Ddr2 максимальная частота: Частота оперативной памяти

Частота оперативной памяти

Частота оперативной памяти – чем выше частота, тем быстрее будет передана информация на обработку и тем выше будет производительность компьютера. Когда говорят о частоте оперативной памяти, имеют ввиду частоту передачи данных, а не тактовую частоту.

1. DDR — 200/266/333/400 МГц (тактовые частота 100/133/166/200 МГц).
   DDR2 — 400/533/667/800/1066 МГц  (200/266/333/400/533 МГц тактовая частота).
2. DDR3 — 800/1066/1333/1600/1800/2000/2133/2200/2400 Мгц  (400/533/667/800/1800/1000/1066/1100/1200 МГц тактовая частота). Но из-за высоких значений таймингов (задержек) одинаковые по частоте модули памяти проигрывают в производительности DDR2.
3. DDR4 — 2133/2400/2666/2800/3000/3200/3333.
4. DDR5 — 4800-6400 Мгц

Частота передачи данных

Частота передачи данных (правильно ее называть  — скорость передачи данных, Data rate) — количество операция по передачи данных в секунду через выбранный канал. Измеряется в гигатрансферах (GT/s) или мегатрансферах (MT/s). Для DDR3-1333 скорость передачи данных будет 1333 MT/s.

Нужно понимать, что это не тактовая частота. Реальной частотой будет половина от указанной, DDR (Double Data Rate) – это удвоенная скорость передачи данных. Поэтому память DDR-400 работает на частоте 200 МГц, DDR2-800 на частоте 400 МГц, а DDR3-1333 на 666 МГц.

Частота оперативной памяти, указанная на плате, это максимальная частота, с которой она сможет работать. Если установить 2 платы DDR3-2400 и DDR3-1333, то система будет работать на максимальной частоте самой слабой платы, т.е. на 1333. Таким образом, пропускная способность понизится, но снижение пропускной способности не единственная проблема, могут появится ошибки при загрузке операционной системе и критических ошибках в ходе работы. Если вы собрались покупать оперативную память, нужно учитывать частоту на которой она может работать. Эта частота должна соответствовать частоте, поддерживаемой материнской платой.

Насколько частота влияет на производительность в играх?

Может ли частота оперативной памяти существенно повлиять на частоту кадров (FPS) в играх?

Если речь о частоте видеопамяти – да, конечно. Ведь именно она напрямую влияет на производительность.

Если говорить об оперативной памяти компьютера – нет, что подтверждается многими тестами. Большинству игр не требуется использование RAM.

На графике показан один из примеров. Чуть ниже видео со сравнением 3-х частот. Если вы собираете игровой компьютер — это не тот параметр, на который нужно обращать внимание.

Сравнение производительности в играх: 3000 Мгц, 3200 Мгц, 3600 Мгц

С какой частотой покупать оперативную память

Стоит ли переплачивать за максимальную частоту ОП? Давайте посмотрим на тесты, где показано какую производительность выдают плашки с разной частотой. Тестирование проводил сайт wepc.com.

Тестирование оперативной памяти в играх

Тестирование в 3DMark Time Spy

Какую оперативную память купить

Все зависит от различных факторов. Например, для игр важнее будет выбор видеокарты, именно она больше всего влияет на частоту кадров. только от нее зависит, будете ли вы получать 140+ FPS в играх AAA. Она также определит, какое разрешение и настройки вы сможете использовать. И как вы видите по тестам выше? особой прибавки производительности с плашками выше 3200 Мгц CL 14 — вы не получите.

Максимальная скорость передачи данных

Второй параметр (на фото PC3-10666) — это максимальная скорость передачи данных измеряемая в Mb/s. Для DDR3-1333 PC3-10666 максимальная скорость передачи данных — 1333*8=10 664 MB/s.

Для сравнения приведем пропускную способность для разных стандартов.

• DDR3: от 6 400 до 19 200 MB/s
• DDR4: от 17 064 до 34 128 MB/s

Тайминги и частота оперативной памяти

Многие материнские платы, при установке на них модулей памяти, устанавливают для них не максимальную тактовую частоту. Одна из причин – это отсутствие прироста производительности при повышении тактовой частоты, ведь при повышении частоты повышаются рабочие тайминги. Конечно, это может повысить производительность в некоторых приложениях, но и понизить в других, а может и вообще никак не повлиять на приложения, которые не зависят от задержек памяти или от пропускной способности.

Тайминг определяет время задержки памяти. Для примера, параметр CAS Latency (CL, или время доступа) определяет сколько тактовых циклов модуля памяти приведет к задержке в возврате данных, запрашиваемых процессором. Оперативная память с CL 9 задержит девять тактовых циклов, чтобы передать запрашиваемые данные, а память с CL 7 задержит семь тактовых циклов, чтобы передать их. Обе оперативки могут иметь одинаковые параметры частот и скорости передачи данных, но вторая оперативка будет передавать данные быстрее, чем первая. Эта проблема известна как «латентность».

Чем меньше параметр тайминга — тем быстрее память.

Для примера. Модуль памяти Corsair установленный на материнскую плату M4A79 Deluxe будет иметь такие тайминги: 5-5-5-18. Если увеличить тактовую частоту памяти до DDR2-1066, тайминги увеличатся и будут иметь следующие значения 5-7-7-24.

Модуль памяти  Qimonda  при работе на тактовой частоте DDR3-1066 имеет рабочие тайминги 7-7-7-20, при увеличения рабочей частоты до DDR3-1333 плата устанавливает тайминги 9-9-9-25. Как правило, тайминги прописаны в SPD и для разных модулей могут отличаться.

Модуль памяти A-Data с тактовой частотой DDR3-1333 устанавливает тайминги 9-9-9-24, при понижении рабочей частоты до DDR3-1066 тайминги уменьшаются всего лишь до значений 8-8-8-20.

DDR2 — грядущая замена DDR

Теоретические основы и первые результаты низкоуровневого тестирования

DDR2 — новый стандарт памяти, утвержденный JEDEC (Joint Electronic Device Engineering Council), в состав которого входят многие производители микросхем и модулей памяти, а также чипсетов. Ранние версии стандарта были опубликованы уже в марте 2003 года, окончательно он был утвержден лишь в январе 2004 года и получил наименование DDR2 SDRAM SPECIFICATION, JESD79-2, ревизия A (JESD79-2A). DDR2 основывается на хорошо известной и зарекомендовавшей себя технологии DDR (Double Data Rate). Можно даже сказать так: «DDR2 начинается там, где заканчивается DDR». Другими словами, первые DDR2 будут работать на частотах, являющихся пределом для текущего поколения памяти DDR-400 (стандарт PC3200, тактовая частота 200 МГц), а ее дальнейшие варианты существенно его превзойдут. Первым поколением памяти DDR2, уже производимым в настоящее время такими вендорами, как Samsung, Infineon, Micron, Crucial, Kingston и Corsair, являются ее разновидности DDR2-400 и DDR2-533, работающие на частотах 200 МГц и 266 МГц, соответственно. Далее ожидается появление нового поколения модулей DDR2-667 и DDR2-800, хотя отмечается, что они вообще вряд ли появятся и, тем более, получат широкое распространение даже к концу этого года.

Справедливости ради стоит заметить, что память типа DDR2, как таковая, появилась уже довольно давно — конечно же, имеется в виду память на видеокартах. Тем не менее, эта разновидность DDR2 (называемая GDDR2), на самом деле, является особым типом памяти, разработанным специально для рынка видеокарт и слегка отличающимся от «десктопного» варианта DDR2, которому и посвящен настоящий обзор. Общая информация

Итак, «десктопная» DDR2-SDRAM рассматривается как эволюционная замена текущего поколения памяти — DDR. Принцип ее функционирования абсолютно тот же — передача данных (на уровне модуля памяти) осуществляется по 64-разрядной шине по обеим частям синхросигнала (восходящему — «фронту», и нисходящему — «срезу»), что обеспечивает удвоенную эффективную скорость передачи данных по отношению к ее частоте. Разумеется, при этом в DDR2 реализован ряд нововведений, которые позволяют осуществить скачок к гораздо более высоким частотам (а, следовательно, большей пропускной способности) и большим емкостям массивов микросхем, с одной стороны, и уменьшенному энергопотреблению модулей, — с другой. За счет чего это достигается, мы увидим позже, а пока обратимся к «макроскопическим» фактам. Модули памяти типа DDR2 производятся в новом форм-факторе, в виде 240-контактных модулей DIMM, электрически не совместимых со слотами для модулей памяти типа DDR (по количеству выводов, расстоянию между выводами и цоколевке модулей). Таким образом, стандарт DDR2 не предусматривает обратной совместимости с DDR.

В представленной ниже таблице приведены утвержденные соглашения о наименованиях и спецификации первых трех стандартов DDR2. Легко заметить, что DDR2-400 характеризуется такой же пропускной способностью, как и ныне существующий тип памяти DDR-400.

Скорость компонента	Скорость модуля	Частота шины	Скорость передачи данных	Пропускная способность модуля	Пропускная способность в двухканальном режиме
DDR2-400	PC2-3200	200 МГц	400 МТ/с	3.2 ГБ/с	6.4 ГБ/с
DDR2-533	PC2-4300	266 МГц	533 МТ/с	4.3 ГБ/с	8.6 ГБ/с
DDR2-667	PC2-5300	333 МГц	667 МТ/с	5.3 ГБ/с	10.6 ГБ/с

Первые модули памяти DDR2 будут поставляться в вариантах 256 МБ, 512 МБ и 1 ГБ. Тем не менее, стандарт предусматривает возможность построения модулей существенно большей емкости — вплоть до 4 ГБ, которые, однако, являются специализированными модулями (не совместимыми с десктопными вариантами, по крайней мере, на данный момент). В дальнейшем ожидается появление модулей, обладающих еще большей емкостью.

Чипы DDR2 будут изготавливаться с использованием упаковки типа FBGA (Fine Ball Grid Array), более компактной, чем традиционный вариант TSOP-II, позволяющей достичь больших емкостей микросхем при меньшем размере и улучшенных электрических и термических характеристиках. Такой метод упаковки уже используется некоторыми производителями DDR в качестве варианта, но является рекомендованным к использованию с точки зрения стандарта JEDEC.

