску перед вимкненням комп'ютера. Якщо змінений файл не буде збережено, початкова копія файлу на жорсткому диску залишиться незмінною.
Під час виконання програми в оперативній пам'яті зберігаються її дані. Мікросхеми оперативної пам'яті (RAM) іноді називають енергозалежною пам'яттю: після вимикання комп'ютера дані, що зберігаються в них, будуть втрачені, якщо вони попередньо не були збережені на диску або іншому пристрої зовнішньої пам'яті. Щоб уникнути цього, деякі програми автоматично роблять резервні копії даних.
Фізично оперативна пам'ять в системі являє собою набір мікросхем або модулів, що містять мікросхеми, які зазвичай підключаються до системної плати. Ці мікросхеми або модулі можуть мати різні характеристики і, щоб функціонувати правильно, повинні бути сумісні з системою, в яку встановлюються.
Хоча пам'ять значно подешевшала, модернізувати її доводиться набагато частіше, ніж кілька років тому. В даний час нові типи пам'яті розробляються значно швидше, і ймовірність того, що в нові комп'ютери не можна буде встановити пам'ять застарілого типу, як ніколи велика. Тому при заміні системної плати часто доводиться замінювати і пам'ять.
У зв'язку з цим при виборі типу встановлюваної пам'яті слід все добре обміркувати і прорахувати, щоб мінімізувати витрати на майбутню модернізацію (або ремонт).
У сучасних комп'ютерах використовуються запам'ятовувальні пристрої трьох основних типів:
ROM (Read Only Memory). Постійний пристрій - ПЗУ, не здатний виконувати операцію запису даних.
DRAM (Dynamic Random Access Memory). Динамічний пристрій з довільним порядком вибірки.
SRAM (Static RAM). Статична оперативна пам'ять.
Пам'ять типу ROM
У пам'яті типу ROM (Read Only Memory), або ПЗУ (постійний пристрій) дані можна тільки зберігати, змінювати їх не можна. Саме тому така пам'ять використовується тільки для читання даних. ROM також часто називається енергонезалежною пам'яттю, тому що будь-які дані, записані в неї, зберігаються при вимкненні живлення. Тому в ROM розміщуються команди запуску персонального комп'ютера, тобто програмне забезпечення, яке завантажує систему.
Зауважте, що ROM і оперативна пам'ять - не протилежні поняття. Насправді ROM являє собою частину оперативної пам'яті системи. Іншими словами, частина адресного простору оперативної пам'яті відводиться для ROM. Це необхідно для зберігання програмного забезпечення, яке дозволяє завантажити операційну систему.
Основний код BIOS міститься в мікросхемі ROM на системній платі, але на платах адаптерів також є аналогічні мікросхеми. Вони містять допоміжні підпрограми базової системи введення-виведення і драйвери, необхідні для конкретної плати, особливо для тих плат, які повинні бути активізовані на ранньому етапі початкового завантаження, наприклад відеоадаптер. Плати, які не потребують драйверів на ранньому етапі початкового завантаження, зазвичай не мають ROM, тому що їх драйвери можуть бути завантажені з жорсткого диска пізніше - в процесі початкового завантаження.
Пам'ять типу DRAM
Динамічна оперативна пам'ять (Dynamic RAM - DRAM) використовується в більшості систем оперативної пам'яті сучасних персональних комп'ютерів. Основна перевага пам'яті цього типу полягає в тому, що її комірки упаковані дуже щільно, тобто в невелику мікросхему можна упакувати багато битів, а значить, на їх основі можна побудувати пам'ять великої ємності. Комірки пам'яті в мікросхемі DRAM - це крихітні конденсатори, які утримують заряди. Саме так (наявністю або відсутністю зарядів) і кодуються біти.
