معدل بيانات مضاعف

الموسوعة الحرة

مقارنة بين معدل نقل البيانات الفردي، ومعدل نقل البيانات المزدوج، ومعدل نقل البيانات الرباعي . تشير النقاط إلى أماكن نقل البيانات، مقاسة بملايين عمليات النقل في الثانية (MT/s).

في مجال الحوسبة ، يُشير مصطلح معدل نقل البيانات المزدوج ( DDR ) إلى ناقل بيانات في الحاسوب ينقل البيانات على الحافتين الصاعدة والهابطة لإشارة الساعة ، وبالتالي يُضاعف عرض نطاق الذاكرة بنقل البيانات مرتين في كل دورة ساعة. [ 1 ] [ 2 ] يُعرف هذا أيضًا باسم الضخ المزدوج ، أو الضخ الثنائي ، أو الانتقال المزدوج . ويُستخدم مصطلح وضع التبديل في سياق ذاكرة فلاش NAND .

ملخص

أبسط طريقة لتصميم دائرة إلكترونية موقوتة هي جعلها تُجري عملية نقل واحدة لكل دورة كاملة (صعود وهبوط) لإشارة الساعة . مع ذلك، يتطلب هذا أن تتغير إشارة الساعة مرتين لكل عملية نقل، بينما تتغير خطوط البيانات مرة واحدة على الأكثر لكل عملية نقل. عند التشغيل بنطاق ترددي عالٍ، تحد قيود سلامة الإشارة من تردد الساعة . باستخدام حافتي إشارة الساعة، تعمل إشارات البيانات بنفس التردد المحدد، مما يُضاعف معدل نقل البيانات.

استُخدمت هذه التقنية في ناقلات الواجهة الأمامية للمعالجات الدقيقة ، و Ultra-3 SCSI ، وناقلات التوسعة ( AGP ، PCI-X [ 3 ] )، وذاكرة الرسومات ( GDDR )، والذاكرة الرئيسية ( RDRAM و DDR1 إلى DDR5 )، وناقل HyperTransport في معالجات AMD Athlon 64. ويُستخدم هذا الأسلوب مؤخرًا في أنظمة أخرى تتطلب سرعات نقل بيانات عالية ، مثل مخرجات محولات التناظرية إلى الرقمية (ADCs). [ 4 ] 

لا ينبغي الخلط بين تقنية DDR وتقنية القنوات المزدوجة ، حيث تصل كل قناة ذاكرة في الأخيرة إلى وحدتي ذاكرة وصول عشوائي (RAM) في آن واحد. هاتان التقنيتان مستقلتان عن بعضهما، وتستخدم العديد من اللوحات الأم كلتيهما، وذلك باستخدام ذاكرة DDR في تكوين القنوات المزدوجة.

يُعد استخدام إشارات التوقيت الذاتي بديلاً عن الضخ المزدوج أو الرباعي . وقد اعتمدت كل من تقنية InfiniBand وتقنية PCI Express هذا الأسلوب .

العلاقة بين عرض النطاق الترددي والتردد

قد يكون وصف عرض نطاق ناقل مزدوج الضخ مُربكًا. يُشار إلى كل حافة ساعة بنبضة ، مع نبضتين (نبضة صاعدة ونبضة هابطة ) لكل دورة. من الناحية التقنية، الهرتز وحدة قياس الدورات في الثانية، لكن الكثيرين يشيرون إلى عدد عمليات النقل في الثانية. عند الاستخدام الدقيق، يُشار عادةً إلى "500  ميجاهرتز، معدل بيانات مزدوج" أو "1000 ميجا نقلة/ثانية "، لكن الكثيرين يشيرون بشكل غير رسمي إلى " ناقل 1000 ميجاهرتز"، على الرغم من أن أي إشارة لا تتجاوز دوراتها 500 ميجاهرتز.   

استخدام الحرف "T" للإشارة إلى عمليات النقل غير دقيق من الناحية الفنية، لأن النظام الدولي للوحدات يُخصص الحرف "T" لوحدة تسلا، وهي وحدة قياس كثافة التدفق المغناطيسي ، وبالتالي فإن "MT/s" هو معدل تغير شدة المجال المغناطيسي. ومع ذلك، ونظرًا لأن هذه التغيرات السريعة في المجال المغناطيسي تقتصر على مجال تصميم المغناطيسات الدافعة ، وقد يقوم هذا المغناطيس بتحويل... مجال 0.03 تسلا0.3  ميكروثانية ، [ 5 ] معدل0.1  تسلا/ميكروثانية =0.1  مليون طن/ثانية ، الغموض ليس مشكلة من الناحية العملية.

