Detekce sériové přítomnosti - Serial presence detect

v výpočetní, detekce sériové přítomnosti (SPD) je standardizovaný způsob automatického přístupu k informacím o a paměťový modul. Dříve 72-pin SIMM zahrnoval pět kolíků, které poskytovaly pět bitů detekce paralelní přítomnosti (PPD) data, ale 168kolíková DIMM standard změněn na detekci sériové přítomnosti, aby se zakódovalo mnohem více informací.^[1]

Když je běžný moderní počítač zapnutý, začíná provedením a autotest při zapnutí (POŠTA). Od poloviny 90. let zahrnuje tento proces automatickou konfiguraci aktuálně přítomného hardwaru. SPD je hardwarová funkce paměti, která umožňuje počítači vědět, co je přítomna paměť a co časování paměti použít k přístupu do paměti.

Některé počítače se přizpůsobují změnám hardwaru zcela automaticky. Ve většině případů existuje speciální volitelný postup pro přístup BIOS parametrů, abyste mohli zobrazit a případně provést změny v nastavení. Je možné ovládat, jak počítač využívá data SPD paměti - zvolit nastavení, selektivně upravit časování paměti nebo případně úplně přepsat data SPD (viz přetaktování ).

Uložené informace

Aby paměťový modul podporoval SPD, JEDEC Standardy vyžadují, aby určité parametry byly v dolních 128 bajtech EEPROM umístěný na paměťovém modulu. Tyto bajty obsahují parametry časování, výrobce, sériové číslo a další užitečné informace o modulu. Zařízení využívající paměť automaticky určují klíčové parametry modulu čtením těchto informací. Například data SPD na SDRAM modul může poskytovat informace o Latence CAS takže systém to může správně nastavit bez zásahu uživatele.

SPD EEPROM je přístupná pomocí SMBus, varianta I²C protokol. Tím se sníží počet komunikačních pinů na modulu na pouhé dva: hodinový signál a datový signál. EEPROM sdílí uzemněné piny s RAM, má svůj vlastní napájecí pin a má tři další piny (SA0–2) pro identifikaci slotu, které se používají k přiřazení EEPROM jedinečné adresy v rozsahu 0x50–0x57. Komunikační linky lze nejen sdílet mezi 8 paměťovými moduly, ale stejná SMBus se běžně používá na základních deskách pro úkoly monitorování stavu systému, jako je čtení napájecích napětí, procesor teploty a rychlosti ventilátoru.

SPD EEPROM také reagují na adresy I²C 0x30–0x37, pokud nejsou chráněny proti zápisu, a rozšíření (řada TSE) používá adresy 0x18–0x1F pro přístup k volitelnému teplotnímu senzoru na čipu. Všechny tyto hodnoty jsou sedmbitové adresy I²C tvořený předponou identifikátoru typu zařízení (DTIC) s SA0-2: ke čtení (1100) ze slotu 3, používá se 110 0011 = 0x33. S finálním bitem R / W tvoří 8bitový kód pro výběr zařízení.^[2] Všimněte si, že sémantika slot-id je pro operace ochrany proti zápisu odlišná: pro ně nemohou být vůbec předány piny SA.^[3]

Před SPD byly paměťové čipy spatřeny s detekcí paralelní přítomnosti (PPD). Společnost PPD použila pro každý bit informací samostatný pin, což znamenalo, že z důvodu omezeného prostoru pro piny bylo možné uložit pouze rychlost a hustotu paměťového modulu.

SDR SDRAM

Paměťové zařízení na SDRAM modul obsahující SPD data (zakroužkovaná červeně)

První specifikace SPD byla vydána společností JEDEC a zpřísněna společností Intel jako její součást PC100 specifikace paměti.^[4] Většina zadaných hodnot je v binárně kódované desetinné místo formulář. Nejvýznamnější okusovat může obsahovat hodnoty od 10 do 15 a v některých případech přesahuje vyšší. V takových případech se kódování 1, 2 a 3 místo toho použijí ke kódování 16, 17 a 18. Nejvýznamnější okusování 0 je vyhrazeno, aby představovalo „nedefinováno“.

SPD ROM definuje až tři časování DRAM, pro tři latence CAS specifikované nastavenými bity v bajtu 18. Nejprve přichází nejvyšší latence CAS (nejrychlejší hodiny), pak dvě nižší latence CAS s postupně nižšími hodinovými rychlostmi.

DDR SDRAM

Formát DDR DIMM SPD je rozšířením formátu SDR SDRAM. Většinou se rozsahy parametrů mění tak, aby vyhovovaly vyšším rychlostem.

DDR2 SDRAM

Standard DDR2 SPD provádí řadu změn, ale je zhruba podobný výše uvedenému. Jedním pozoruhodným vypuštěním je matoucí a málo používaná podpora pro DIMM se dvěma řadami různých velikostí.

