DRAM chuẩn được truy cập thông qua bước kỹ thuật được gọi là trang. Truy cập bộ nhớ thông thường đòi hỏi phải chọn địa chỉ hàng và cột, điều này rất mất thời gian. Trang cho phép truy cập tất cả dữ liệu nhanh hơn trong vòng một hàng bộ nhớ có sẵn bằng cách giữ nguyên địa chỉ hàng và chỉ thay đổi cột.
Bộ nhớ sử dụng kỹ thuật này được gọi là bộ nhớ Chế độ trang (Page Mode) hoặc Chế độ lật trang nhanh (Fast Page Mode). Các biến đổi khác trong Chế độ trang được gọi là bộ nhớ Static Column hay Nibble Mode.
DRAM chế độ lật trang nhanh
Bộ nhớ trang là một sự phối hợp đơn giản nhằm cải tiến tốc độ bộ nhớ, chia bộ nhớ thành các trang sắp xếp từ 512 byte đến một vài kilobyte. Các mạch trang bộ nhớ sau đó cho phép các vị trí bộ nhớ trong một trang được truy cập với thời gian chờ ít hơn. Nếu vị trí bộ nhớ truy cập nằm ngoài trang hiện tại, một hoặc nhiều thời gian chờ sẽ được thêm vào trong khi hệ thống máy tính lựa chọn những trang mới.
Để cải thiện hơn nữa những tốc độ truy cập vào bộ nhớ, những hệ thống đã phát triển cho phép truy cập nhanh hơn vào DRAM. Một thay đổi quan trọng là sự thực thi truy cập chế độ truyền loạt (burst mode) trong các bộ xử lý 486 và sau này. Chu kỳ chế độ truyền loạt tận dụng lợi thế tính chất liên tiếp của hầu hết các truy cập bộ nhớ. Sau khi thiết lập các địa chỉ hàng và cột cho truy cập đã định rõ, sử dụng chế độ truyền loạt, sau đó bạn có thể truy cập vào ba địa chỉ kế tiếp liền kề mà không cần thời gian trễ thêm vào (latency) hay các tình trạng chờ (wait State). Truy cập truyền loạt thông thường được giới hạn trong tổng cộng bốn lần truy cập. Để mô tả điều này, chúng tôi thường nhìn vào việc tính toán thời gian qua số lượng chu kỳ cho mỗi lần truy cập. Trong DRAM chuẩn, truy cập chế độ truyền loạt thông thường được diễn tả như x-y-y-y; X là thời gian cho lần truy cập đầu tiên (thời gian chờ cộng với thời gian chu kỳ), y đại diện cho số chu kỳ cần thiết cho mỗi lần truy cập liên tiếp.
DRAM 60ns chuẩn thường chạy 5-3-3-3 định thời gian chế độ truyền loạt. Điều này có nghĩa là lần truy cập đầu tiên mất tổng cộng năm chu kỳ (trên bus hệ thống 66MHz, vào khoảng tổng cộng 75ns hay 5x15ns chu kỳ), ba chu kỳ kế tiếp mất mỗi lần ba chu kỳ (3x15ns = 45ns). Như bạn có thể thấy, đánh giá về mặt kỹ thuật, định thời gian hệ thống thực tế hơi ít hơn so với bộ nhớ. Nếu không có kỹ thuật truyền loạt, truy cập bộ nhớ sẽ là 5-5-5-5 bởi vì toàn bộ thời gian chờ sẽ là bắt buộc cho mỗi lần chuyển giao bộ nhớ. Thời gian chu kỳ 45ns suốt các chế độ truyền loạt tương đương khoảng 22.2MHz xung hiệu lực; trên hệ thống với bus bộ nhớ dung lương 64 bit (8 byte), điều này dẫn đến một lưu lượng tối đa 177MBps (22.2MHz × 8 byte = 177MBps).
Bộ nhớ DRAM hỗ trợ phân trang và kỹ thuật truyền loạt này được gọi là bộ nhớ chế độ lật trang nhanh (FPM: Fast Page Mode). Thuật ngữ này xuất hiện từ khả năng của những truy cập bộ nhớ đến dữ liệu trên cùng trang được hoàn tất với thời gian chờ ít hơn. Hầu hết các hệ thống 386, 486 và Pentium từ năm 1987 đến 1995 sử dụng bộ nhớ FPM, dưới hình thức SIMM 30 chân hay 72 chân.
Một kỹ thuật khác nhằm tăng tốc độ bộ nhớ FPM được gọi là xếp xen kẽ (Interleaving). Trong thiết kế này, hai dãy bộ nhớ riêng biệt được sử dụng cùng với nhau, truy cập qua lại từ dãy này sang dãy khác như các byte chẵn và lẻ. Trong khi một dãy đang được truy cập thì dãy khác đang được nạp trước thông tin khi chọn được địa chỉ hàng và cột. Sau đó, theo thời gian dãy đầu tiên trong cặp hoàn tất xong việc điều hướng dữ liệu lại, dãy thứ hai còn lại trong cặp hoàn thành xong với phần thời gian chờ của chu kỳ và bây giờ đã sẵn sàng để trả lại dữ liệu. Trong khi dãy thứ hai là trả lại dữ liệu, dãy đầu tiên lại được nạp trước thông tin, lựa chọn địa chỉ hàng và cột cho lần truy cập tiếp theo. Sự truy cập chồng lên nhau này giữa hai dãy làm giảm ảnh hưởng của thời gian chờ hoặc những chu kỳ nạp trước và cho phép phục hồi toàn bộ dữ liệu nhanh hơn. Vấn đề duy nhất là để sử dụng xếp xen kẽ, bạn cần phải cài đặt các cặp dãy đồng nhất cùng với nhau, nhân đôi số lượng SIMM hoặc DIMM được yêu cầu.