Проблеми, пов'язані з пам'яттю цього типу, викликані тим, що вона динамічна, тобто повинна постійно регенеруватися, оскільки в іншому випадку електричні заряди в конденсаторах пам'яті будуть «» стікати «» і дані будуть втрачені. Регенерація відбувається, коли контролер пам'яті системи бере крихітну перерву і звертається до всіх рядків даних в мікросхемах пам'яті. Більшість систем мають контролер пам'яті (зазвичай вбудований в набір мікросхем системної плати), який налаштований на відповідну промисловим стандартам частоту регенерації, що дорівнює 15 мкс. До всіх рядків даних звернення здійснюється по проходженні 128 спеціальних циклів регенерації. Це означає, що кожні 1,92 мс (128? 15 мкс) прочитуються всі рядки в пам'яті для забезпечення регенерації даних.
Регенерація пам'яті, на жаль, забирає час у процесора: кожен цикл регенерації по тривалості займає кілька циклів центрального процесора. У старих комп'ютерах цикли регенерації могли займати до 10% (або більше) процесорного часу, але в сучасних системах, що працюють на частотах, рівних сотням мегагерц, витрати на регенерацію становлять 1% (або менше) процесорного часу. Деякі системи дозволяють змінити параметри регенерації за допомогою параметрів CMOS, але збільшення часу між циклами регенерації може призвести до того, що в деяких комірках пам'яті заряд "стече" ", а це викличе збої пам'яті. У більшості випадків надійніше дотримуватися рекомендованої або вказаної за замовчуванням частоти регенерації. Оскільки витрати на регенерацію в сучасних комп'ютерах становлять менше 1%, зміна частоти регенерації має незначний вплив на характеристики комп'ютера.
У пристроях DRAM для зберігання одного біта використовується тільки один транзистор і пара конденсаторів, тому вони більш місткі, ніж мікросхеми інших типів пам'яті. В даний час є мікросхеми динамічної оперативної пам'яті ємністю до 256 Мбіт і більше. Це означає, що подібні мікросхеми містять 256 млн (і навіть більше) транзисторів! Адже Pentium II має тільки 7,5 млн транзисторів. Звідки така різниця? Справа в тому, що в мікросхемі пам'яті всі транзистори і конденсатори розміщуються послідовно, зазвичай у вузлах квадратної решітки, у вигляді дуже простих, періодично повторюваних структур, на відміну від процесора, що являє собою більш складну схему різних структур, що не має чіткої організації. Зараз розробляються мікросхеми ємністю 256 Гбіт; їх виробництво планується почати в 2001 або 2002 році. У таких мікросхемах ширина рядка дорівнюватиме 0,05 мікрону.
Транзистор для кожного однорозрядного регістру DRAM використовується для читання стану суміжного конденсатора. Якщо конденсатор заряджений, в комірці записана 1; якщо заряду немає - записано 0. Заряди в крихітних конденсаторах весь час стікають, ось чому пам'ять повинна постійно регенеруватися. Навіть миттєве переривання подачі живлення або якийсь збій в циклах регенерації призведе до втрати заряду в комірці DRAM, а отже, і до втрати даних.
Динамічна оперативна пам'ять використовується в персональних комп'ютерах; оскільки вона недорога, то мікросхеми можуть бути щільно упаковані, а це означає, що запам'ятовуючий пристрій великої ємності може займати невеликий простір. На жаль, пам'ять цього типу не відрізняється високою швидкодією, зазвичай вона набагато "повільніше" "процесора. Тому існує безліч різних типів організації DRAM, що дозволяють поліпшити цю характеристику.
Кеш-пам'ять - SRAM
Існує тип пам'яті, абсолютно відмінний від інших, - статична оперативна пам'ять (Static RAM - SRAM). Вона названа так тому, що, на відміну від динамічної оперативної пам'яті (DRAM), для збереження її вмісту не потрібно періодичної регенерації. Але це не єдина її перевага. SRAM має більш високу швидкодію, ніж динамічна оперативна пам'ять, і може працювати на тій же частоті, що і сучасні процесори.
Час доступу SRAM не більше 2 нс; це означає, що така пам'ять може працювати синхронно з процесорами на частоті 500 МГц або вище. Однак для зберігання кожного біта в конструкції SRAM використовується кластер з шести транзисторів. Використання транзисторів без будь-яких конденсаторів означає, що немає необхідності в регенерації. (Адже якщо немає ніяких конденсаторів, то і заряди не губляться.) Поки подається харчування, SRAM буде пам'ятати те, що збережено. Чому ж тоді мікросхеми SRAM не використовуються для всієї системної пам'яті?
