ОЗУ подвержено «склерозу»
После отключения питания ОЗУ, оно напрочь забывает о том, какой оперативной работой занималось до того, как вы нажали на кнопку Power. Более того, если бы не специально предпринимаемые меры, ОЗУ «умудрилось» бы позабыть, что хранило в своих ячейках с десяток миллисекунд назад. Это связано с естественным процессом утечки тока с емкости.
В отличие от Statics RAM, динамическая память энергозависима и требует периодического восполнения энергии в паразитных емкостях, что реализуется стандартной процедурой регенерации. Эта аппаратная процедура инициируется интервальным таймером каждые 15,6 мкс () и выполняется через канал ПДП. Для регенерации используются только стробы RAS#, а стробы CAS# в процессе не участвуют.
На протяжении этого времени, называемого шагом регенерации, в DRAM перезаписывается целая строка ячеек. Так, на протяжении 8–64 мс обновляются все строки памяти.
Для перезаписи ячеек ОЗУ достаточно перебирать строку за строкой и выполнять «фиктивную» (без вывода данных на магистраль данных памяти) команду чтения. В этом случае каждая ячейка строки перезапишется через схему предзаряда, а данные не попадут в буферы выхода данных. Шина данных — в высокоимпедансном состоянии. На модификацию ячейки при считывании расходуется два такта синхронизации.
Очевидно, что процедура регенерации памяти (в классическом варианте) «тормозит» работу системы, поскольку в это время обмен данными с ОЗУ невозможен. Регенерация, основанная на обычном переборе строк (независимо в какой последовательности) в современных типах DRAM не применяется. Существует несколько экономичных вариантов этой процедуры — расширенный, пакетный, распределенный и пр.
Регенерация с циклом CBR (CAS Before RAS) более практична. Начало процесса инициируется контроллером ОЗУ и индицируется синхростробами. Срез строба RAS# помещается в промежуток времени низкого уровня CAS#. Внутренний счетчик перебирает адреса строк для регенерации. Для выполнения регенерации типа CBR также используется прием «фиктивного» чтения.
Наиболее экономична скрытая регенерация. Каждый рабочий цикл чтения или записи сопровождается удержанием строба CAS# в низкоуровневом состоянии. На протяжении этого периода времени, уровень строба RAS# нарастает и падает — и микро схема, в соответствии с показанием внутреннего счетчика, выполняет цикл регенерации. Регенерация протекает не при фиктивном, а при реальном считывании данных из буфера, что не вызывает потерь времени.
Из новых технологий регенерации выделим PASR (Partial Array Self Refresh), применяемую Samsung Electronics в чипах памяти SDRAM с низким уровнем энергопотребления. Регенерация ячеек выполняется только в период ожидания в тех банках памяти, в которых имеются данные. Параллельно с этой технологией реализуется и метод TCSR (Temperature Compensated Self Refresh), предназначенный для регулировки скорости регенерации в зависимости от рабочей температуры.