EDO RAM
Vào năm 1995, một loại bộ nhớ mới hơn được gọi là RAM mở rộng dữ liệu ra ngoài (EDO: extended data out) đã được sử dụng trong các hệ thống Pentium. EDO, một dạng sửa đổi của bộ nhớ FPM. đôi khi được xem là chế độ Hyper Page. EDO được sáng chế và độc quyền bởi hàng Micron Technology, mặc dù Micron đã cấp phép sản xuất cho nhiều nhà sản xuất bộ nhớ khác.
Bộ nhớ EDO chứa đựng nhiều con chip được sản xuất đặc biệt cho phép chồng thời gian giữa các lần truy cập liên tiếp. Tên EDO đặc biệt hàm ý đến thực tế là không giống như FPM, các trình điều khiển đầu ra dữ liệu trên con chip không tắt khi bộ điều khiển bộ nhớ dời địa chỉ cột để bắt đầu chu kỳ kế tiếp. Điều này cho phép chu kỳ sau chồng lên chu kỳ trước tiết kiệm được mỗi chu kỳ khoảng 10ns.
Hiệu quả của EDO là những lần chu kỳ được cải tiến bằng cách cho phép bộ điều khiển bộ nhớ bắt đầu một tập lệnh địa chỉ cột mới trong khi đang đọc dữ liệu tại địa chỉ hiện thời. Đây hầu như tương đồng đối với cái đã đạt được trong hệ thống cũ bằng cách xếp xen các dãy bộ nhớ, nhưng không giống như xếp xen kẽ. Với EDO bạn không cần phải cài đặt hai dãy bộ nhớ giống nhau trong hệ thống đồng thời.
EDO RAM cho phép chế độ truyền loạt chu kỳ 5-2-2-2, so với 5-3-3-3 của bộ nhớ chế độ lật trang nhanh chuẩn. Để thực hiện bốn chuyển giao bộ nhớ, thì EDO cần tổng cộng 11 chu kỳ hệ thống, so với tổng số 14 tổng số chu kỳ của FPM. Đây là một cải thiện 22% toàn bộ thời gian chu kỳ. Thời gian chu kỳ hai chu kỳ (30ns) kết quả trong suốt các truyền loạt băng 33.3MHz xung hiệu quả, so sánh với 45ns/22MHz cho FPM. Trên một hệ thống bus bộ nhớ dung lượng 64 bit (8 byte), điều này dẫn đến một lưu lượng tối đa 266MBps (33.3MHzx8 bytes = 266MBps). Nhờ bộ nhớ đệm bộ xử lý. EDO thường tăng toàn bộ tốc độ benchmark đo lường hệ thống khoảng 5% hay ít hơn. Mặc dù cải tiến toàn bộ hệ thống hệ thống là nhỏ, điều quan trọng về EDO là nó sử dụng cùng một thiết kế chip DRAM cơ bản như là FPM, có nghĩa là nó thực sự không đắt hơn FPM. Trong thực tế, vào thời hoàng kim, EDO rẻ hơn FPM và cho tốc độ cao hơn. EDO thường đựơc thấy ở dạng bộ nhớ SIMM 72 pin.
Để thực sự sử dụng bộ nhớ EDO, chipset bo mạch chủ phải hỗ trợ nó. Hầu hết chipset bo mạch chủ trên thị trường từ 1995 (Intel 430FX) đến năm 1997 (Intel 430TX) đều hỗ trợ EDO, làm EDO trở thành hình thức bộ nhớ thông dụng nhất trong các PC từ năm 1995 đên 1998. Bởi vì chip nhớ EDO bằng giá sản xuất những chip tiêu chuẩn, kết hợp với sự hỗ trợ EDO của Intel trong tất cả các chipset của họ, thị trường máy PC chạy theo xu hướng EDO mong hưởng lợi từ nó.
EDO RAM được dùng trong các hệ thống với tốc độ bus CPU lên đến 66MHz, thích hợp hoàn toàn với thị trường máy tính cho đến năm 1998. Tuy nhiên từ năm 1998 với sự xuất hiện của tốc độ bus hệ thống 100MHz và nhanh hơn nữa, thị trường cho EDO đã nhanh chóng bị tuột dốc ngay khi kiến trúc SDRAM nhanh hơn trở thành tiêu chuẩn.
Một biến thể của EDO được ưa chuông gọi là EDO truyền loạt (BEDO: burst EDO). BEDO thêm các kha năng truyền loạt cho các chuyển giao dữ liệu tốc độ nhanh hơn EDO chuẩn. Thật không may, Micron là chủ sở hữu công nghệ kỹ thuật này và không phải là tiêu chuẩn công nghiệp miễn phí, do đó chỉ có một chipset hỗ trợ nó (Intel 440FX Natoma).
BEDO nhanh chóng bị che mờ bởi chuẩn công nghiệp SDRAM được ủng hộ của chipset hệ thống máy tính và các nhà thiết kế hệ thống vượt qua các thiết kế độc quyền. Như thế, BEDO chưa bao giờ tìm ra hướng sản xuất và với kiến thức của tôi chưa có hệ thống nào thực sự sử dụng nó.