Потребляемое модулями DDR2 напряжение, согласно стандарту — 1.8 V, что значительно меньше по сравнению с напряжением питания устройств DDR (2.5 V). Вполне ожидаемым (хотя и не столь очевидным) следствием этого факта является уменьшение энергопотребления, что важно для производителей, как ноутбуков, так и крупных рабочих станций и серверов, где проблема рассеиваемой модулями памяти мощности занимает далеко не последнее место. DDR2 изнутри

Стандарт DDR2 включает в себя несколько важных изменений спецификации DDR, связанных с передачей данных, которые позволяют достигать более высоких частот при более низкой потребляемой мощности. Как именно достигается снижение рассеиваемой мощности при одновременном увеличении скорости модулей, мы рассмотрим прямо сейчас.

Выборка данных

Главным изменением в DDR2 является возможность выборки сразу 4 бит данных за такт (4n-prefetch), в противоположность 2-битной выборке (2n-prefetch), реализованной в DDR. По существу, это означает, что на каждом такте шины памяти DDR2 осуществляет пересылку 4 бит информации из логических (внутренних) банков микросхемы памяти в буферы ввода-вывода по одной линии интерфейса данных, тогда как обычная DDR способна переслать лишь 2 бита за такт на линию. Довольно закономерно возникает вопрос — если это так, то почему же тогда эффективная пропускная способность DDR2-400 оказывается такой же, как и у обычной DDR-400 (3.2 ГБ/с), а не удвоенной?

Для ответа на этот вопрос сначала рассмотрим, как работает обычная память типа DDR-400. В этом случае, как ядро памяти, так и буферы ввода-вывода функционируют на частоте 200 МГц, а «эффективная» частота внешней шины данных, благодаря технологии DDR, равна 400 МГц. По правилу 2n-prefetch, на каждом такте памяти (200 МГц) по каждой линии интерфейса данных в буфер ввода-вывода поступает 2 бита информации. Задачей этого буфера является мультиплексирование/демультиплексирование (MUX/DEMUX) потока данных — по-простому, «перегонка» узкого высокоскоростного потока в широкий низкоскоростной, и наоборот. Поскольку в микросхеме памяти типа DDR SDRAM логические банки имеют ширину шины данных, соединяющую их и усилитель уровня, в два раза шире, чем от защелок на чтение до внешнего интерфейса, буфер данных включает в себя мультиплексор типа 2-1. В общем случае, поскольку микросхемы памяти, в отличие от модулей, могут иметь разную ширину шины данных — обычно это x4/x8/x16/x32, применение такой схемы MUX/DEMUX (2-1), реализованной в DDR, означает, что внутренний поток данных шириной X и частотой передачи Y от массива преобразуется во внешний поток шириной X/2 и частотой 2Y. Это называется балансом по пиковой пропускной способности.

Рассмотрим теперь схему функционирования устройства микросхемы памяти типа DDR2 SDRAM, равночастотной и «равноширокой» (т.е. одинаковой ширины шины данных) относительно микросхемы DDR модуля памяти DDR-400. Прежде всего, отметим, что ширина внешней шины данных осталась абсолютно такой же — 1 бит/линию, как и ее эффективная частота (в рассматриваемом примере — 400 МГц). Собственно, этого уже достаточно для ответа на поставленный выше вопрос — почему теоретическая ПСП равночастотных модулей памяти типа DDR2 и DDR равны между собой. Далее, очевидно, что использование мультиплексора типа 2-1, применяемого в DDR SDRAM, в случае DDR2 SDRAM, осуществляющей выборку данных по правилу 4n-prefetch, уже не подходит. Вместо этого требуется введение более сложной схемы с дополнительной ступенью преобразования — мультиплексора типа 4-1. Это означает, что выход ядра стал шире в четыре раза внешнего интерфейса микросхемы и во столько же раз ниже по частоте функционирования. То есть, по аналогии с рассмотренным выше примером, в общем случае схема MUX/DEMUX 4-1 осуществляет преобразование внутреннего потока данных шириной X и частотой передачи Y от массива во внешний поток шириной X/4 и частотой 4Y.

Поскольку в этом случае ядро микросхем памяти синхронизируется на частоте, вдвое меньшей по отношению к внешней (100 МГц), тогда как в DDR синхронизация внутреннего и внешнего потока данных происходят на одной частоте (200 МГц), среди преимуществ такого подхода отмечается увеличение процента выхода годных чипов и снижение энергопотребления модулей. Кстати, это также позволяет объяснить, почему стандарт DDR2 предполагает существование модулей памяти с «эффективной» частотой 800 МГц — что вдвое выше, чем у текущего поколения памяти типа DDR. Ведь именно такой «эффективной» частоты DDR2 можно достичь уже сейчас, имея чипы памяти DDR-400, работающие на собственной частоте 200 МГц, если осуществлять выборку данных по правилу 4n-prefetch по схеме, рассмотренной выше.

Таким образом, DDR2 означает отказ от экстенсивного пути развития чипов памяти — в смысле, простого дальнейшего увеличения их частоты, которое существенно затрудняет производство стабильно работающих модулей памяти в большом количестве. На смену ему выдвигается интенсивный путь развития, связанный с расширением внутренней шины данных (что является обязательным и неизбежным решением при использовании более сложного мультиплексирования). Рискнем предположить, что в будущем вполне можно ожидать появление памяти типа «DDR4», осуществляющей выборку уже не 4-х, а сразу 8 бит данных из чипов памяти (по правилу 8n-prefetch, с использованием мультиплексора типа 8-1), и работающих на частоте уже не в 2, а в 4 раза меньшей по отношению к частоте буфера ввода-вывода :). Собственно, ничего нового в таком подходе нет — подобное уже встречалось в микросхемах памяти типа Rambus DRAM. Тем не менее, нетрудно догадаться, что оборотной стороной такого пути развития является усложнение устройства MUX/DEMUX буфера ввода-вывода, который в случае DDR2 должен осуществлять сериализацию четырех бит данных, считываемых параллельно. Прежде всего, это должно сказаться на такой немаловажной характеристике памяти, как ее латентность, что мы и рассмотрим ниже.

Внутричиповое терминирование

Стандарт DDR2 включает в себя и ряд других усовершенствований, улучшающих различные характеристики нового типа памяти, в том числе — электрические. Одним из таких новшеств является внутричиповое терминирование сигнала. Суть его заключается в том, что для устранения излишнего электрического шума (вследствие отражения сигнала от конца линии) на шине памяти для нагрузки линии используются резисторы не на материнской плате (как это было с предыдущими поколениями памяти), а внутри самих чипов. Эти резисторы деактивируются, когда чип находится в работе и, наоборот, активируются, как только микросхема входит в состояние ожидания. Поскольку гашение сигнала теперь осуществляется намного ближе к его источнику, это позволяет устранить электрические помехи внутри чипа памяти при передаче данных.

Кстати, в связи с технологией внутричипового терминирования нельзя не остановиться на таком моменте, как… тепловыделение модуля, на активное снижение которого, в общем-то, в первую очередь и рассчитан новый стандарт DDR2. Действительно, такая схема терминирования сигналов приводит к возникновению значительных статических токов внутри чипов памяти, что ведет к их разогреву. Что ж, это действительно так, хотя заметим, что мощность, потребляемая подсистемой памяти в целом, от этого вовсе не должна расти (просто тепло теперь рассеивается в другом месте). Проблема здесь немного в другом — а именно, в возможности повышения частоты функционирования таких устройств. Весьма вероятно, что именно поэтому первым поколением памяти DDR2 являются модули вовсе не DDR2-800, а лишь DDR2-400 и DDR2-533, для которых тепловыделение внутри чипов пока что остается на приемлемом уровне.

Добавочная задержка

Добавочная задержка (также известная как «отложенная выдача CAS») — еще одно усовершенствование, введенное в стандарт DDR2, которое призвано минимизировать простои планировщика команд при передаче данных из памяти/в память. Чтобы проиллюстрировать это (на примере чтения), рассмотрим для начала чтение данных с чередованием банков (Bank Interleave) из устройства типа DDR2 с добавочной задержкой, равной нулю, что эквивалентно чтению из обычной памяти типа DDR.

На первом этапе происходит открывание банка с помощью команды ACTIVATE вместе с подачей первой составляющей адреса (адреса строки), которая выбирает и активирует необходимый банк и строку в его массиве. В течение следующего цикла информация передается на внутреннюю шину данных и направляется на усилитель уровня. Когда усиленный уровень сигнала достигает необходимого значения (по истечении времени, именуемого задержкой между определением адреса строки и столбца, t^RCD (RAS-to-CAS Delay) на исполнение может подаваться команда чтения с автоподзарядкой (READ with Auto-Precharge, RD_AP) совместно с адресом столбца, чтобы выбрать точный адрес данных, которые надо считать с усилителя уровня. После выставления команды чтения выполняется задержка строба выбора столбца — t^CL (задержка сигнала CAS, CAS Latency), в течение которой данные, выбранные из усилителя уровня, синхронизируются и передаются на внешние выводы микросхемы. При этом может возникнуть ситуация, когда следующая команда (ACTIVATE) не может быть отправлена на исполнение, поскольку в данный момент времени еще не закончилось исполнение других команд. Так, в рассматриваемом примере, активация 2-го банка должна быть отложена на один такт, поскольку в этот момент уже исполняется команда чтения с автоподзарядкой (RD_AP) из банка 0. В конечном счете, это приводит к разрыву в последовательности выдачи данных по внешней шине, что снижает реальную пропускную способность памяти.

Для устранения подобной ситуации и увеличения эффективности работы планировщика команд в DDR2 вводится понятие добавочной (дополнительной) задержки, t^AL. При ненулевом значении t^AL устройство памяти отслеживает команды READ (RD_AP) и WRITE (WR_AP), но откладывает их исполнение на время, равное величине добавочной задержки. Различия в поведении микросхемы памяти типа DDR2 с двумя различными величинами t^AL приведены на рисунке.