Порівняно з динамічною оперативною пам'яттю швидкодія SRAM набагато вища, але щільність її набагато нижча, а ціна досить висока. Нижча щільність означає, що мікросхеми SRAM мають великі габарити, хоча їх інформаційна ємність набагато менша. Велика кількість транзисторів і кластеризоване їх розміщення не тільки збільшує габарити мікросхем SRAM, але і значно підвищує вартість технологічного процесу порівняно з аналогічними параметрами для мікросхем DRAM. Наприклад, ємність модуля DRAM може дорівнювати 64 Мбайт або більше, в той час як ємність додатка SRAM приблизно того ж розміру становить тільки 2 Мбайт, причому їх вартість буде однаковою. Таким чином, габарити SRAM в середньому в 30 разів перевищують розмір динамічної оперативної пам'яті, те ж саме можна сказати і про вартість. Все це не дозволяє використовувати пам'ять типу SRAM як оперативну пам'ять у персональних комп'ютерах.
Незважаючи на це, розробники все-таки застосовують пам'ять типу SRAM для підвищення ефективності PC. Але щоб уникнути значного збільшення вартості встановлюється тільки невеликий обсяг високошвидкісної пам'яті SRAM, яка використовується в якості кешпам'яті. Кеш-пам'ять працює на тактових частотах, близьких або навіть рівних тактовим частотам процесора, причому зазвичай саме ця пам'ять безпосередньо використовується процесором при читанні і записі. Під час операцій читання дані у високошвидкісну кеш-пам'ять попередньо записуються з оперативної пам'яті з низькою швидкодією, тобто з DRAM.
Ще недавно час доступу динамічної оперативної пам'яті було не менше 60 не (що відповідає тактовій частоті 16 МГц). Коли процесор персонального комп'ютера працював на тактовій частоті 16 МГц і нижче, DRAM могла бути синхронізована з системною платою і процесором, тому кеш був не потрібен. Однак, як тільки тактова частота процесора піднялася вище 16 МГц, синхронізувати DRAM з процесором стало неможливо, і саме тоді розробники почали використовувати SRAM в персональних комп'ютерах. Це сталося в 1986 і 1987 роках, коли з'явилися PC з процесором 386, що працює на частотах 16 і 20 МГц. Саме в цих персональних комп'ютерах вперше знайшла застосування так звана кеш-пам'ять, тобто високошвидкісний буфер, побудований на мікросхемах SRAM, який безпосередньо обмінюється даними з процесором. Оскільки швидкодія кешу може бути порівнянна з швидкодією процесора, контролер кешу може передбачати потреби процесора в даних і попередньо завантажувати необхідні дані у високошвидкісну кеш-пам'ять. Тоді при видачі процесором адреси пам'яті дані можуть бути передані з високошвидкісного кешу, а не з оперативної пам'яті, швидкодія якої набагато нижче.
Ефективність кеш-пам'яті виражається коефіцієнтом збігу, або коефіцієнтом успіху. Коефіцієнт збігу дорівнює відношенню кількості вдалих звернень до кеш до загальної кількості звернень. Попадання - це подія, що полягає в тому, що необхідні процесору дані попередньо зчитуються в кеш з оперативної пам'яті; інакше кажучи, у разі потрапляння процесор може зчитувати дані з кеш-пам'яті. Невдалим зверненням до кешу вважається таке, при якому контролер кешу не передбачив потреби в даних, що знаходяться за вказаною абсолютною адресою. У такому разі необхідні дані не були попередньо раховані в кеш-пам'ять, тому процесор повинен відшукати їх у більш повільній оперативній пам'яті, а не в швидкодіючому кеші. Коли процесор зчитує дані з оперативної пам'яті, йому доводиться якийсь час «» чекати «», оскільки тактова частота оперативної пам'яті значно нижча, ніж процесора.
