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Kingston メモリツール


ULTIMATE メモリガイド

その他のメモリ

ENHANCED SDRAM (ESDRAM)
ESDRAMはメモリモジュールの速度や処理効率を上げるために、チップに少量の高速なSRAMを組み込んだモジュールです。SRAMを外部キャッシュメモリのように使い、DRAMへのアクセスを最小限に抑えることで、パフォーマンスを上げます。SRAMをオンチップすることでDRAMの帯域幅や速度を増加し、SRAMとDRAM間にバス幅が広く使えます.

FAST CYCLE RAM (FCRAM)
FCRAMは東芝と富士通によって共同開発された、ハイエンドサーバーやプリンタ、テレコミュニケーションスイッチングシステムなどの専用システム向けのメモリモジュールです。このモジュールはランダムアクセスが可能、省電力、並列処理、パイプライン処理などの特長があります.

SYNCLINK DRAM (SLDRAM)
SLDRAMは1990年代後半にRambus技術の代わりになるとしてDRAMメーカーにより開発されていました.

VIRTUAL CHANNEL MEMORY (VCM)
VCMはNECよって開発されたメモリモジュール。メモリとは異なる「ブロック」がメモリコントローラーから独立してバッファ役割をします。このブロックにシステムのタスクを「仮想チャネル」として割り当て、データを高速化する

ERROR CHECKING
メモリに保存されるデータが正確でなければならないということは、メモリを設計する上で重要なことです。これを解決する手段がパリティとError Correction Code (ECC)です.

パリティは最も一般的なデータチェック方法で、1bitのエラーを検知することができます(但し正確ではない)。ECCは1bitのエラーを検知し修正することができるため、データの保全をするための有効的な方法です

ごく少数のPCメーカーは、その設計においてデータの正確性を保証している場合があります。これにはいくつかの要因があります。まず、パリティ付きメモリは通常のメモリより高価なため、通常のメモリを採用することでコンピューターの価格を下げることができます。この要因の根拠には、信用のあるメーカーから供給されたメモリは、相対的にメモリエラーはほとんど発生しないという理由からです。

コンピューターの使用目的により、使われるメモリがかわります。コンピューターが重要な役割(サーバーなど)をする場合の最適なメモリは、データのチェックをするタイプのメモリです。一般的には:

  • ハイエンドサーバーなどのほとんどのコンピューターはECCメモリをサポートします.
  • 自宅やSOHOなどで使われるパソコンなどはノンパリティメモリを使います
パリティ
コンピューターシステムにパリティが使われている場合、1つのパリティビットは8bit(1byte)のデータごとにDRAMに保存されます。また2つパリティを使うタイプも奇数パリティと偶数パリティが同様な方法で機能します

正常な状態で8bitのデータがDRAMに保存されると、同時にパリティビットが保存されます。パリティビットの値(0もしくは1)は、1byteごとDRAMに保存される際に「１」の数が偶数か奇数かで決定します。一部のメーカーは安価な「偽パリティ」チップを使う場合があります。このチップは、データがメモリコントローラーを通してCPUに伝送される際に、単に「0」や「１」を生成します。(1byte中に「１」が奇数個含まれている場合は奇数パリティの「１」を、「１」が偶数個含まれている場合は偶数パリティの「0」を生成します。)　この偽パリティチップを使った場合、実際にはコンピューター上で無効なデータビットを検知することはできません。

下記の表では、奇数パリティおよび偶数パリティがどのように作られるかを表しています。プロセスは同じですが、属性は逆になります

奇数パリティ 偶数パリティ
ステップ 1 1byteのデータの中に「1」が偶数個ある場合は”1”のパリティビットが作られます 1byteのデータの中に「1」が偶数個ある場合は”0”のパリティビットが作られます。
1byteのデータの中に「1」が奇数個ある場合は”0”のパリティビットが作られます。 1byteのデータの中に「1」が奇数個ある場合は”1”のパリティビットが作られます。
ステップ 2 パリティビットと8bitのデータがDRAMに書き込まれます。 (奇数パリティと同じ)
ステップ 3   データがCPUに送信する直前に、パリティ回路により傍受されます (奇数パリティと同じ)
パリティ回路が「1」を奇数個検知すると、データは有効であるため、データからパリティビットが削除され、8bitのデータがCPUへ伝送されます. パリティ回路が「1」を偶数個認識すると、データは有効になる.
パリティ回路は「1」を偶数個検知するとデータが無効であるためん、パリティエラーになります パリティ回路は「1」を奇数個検知するとデータが無効になる。


パリティにはその機能に制限があります。例えば、パリティにはエラーを検知することができますが、8bitのデータ中どのbitが無効か判別することができないため修正することができません.