Верхний рисунок описывает режим функционирования микросхемы DDR2 при t^AL = 0, что эквивалентно функционированию устройства микросхемы памяти типа DDR; нижний соответствует случаю t^AL = t^RCD — 1, стандартному для DDR2. При такой конфигурации, как видно из рисунка, команды ACTIVATE и READ могут поступать на исполнение одна за другой. Фактическая реализация команды READ будет отложена на величину добавочной задержки, т.е. реально она будет исполнена в тот же момент, как и на диаграмме сверху.

На следующем рисунке приведен пример считывания данных из микросхемы DDR2 в предположении t^RCD = 4 такта, что соответствует t^AL = 3 тактам. В этом случае, благодаря введению дополнительной задержки, команды ACTIVATE/RD_AP могут исполняться подряд, в свою очередь, позволяя выдавать данные непрерывным образом и максимизировать реальную пропускную способность памяти.

Задержка выдачи CAS

Как мы видели выше, DDR2, с точки зрения частоты внешней шины, работает на более высоких скоростях, чем DDR SDRAM. В то же время, поскольку новый стандарт не предполагает каких-либо существенных изменений в технологии производства самих чипов, статические задержки на уровне устройства DRAM должны оставаться более-менее постоянными. Типичная величина собственной задержки устройств DRAM типа DDR — 15 нс. Для DDR-266 (со временем цикла 7.5 нс.) это эквивалентно двум тактам, а для DDR2-533 (время цикла — 3.75 нс.) — четырем.

По мере дальнейшего увеличения частот памяти необходимо множить количество поддерживаемых значений задержки выдачи сигнала CAS (в сторону больших значений). Определенные стандартом DDR2 величины задержек CAS представлены в таблице. Они находятся в интервале целых чисел от 3 до 5 тактов; использование дробных задержек (кратных 0.5) в новом стандарте не допускается.

Задержки устройства DRAM выражаются размерностью цикла (t^CK), т.е. равны произведению времени цикла на выбранное значение задержки CAS (t^CL). Типичные значения задержек для устройств типа DDR2 попадают в интервал 12-20 нс., на основании которого и выбирается используемое значение задержки CAS. Использование больших величин задержки нецелесообразно из соображений производительности подсистемы памяти, а меньших — ввиду необходимости стабильной работы устройства памяти.

Задержка записи

Стандарт DDR2 также вносит изменения в спецификацию задержки записи (команды WRITE). Различия в поведении команды записи в устройствах DDR и DDR2 представлены на рисунке.

DDR SDRAM имеет задержку записи, равную 1 такту. Это означает, что устройство DRAM приступает к «захвату» информации по шине данных в среднем через один такт после поступления команды WRITE. Тем не менее, учитывая возросшую скорость устройств DDR2, этот промежуток времени оказывается слишком малым для того, чтобы устройство DRAM (а именно, его буфер ввода-вывода) могло успешно подготовиться к «захвату» данных. В связи с этим, стандарт DDR2 определяет задержку записи как задержку выдачи CAS за вычетом 1 такта (t^WL = t^CL — 1). Отмечается, что привязка задержки WRITE к задержке CAS не только позволяет достичь более высоких частот, но и упрощает синхронизацию команд чтения и записи (настройку таймингов Read-to-Write).

Восстановление после записи

Процедура записи в память типа SDRAM аналогична операции чтения с разницей в дополнительном интервале t^WR, характеризующем период восстановления интерфейса после проведения операции (обычно это двухтактная задержка между окончанием выдачи данных на шину и инициированием нового цикла). Этот временной интервал, измеряемый от момента окончания операции записи до момента вхождения в стадию регенерации (Auto Precharge), обеспечивает восстановление интерфейса после проведения операции записи и гарантирует корректность ее выполнения. Отметим, что стандарт DDR2 не вносит изменений в спецификацию периода восстановления после записи.

Таким образом, задержки устройств типа DDR2 в целом можно считать одной из немногих характеристик, по которой новый стандарт проигрывает спецификации DDR. В связи с чем совершенно очевидно, что использование равночастотной DDR2 вряд ли будет иметь какие-либо преимущества в плане скорости по отношению к DDR. Как это обстоит на самом деле — как всегда, покажут результаты соответствующих тестов. Результаты тестирования в RightMark Memory Analyzer

Что ж, самое время теперь перейти к результатам тестирования, полученным в тестовом пакете RightMark Memory Analyzer версии 3.1. Напомним, что главными преимуществами этого теста по отношению к другим доступным тестам памяти является широкая функциональность, открытость методики (тест доступен всем желающим для ознакомления в виде исходного кода) и тщательно проработанная документация.

Конфигурации тестовых стендов и ПО

Тестовый стенд №1

• Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, Socket 478, FSB 800/HT, 1 МБ L2) на частоте 2.8 ГГц
• Материнская плата: ASUS P4C800 Deluxe на чипсете Intel 875P
• Память: 2×512 МБ PC3200 DDR SDRAM DIMM TwinMOS (тайминги 2.5-3-3-6)

Тестовый стенд №2

• Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, Socket 775, FSB 800/HT, 1 МБ L2) на частоте 2.8 ГГц
• Материнская плата: Intel D915PCY на чипсете Intel 915
• Память: 2×512 МБ PC2-4300 DDR2 SDRAM DIMM Samsung (тайминги 4-4-4-8)

Программное обеспечение

Максимальная реальная пропускная способность памяти

Измерение максимальной реальной пропускной способности памяти проводилось с помощью подтеста Memory Bandwidth, пресеты Maximal RAM Bandwidth, Software Prefetch, MMX/SSE/SSE2. Как говорит само название выбранных пресетов, в этой серии измерений используется стандартный метод оптимизации операций чтения из памяти — Software Prefetch, суть которого заключается в предварительной выборке данных, которые будут востребованы позже из оперативной памяти в L2 кэш процессора. Для оптимизации записи в память используется метод прямого сохранения данных (Non-Temporal Store), позволяющий избежать «засорения» кэша. Результаты с использованием регистров MMX, SSE и SSE2 оказались практически идентичными — для примера, ниже приведена картина, полученная на платформе Prescott/DDR2 с использованием SSE2.

Prescott/DDR2, максимальная реальная ПСП

Отметим, что существенных качественных отличий между DDR и DDR2 на равночастотных Prescott в этом тесте не наблюдается. Но более интересно то, что и количественные характеристики ПСП DDR-400 и DDR2-533 оказываются весьма близки! (см. таблицу). И это — несмотря на то, что память типа DDR2-533 имеет максимальную теоретическую ПСП 8.6 ГБ/с (в двухканальном режиме). Собственно, ничего удивительного в полученном результате мы не видим — ведь шина процессора — это по-прежнему 800 МГц Quad-Pumped Bus, а ее пропускная способность — 6.4 ГБ/с, поэтому именно она и является лимитирующим фактором.

Тип памяти	Максимальная реальная пропускная способность, МБ/с
	Чтение (Software Prefetch)	Запись (Non-Temporal)
DDR-400	6277.9	4276.0
DDR2-533	6327.4	4266.0

Что касается эффективности операций записи, по отношению к чтению — легко увидеть, что она осталась такой же. Впрочем, это вновь выглядит вполне естественно, поскольку в данном случае предел ПСП на запись (2/3 от ПСП на чтение) явно задается микроархитектурными особенностями процессора Prescott.

Латентность памяти

Прежде всего, остановимся несколько подробнее на том, как и почему мы измеряли «истинную» латентность памяти, поскольку ее измерение на платформах Pentium 4 — на самом деле, далеко нетривиальная задача. А связано это с тем, что процессоры этого семейства, в частности, новое ядро Prescott, характеризуются наличием довольно «продвинутого» асинхронного аппаратного префетчера данных, весьма затрудняющего объективные измерения указанной характеристики подсистемы памяти. Очевидно, что использование методов последовательного обхода памяти (прямого либо обратного) для измерения ее латентности в данном случае совершенно не годятся — алгоритм Hardware Prefetch в этом случае работает с максимальной эффективностью, «маскируя» латентности. Использование случайных режимов обхода гораздо более оправдано, однако, истинно случайный обход памяти имеет другой существенный недостаток. Дело в том, что такое измерение выполняется в условиях практически 100% промаха D-TLB, а это вносит существенные дополнительные задержки, о чем мы уже писали. Поэтому единственным возможным вариантом (среди реализованных в RMMA методов) является псевдослучайный режим обхода памяти, при котором загрузка каждой последующей страницы осуществляется линейно (сводя на нет промахи D-TLB), тогда как обход в пределах самой страницы памяти является истинно случайным.

Тем не менее, результаты наших прошлых измерений показали, что даже такая методика измерений довольно сильно занижает значения латентности. Мы считаем, что это связано с еще одной особенностью процессоров Pentium 4, а именно, возможностью «захвата» сразу двух 64-байтных строк из памяти в L2-кэш при каждом обращении к ней. Для демонстрации этого явления на представленном ниже рисунке приведены кривые зависимости латентности двух последовательных обращений к одной и той же строке памяти от смещения второго элемента строки относительно первого, полученные на платформе Prescott/DDR2 с помощью теста D-Cache Arrival, пресет L2 D-Cache Line Size Determination.

Prescott/DDR2, прибытие данных по шине L2-RAM

Из них видно (кривая случайного обхода является наиболее показательной), что доступ ко второму элементу строки не сопровождается какими-либо дополнительными задержками до 60 байт включительно (что отвечает истинному размеру строки L2-кэша, 64 байта). Область 64-124 байт соответствует чтению данных из следующей строки памяти. Поскольку величины латентности в этой области увеличиваются лишь незначительно, это означает, что последующая строка памяти действительно «подкачивается» в L2-кэш процессора сразу вслед за запрашиваемой. Какой же можно сделать из всего этого практический вывод? Самый прямой: для того, чтобы «обмануть» эту особенность алгоритма Hardware Prefetch, работающую во всех случаях обхода памяти, достаточно просто обходить цепочку с шагом, равным так называемой «эффективной» длине строки L2-кэша, которая в нашем случае составляет 128 байт.

Итак, перейдем непосредственно к результатам измерений латентности. Для наглядности, приведем здесь графики разгрузки шины L2-RAM, полученные на платформе Prescott/DDR2.