Якщо процесор працює на частоті 233 МГц, то тривалість його циклу дорівнює приблизно 4 не, в той час як тривалість циклу оперативної пам'яті може становити 60 не, що відповідає тактовій частоті 16 МГц. Таким чином, щоразу, коли процесор зчитує дані з оперативної пам'яті, його робота сповільнюється. Це настільки відчутно, що здається, ніби він працює на тактовій частоті 16 МГц! Уповільнення обумовлене станом очікування. Якщо процесор перебуває в стані очікування, то протягом усього циклу (такту) ніякі операції не виконуються; процесор, по суті, чекає, поки необхідні дані надійдуть з більш повільної оперативної пам'яті. Тому саме кеш-пам'ять дозволяє скоротити кількість «» простоїв «» і збільшити швидкодію комп'ютера в цілому.
Щоб мінімізувати час очікування при зчитуванні процесором даних з повільної оперативної пам'яті, в сучасних персональних комп'ютерах зазвичай передбачені два типи кеш-пам'яті: кеш-пам'ять першого рівня (L1) і кеш-пам'ять другого рівня (L2). Кешпам'ять першого рівня також називається вбудованим, або внутрішнім кешем; він безпосередньо вбудований в процесор і фактично є частиною мікросхеми процесора. У всіх процесорах 486 і вище кеш-пам'ять першого рівня інтегрована в мікросхему процесора. Кеш-пам'ять другого рівня називається вторинним, або зовнішнім кешем; він встановлюється поза мікросхемою процесора. Спочатку вона встановлювалася на системній платі. (Так було у всіх комп'ютерах на основі процесорів 386, 486 і Pentium.) Якщо кеш-пам'ять другого рівня встановлена на системній платі, то вона працює на її частоті. У цьому випадку кеш-пам'ять другого рівня зазвичай знаходиться поруч з роз'ємом процесора.
Для підвищення ефективності в більш пізніх комп'ютерах на основі процесорів Pentium Pro, Pentium ПЛП і Athlon кеш-пам'ять другого рівня є частиною процесора. Звичайно ж, він зовнішній по відношенню до кристала центрального процесора, просто ця окрема мікросхема встановлюється всередині корпусу (картриджа) процесора. Тому на системних платах для процесорів Pentium Pro або Pentium II немає ніякого кешу. В останніх моделях процесорів PentiumIII і Athlon кеш-пам'ять другого рівня є частиною мікросхеми процесора (подібно кеш-пам'яті першого рівня) і працює на більш високих частотах (на частоті процесора, половинної або третини). У процесорах Itanium для збільшення продуктивності використовується три рівні кеш-пам'яті.
Спочатку кеш-пам'ять проектувалася як асинхронна, тобто не була синхронізована з шиною процесора і могла працювати на іншій тактовій частоті. При впровадженні набору мікросхем системної логіки 430FX на початку 1995 року був розроблений новий тип синхронної кеш-пам'яті. Вона працює синхронно з шиною процесора, що підвищує її швидкодію і ефективність. Водночас було додано режим pipeline burst mode (конвеєрний монопольний режим). Він дозволив скоротити час очікування за рахунок зменшення кількості станів очікування після першої передачі даних. Використання одного з цих режимів передбачає наявність іншого. Обидва режими дозволяють підвищити продуктивність комп'ютера на 20%.