更に、複数のbitが無効である場合、パリティ回路がデータをチェックする際に奇数パリティエラーと偶数パリティエラーが重なると、パリティ回路はエラーを相殺して問題を検知しません。また、パリティ回路で生じるエラーは検知できません。.

ECC

ＥＣＣは主にハイエンドPCやファイルサーバーで使われるデータの正確性をチェックする方法です。ECCとパリティの大きな違いは、ECCは1bitのエラーを検知して修正することができるということです。ECCでのエラー修正は、ユーザーが知らない内に行われます。また、コンピューターが使用するメモリコントローラーの種類によっては、ECCは2bitのエラーを検知することができますが、修正はできません。しかし、複数のビットエラーを修正できるECCも存在します。

特別な数学的なシーケンス、アルゴリズムとメモリコントローラーを使って、ECC回路はECCビットを生成してデータビットと共にメモリに保存されます。CPUがメモリにデータを要求したとき、メモリコントローラーはECCビットをデコードしてデータビットにエラーがないか確認します。1bitのエラーがある場合はECC回路がbit修正し、複数のエラーの場合はパリティエラーが報告されます.

メモリスクライビング

メモリスクライビングはECC DIMMが誕生した際に、ほとんどのサーバーに搭載された機能です。メモリスクライビングは、メモリにエラーが発生した場合、データを修正後メモリに書き戻します。このプロセスを繰り返すことにより、複数のエラーが発生する確率を低くします。修正不可能なメモリエラーが発生した場合は、どのDIMMにエラーが発生したかサーバーに報告されます。

Chipkill

Chipkillは、高度なエラー修正機能で、1つのDIMMにつき4bitまでのエラー修正機能をもちます。また、多くのメモリエラーが検知された場合、サーバーに負荷をかけないためChipkill機能により無効なチップをオフラインにすることができます。Chipkillはメモリコントローラーで機能を提供するため、通常のECC DIMMを使うことができます

他の仕様

メモリ製品を理解や選択するために、フォームファクターやメモリ技術、エラーチェックの方法のほかにもいくつか重要な仕様があります。

スピード

メモリコンポーネントやメモリモジュールの速度は、パフォーマンスを最適化にするための重要な要素の1つです。実際にコンピューターシステムでは構成されるすべてのメモリについて速度を指定します。メモリの互換性を保証するためには、指定されたメモリモジュールを使うことを要求されます。メモリの速さの単位には、「アクセスタイム」「MHz」や「byte/ｓ

アクセスタイム

SRAMのメモリ速度はナノセカンド(ns)で表記されました。メモリモジュールのアクセスタイムは、メモリからデータを読み出す時間を表します。したがって、数値が少なければ少ないほどアクセスタイムは速くなります。一般的なアクセスタイムは80ns、70ns、60nsです。チップの部品番号でモジュールのアクセスタイムを特定することできる場合があります。部品番号の末尾に「-6」が付く場合は60ns、[-7]が付く場合は70nsになります.

ほとんど場合、コンピューターシステムが要求する速度と同じか速いメモリモジュールを使用すれば仕様に対応します。例えば、70nsを要求するシステムでは、70nsと60nsのメモリであれば問題ありません。しかし古いシステムでは、システムが要求するアクセスタイムに対応したメモリモジュールを使用しなければ、システムが起動しない場合があります。また、モジュール上にある部品番号に記載されているアクセスタイムは必ずしも合っているわけではなりません.

メガヘルツ(MHz)

SDRAM以降メモリモジュールの速度はメガヘルツ(MHz)で表記されます。メモリモジュールとチップの速度の表記が違うため、しばしば混乱します。66MHz、100MHz、133MHzに対応したメモリチップ上の表記はそれぞれ「-15」「-10」「-8」単位はns)になります。

次の表はMHzとnsの速度の関係です.