Pro pole doby cyklu (bajty 9, 23, 25 a 49), která jsou zakódována BCD, jsou definována některá další kódování pro desetinnou číslici, která přesně reprezentují některá běžná časování:

DDR3 SDRAM

Standard DDR3 SDRAM výrazně přepracovává a zjednodušuje rozložení obsahu SPD. Namísto řady nanosekundových polí kódovaných BCD jsou některé jednotky „časové základny“ specifikovány s vysokou přesností a různé parametry časování jsou kódovány jako násobky této základní jednotky.^[8] Dále byla upuštěna praxe zadávání různých časových hodnot v závislosti na latenci CAS; nyní existuje pouze jedna sada časovacích parametrů.

Revize 1.1 umožňuje některé parametry vyjádřit jako hodnotu „střední časové základny“ plus korekci „jemné časové základny“ (se znaménkem, −128 +127). Obecně platí, že střední časová základna je 1/8 ns (125 ps) a jemná časová základna je 1, 2,5 nebo 5 ps. Kvůli kompatibilitě s dřívějšími verzemi, které nemají opravu, je číslo střední časové základny obvykle zaokrouhleno nahoru a oprava je záporná. Hodnoty, které fungují tímto způsobem, jsou:

Paměťovou kapacitu modulu lze vypočítat z bajtů 4, 7 a 8. Šířka modulu (bajt 8) dělená počtem bitů na čip (bajt 7) udává počet čipů na hodnost. To pak může být vynásobeno kapacitou na čip (byte 4) a počtem řad čipů na modulu (obvykle 1 nebo 2, z bytu 7).

DDR4 SDRAM

Standard DDR4 SDRAM „Annex L“ pro SPD mění použitý modul EEPROM. Místo starých 256bitových EEPROM kompatibilních s AT24C02 nyní JEDEC definuje nový nestandardní typ EE1004 se dvěma stránkami na úrovni SMBus, každá s 256 bajty. Nová paměť stále používá staré adresy 0x50-0x57, ale dvě další adresy na 0x36 (SPA0) a 0x37 (SPA1) se nyní používají k přijímání příkazů k výběru aktuálně aktivní stránky pro sběrnici, což je forma přepínání bank.^[11] Interně je každá logická stránka dále rozdělena na dva fyzické bloky po 128 bajtech, celkem tedy čtyři bloky a 512 bajtů.^[12] Další sémantika pro „speciální“ rozsahy adres zůstává stejná, ačkoli ochrana proti zápisu je nyní adresována bloky a ke změně jejího stavu je nyní nutné vysoké napětí na SA0.^[13]

Příloha L definuje několik různých rozvržení, která lze zapojit do šablony 512 bajtů (z toho je definováno maximálně 320 bajtů), v závislosti na typu paměťového modulu. Bitové definice jsou podobné DDR3.^[12]

Rozšíření

Standard JEDEC specifikuje pouze některé bajty SPD. Skutečně kritická data se vejdou do prvních 64 bajtů,^{[6][7][15][16][17]} zatímco zbývající část je vyčleněna na identifikaci výrobce. Obecně je však k dispozici 256 bajtová EEPROM. Zbývající prostor byl již několikrát využit.

Profily vylepšeného výkonu (EPP)

Paměť obecně přichází s doporučeními konzervativního načasování v SPD ROM, aby byla zajištěna základní funkčnost všech systémů. Nadšenci často tráví značný čas manuálním nastavováním časování paměti pro vyšší rychlost.

Profily vylepšeného výkonu je rozšíření SPD vyvinuté společností Nvidia a Korzár, který obsahuje další informace pro výkonnější provoz systému DDR2 SDRAM, včetně napájecího napětí a informací o časování příkazů, které nejsou zahrnuty ve specifikaci JEDEC SPD. Informace EPP jsou uloženy ve stejné EEPROM, ale v bajtech 99-127, které nejsou využívány standardními DDR2 SPD.^[18]

Parametry jsou speciálně navrženy tak, aby vyhovovaly řadiči paměti na nForce 5, nForce 6 a nForce 7 čipové sady. Nvidia podporuje podporu EPP v EU BIOS pro své špičkové čipové sady základní desky. Účelem je poskytnout „jedno kliknutí přetaktování „získat lepší výkon s minimálním úsilím.

Název Nvidia pro paměti EPP, který byl kvalifikován pro výkon a stabilitu, je „paměť připravená pro SLI“.^[19] Termín „SLI-ready-memory“ způsobil určité nejasnosti, protože nemá nic společného SLI video. Jeden může používat paměť EPP / SLI s jednou grafickou kartou (dokonce i jinou kartou než Nvidia) a jeden může spustit nastavení videa SLI s více kartami bez paměti EPP / SLI.

Rozšířená verze, EPP 2.0, podporuje také paměť DDR3.^[20]

Extreme Memory Profile (XMP)

Podobnost, Intel -vyvinuté rozšíření JEDEC SPD bylo vyvinuto pro DDR3 SDRAM DIMM, později použité v DDR4 taky. XMP používá k kódování časování paměti s vyšším výkonem bajty 176–255, které JEDEC nepřidělil.^[21]

Později AMD vyvinulo AMP, ekvivalentní technologii s XMP, pro použití v řadě paměťových modulů „Radeon Memory“ optimalizovaných pro použití na platformách AMD.^[22][23] Vývojáři základních desek dále implementovali své vlastní technologie, aby umožnily jejich základním deskám založeným na AMD číst profily XMP: MSI nabízí A-XMP,^[24] ASUS má DOCP (Dynamic Over Clock Profiles) a Gigabyte má EOCP (Extended Over Clock Profiles).^[25]

Záhlaví obsahuje následující data. Nejdůležitější je, že obsahuje hodnotu „medium timebase“ MTB jako racionální počet nanosekund (běžné hodnoty jsou 1/8, 1/12 a 1/16 ns). Mnoho dalších dalších hodnot časování je vyjádřeno jako celočíselný počet jednotek MTB.