Контролер кеш-пам'яті для сучасної системи міститься в мікросхемі North Bridge набору мікросхем системної логіки в PC на основі Pentium і більш простих або на платі процесора, як у випадку з Pentium Pro, Pentium II/III і більш новими системами. Можливості контролера кеш-пам'яті зумовлюють ефективність і можливості кеш-пам'яті. Важлива особливість полягає в тому, що більшість контролерів кеш-пам'яті мають обмеження на обсяг кешованої пам'яті. Часто ця межа може бути дуже низькою, як у разі набору мікросхем системної логіки 430TX для комп'ютерів на основі Pentium. Цей набір мікросхем може кешувати дані тільки перших 64 Мбайт оперативної пам'яті системи. Якщо встановлено більший обсяг пам'яті, робота комп'ютера значно сповільнюється, тому що всі дані поза першими 64 Мбайт ніколи не потраплять в кеш і при зверненні до них будуть завжди необхідні всі стани очікування, що визначаються більш повільною динамічною оперативною пам'яттю. Зниження ефективності залежить від програмного забезпечення та від адрес, за якими зберігаються дані в пам'яті. Наприклад, 32-розрядні операційні системи типу Windows 9х і Windows NT завантажуються зверху вниз, так що якщо встановлена оперативна пам'ять ємністю 96 Мбайт, то і операційна система, і прикладні програми будуть завантажуватися у верхні 32 Мбайта, які не кешуються. Це значно сповільнить роботу комп'ютера в цілому. У даному випадку можна видалити додаткову пам'ять, щоб зменшити ємність до 64 Мбайт. Іншими словами, нерозсудливо встановлювати більшу ємність пам'яті, ніж дозволяє кешувати набір мікросхем системної логіки.
Швидкодія пам "ятних пристроїв
Швидкодія процесора виражається в мегагерцах (МГц), а швидкодія запам'ятовуючого пристрою і його ефективність - в наносекундах (не). Наносекунда - це одна мільярдна частка секунди, тобто дуже короткий проміжок часу. Зауважте, що швидкість світла у вакуумі дорівнює 299792 кілометри на секунду. За одну мільярдну частку секунди світловий промінь проходить відстань, що дорівнює всього лише 29,98 сантиметра, тобто менше довжини звичайної лінійки!
Залежність між тактовою частотою в мегагерцах
и тривалістю циклу в наносекундах - --------------------------------------------------------------------Тактова
Цикл,
нс Тактова Цикл, нс Тактова Цикл, нс
частота частота частота частота
-
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Як можна помітити, при збільшенні тактової частоти тривалість циклу зменшується, а швидкодія, що відповідає 60 нс пам'яті DRAM, яка використовується в звичайному комп'ютері, мізерно порівняно з процесором, що працює на частоті 400 МГц і вище. Зауважте, що до недавнього часу більшість мікросхем DRAM, які використовуються в персональних комп'ютерах, мали час доступу 60 нс, який рівнозначно тактовій частоті 16,7 МГц! Оскільки ця повільна пам'ять встановлюється в системи, в яких процесор працює на частоті 300 МГц і вище, виникає невідповідність між ефективністю оперативної пам'яті і процесора. У сучасні системи встановлюється пам'ять PC 100 або PC133, яка працює на частоті 100 або 133 МГц відповідно.
Оскільки транзистори для кожного біта в мікросхемі пам'яті розміщені у вузлах решітки, найбільш раціонально адресувати кожен транзистор, використовуючи номер стовпчика і рядки. Спочатку вибирається рядок, потім стовпчик адреси і, нарешті, пересилаються дані. Початкове встановлення рядка і стовпчика адреси займає певний час, зазвичай званий часом затримки або очікуванням. Час доступу для пам'яті дорівнює часу затримки для вибірки стовпчика і рядка адреси плюс тривалість циклу. Наприклад, пам'ять з часом доступу 60 нс зазвичай має час затримки 25 нс (щоб вибрати рядок і стовпчик адреси) і тривалість циклу 35 нс (щоб фактично передати дані). Таким чином, справжня тактова частота пам'яті з часом затримки 60 нс становила б близько 28,5 МГц (35 не = 28,5 МГц). Навіть у цьому випадку для однієї-єдиної передачі даних потрібно 60 нс, так що послідовні передачі даних могли б здійснюватися тільки на частоті 16,7 МГц через додатковий час очікування.
Що ж відбувається, коли процесор, який працює на частоті 300 МГц, багаторазово зчитує байти даних з пам'яті, що працює на частоті 16 МГц? Виникає величезна серія станів очікування! Стан очікування - це додатковий «» порожній «» цикл, в якому процесор повинен очікувати надходження даних. Якщо тривалість циклу пам'яті дорівнює 60 нс (16 МГц), а тривалість циклу процесора - Знс (300 МГц), то процесор повинен перебувати в стані очікування приблизно 19 циклів - до 20-го циклу, тобто до надходження даних. Таким чином, стану очікування уповільнюють роботу процесора настільки, що він цілком може функціонувати на частоті 16 МГц.