Prescott/DDR2, латентность памяти, длина строки 64 байта

Prescott/DDR2, латентность памяти, длина строки 128 байт

Как и в случае тестов реальной ПСП, кривые латентности на другой платформе — Prescott/DDR — на качественном уровне выглядят абсолютно так же. Несколько отличаются лишь количественные характеристики. Самое время обратиться к ним.

Длина строки	Тип памяти	Латентность псевдослучайного доступа, нс
		Минимальная	Средняя*	Максимальная
64 байта	DDR-400	28.2	32.3	34.2
	DDR2-533	31.4	33.0	38.7
128 байт	DDR-400	47.7	55.0	55.0
	DDR2-533	55.0	56.1	64.0

^*латентность в условиях отсутствия разгрузки шины L2-RAM

Нетрудно заметить, что латентность DDR2-533 оказалась выше, чем у DDR-400. Впрочем, ничего сверхъестественного здесь нет — согласно представленным выше теоретическим основам нового стандарта памяти DDR2, именно так оно и должно быть.

Различие в латентности между DDR и DDR2 почти незаметно при стандартном 64-байтном обходе памяти (3 нс. в пользу DDR), когда активно работает аппаратный префетчер, однако, при «двухстрочном» (128-байтном) обходе цепочки оно становится гораздо более заметным. А именно, минимум латентности DDR2 (55.0 нс) равен максимуму латентности DDR; если же сравнивать минимальные и максимальные латентности между собой, различие составляет примерно 7-9 нс (15-16%) в пользу DDR. В то же время, надо сказать, несколько удивляют практически равные значения «средней» латентности, полученные в условиях отсутствия разгрузки шины L2-RAM — причем как в случае 64-байтного обхода (с префетчем данных), так и 128-байтного (без такового). Заключение

Главный вывод, который напрашивается на основании полученных нами результатов первого сравнительного тестирования памяти DDR и DDR2, в общем виде можно сформулировать так: «время DDR2 еще не настало». Основная причина заключается в том, что пока бессмысленно бороться за увеличение теоретической ПСП путем наращивания частоты внешней шины памяти. Ведь шина текущего поколения процессоров по-прежнему функционирует на частоте 800 МГц, что ограничивает реальную пропускную способность подсистемы памяти на уровне 6.4 ГБ/с. А это значит, что в настоящее время нет смысла устанавливать модули памяти, обладающие большей теоретической ПСП, поскольку ныне существующая и широко применяемая память типа DDR-400 в двухканальном режиме полностью себя оправдывает, да и вдобавок имеет меньшую латентность. Кстати, о последней — увеличение частоты внешней шины памяти неизбежно связано с необходимостью введения дополнительных задержек, что, собственно, и подтверждают результаты наших тестов. Таким образом, можно считать, что использование DDR2 оправдает себя, как минимум, не ранее того момента, когда появятся первые процессоры с частотой шины 1066 МГц и выше, что позволит преодолеть ограничение, накладываемое скоростью шины процессора на реальную пропускную способность подсистемы памяти в целом.

DDR2 vs DDR. Результаты тестирования в одноканальном режиме

Это небольшое приложение к нашим предыдущим результатам тестирования, показавшим весьма спорное преимущество нового типа памяти DDR2, относительно DDR призвано, по сути, «немного показать DDR2 в действии». А именно — достичь тех величин реальной пропускной способности, которые были бы максимально близки к заявленным в спецификации теоретическим значениям. Как этого можно добиться? — ответ весьма прост: для этого нужно сравнить DDR2-533 и DDR-400 в одноканальном режиме доступа, при котором теоретическая ПСП обеих типов памяти (4.3 ГБ/с и 3.2 ГБ/с, соответственно) заведомо ниже, чем предельная теоретическая пропускная способность шины процессора (6.4 ГБ/с). Именно этим мы и займемся.

Конфигурации тестовых стендов и ПО

Тестовый стенд №1

• Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, Socket 478, FSB 800/HT, 1 МБ L2)
• Материнская плата: ASUS P4C800 Deluxe на чипсете Intel 875P
• Память: 1×512 МБ PC3200 DDR SDRAM DIMM TwinMOS (тайминги 2.5-3-3-6)

Тестовый стенд №2

• Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, Socket 775, FSB 800/HT, 1 МБ L2)
• Материнская плата: ECS PF4 на чипсете Intel 915
• Память: 1×512 МБ PC2-4300 DDR2 SDRAM DIMM Samsung (тайминги 4-4-4-8)

Программное обеспечение

Максимальная реальная пропускная способность памяти

Начнем с оценки главной характеристики памяти — ее пропускной способности. Ведь на существенное ее увеличение и направлен новый стандарт DDR2. Как и прежде, измерение максимальной реальной пропускной способности памяти проводилось с помощью подтеста Memory Bandwidth, пресетов Maximal RAM Bandwidth, Software Prefetch, MMX/SSE/SSE2, использующих метод оптимизации в виде предварительной выборки данных, которые будут востребованы позже, из оперативной памяти в L2 кэш процессора. Для оптимизации записи в память в этих тестах используется метод прямого сохранения данных (Non-Temporal Store), позволяющий исключить влияние подсистемы кэша процессора. Для наглядности приведем картину, полученную на платформе Prescott/DDR2 с использованием регистров SSE2.

Prescott/DDR2, максимальная реальная ПСП

Но интереснее, конечно же, взглянуть на сравнительные количественные характеристики, полученные в этой серии тестов.

Тип памяти	Максимальная реальная пропускная способность, МБ/с
	Чтение (Software Prefetch)	Запись (Non-Temporal)
DDR-400	3290.1	3167.3
DDR2-533	4287.2	4093.7

Итак, наконец-то нам удалось максимально приблизиться к «заявленному» значению ПСП нового типа памяти DDR2-533! Максимальная реальная ПСП DDR2 при операциях чтения составила 4287.2 МБ/с (отметим, что частота шины памяти в обоих случаях завышена на 2-3%, что особенно хорошо видно из результатов тестирования DDR-400). Можно сказать, что она достигла своего предельного значения (которое на самом деле, несмотря на обозначение PC2-4300, составляет 4266.7 МБ/с = 533.3 МГц x 64 бит), причем — даже в таком, асинхронном режиме работы памяти. Эффективность операций записи в DDR2 несколько ниже — но здесь важно упомянуть, что почти такое же значение мы получили и в наших предыдущих тестах, в которых использовался двухканальный режим работы, и сказываются здесь, как мы уже отмечали, скорее всего, микроархитектурные особенности процессоров Prescott.

Латентность памяти

Методика измерений латентности, применительно к процессорам семейства Pentium 4, была подробно разработана, обоснована и описана ранее. Поэтому остановимся на ней лишь вкратце: в тесте латентности используется псевдослучайный режим обхода сравнительно большого блока памяти (4 МБ) с шагом в 64 байта (действительный размер строки L2- кэша процессоров Pentium 4) и 128 байт («эффективный» размер, связанный с аппаратной предвыборкой смежной строки из памяти в кэш во всех режимах обхода).

Для наглядности, представим графики разгрузки шины L2-RAM на платформе Prescott/DDR2, полученные с шагом 128 байт.

Prescott/DDR2, латентность памяти, длина строки 128 байт

Обращаясь к количественным оценкам, прежде всего, следует упомянуть, что значения латентности при использовании одноканального режима во всех случаях оказались несколько меньшими по сравнению с теми, которые были получены в двухканальном режиме. Собственно, было бы странно, если бы получилось обратное — ибо вполне очевидно, что «двухканальность» влечет за собой увеличение задержек при доступе в память (на уровне чипсета). Кстати, в связи с этим более «правильными» величинами латентности памяти (т.е. более близкими к «истинным» характеристикам) следует считать значения, полученные именно в одноканальном режиме.

Длина строки	Тип памяти	Латентность псевдослучайного доступа, нс
		Минимальная	Средняя*	Максимальная
64 байта	DDR-400	28.0	31.4	31.6
	DDR2-533	29.3	30.5	34.8
128 байт	DDR-400	46.6	54.6	54.6
	DDR2-533	51.9	52.7	58.9

^*латентность в условиях отсутствия разгрузки шины L2-RAM

Сравнивать «некорректные» величины, полученные при 64-байтном размере шага, которые, к тому же, весьма близки между собой, вряд ли имеет особый смысл — скорее можно считать, что они просто приведены для полноты картины. Гораздо интереснее сопоставить между собой более «объективные» значения, полученные при обходе цепочки с шагом, равным «эффективной» длине строки (128 байт). Результаты этих тестов вновь никак нельзя назвать неожиданными — очевидно, что по латентности DDR2 явно проигрывает DDR. На этот раз различие (если не учитывать «средние» значения, полученные в условиях отсутствия разгрузки шины) находится в пределах 8-11% в пользу DDR — несколько меньше, чем это было в двухканальном режиме (15-16%). Что, в общем-то, означает, что задействование двухканальности сказывается на латентности DDR2 чуть сильнее по сравнению с DDR.

Итоги

Представленные результаты тестирования едва ли можно назвать «сенсационными», сколь бы то ни было оправдывающими использование памяти типа DDR2 на данный момент. Можно констатировать лишь нижеследующее: максимальная реальная ПСП памяти типа DDR2-533 действительно соответствует заявленному в спецификации значению порядка 4.3 ГБ/с в одноканальном режиме, и превышает ПСП памяти типа DDR-400 в том же одноканальном режиме. Тем не менее, это никак нельзя считать ее неоспоримым преимуществом. Хотя бы по той простой причине, что уже реально существующие на сегодняшний день чипсеты Intel i915/i925, поддерживающие DDR2, превосходно поддерживают двухканальный режим работы памяти. Что делает «одноканальную DDR2» совершенно непривлекательным вариантом, по сравнению хотя бы с той же «двухканальной DDR». Таким образом, основной вывод, который был сделан раньше, продолжает оставаться в силе — использование DDR2 оправдает себя, как минимум, не ранее того момента, когда появятся первые процессоры с частотой шины 1067 МГц и выше, что позволит преодолеть ограничение, накладываемое скоростью шины процессора на реальную пропускную способность подсистемы памяти в двухканальном режиме ее функционирования.