V záhlaví je také zahrnut počet modulů DIMM na paměťový kanál, které profil podporuje; včetně více modulů DIMM nemusí fungovat dobře.

All data above are for DDR3 (XMP 1.1); DDR4 specs are not yet available.

Vendor-specific memory

A common misuse is to write information to certain memory regions to bind vendor-specific memory modules to a specific system. Technologická řešení Fujitsu is known to do this. Adding different memory module to the system usually results in a refusal or other counter-measures (like pressing F1 on every boot).

02 0E 00 01-00 00 00 EF-02 03 19 4D-BC 47 C3 46 ...........M.G.F53 43 00 04-EF 4F 8D 1F-00 01 70 00-01 03 C1 CF SC...O....p.....

This is the output of a 512 MB memory module from Micron Technologies, branded for Fujitsu-Siemens Computers, note the "FSC" string.The system BIOS rejects memory modules that don't have this information starting at offset 128h.

Some Packard Bell AMD laptops also use this method, in this case the symptoms can vary but it can lead to a flashing cursor rather than a beep pattern. Incidentally this can also be a symptom of BIOS corruption as well.^[27] Though upgrading a 2GB to a 4GB can also lead to issues.

Reading and writing SPD information

Memory module manufacturers write the SPD information to the EEPROM on the module. Základní deska BIOSes read the SPD information to configure the memory controller. There exist several programs that are able to read and modify SPD information on most, but not all motherboard chipsets.

• dmidecode program that can decode information about memory (and other things) and runs on Linux, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, BeOS, Cygwin a Solaris. dmidecode does not access SPD information directly; it reports the BIOS data about the memory.^[28] This information may be limited or incorrect.
• Na Linux systémy, uživatelský prostor program decode-dimms provided with i2c-tools decodes and prints information on any memory with SPD information in the computer.^[29] To vyžaduje SMBus controller support in the kernel, the EEPROM kernel driver, and also that the SPD EEPROMs are connected to the SMBus. On older Linux distributions, decode-dimms.pl was available as part of lm sensors.
• OpenBSD has included a driver (spdmem(4) ) since version 4.3 to provide information about memory modules. The driver was ported from NetBSD, where it is available since release 5.0.
• Coreboot reads and uses SPD information to initialize all řadiče paměti in a computer with timing, size and other properties.
• Okna systems use programs like HWiNFO32,^[30] CPU-Z a Speccy, which can read and display DRAM module information from SPD.

Chipset-independent reading and writing of SPD information is done by accessing the memory's EEPROM directly with eeprom programmer hardware and software.

A not so common use for old laptops is as generic SMBus readers, as the internal EEPROM on the module can be disabled once the BIOS has read it so the bus is essentially available for use. The method used is to pull low the A0,A1 lines so the internal memory shuts down, allowing the external device to access the SMBus. Once this is done, a custom Linux build or DOS application can then access the external device. A common use is recovering data from LCD panel memory chips to retrofit a generic panel into a proprietary laptop.On some chips it is also a good idea to separate write protect lines so that the onboard chips do not get wiped during reprogramming.A related technique is rewriting the chip on webcams often included with many laptops as the bus speed is substantially higher and can even be modified so that 25x compatible chips can be read back for later cloning of the uEFI in the event of a chip failure.

This unfortunately only works on DDR3 and below, as DDR4 uses different security and can usually only be read. Its possible to use a tool like SPDTool or similar and replace the chip with one that has its WP line free so it can be altered in situ.On some chipsets the message "Incompatible SMBus driver?" may be seen so read is also prevented.

RGB LED control

Newer DIMMs^[31] sometimes support RGB LEDs that are controlled by proprietary SMBus commands. This allows LED control without additional connectors and cables.

On older equipment

Some older equipment require the use of SIMM s paralelní presence detect (more commonly called simply presence detect or PD). Some of this equipment uses non-standard PD coding, IBM počítače a Hewlett Packard LaserJet and other printers in particular.

Viz také

• Transducer electronic data sheet

Reference

externí odkazy

• Serial Presence Detect Standard, General Standard
• SPD Rev1.0 for DDR SDRAM
• SPD Rev1.2 for DDR2 SDRAM
• SPD Rev1.3 for DDR2 SDRAM
• SPECIALITY DDR2-1066 SDRAM
• Linux package i2c-tools
• Instructions on how to use lm-sensors or i2c-tools to read the data
• Memory Performance: 16GB DDR3-1333 to DDR3-2400 on Ivy Bridge IGP with G.Skill – explanation of various timing values