Деякі розробники намагаються зменшити цей розрив у швидкодії процесорів і системної пам'яті.
Порівняння швидкодії системної плати і оперативноїпам'яті
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Як видно з таблиці, один тип пам'яті використовувався протягом 15 років, в той час як процесори за цей же час здійснили гігантський ривок у продуктивності - від 5 до 200 МГц. Зараз цей недолік починає виправляти пам'ять RDRAM (Rambus DRAM).
Швидкий стільничний режим (FPM) динамічної оперативної пам'яті Щоб скоротити час очікування, стандартна пам'ять DRAM розбивається на сторінки. Зазвичай для доступу до даних у пам'яті потрібно вибрати рядок і стовпчик адреси, що займає деякий час. Розбивка на сторінки забезпечує швидший доступ до всіх даних у межах певного рядка пам'яті, тобто якщо змінюється не номер рядка, а тільки номер стовпчика. Такий режим доступу до даних в пам'яті називається (швидким) роздрібним режимом (Fast Page Mode), а сама пам'ять - пам'яттю Fast Page Mode. Інші варіації стільничного режиму називаються Static Column або Nibble Mode.
Сторінкова організація пам'яті - проста схема підвищення ефективності пам'яті, відповідно до якої пам'ять розбивається на сторінки довжиною від 512 байт до декількох кілобайтів. Електронна схема листування дозволяє при зверненні до комірок пам'яті в межах сторінки зменшити кількість станів очікування. Якщо потрібна комірка пам'яті знаходиться поза поточною сторінкою, додається один або більше станів очікування, оскільки система вибирає нову сторінку.
Щоб збільшити швидкість доступу до пам'яті, були розроблені інші схеми доступу до динамічної оперативної пам'яті. Однією з найбільш істотних змін було впровадження пакетного (burst) режиму доступу в процесорі 486 і більш пізніх. Переваги пакетного режиму доступу проявляються тому, що в більшості випадків доступ до пам'яті є послідовним. Після встановлення рядка та стовпчика адреси в пакетному режимі можна звертатися до наступних трьох суміжних адрес без додаткових станів очікування. Однак доступ у пакетному режимі зазвичай обмежується чотирма операціями.
Щоб пояснити це, звернемося до схеми синхронізації за кількістю циклів для кожної операції доступу. Схема синхронізації типового доступу в пакетному режимі для стандартної динамічної оперативної пам'яті виглядає наступним чином: x-y-y-y, де x - час виконання першої операції доступу (тривалість циклу плюс час очікування), а у - число циклів, необхідних для виконання кожної наступної операції доступу.
Схема синхронізації в пакетному режимі для стандартної DRAM з часом доступу 60 нс зазвичай виглядає так: 5-3-3-3. Це означає, що перша операція доступу займає п'ять циклів на системній шині з частотою 66 МГц, що приблизно дорівнює 75 нс (5 * 15 нс; 15 нс - тривалість одного циклу), в той час як наступні операції займають по три цикли кожна (3 * 15 нс = 45 нс). Зауважте, що без розбивки на сторінки схема доступу до пам'яті виглядала б як 5-5-5-5, тому що для кожної передачі даних запам'ятовуючому пристрою знадобився б один і той же час очікування. DRAM, що підтримує розбивку на сторінки і пакетний режим, називається пам'яттю з швидким роздрібним режимом (Fast Page Memory - FPM). Цим підкреслюється, що для доступу до даних в пам'яті без зміни сторінки потрібна менша кількість циклів очікування. У більшості комп'ютерів 486 і більш нових використовується пам'ять FPM, а в більш старі комп'ютери встановлювали звичайну динамічну оперативну пам'ять.