ステップ 1 ステップ 2 ステップ 3 ステップ 4
MHz = 毎秒100万クロックサイクル 1秒間のクロックサイクルの実数を出すために100万倍にします 毎秒10億ナノセカンド クロックサイクルアタリのナノセカンドを出すためにステップ3をステップ2で割ります。
66 66,000,000 1,000,000,000 15
100 100,000,000 1,000,000,000 10
133 133,000,000 1,000,000,000 7.5


ナノセカンド/s 1,000,000,000ns ナノセカンド
 = 
 = 
クロックサイクル/s クロックサイクル クロックサイクル


プロセッサの速度とメモリバスの速度は通常同じではありません。メモリバスは、プロセス中の一番遅い速度に制限されます。

バイト/秒

MHzをバイト/秒に変換する際、初めは混乱するかもしれません。変換する際に最も重要な数値は速度(MHz)とバス幅(bit)です.

バス幅: バス幅が8bitの場合、一度に1byte(8bit)のデータを移動することができます。64bitの幅を持っていれば、一度に8byte(54bit)のデータを移動させることができます.

バススピード: メモリバススピードが100MHzの場合、毎秒1億クロックサイクルです。この時のバス幅が1byteである場合、データは毎秒100MB移動させることができます。64bitのバス幅の時は、毎秒800MBのデータを移動させることができます.

Rambusモジュールは測定方法が異なります。Rambusは1クロックサイクル中2回データを移動させることができますので、400MHzのバスのときは800MHzになります。またバス幅は16bitであるため、800MHzの場合は毎秒1.6GBのデータを移動させることができます。同じくPC-600のRambusは毎秒1.2GBのデータを移動させることができます.

レジスターとバッファ

レジスターとバッファはメモリチップ内の「re-Driving」コントロール信号によりメモリを効率化させます。これらはモジュールの外部に置く場合とモジュール自体に持たせる場合があります。このバッファ機能(レジスト機能)搭載のメモリは、他のメモリと混在することができないので注意が必要です。この機能は大容量のメモリを安定動作させることができるため、サーバーやハイエンドワークステーションなどに使われています。

バッファリング (EDO and FPM): EDOやFast Pageモジュールにおいて、信号を”re-driving”する過程をバッファリングと呼びます。　バッファリングでパフォーマンスが落ちることはありません.

レジストリング (SDRAM): SDRAMにおいて、信号が走る過程をレジストリングと呼びます。レジストリングはデータの読み書きのタイミングとシステムクロックの同期を調整する以外はバッファリングに似ています。レジスタードモジュールはクロックサイクルと同期を図るため、ノンレジスタードモジュールより若干速度が遅くなる.



バッファードモジュールとノンバッファードモジュールは同時に使えないため、間違えないように基盤の切り込み口の位置を変えています.

マルチバンクモジュール

マルチバンクモジュールは使われるチップの種類に柔軟に対応できます。マルチバンクはメモリのバンクを分割させ、コンピューターのシステムにあたかも1つ以上のモジュールであるように見せるための設計技術です。この設計によりシステムはソケットに実際にどれだけのメモリが搭載しているかにも関わらず、一度にメモリの1つのバンクにアクセスします.

しばしば、「ダブルサイド」と「デュアルバンク」の用語を混同してしまいます。「ダブルサイド」とはチップがメモリモジュール上に2つ整列されたことを表す物理的な用語です。「デュアルバンク」とは、モジュールが2つのデータに電気的に分割されることを意味します.

「錫」対「金」

メモリモジュールは、錫導線(コネクタ)もしくは金導線を使って製造されます。金は錫より優れた伝導体ですが、金が高価なためコンピューターメーカーはコストを抑えるため1990年代初めよりシステムボード上に錫ソケットを使用し始めました。もしこれからメモリを購入しようとしている場合には、メモリが入るソケットに使われている金属(錫もしくは金)とメモリのコネクタ部が同じ金属になるように選択すると、腐食する可能性が低くなり長持ちします

Kingstonは常にメモリとソケットに使われている金属を一致させることを目指しています。各コンピューターシステムに対応したKingstonの製品番号はソケットに使われている金属を考慮しています

