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DRAM
DRAM-Chips im DIL-Gehäuse (Dual In Line) wurden bis vor einigen Jahren mit Speichergrößen
von 32KByte bis 512KByte in Personalcomputern mit einem 8088 und 80286 Prozessor
verwendet und sind heute bedeutungslos. Die Gehäuseform wird jedoch noch für Cache-Speicher
verwendet.
Für die Konstruktion hochintegrierter Speicherbausteine hat sich das Konzept des dynamischen RAM
oder kurz DRAM durchgesetzt. Eine DRAM - Speicherzelle besteht immer aus einem
Speicherkondensator und einem Auswahltransistor. Die Bezeichnung "dynamisch" ergibt sich aus
dem Arbeitsprinzip dieser Speicherchips: Sie stellen die gespeicherte Information durch
Ladung in einem Kondensator dar.
Kondensatoren haben allerdings die unangenehme Eigenschaft, dass sie sich langsam entladen, die
Speicherzellen also die gespeicherte Information nach einer gewissen Zeit verlieren. Um
das zu verhindern muss die Information von Zeit zu Zeit oder eben "dynamisch" aufgefrischt
werden, d.h. der Kondensator wird entsprechend der gespeicherten Information nachgeladen.
Diesen Nachladevorgang nennt man Refresh.
Normale DRAM müssen je nach Typ alle 1ms bis 16ms aufgefrischt werden. Aufgrund der Technologie
wird mit dem Lesen oder Schreiben automatisch eine Auffrischung der Speicherzellen
in der adressierten Zeile ausgeführt.
Die einfachste und gebräuchlichste Art der Auffrischung (refresh) einer Speicherzelle besteht darin,
einen Blindlesezyklus auszuführen, ohne dass die Daten zum Datenausgangspuffer des
DRAM übertragen werden. Die Logik um diesen Blindlesezyklus auszulösen kann sich entweder
auf dem Mainboard befinden (RAS-only-Refresh), oder auf dem DRAM-Chip (CAS-before-RAS-Refresh) selbst.
Der RAS-only-Refresh wird durchgeführt, indem ein Zähler des Timer-Chips periodisch den Kanal
0 des DMA-Chips aktiviert um eine Blindübertragung auszulösen. Eine elegante Möglichkeit
einen Refresh auszuführen ist der sogenannte Hidden-Refresh. Hier wird der Refresh-Zyklus zeitlich
hinter einen Lesezugriff der CPU
angehängt, was etwas Zeit einspart. Moderne Mainboards besitzen häufig die Möglichkeit
den Speicher mit CAS-before-RAS-Refresh oder Hidden-Refresh aufzufrischen, statt über den
Umweg über den DMA- und Timer-Chip. Das geht im allgemeinen schneller und effektiver und entlastet
den PC von unnötigen und langwierigen DMA-Zyklen.