Тип оперативной памяти, DDR2, DDR3

Тип DDR (Double Data Rate) подразумевает то, что за 1 такт выполняются 2 операции с данными. И для вычисления тактовой частоты памяти необходимо частоту её шины умножить на 2, так как данные передаются на подъеме и спаде тактового импульса. В каждом новом поколении DDR уменьшается размер транзисторов, уменьшение напряжения и большей плотностью памяти. При этом внутренняя тактовая частота памяти не меняется, а тактовая частота буфера ввода-вывода увеличилась за счет размера prefetch. Модуль DDR3-2400 работает на физической частоте 300 МГц и размером prefetch равный 8 бит. Тактовая частота буфера ввода-вывода равна 1200 МГц и за счет технологии удвоенной передачи данных 1200*2= 2400 Мгц.

Память DDR2 vs DDR3

Пока выбирать приходится между двумя типами – DDR2 и DDR3. Производство DDR4 прогнозируют на 2012 году.

DDR3 появились на рынке в 2007 году, однако новые модули памяти не пользовались особой популярностью. Слишком завышенная цена, низкий прирост производительности в первых партиях и небольшой выбор материнских плат поддерживающих DDR3 отталкивал не только покупателей, но и производителей. Исчерпав возможности DDR2, выпущенную в 2003 г., необходимо было переходить на новый тип памяти.

 

Спецификация памяти DDR2

Название	Частота памяти	Время такта	Частота шины	Число передач данных в секунду	Название модуля	Пиковая скорость передачи данных
DDR2-400	100 МГц	10 нс	200 МГц	400 млн.	PC2-3200	3 200 Мбайт/с
DDR2-533	133 МГц	7,5 нс	266 МГц	533 млн.	PC2-4200	4 266 Мбайт/с
DDR2-667	166 МГц	6 нс	333 МГц	667 млн.	PC2-5300	5 333 Мбайт/с
DDR2-800	200 МГц	5 нс	400 МГц	800 млн.	PC2-6400	6 400 Мбайт/с
DDR2-1066	266 МГц	3,75 нс	533 МГц	1 066 млн.	PC2-8500	8 533 Мбайт/с

Отличие в том, что DDR3 потребляет на 40% меньше энергопотребления (что полезно для ноутбуков) и имеет пропускной канал до 2400 МГц. Снижение энергозатрат связано с уменьшением технологического процесса.

 

Спецификация памяти DDR3

Название	Частота памяти	Время такта	Частота шины	Передач данных в секунду	Название модуля	Пиковая скорость
DDR3-800	100 МГц	10 нс	400 МГц	800 млн.	PC3-6400	6 400 Мбайт/с
DDR3-1066	133 МГц	7,5 нс	533 МГц	1 066 млн.	PC3-8500	8 533 Мбайт/с
DDR3-1333	166 МГц	6 нс	667 МГц	1 333 млн.	PC3-10600	10 667 Мбайт/с
DDR3-1600	200 МГц	5 нс	800 МГц	1 600 млн.	PC3-12800	12 800 Мбайт/с
DDR3-1800	225 МГц	4,44 нс	900 МГц	1800 млн.	PC3-14400	14400Мбайт/с
DDR3-2000	250 МГц	4,00 нс	1000 МГц	2000 млн.	PC3-16000	16000 Мбайт/с
DDR3-2133	266 МГц	3,75 нс	1066 МГц	2133 млн.	PC3-17066	17066 Мбайт/с
DDR3-2200	275 МГц	3,64 нс	1100 МГц	2200 млн.	PC3-17600	17600 Мбайт/с
DDR3-2400	300 МГц	3,33 нс	1200 МГц	2400 млн.	PC3-19200	19200 Мбайт/с

Из недостатков DDR3: более высокие задержки памяти, которые не всегда компенсируются шириной пропускного канала. Модули памяти DDR2-800 и DDR3-1333 можно считать равноценными по производительности. Задержки памяти увеличиваются с каждым новым поколением: CL2-3 у DDR1, CL3-5 у DDR2, CL5 и выше у DDR3, где CL – условное обозначение CAS латентности (задержка, при которой процессор запрашивает данные из памяти и время, которое нужно памяти, что бы сделать эти данные доступные для чтения)

Следует учитывать тот факт, что карта памяти DDR2 не подойдет в слот DDR3, поэтому выбирая тип памяти — выбирайте из тех, что поддерживает ваша материнская плата.

Исследование основных характеристик модулей памяти

Часть 21: Модули Kingston HyperX DDR2-800 (PC2-6400)

Мы продолжаем изучение важнейших характеристик высокоскоростных модулей DDR2 на низком уровне с помощью универсального тестового пакета RightMark Memory Analyzer. Совсем недавно мы рассмотрели двухканальный комплект модулей памяти Kingston high-end серии HyperX, рассчитанный на функционирование в нестандартном режиме «DDR2-900», сегодня же будет рассмотрено похожее предложение, но укладывающееся в рамки стандарта JEDEC — двухканальный комплект модулей памяти Kingston HyperX DDR2-800 высокой емкости (суммарный объем 2 ГБ), обладающих, как утверждает производитель, низкими задержками.Информация о производителе модуля

Производитель модуля: Kingston Technology
Производитель микросхем модуля: Elpida Memory, Inc.
Сайт производителя модуля:
www.kingston.com/hyperx/products/khx_ddr2.asp
Сайт производителя микросхем модуля:
www.elpida.com/en/products/ddr2.htmlВнешний вид модуля

Фото модуля памяти

Со снятыми радиаторами:

Фото микросхемы памяти

Part Number модуля

Расшифровка Part Number модуля

Руководство по расшифровке Part Number модулей памяти DDR2 на сайте производителя отсутствует. В краткой технической документации модулей с Part Number KHX6400D2LLK2/2G указывается, что продукт представляет собой комплект из двух модулей с низкими задержками (Low Latency, отсюда сокращение «LL») объемом 1 ГБ каждый, имеющих конфигурацию 128M x 64 и основанных на 16 микросхемах с конфигурацией 64M x8. Производитель гарантирует 100% стабильную работу модулей в штатном режиме DDR2-800 при таймингах 4-4-4-12 и питающем напряжении 2.0 В, но в микросхеме SPD в качестве режима по умолчанию прописан режим DDR2-800 со стандартными таймингами 5-5-5-15 и напряжением питания 1.8 В.

Расшифровка Part Number микросхемы

Как и в ранее исследованных Kingston HyperX DDR2-900, в настоящих модулях памяти использованы микросхемы с оригинальной маркировкой их реального производителя (Elpida), что позволяет нам изучить их характеристики в том числе, воспользовавшись описанием технических характеристик (data sheet) 512-Мбит чипов памяти DDR2 Elpida, применяемых в данных модулях.

Поле	Значение	Расшифровка
0	—	Производитель (отсутствует, «E» = Elpida Memory)
1	—	Тип (отсутствует, «D» = монолитное устройство)
2	E	Код продукта: «E» = DDR2
3	51	Емкость/количество логических банков: «51» = 512М/4 банка
4	08	Ширина внутренней шины данных: «08» = x8
5	A	Протокол питания: «A» = SSTL 1.8V
6	G	Ревизия кристалла: «G»
7	—	Код упаковки (отсутствует, «SE» = FBGA)
8	6E	Скорость компонента: «6E» = DDR2-667 (5-5-5)
9	E	Код охраны окружающей среды: «E» = без использования свинца

В маркировке рассматриваемых микросхем Elpida, как обычно, отсутствуют поля, характеризующие производителя (Elpida Memory) и тип устройства (монолитное), а также код упаковки устройства (FBGA). Как видно из приведенных в таблице характеристик, микросхемы модуля имеют конфигурацию 64M x8 (полная емкость — 512 Мбит) и рассчитаны на функционирование в «медленном» режиме DDR2-667 (при таймингах 5-5-5), соответствующем первой ревизии стандарта DDR2-667. Заметим, что такие же микросхемы (но другого производителя) применяются в еще более высокоскоростных модулях Kingston HyperX DDR2-900, рассмотренных нами ранее. По-видимому, в обоих случаях можно говорить о тщательном отборе производителем модулей микросхем DDR2-667, обладающих наилучшими показателями скорости и надежности функционирования, вместо использования реальных микросхем скоростной категории DDR2-800.Данные микросхемы SPD модуля

Описание общего стандарта SPD:

Описание специфического стандарта SPD для DDR2:

Параметр	Байт	Значение	Расшифровка
Фундаментальный тип памяти	2	08h	DDR2 SDRAM
Общее количество адресных линий строки модуля	3	0Eh	14 (RA0-RA13)
Общее количество адресных линий столбца модуля	4	0Ah	10 (CA0-CA9)
Общее количество физических банков модуля памяти	5	61h	2 физических банка
Внешняя шина данных модуля памяти	6	40h	64 бит
Уровень питающего напряжения	8	05h	SSTL 1.8V
Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при максимальной задержке CAS# (CL X)	9	25h	2.50 нс (400.0 МГц)
Тип конфигурации модуля	11	00h	Non-ECC
Тип и способ регенерации данных	12	82h	7.8125 мс — 0.5x сокращенная саморегенерация
Ширина внешнего интерфейса шины данных (тип организации) используемых микросхем памяти	13	08h	x8
Ширина внешнего интерфейса шины данных (тип организации) используемых микросхем памяти ECC-модуля	14	00h	Не определено
Длительность передаваемых пакетов (BL)	16	0Ch	BL = 4, 8
Количество логических банков каждой микросхемы в модуле	17	04h	4
Поддерживаемые длительности задержки CAS# (CL)	18	38h	CL = 5, 4, 3
Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при уменьшенной задержке CAS# (CL X-1)	23	3Dh	3.75 нс (266.7 МГц)
Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при уменьшенной задержке CAS# (CL X-2)	25	50h	5.00 нс (200.0 МГц)
Минимальное время подзарядки данных в строке (tRP)	27	32h	12.5 нс 5.0, CL = 5 3.3, CL = 4 2.5, CL = 3
Минимальная задержка между активизацией соседних строк (tRRD)	28	1Eh	7.5 нс 3.0, CL = 5 2.0, CL = 4 1.5, CL = 3
Минимальная задержка между RAS# и CAS# (tRCD)	29	32h	12.5 нс 5.0, CL = 5 3.3, CL = 4 2.5, CL = 3
Минимальная длительность импульса сигнала RAS# (tRAS)	30	27h	39.0 нс 15.6, CL = 5 10.4, CL = 4 7.8, CL = 3
Емкость одного физического банка модуля памяти	31	80h	512 МБ
Период восстановления после записи (tWR)	36	3Ch	15.0 нс 6, CL = 5 4, CL = 4 3, CL = 3
Внутренняя задержка между командами WRITE и READ (tWTR)	37	1Eh	7.5 нс 3.0, CL = 5 2.0, CL = 4 1.5, CL = 3
Внутренняя задержка между командами READ и PRECHARGE (tRTP)	38	1Eh	7.5 нс 3.0, CL = 5 2.0, CL = 4 1.5, CL = 3
Минимальное время цикла строки (tRC)	41, 40	33h, 30h	51.5 нс 20.6, CL = 5 13.7, CL = 4 10.3, CL = 3
Период между командами саморегенерации (tRFC)	42, 40	69h, 30h	105.0 нс 42, CL = 5 28, CL = 4 21, CL = 3
Максимальная длительность периода синхросигнала (tCKmax)	43	80h	8.0 нс
Номер ревизии SPD	62	12h	Ревизия 1.2
Контрольная сумма байт 0-62	63	31h	49 (верно)
Идентификационный код производителя по JEDEC	64-71	7Fh, 98h	Kingston
Part Number модуля	73-90	00h…00h	Не определено
Дата изготовления модуля	93-94	06h, 0Fh	2006 год, 15 неделя
Серийный номер модуля	95-98	5Ah, 15h, 8Eh, 29h	298E155Ah

