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memory 기초

Memory Component

보다 많은 bit를 기억하기 위해서는
register들을 많이 사용해야하는데,
이 경우 어느 register에 저장할지를 지정해야 하고,
이를 다시 load할 때도 어느 register에서 load할지를 지정해야 함.

이같은 필요성으로 address가 도입된다.

  • address는 memory의 특정 위치를 가르키며
  • 실제 data가 memory의 어디에 저장되어있는지를 나타낸다.

Memory with Address

address를 이용하는 memory component의 구조는 다음과 같음.

memory_with_address

여러 output들을 하나의 핀으로 묶을 경우,

GPIO

General Purpose I/O는 chip에서 제공하는 pin의 수가 한정되어 있기 때문에 특정 핀들을 입력과 출력으로 같이 쓰는 경우를 애기함. tri-state output 을 이용하여 구현됨.

memory의 경우,
read와 write가 동시에 이루어지는 경우가 거의 없기 때문 에 보통 GPIO를 이용하여 단자(핀)의 수를 줄임 .

BUS

BUS는

  • 1bit의 개별 signal 대신에
  • 연관된 signal들을 묶은 것 을 가르킴.

Memory의 경우 다음과 같은 2개의 BUS를 가짐.

  • address signal들을 묶은 Address bus,
  • data signal들을 묶은 Data bus를 가짐.

다음 그림은
아까의 Memory component에
tri-state를 적용하여 입출력 단자를 공유하고,
Bus를 도입한 schematic representation임.

simplified_memory

Address Register (Row and Column)

Memory 의 용량이 커질수록 address의 길이가 길어지며,
이는 집적화에 큰 장애가 됨.

  • 때문에 address를 상위, 하위로 나누고
  • address register들 (column address register, row address register)과 address strobe들 (CAS, RAS)를 도입하여
  • address bus의 폭을 절반으로 줄여서 사용(일종의 multiplexing)하는 경우가 많음.

상위, 하위로 나누는 것 을 matrix의 row와 column으로 생각 할 수 있다.

  • 특히 상위 Address (Row address)는 Page라고도 불림.

일반적으로 같이 많이 쓰이는 데이터는
한 Page 내에 같이 저장하여
Row는 고정하고 column만 변화시켜 처리하는 방식 으로
동작가능하도록 함으로써, Memory의 입출력 성능을 향상시킴.

memory_with_address_register

  • Strobe는 parallel connection에서 신호를 구분하기 위해 사용하는 신호를 가르킴
    • Memory에선
    • Column address strobe (CAS)와
    • Row address strobe (RAS)가 있음.
  • 위의 그림에서 row와 column register에 parallel 하게 \(A_{0/2}\)과 \(A_{1/3}\)이 연결되어 있는데 CAS와 RAS를 통해, \(A_{0/2}\)과 \(A_{1/3}\)이 row에 대한 주소 \(A_0, A_1\)로 쓰이는지 아니면 column에 대한 주소\(A_2, A_3\)로 쓰이는지가 구분이 됨.
  • strobe들에 의해 메모리의 속도(latency)가 결정됨.
    • 일반적으로 Column Access Strobe(CAS)가 memory latency를 결정함 .

읽어볼 자료.