リフレッシュレート

リフレッシュとは、メモリチップの中のメモリセルに電荷を与えることを言います。コンピューターのメモリは、メモリチップの入出力幅で分割されているメモリセルのマトリックスを行と列、チェス盤の正方形のように整列させています。この列と行の全体の構成はDRAM array(配列)と呼ばれています。DRAMは、データを保持するために毎秒何千回ものリフレッシュをしなければならないので「dynamic（動的）」RAMと呼ばれています。メモリセルの周りには小さなコンデンサがあり、このコンデンサがリフレッシュされないと、データが失われます。また、メモリ配列からデータを読み取る際にこれらの電荷も失います

セルは一度に1列ごとリフレッシュします。リフレッシュレートとは、DRAM array(配列)をリフレッシュする時の列の総数のことです。例えば、2Kのリフレッシュレートの場合は2048列、4Kの場合は4096列をリフレッシュします.

通常はシステムのメモリコントローラーがリフレッシュ作業を行います。しかし、一部のチップには「自己リフレッシュ」機能を持つモジュールもあります。このモジュールはDRAMチップ自身にリフレッシュ回路をもっており、省電力であるためしばしばモバイルコンピューターで使われます

CAS LATENCY

CAS Latencyとは、DRAM上のアドレスにアクセスしてからデータが読み出されるまでのクロックサイクルの数値です。Latencyとは遅れを表す語で、例えば「CL2」であれば2クロックサイクル、「CL3」であれば3クロックサイクルの時間がかかるということです。SDRAMが登場した当初は「CL2」のモジュールを生産することはむずかしく、ほとんどのシステムは「CL3」のモジュールで動作することができました。

ヒートスプレッダおよびヒートシンク

メモリコンポーネントがより速くなると共に、回路から発生する熱量は多くなりました。オーバーヒートの問題は、さまざまな電子機器に発生しています。例えばCPUでは冷却ファンを取り付けているように、メモリモジュールも安全な温度を維持するために、ヒートスプレッダやヒートシンクが取り付けられることがあります

SERIAL PRESENCE DETECT (SPD) AND PARALLEL PRESENCE DETECT (PPD)

コンピューターのシステムをブートする際、メモリモジュールの配置を確認します。PPDは多くの抵抗器を使用することによって必要な情報をリレーする伝統的方法です。このPPDはSIMMやいくつかのDIMMが自己識別するために使われます。SPDはモジュールに関する情報を保存するためにEEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）が使われます

EEPROM(E2PROM)チップは、EPROMとは異なりコンピューターから取り外すことなく内容を書き換えることができます。しかし、書き換える際は一部ではなく全体を書き換えなければならず、さらには書き換えられる回数に制限があります

クロックライン(2クロックと4クロック)

SDRAMはシステムクロックからメモリモジュールまでクロックラインを走らせる必要があります。「2クロック」の場合2つのクロックラインが、「4クロック」の場合4つのクロックラインがモジュールまで走っていることになります。Intel社が当初設計した段階ではモジュール上に8つのチップが搭載されているだけなので「2クロック」でした。その後「4クロック」が開発され、各ラインの負荷を減少させ、より迅速なデータインターフェースを可能にしました.

電圧

DRAMのメモリセルが高密度になると共に熱問題が多くなったため、メモリモジュールの電圧は減少し続けています。以前はほとんどのコンピューターが5Vの規格で動作していましたが、後にまずノートパソコンに3.3Vのチップを採用しました。以来、低電圧のチップが開発され、省電力でバッテリーを長持ちさせることが可能になりました。現在はほとんどのコンピューターが3.3Vを採用していますが、将来製品が小さくなり続けると2.5Vのチップに変わって行くでしょう

COMPOSITE VERSUS NON-COMPOSITE

CompositeとNon- CompositeはApple社が同じ容量のモジュールでも異なったチップを使っている場合の説明する用語として最初に使用しました。メモリ市場であるチップ密度から他のチップ密度に移行している時期は、違う密度のモジュールが混在する可能性があります。Apple社は、新旧のチップが混在する「Composite」は熱やスペースに問題があるため、お客様に対しては最新の「Non- Composite」のモジュールを購入するように勧めました


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