Применение конвейера переменной глубины для сокращения времени доступа в модули памяти стандарта FBDIMM

По мере повышения производительности процессоров и вычислительной мощности серверных систем наблюдается закономерная тенденция увеличения объёмов обрабатываемой информации в серверных приложениях. В системе, работающей с большими объёмами информации, результирующая производительность в большой степени определяется двумя факторами: мощностью процессора и скоростью поступления данных для обработки. В качестве источника данных далее будет рассматриваться только оперативная память, так как альтернативные накопители (например, жёсткие диски) обладают на несколько порядков большей задержкой.

Очевидно, что наиболее эффективное использование вычислительного комплекса возможно при балансе скорости обработки данных процессором и темпа их поступления из памяти. В последнее время увеличение быстродействия процессоров происходит значительно быстрее, чем развитие подсистемы памяти, в частности, наиболее распространённой динамической оперативной памяти. Причина в том, что современный уровень технологий даёт больше возможностей для увеличения скорости обработки информации (разработка новых архитектур, техника распараллеливания), в то время как развитие систем хранения в основном ограничивается самой технологией производства кристаллов.

В отношении подсистемы памяти основными ограничивающими факторами являются максимально допустимый объём и пропускная способность. Пропускная способность определяется технологией производства чипов памяти, а максимальный объём – количеством чипов, устанавливаемых на стандартизованные материнские платы.

Помимо внутренней частоты функционирования чипа памяти, скорость работы с памятью определяется быстродействием канала связи «процессор-модуль памяти». По мере увеличения частоты чипов памяти возникают трудности по разводке печатной платы, поскольку каждый канал памяти имеет широкий интерфейс (примерно 240 линий) с жёсткими ограничениями по выравненности линий. Производительность подсистемы памяти также зависит и от объёма памяти, то есть количества чипов в канале. По мере увеличения числа чипов, подключенных к интерфейсным линиям, начинают сказываться физические эффекты [2], такие как, например, нагрузка на сигнальную линию. Это приводит к искажению сигнала и необходимости работать на более низких частотах.

Для решения этих проблем был разработан стандарт FBDIMM (Fully Buffered Dual Inline Memory Module), специфицирующий 64-разрядные модули оперативной динамической памяти широкого класса применения с преобразованием параллельного интерфейса DDR2 (Dual Data Rate, версия 2) в последовательный LVDS (Low-Voltage Differential Signaling) с автоматической синхронизацией. Он позволяет в несколько раз увеличить максимальный объём памяти и повысить скорость обмена между модулями ОП и интерфейсной логикой процессора (чипсетом).

Подробнее... Загрузить файл  

Содержание:

Введение

1. Обзор стандарта FBDIMM и его сравнение со стандартом DDR2
2. Преимущества и недостатки спецификаций FBDIMM
3. Конвейер с переменной глубиной
4. Применение конвейера переменной глубины в контроллерах памяти
5. Расслоение памяти
6. Оценка производительности контроллера памяти с конвейером переменной глубины

Заключение
Литература