Інший метод прискорення пам'яті FPM називається чергуванням. Цей метод використовує спільно два окремих банки пам'яті, розподіляючи парні і непарні байти між цими банками. Коли відбувається звернення до одного банку, в іншому банку вибираються рядок і стовпчик адреси. До моменту закінчення вибірки даних у першому банку в другому закінчаться цикли очікування і він буде готовий до вибірки даних. Коли дані вибираються з другого банку, в першому йде процес вибірки рядка і стовпчика адреси для наступної операції доступу. Це суміщення (перекриття за часом) операцій доступу в двох банках призводить до зменшення часу очікування і забезпечує більш швидкий пошук даних. Єдина проблема полягає в тому, що для використання цього методу необхідно встановити ідентичні пари банків, а при цьому подвоюється кількість мікросхем SIMM або DIMM. Чергування широко використовувалося в 32-розрядних запам'ятовуючих пристроях для процесора 486, але малоефективно в разі 64-розрядної пам'яті в процесорі Pentium. Щоб використовувати чергування пам'яті в Pentium, необхідно встановити 128-розрядну пам'ять, тобто чотири мікросхеми SIMM з 72-ма контактами або дві мікросхеми DIMM.
Оперативна пам'ять EDO
Починаючи з 1995 року в комп'ютерах на основі Pentium використовується новий тип оперативної пам'яті - EDO (Extended Data Out). Це вдосконалений тип пам'яті FPM; його іноді називають Hyper Page Mode. Пам'ять типу EDO була розроблена і запатентована фірмою Micron Technology (пізніше ліцензії придбали багато інших виробників). Пам'ять EDO збирається зі спеціально виготовлених мікросхем, які враховують перекриття синхронізації між черговими операціями доступу. Як випливає з назви - Extended Data Out, драйвери виводу даних на мікросхемі, на відміну від FPM, не вимикаються, коли контролер пам'яті видаляє стовпчик адреси на початку наступного циклу. Це дозволяє поєднати (за часом) наступний цикл з попереднім, економлячи приблизно 10 нс в кожному циклі.
Таким чином, контролер пам'яті EDO може почати виконання нової команди вибірки колонки адреси, а дані будуть зчитуватися за поточною адресою. Це майже ідентично використанню різних банків для чергування пам'яті, але, на відміну від чергування, не потрібно одночасно встановлювати два ідентичні банки пам'яті в системі.
Для оперативної пам'яті EDO схема синхронізації в пакетному режимі має вигляд 5-2-2-2, а не 5-3-3-3, як для стандартної пам'яті Fast Page Mode. Це означає, що чотири передачі даних з пам'яті EDO займають 11 повних системних циклів (порівняйте з 14-ма повними циклами для пам'яті FPM). Завдяки цьому при проведенні спеціальних тестів швидкодія збільшилася на 22%, однак у фактичних випробуваннях пам'яті EDO на еталонних тестах швидкодія всієї системи зазвичай збільшується приблизно на 5%. Хоча таке збільшення може здатися зовсім невеликим, головна перевага EDO полягає в тому, що в запам'ятовуючих пристроях подібного типу використовуються ті ж самі мікросхеми динамічної оперативної пам'яті, що і в FPM. І вартість таких запам'ятовуючих пристроїв дорівнює вартості пам'яті FPM. Але при цьому EDO має вищу ефективність, ніж FPM.
Для того щоб використовувати пам'ять EDO, набір мікросхем системної логіки на системній платі повинен підтримувати її. Більшість подібних наборів мікросхем, починаючи з набору 430FX (Triton), випущеного фірмою Intel в 1995 році, підтримують EDO. Оскільки мікросхеми пам'яті EDO коштували стільки ж, скільки і стандартні мікросхеми, фірма Intel, а слідом за нею і інші виробники стали підтримувати EDO у всіх наборах мікросхем системної логіки.
Оперативна пам'ять EDO ідеальна для систем з швидкодією шини до 66 МГц. Такі шини в персональних комп'ютерах використовувалися до 1997 року включно; однак протягом 1998 року пам'ять EDO була замінена більш новою і швидкою пам'яттю SDRAM (Synchronous DRAM - синхронна DRAM). Ця нова архітектура стала новим стандартом оперативної пам'яті персонального комп'ю
