FPM- und EDO-RAM – die ersten neuen Bausteine Die ersten wichtigen RAM-Bausteine

Die normalen DRAM-Bausteine verwenden das sogenannte Paging für einen Zugriff auf den Speicher. Bei diesem Verfahren muss eine Zeilen- sowie eine Spaltenadresse gesucht werden, was wertvolle Zeit beansprucht.
Beim Paging werden bei der Adressierung nur die Spaltenadressen geändert. Die Zeilenadressen bleiben die gleichen. Deshalb werden Speicher, die mit dem Paging arbeiten als Page-Mode- bzw. dem Fast-Page-Mode-Speicher (FPM-Speicher) bezeichnet. Von dieser Speichervariante gibt es noch verschiedene Abwandlungen, die man dann als Static-Column- oder Nibble-Mode-Speicher bezeichnet.
Mit Paged Memory lässt sich die Leistung eines Speicherbausteins ganz einfach steigern. Es werden dabei Seiten, die größer als 512 KByte sind, sofort zu wenigen KByte großen Stücken aufgeteilt. Das hat den Effekt, dass auf Speicheradressen, die innerhalb einer Seite liegen mit weniger Waitstates zugegriffen werden kann.

Sollten sich die Adressen außerhalb der Seite befinden, dann werden Waitstates hinzugefügt, während die CPU bzw. das System eine neue Seite aufruft.
Aber da sich die Hersteller nie zufrieden geben, wurde ein System entwickelt, mit dem man noch schneller auf die DRAM-Bausteine zugreifen konnte. Die größte Verbesserung stellte der sogenannte Burst-Modus dar, der ab 486er-Prozessoren implementiert war. Dabei wurde die Tatsache berücksichtigt, dass die Zugriffe konsekutiv (nacheinander) erfolgten. Dabei war es ausreichend, dass nur eine Zeilen- und Spaltenadresse aufgerufen wurde und die drei nachfolgenden Adressen ohne zusätzliche Latenzzeit bzw. ohne zusätzliche Waitstates aufzurufen.
Dieser Burst-Modus ist in der Regel auf 4 Zugriffe solcher Art begrenzt. Das wird häufig auch als „Timing in Anzahl pro Zyklen pro Zugriff“ beschrieben. So kann ein Zugriff im Burst-Modus auch als ein „x-y-y-y“-Zugriff angesehen werden. Das x gibt dabei einen vollständigen Zugriff, also Latenzzeit plus Zykluszeit, an, und die y die Anzahl der Zyklen die für den folgenden Zugriff benötigt wird.
Das heißt, dass bei konventionellen 60-ns-DRAMs ein Timing von 5-3-3-3 im Burst-Modus auftritt. Die Erklärung: die 5 steht für einen vollständigen Zugriff, der 5 Zyklen in Anspruch nimmt. Die nachfolgenden 3er stellen die Zyklen der darauffolgenden 3 Takte dar. Mathematisch ausgedrückt würde das heißen: der erste Zyklus würde 75 ns dauern (5x15ns) und die anderen 3 Zyklen nur jeweils 45 ns (3x15ns). Ohne den Burst-Modus würde das Timing 5-5-5-5 verlaufen. Man kann also erkennen, dass mit dem Burst-Modus eine Leistungssteigerung erzielt werden kann.
Aufgrund dieser Eigenschaften nennt man DRAM-Speicher, der sowohl das Paging als auch den Burst-Modus unterstützt als FPM-RAM (Fast Page Mode RAM). Die Speicherbausteine werden deshalb so bezeichnet, weil die Speicherzugriffe auf einer Seite mit einer geringeren Latenzzeit erfolgen könne. Diese FPM-RAM-Bausteine findet man erstmals in 486er-PCs. Ältere Systeme arbeiten noch immer mit dem konventionellen DRAM.