Содержимое SPD выглядит несколько нестандартно, по всей видимости — ввиду нацеленности на использование уменьшенных задержек. Поддерживаются три различных значения задержки сигнала CAS# — 5, 4 и 3. Первому (CL X = 5) соответствует режим функционирования DDR2-800 (время цикла 2.5 нс) со схемой таймингов 5-5-5-15.6 (с округлением — 5-5-5-16), что примерно совпадает со значениями, заявленными производителем в документации модулей (5-5-5-15 при DDR2-800). Второму значению t_CL (CL X-1 = 4) соответствует, как ни странно, режим не DDR2-667, но DDR2-533 (время цикла 3.75 нс). Схема таймингов для этого случая не представляется целыми значениями и может быть записана как 4-3.3-3.3.-10.4, что при округлении превратится в схему 4-4-4-11. Наконец, третьему значению задержки сигнала CAS# (CL X-2 = 3) соответствует режим DDR2-400, вновь с нецелой схемой таймингов 3-2.5-2.5-7.8, превращающейся при округлении в 3-3-3-8. Из особенностей данных SPD можно отметить сравнительно большое, но достаточно часто встречающееся в высокоскоростных модулях минимальное время цикла регенерации t_RFC = 105.0 нс. Номер ревизии SPD, идентификационный код производителя, дата изготовления и серийный номер модуля указаны верно, но в то же время, информация о Part Number модуля отсутствует.Конфигурация тестового стенда

• Процессор: Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73 ГГц (Prescott N0, 2 МБ L2)
• Чипсет: Intel 975X
• Материнская плата: ASUS P5WD2-E Premium, версия BIOS 0404 от 03/22/2006
• Память: 2×1024 МБ Kingston HyperX DDR2-800 Low Latency

Результаты тестирования

Тесты производительности

В первой серии тестов использовалась схема таймингов, выставляемая в настройках BIOS по умолчанию (Memory Timings: «by SPD»). Тестирование осуществлялось в двух скоростных режимах — DDR2-667 при частотах FSB 200 и 266 МГц (множители памяти 1.67 и 1.25, соответственно) и DDR2-800 при частотах FSB 200 и 266 МГц (множители памяти 2.0 и 1.5, соответственно). Напомним, что, начиная с нашего предыдущего исследования, в тестах модулей памяти используется новая версия тестового пакета RMMA 3.65, в которой по умолчанию выбран больший размер тестируемого блока памяти (32 МБ), что позволяет в большей степени устранить влияние сравнительно большого 2-МБ L2-кэша процессора Pentium 4 Extreme Edition.

В режиме DDR2-667 BIOS материнской платы в качестве значений таймингов по умолчанию выставила схему 5-5-5-13 («наугад», т.к. соответствующие данные отсутствуют в SPD), тогда как в режиме DDR2-800 по умолчанию выставляется схема 5-5-5-16, соответствующая рассмотренным выше данным SPD.

Параметр / Режим	DDR2-667		DDR2-800
Частота FSB, МГц	200	266	200	266
Тайминги	5-5-5-13	5-5-5-13	5-5-5-16	5-5-5-16
Средняя ПСП на чтение, МБ/с	5387	6406	5617	6875
Средняя ПСП на запись, МБ/с	2056	2252	2321	2465
Макс. ПСП на чтение, МБ/с	6491	8232	6528	8541
Макс. ПСП на запись, МБ/с	4282	5660	4279	5679
Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс	56.6	50.0	52.5	45.5
Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс	66.2	57.3	61.7	53.0
Минимальная латентность случайного доступа*, нс	118.8	105.3	106.0	95.4
Максимальная латентность случайного доступа*, нс	143.8	123.9	130.2	115.5
Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс (без аппаратной предвыборки)	87.0	78.2	80.3	70.4
Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс (без аппаратной предвыборки)	113.7	96.5	107.3	90.1
Минимальная латентность случайного доступа*, нс (без аппаратной предвыборки)	119.6	105.5	106.2	95.9
Максимальная латентность случайного доступа*, нс (без аппаратной предвыборки)	145.5	125.0	133.7	116.6

^*размер блока 32 МБ

Скоростные показатели модулей достаточно высоки — максимальная реальная ПСП составляет примерно 6.4-6.5 ГБ/с при 200-МГц FSB и 8.2-8.6ГБ/с при 266-МГц FSB, т.е. практически достигает теоретического максимума ПС процессорной шины (и даже несколько превосходит его, т.к. некоторое влияние L2-кэша процессора все же присутствует). Задержки при доступе в память, как обычно, уменьшаются при переходе как к более скоростным режимам (от DDR2-667 к DDR2-800), так и к более высокой частоте системной шины (от 200-МГц к 266-МГц FSB). Минимальная латентность памяти в режиме DDR2-800 при частоте системной шины 266 МГц находится в интервале от 45.5 нс (псевдослучайный обход, аппаратная предвыборка включена) до 116.6 нс (случайный обход, аппаратная предвыборка отключена), что несколько уступает значениям, полученным ранее на более «топовых» модулях Kingston HyperX DDR2-900.

Тесты стабильности

Значения таймингов, за исключением t_CL, варьировались «на ходу» благодаря встроенной в тестовый пакет RMMA возможности динамического изменения поддерживаемых чипсетом настроек подсистемы памяти. Устойчивость функционирования подсистемы памяти определялась с помощью вспомогательной утилиты RightMark Memory Stability Test, входящей в состав тестового пакета RMMA.

Параметр / Режим	DDR2-667		DDR2-800
Частота FSB, МГц	200	266	200	266
Тайминги	3-4-4 (2.0 V)	3-4-4 (2.0 V)	4-5-4-12 (2.0 V)	4-5-4-12 (2.0 V)
Средняя ПСП на чтение, МБ/с	5537	6798	5652	6990
Средняя ПСП на запись, МБ/с	2260	2465	2358	2613
Макс. ПСП на чтение, МБ/с	6501	8331	6515	8632
Макс. ПСП на запись, МБ/с	4282	5664	4281	5675
Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс	53.1	46.1	49.3	44.4
Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс	62.5	53.3	59.0	51.8
Минимальная латентность случайного доступа*, нс	109.6	95.4	105.5	92.7
Максимальная латентность случайного доступа*, нс	133.9	114.9	129.7	112.7
Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс (без аппаратной предвыборки)	81.9	70.9	75.2	68.5
Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс (без аппаратной предвыборки)	107.9	93.2	102.0	88.4
Минимальная латентность случайного доступа*, нс (без аппаратной предвыборки)	110.4	95.9	105.8	93.1
Максимальная латентность случайного доступа*, нс (без аппаратной предвыборки)	136.6	116.7	132.6	113.6

^*размер блока 32 МБ

Минимальные значения таймингов, которые нам удалось достичь в режиме DDR2-667 при использовании рекомендованного производителем повышенного питающего напряжения 2.0 В, как ни странно, выглядят весьма скромно — 3-4-4 (изменение параметра t_RAS в данном случае игнорируется). Напомним, что с модулями Kingston HyperX DDR2-900 в указанных условиях нам удалось достичь гораздо более «экстремальную» схему 3-3-2. Еще хуже обстоят дела в режиме DDR2-800 — минимальной возможной (устойчивой) оказалась лишь схема 4-5-4-12, что даже выше по сравнению с «официально» заявленной производителем схемой 4-4-4-12. Что интересно, параметр t_RAS в данном случае вносит решающий вклад в устойчивость функционирования подсистемы памяти — его уменьшение приводило к немедленному «зависанию» системы.

Как обычно, выставление «экстремальных» схем таймингов лишь незначительно увеличивает пропускную способность подсистемы памяти и отчетливо проявляет себя лишь в величинах латентностей истинно случайного доступа к памяти. Максимальный эффект снижения задержек достигается в режиме DDR2-667 и составляет порядка 9 нс, т.е. примерно 8%.Итоги

Исследованные модули Kingston HyperX DDR2-800 (PC2-6400) высокой емкости с «низкими задержками» способны функционировать в скоростных режимах DDR2-667 и DDR2-800 при номинальных условиях (т.е. стандартных схемах таймингов, вроде 5-5-5-15 для режима DDR2-800) и характеризуются высокой производительностью в указанных режимах. В то же время, «разгонный потенциал» модулей по таймингам явно оставляет желать лучшего, что с трудом позволяет говорить о них как о модулях класса «Low Latency». Минимально возможная схема таймингов в режиме DDR2-667, не приводящая к потере устойчивости функционирования подсистемы памяти, составляет всего 3-4-4 (при рекомендованном питающем напряжении 2.0 В), а в режиме DDR2-800 — 4-5-4-12, что «не дотягивает» даже до значений 4-4-4-12, официально заявленных производителем в документации. По крайней мере, на используемой в тестах материнской плате (ASUS P5WD2-E), надежно зарекомендовавшей себя для тестирования высокоскоростных модулей памяти DDR2.