ساهمت ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة (DDR SDRAM) في انتشار تقنية الإشارة إلى عرض نطاق ناقل البيانات بالميغابايت في الثانية ، وهو حاصل ضرب معدل النقل وعرض الناقل بالبايت.  تُسمى ذاكرة DDR SDRAM التي تعمل بتردد 100 ميغاهرتز DDR-200 (نسبةً إلى  معدل نقل البيانات البالغ 200 ميغابت في الثانية)، وتُسمى وحدة DIMM  بعرض 64 بت (8 بايت) تعمل بنفس معدل نقل البيانات PC-1600، نسبةً إلى عرض نطاقها النظري الأقصى البالغ 1600 ميغابايت في الثانية. وبالمثل،  تُسمى ذاكرة DDR3-1600 التي تعمل بمعدل نقل بيانات 12.8 غيغابايت في الثانية PC3-12800.

بعض الأمثلة على التسميات الشائعة لوحدات DDR:

الأسماءساعة الذاكرةساعة ناقل الإدخال/الإخراجسعر التحويلالنطاق الترددي النظري
DDR-200، PC-1600100  ميجاهرتز100  ميجاهرتز200 طن متري/ثانية1.6 جيجابايت/ثانية
DDR-400، PC-3200200  ميجاهرتز200  ميجاهرتز400 طن متري/ثانية3.2 جيجابايت/ثانية
DDR2-800، PC2-6400200  ميجاهرتز400  ميجاهرتز800 طن متري/ثانية6.4 جيجابايت/ثانية
DDR3-1600، PC3-12800200  ميجاهرتز800  ميجاهرتز1600 طن متري/ثانية12.8 جيجابايت/ثانية
DDR4-2400، PC4-19200300  ميجاهرتز1200  ميجاهرتز2400 طن متري/ثانية19.2 جيجابايت/ثانية
DDR4-3200، PC4-25600400  ميجاهرتز1600  ميجاهرتز3200 طن متري/ثانية25.6 جيجابايت/ثانية
DDR5-4800، PC5-38400300  ميجاهرتز2400  ميجاهرتز4800 طن متري/ثانية38.4 جيجابايت/ثانية
DDR5-6400، PC5-51200400  ميجاهرتز3200  ميجاهرتز6400 طن متري/ثانية51.2 جيجابايت/ثانية

تستخدم ذاكرة DDR SDRAM إشارات معدل البيانات المزدوج فقط على خطوط البيانات. تُرسل إشارات العنوان والتحكم إلى ذاكرة DRAM مرة واحدة لكل دورة ساعة (وتحديدًا، عند الحافة الصاعدة للساعة)، وتُحدد معلمات التوقيت، مثل زمن استجابة CAS ، بدورات الساعة. بعض واجهات DRAM الأقل شيوعًا، ولا سيما LPDDR2 و GDDR5 و XDR DRAM ، تُرسل أيضًا الأوامر والعناوين باستخدام معدل البيانات المزدوج. تستخدم DDR5 ناقلين للأوامر/العناوين بمعدل بيانات مزدوج 7 بت لكل وحدة DIMM، حيث تقوم شريحة مُشغّل الساعة المُسجّلة بتحويل الإشارة إلى ناقل SDR 14 بت لكل شريحة ذاكرة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ هينيسي، جون ل.؛ باترسون، ديفيد أ. (2007). هندسة الحاسوب: منهج كمي . أمستردام: مورغان كوفمان. ص  314. ISBN 978-0-12-370490-0.
  2. ↑ "تعريف معدل نقل البيانات المزدوج (DDR)" . إنتل . تم الاسترجاع في 7 أبريل 2024 .
  3. ↑ شميد، باتريك (23 نوفمبر 2005). "PCI Express ينافس PCI-X" . دليل توم للأجهزة .
  4. ↑ "AD9467 ADC" (ملف PDF) (ورقة البيانات). شركة Analog Devices.
  5. ↑ و. تشانغ وآخرون (16-21 يونيو 2013). التصميم المفاهيمي ونظرة عامة على تقنية نظام الركل السريع عالي التيار والطاقة لتجربة دي مي (ملف PDF) . مؤتمر IEEE لعلوم الطاقة النبضية والبلازما (PPPS 2013). سان فرانسيسكو، كاليفورنيا: مختبر بروكهافن الوطني . ص 6. BNL-99721-2013-CP.