Doch wie man ja weis, geben sich die Hersteller niemals zufrieden.
Also wurde eine weitere Technik für das FPM-RAM entwickelt, das sogenannte Interleaving. Dabei werden zwei getrennte Speicherbänke zusammen genutzt, auf die als gerade und ungerade Bytes abwechselnd zugegriffen wird. Das heißt: während auf die eine Speicherbank zugegriffen wird, wird die andere Speicherbank nachgeladen und die Zeilen- und Spaltenadresse werden ausgelesen.
Sobald dann die eine Speicherbank mit der Datenausgabe fertig ist, wird auf die gerade vorbereitete zugegriffen, da diese nun bereit ist, Daten auszugeben. Und so wechseln sich die Arbeitsschritte ständig ab. Aufgrund dieses sich überschneidenden (daher auch der Ausdruck Interleaving für Überschneidung) Zugriffs werden die Zyklen und die Latenzzeit verkürzt, was zu einem schnelleren Zugriff auf die Daten führt. Um dieses Verfahren nutzen zu können, müssen aber zwei total identische Speicherbänke eingebaut werden, was die Anzahl erforderlicher SIMMs bzw. DIMMs verdoppelt. Dieses Verfahren war während der Ära der 486er-Prozessoren und des 32 Bit breiten Systemspeichers sehr beliebt. Mit dem Auftauchen der Pentium-Prozessoren und der 64 Bit Systemspeicher wurde dieses Verfahren aber altbacken. Um bei diesen PCs das Interleaving noch nutzen zu können, müsste man Speicher mit 128 Bit einbauen. Das bedeutet, dass man mindestens 4 72polige SIMMs bzw. 2 DIMMs einbauen hätte müssen.

Das EDO-RAM wurde eine Nachfolge des FPM-RAMs. EDO bedeutet Extended Data Out. Diese EDO-RAM-Bausteine wurden auch als Hyper Page Mode RAM bezeichnet. Diese EDO-RAMs sind speziell gefertigte Chips, die eine Timing-Überschneidung zwischen aufeinander folgenden Zugriffen ohne Einwände zulassen. Die Bezeichnung EDO kommt daher, dass im Gegensatz zu den FPM-RAM die Treiber zur Datenausgabe nicht abgeschaltet werden, sobald der Speichercontroller eine Spaltenadresse löscht, um einen neuen Zyklus zu beginnen. So könnte der alte Zyklus mit dem neuen Überschneiden, was eine Beschleunigung von bis zu 10 ns zur Folge hat.
Diese Verkürzung kann daher erfolgen, dass der Speichercontroller in der Lage ist, neue Adressen zu schreiben, während bei der aktuellen noch Daten ausließt. Das ist im Prinzip der gleiche Effekt wie beim Interleaving, mit dem Unterschied, dass bei EDO keine zwei Speicherbänke benutzt werden müssen, sondern das alles innerhalb einer Speicherbank abläuft.
Der Burst-Modus läuft beim EDO-RAM mit einem Timing von 5-2-2-2 im Gegensatz zum FPM-RAM, das noch mit einem Timing von 5-3-3-3 lief. Das heißt, dass das EDO-RAM für einen Speichertransfer nur 11 ganze Systemzyklen benötigt, anstatt 14 ganzen Systemzyklen beim alten FPM-RAM. Das ist eine Steigerung um 22%. In der Praxis fällt diese Leistungssteigerung jedoch nur mit einem Plus von 5% aus. So erscheint die gesamte Leistungssteigerung nur minimal. Der Punkt ist aber, dass bei EDO-RAMs noch die alten DRAM-Bausteine benutzt werden, sodass keine zusätzlichen Kosten bei der Herstellung entstehen. Man kann also sagen, dass ein EDO-RAM-Baustein genauso viel kostet wie ein FPM-RAM-Baustein, dafür aber eine höhere Leistung erbringt.
Um den EDO-Speicher aber nutzen zu können, muss der Chipsatz auf dem Mainboard diesen auch unterstützen. Durch die Tatsache, das der EDO-Speicher genauso viel kostet wie die älteren Speicher und trotzdem eine bessere Leistung erzielt, und deswegen, dass Intel begann, mit jedem Chipsatz den EDO-Speicher zu unterstützen, konnte sich dieser sehr schnell auf dem Markt durchsetzen.
Der EDO-RAM eignete sich am besten für Systeme bis zum Jahre 1997. Danach wurde die Nachfrage nach EDO-RAMs immer weniger, da sich die neue Architektur, die SDRAMs zum Standard durchsetzten konnten. SDRAM steht für Synchronous DRAM. Mehr zu den SDRAM erfahren Sie im nächsten Artikel.

Eine Erweiterung des EDO-RAMs war der sogenannte Burst-EDO-RAM bzw. BEDO-DRAM. Dieser Begriff steht für Burst Extended Data-Out Dynamic Random Access Memory. Diese Speicherart arbeitete genau gleich wie der normale EDO-RAM, mit dem Unterschied, dass es eine spezielle Burst-Funktion besaß. Jedoch wurde diese Art nur von einem einzigen Chipsatz unterstützt und sowieso sofort von den SDRAM abgelöst.

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