Средняя текущая цена (количество предложений) в московской рознице:

Модули памяти Kingston HyperX DDR2-800 2×1ГБ	Н/Д(1)
Модули памяти Kingston HyperX DDR2-800LL 2×1ГБ	Н/Д(0)

Память стандарта DDR2: будущее ближайшее или отдаленное?

Данный материал не содержит диаграмм и результатов тестов DDR2 — этому посвящена отдельная статья. Ввиду того, что как тестовый, так и аналитический материалы оказались достаточно велики по объему, нам показалось разумным разделить их на две независимые составляющие. Быть может, кому-то хватит исключительно результатов тестов — мы не стремимся навязывать свое мнение, а именно одним из мнений относительно перспектив данного стандарта памяти и является эта статья. Однако очень уж много аллюзий вызывает шумиха вокруг DDR2, поэтому нам показалось уместным скомпилировать все, что мы знаем об этом стандарте, и попытаться понять: что нас ждет в связи с его приходом на рынок, и какие перспективы на нем имеет сам стандарт.

Немного о вечном…

Для начала уместно будет вспомнить старый добрый маркетинговый принцип: если вам нужно продать человеку некий продукт, потребности в котором он не ощущает — значит, нужно сначала эту потребность создать. При этом в нашем случае следует четко понимать, что такие категории как «объективность существования потребности», или «ложные и истинные потребности» к современному компьютерному рынку де-факто… просто неприменимы! Была у пользователя потребность в «первой» DDR? Нет! Пользователю вообще не нужны ни DDR, ни новые процессоры, ни новые видеокарты и винчестеры. Ему нужно одно: чтобы на компьютере быстро и беспроблемно работали те программы, которыми он пользуется. Однако компании-производители памяти, вкупе с разработчиками чипсетов и процессоров, решили, что пользователю DDR-память нужна. А еще точнее — им нужно, чтобы она была ему нужна.

Поэтому была проведена соответствующая идеологическая подготовка (в том числе в СМИ) под девизом «Нам всем очень не хватает пропускной способности памяти!», после чего появились чипсеты, процессоры с быстрыми и широкими шинами, и сама память, в конце концов. А затем покупатели, своим кошельком проголосовавшие за эти символы прогресса, естественно, захотели получить материальное подтверждение того, что сделали они это не зря. Именно на этой «второй волне» (а отнюдь не сразу!) появились программы, демонстрирующие замечательные результаты именно вкупе с быстрой памятью. Были ли результаты этих программ «необъективными»? Да нет же, в большинстве своем все было честно: быстрая память оказалась действительно хороша! Были ли все эти программы бесполезными? Тоже нет, среди них попадалось реально востребованное ПО, решавшее нужные и полезные задачи. Появилось бы это ПО именно в таком виде, если бы не было бума вокруг DDR? Нет. Однако, так или иначе, оно бы все равно появилось . Только в каком-то другом виде.

Если бы, например, основным направлением выбрали повышение не пропускной способности памяти, а объема процессорного кэша — то, опять-таки «после соответствующей идеологической подготовки» (и, соответственно, появления на рынке большого количества систем с возросшим объемом кэша), появился бы спрос на программы, быстро работающие при больших объемах кэша. Немного другие алгоритмы, немного другая оптимизация… и все снова получают зримые доказательства того, что «направление развития выбрано правильно»: увеличенный кэш дает замечательные результаты. Никакого обмана! Просто срабатывает взаимосвязанность всех элементов рыночной цепочки: в условиях, когда не существует какого-то одного верного пути развития, правильным оказывается тот постфактум, на который удалось «завернуть» большинство субъектов рынка. Поэтому при оценке перспективности любой технологии, которую кто-то начинает продвигать, никогда не следует забывать о нескольких правилах:

1. Ни одна из новых технологий практически никогда не дает качественного рывка вперед сразу после ее появления на рынке (нам не известны примеры иных ситуаций, поэтому подстраховка в виде «практически никогда» — это скорее следствие привычки избегать широких обобщений). Почему так происходит? Об этом нам рассказывает второе правило.
2. Использовать некую возможность получается только в том случае, когда она есть. Банально, но если это понять, становится совершенно очевидно: мы не можем знать в точности, к чему приведет появление конкретных воплощений некой идеи «в железе» — ведь ранее большинство просто не задавалось вопросом о том, что можно с этой идеей сделать с точки зрения ее практического использования!
3. В условиях, когда конечной цели можно достичь несколькими способами, «однозначно правильных» и «однозначно неправильных» путей развития намного меньше, чем «в чем-то правильных». Можно сделать ставку на хорошие дороги, а можно — на мощные и быстрые вездеходы. Можно совершенствовать механизмы коррекции ошибок и помехозащищенность — а можно улучшать качество линий связи. Оба пути позволяют на определенном этапе ускорить решение задачи и, в конечном итоге, повысить комфорт пользователя. И тот, и другой путь рано или поздно себя исчерпают.
4. Оценка способности некой компании (или их консорциума) продвинуть некую технологию на рынок — не менее важна, чем оценка самой технологии. Ибо только воплощенные идеи способны что-то дать конечному потребителю, прочие же интересуют только историков и немногих специалистов. И пусть отказ от поддержки Замечательной Прогрессивной Идеи на основании сомнений в силе ее продвигающего и выглядит до ужаса цинично… однако нам, потребителям, в данном случае как раз стоит быть максимально циничными — чтобы не оказаться в роли спонсоров очередного Большого Красиво Лопнувшего Пузыря.

DDR2 с рыночной точки зрения

Что есть DDR2, если отвечать на этот вопрос, помня все написанное выше? Это новый стандарт памяти, продвигаемый на рынок (в основном, на данный момент) компанией Intel, который потенциально обеспечивает достижение более высоких частот (соответственно — большей пропускной способности). Однако при этом DDR2 обладает рядом не очень приятных (в целом, с точки зрения идеала) особенностей, в основном влияющих на временные задержки. В настоящее время конкретные ее воплощения в виде модулей памяти для установки в системные платы, не могут продемонстрировать нам основных преимуществ, свойственных DDR2 как стандарту, в то время как основные его недостатки они нам демонстрируют в полную силу. Это связано с вполне конкретными, объективными причинами: недостаточной (даже для DDR2-533) пропускной способностью процессорной шины сегодняшних Pentium 4 и отсутствием массово производимых модулей памяти с низкими таймингами.

Могут ли данные недостатки быть компенсированы в будущем? Чисто теоретически, DDR2 (опять-таки, как стандарт) этому никак не препятствует. Однако де-факто, судя по прогнозам специалистов, большинство модулей DDR2 еще долго будут иметь б о льшие задержки, чем даже нынешняя «хорошая» DDR400. Напомним, что это не отменяет преимущества DDR2 (начиная с DDR2-533) по пропускной способности. Также можно ожидать в самом ближайшем будущем выхода процессоров с более высокой частотой шины, т.е. устранения еще одного недостатка текущих DDR2-систем.

Что все это означает для рынка? Судя по всему, один из флагманов индустрии придерживается мнения о том, что [предельная] пропускная способность памяти является более значимой характеристикой с точки зрения влияния на быстродействие современного программного обеспечения, чем латентность. Таковы его приоритеты. Ведущие производители памяти, в целом, не отвергают такого варианта развития событий, и готовы поддержать инициативу Intel выпуском реальных продуктов — микросхем и модулей памяти. С другой стороны, они не отрицают что рынок «обычной» DDR для них по-прежнему привлекателен, и уходить они с него не собираются до тех пор, пока DDR будет пользоваться спросом.

Как легко заметить, такая позиция производителей памяти более чем выгодна для конечного пользователя т.к. принятие основного решения оставляет именно за ним. Разумеется, то, что за спиной DDR2 стоит «Сама Intel», придает этому стандарту очень большой вес. С другой стороны, наличие на рынке такой же, или «почти такой же» быстрой памяти стандарта DDR, значительно снижает «мифическую привлекательность» DDR2, заставляя потенциального покупателя обращать больше внимания на привлекательность фактическую, т.е. реальное превосходство (или же отставание) систем на базе DDR2 в часто используемых приложениях. Иными словами, в данной ситуации рассчитывать на большие «авансы» от пользователей производителям не приходится: можно предположить, что основная волна миграции на DDR2 будет связана не с общими ожиданиями рывка, а с появлением первых овеществленных доказательств того, что рост производительности реален и его можно пощупать руками. Кроме того, не стоит забывать, что преимущество сегодняшней DDR2 над DDR400 отнюдь не настолько велико, каким было в свое время преимущество DDR266 над PC133. Тогда рост пропускной способности памяти (пусть даже в теории и по максимуму) составлял целых два раза! Сегодня все намного скромнее: ПСП самой быстрой на сегодняшний день (из поддерживаемых чипсетами) DDR2-533 превышает ПСП DDR400 всего на 33%, а у DDR2-400 она и вовсе такая же. Косвенно свидетельствует об осознании этих фактов и то, что новые чипсеты Intel поддерживают, как DDR2, так и обычную DDR: помня уроки Rambus, компания не собирается внедрять новый стандарт в качестве безальтернативного, разумно опасаясь негативной реакции рынка.

С другой стороны, если предположить, что AMD не станет торопиться с поддержкой DDR2, данный стандарт является для Intel хорошим способом давления на основного конкурента т.к. вносит дополнительный барьер, препятствующий свободному переходу пользователей с одной платформы на другую. Действительно: возможность адаптации недавно объявленной AMD платформы Socket 939 под DDR2 остается под вопросом, да и интеграция контроллера памяти в CPU вносит дополнительные трудности. Стало быть, AMD вынуждена будет еще достаточно долгое время поддерживать только DDR. Если Intel удастся достаточно быстро сделать DDR2 основной памятью для своей будущей Socket 775 — то, фактически, на одну совместимость между платформами Intel и AMD станет меньше: системы на их основе не будут пересекаться не только по чипсетам, платам, и процессорам, но и по используемому типу памяти. В такой ситуации можно предположить появление производителей модулей и микросхем (из разряда не очень крупных), которые сочтут для себя возможным полностью перейти на производство DDR2, или, наоборот, отказаться от него, сделав выбор в пользу одной из конкурирующих платформ.

Однако, как ни странно, в чем-то такая ситуация также выгодна пользователям. Правда, на этот раз — только тем, кто предпочтет Socket 775 + DDR2. Ведь для достижения «разделяющего эффекта» Intel придется продвигать DDR2 очень интенсивно, а повышать ее фактическую привлекательность можно только двумя путями: понижением цены и быстрым ростом частоты. Иными словами, темпы роста привлекательности технических и ценовых характеристик модулей DDR2 будут зависеть как от объективных, технологических причин (возможности чипмейкеров, себестоимость производства), так и от того, насколько много Intel готова вложить в продвижение данного типа памяти, насколько «агрессивны» ее намерения.

Не стоит забывать и о том, что на данный момент DDR2 в качестве перспективы «в глобальном плане» практически не имеет альтернатив. Очень сомнительно, что JEDEC утвердит спецификацию DDR500 — даже валидация модулей DDR400 уже вызвала некоторые проблемы у чипмейкеров, хоть они и были разрешены. Поэтому не мытьем так катаньем, рано или поздно, все равно нас «пересадят» на DDR2 — вопрос состоит не в том, произойдет ли это в принципе, а лишь в том, когда это произойдет. Кроме того, все еще неизвестно, кто после массового прихода данного стандарта на рынок окажется «на коне». Преимущества и недостатки позиций Intel и AMD вполне очевидны: первой, как и любому первопроходцу, суждено наступить на все грабли, связанные с поддержкой нового типа памяти — но, с другой стороны, у нее будет возможность дольше учиться на собственных ошибках, приобретая опыт. У AMD настолько богатого опыта до выхода первых процессоров с поддержкой DDR2 не будет, зато она пока может спокойно выпускать продукты, рассчитанные на DDR400, стоя в сторонке и наблюдая за развитием событий. Самое главное при такой позиции — не опоздать.

Что же мы имеем в сухом остатке?

1. DDR2 в качестве стандарта достаточно понятна и предсказуема: это тип памяти с относительно высокими задержками (что для определенным образом оптимизированного ПО плохо), но в то же самое время потенциально в два раза более высокой пропускной способностью (что опять-таки для определенным образом оптимизированного ПО хорошо).
2. Результаты тестирования того конкретного воплощения DDR2-платформы, на которое нам удалось «одним глазком» посмотреть сегодня, большого оптимизма пока не вызывают — худшие черты стандарта видны, лучших — не заметно. Но иного никто и не ожидал: результаты были предсказуемы, исходя из технических характеристик самой памяти и использованного процессора.
3. Сама по себе сегодняшняя DDR2 вряд ли сможет завоевать серьезную популярность, для этого ей нужно обзавестись более адекватным окружением. Как минимум — процессорами и чипсетами, которые смогут задействовать возросшую ПСП, и получить от этого реальный выигрыш.
4. Судьба стандарта зависит от того, насколько быстро появятся более «вкусные» по техническим характеристикам модули (например DDR2-533 с таймингами 3-3-3, или DDR2-667), и опять-таки — от того, насколько хорошо они будут поддержаны соответствующими им по возможностям процессорами и чипсетами.
5. Завтрашний день все равно за DDR2 т.к. никаких альтернатив ей пока не предвидится. Разве что производители процессоров и чипсетов вдруг решат, что более высокая пропускная способность памяти, чем у сегодняшней DDR400, им не нужна. Но вероятность такого развития событий практически равна нулю.

Двухканальная DDR2-800 на платформе AMD Athlon 64 X2 «AM2»

первые результаты исследования нового интегрированного контроллера памяти в RightMark Memory Analyzer

Оперативная память типа DDR2 известна уже довольно давно — начиная со своих первых вариантов DDR2-400 и DDR2-533, появившихся примерно 2 года назад и обладавших весьма высокими задержками (как динамическими, связанными с характеристиками самих микросхем памяти, так и системными, связанными с изначально медленными схемами таймингов — 3-3-3 и 4-4-4 соответственно), и заканчивая ее современными разновидностями, обладающими как высокими скоростями функционирования (DDR2-667, DDR2-800 и неофициальные DDR2-1000/1066), так и сравнительно низкими задержками (вплоть до схем вида 4-4-4 для DDR2-800). Тем не менее, реальный потенциал памяти данного типа в двухканальном режиме ее функционирования вплоть до сегодняшнего дня остается нераскрытым (использование сравнительно дорогой высокоскоростной памяти DDR2 в одноканальном режиме не оправдано по крайней мере экономическими причинами, т. к. гораздо более дешевая DDR400 в двухканальном режиме обладает как минимум не худшими, а зачастую — лучшими характеристиками). Причина этого заключается в том, что память типа DDR2 до сих пор поддерживалась (а фактически — предназначалась для) лишь одним классом платформ — Intel Pentium 4/Pentium D с чипсетами Intel, начиная от 915-й и заканчивая современной 975-й серией (как вариант — NVIDIA nForce 4 Intel Edition или чипсеты конкурентов, но это принципиально не меняет дело). Главное ограничение на раскрытие потенциала памяти DDR2 в этом классе платформ заключается в их традиционной «шинной» архитектуре, когда процессор связан посредством системной шины (Front-Side Bus, FSB) с северным мостом чипсета, важнейшим составляющим которого является собственно контроллер памяти, способный функционировать в двухканальном режиме. Несмотря на то что такой контроллер памяти способен обеспечить пропускную способность по своей «внутренней» шине, равную теоретической ПСП двухканальной DDR2 (от 6.4 ГБ/с для DDR2-400 до 12.8 ГБ/с для DDR2-800), реальная скорость обмена данными процессора с памятью ограничивается пропускной способностью системной шины процессора, которая функционирует на частоте 200 либо 266 МГц (для «экстремальных» вариантов процессоров). Пропускная способность последней составляет всего 6.4 либо 8.53 ГБ/с — что, как нетрудно заметить, в лучшем случае не превышает теоретическую пропускную способность двухканальной памяти DDR2-533. Исходя из этой простой математики, мы не устаем делать основной вывод о том, что даже на сегодняшний день двухканальной памяти типа DDR2-533 для платформ Intel по-прежнему хватает «за глаза». Конечно, практика показывает, что более высокоскоростная память типа DDR2-667 или DDR2-800 все же имеет преимущество и на этом классе платформ, которое заключается исключительно в снижении задержек при случайном доступе к оперативной памяти. Однако согласитесь, что постоянный случайный доступ к памяти вряд ли является типичным режимом ее функционирования, характерным для большинства реальных задач.

Итак, «необходимость и достаточность» памяти DDR2-533 могла бы еще долго оставаться такой — как минимум, до тех пор, пока не появились бы процессоры и чипсеты Intel, обладающие более высокой частотой системной шины (каковыми, кстати, станут грядущие процессоры Intel Core 2 (ядра Conroe/Merom/Woodcrest) и соответствующие им чипсеты). Если бы не решение конкурента, обладающее, по крайней мере «на бумаге», потенциально лучшими характеристиками обмена данными с памятью.

Как известно, существенным отличием процессоров/платформ класса AMD Athlon 64 (включая их двухъядерную реализацию Athlon 64 X2) является наличие интегрированного контроллера памяти (двухканального либо одноканального — в бюджетном секторе решений), функционирующего на полной частоте (равной частоте ядра процессора) и имеющего прямую шину обмена командами и данными с оперативной памятью. Последняя функционирует на частоте, максимально приближенной (именно «максимально приближенной», а не «равной», т. к. последняя получается делением частоты процессора на некую целую постоянную) к номинальной частоте памяти. При этом роль «системной шины» в привычном ее понимании играет шина HyperTransport, никак не связанная с шиной памяти и служащая для обмена данными с периферией посредством чипсета (говорить о строгом разделении последнего на северный и южный мосты здесь не приходится, поскольку отчасти функции северного моста выполняет сам процессор). Очевидно, что применение такой схемы, по крайней мере в теории, позволяет полностью «выбрать» реальную пропускную способность памяти даже при ее двухканальном подключении — обмен данными с памятью идет напрямую, минуя всевозможные «узкие места» (если, конечно, таковые не встречаются непосредственно в самом ядре процессора, о чем ниже). По нашим многочисленным исследованиям мы можем констатировать, что с нынешними процессорами AMD Athlon 64 (начиная от первой ревизии ядра («C») и заканчивая последней («E»)), интегрированный контроллер памяти которых рассчитан на использование памяти типа DDR400 (в последнем случае — и выше, вплоть до неофициальной «DDR533»), так оно и есть — наблюдаемые реально максимальные значения ПСП весьма близки к теоретическим.

Новое решение от AMD — двухъядерные процессоры с тем же названием Athlon 64 X2 (топовые модели — Athlon 64 FX), но ревизией ядра/контроллера памяти «F» и несколько иным процессорным разъемом «Socket AM2» в некоторой степени является принципиально новым — как уже можно было догадаться, интегрированный контроллер памяти этих процессоров теперь поддерживает память типа DDR2 (и только DDR2, начиная от DDR2-400 и пока что заканчивая DDR2-800). Пожалуй, это единственное серьезное отличие — бегло проведенные нами микроархитектурные тесты данного процессора в RightMark Memory Analyzer не выявили каких-либо заметных отличий от всех предыдущих ревизий процессоров класса AMD64 (чего не скажешь о постоянно меняющихся ревизиях ядер процессоров Intel!). Что ж, самое время посмотреть, на что способен новый контроллер памяти от AMD, сможет ли он раскрыть реальный потенциал двухканальной памяти DDR2-800. Или, перефразируя последнее предложение, «пришла ли наконец-то пора по-настоящему быстрой DDR2?» 🙂

Конфигурации тестовых стендов

Тестовый стенд №1

• Процессор: AMD Athlon 64 X2 4000+ (ревизия ядра «F»), Socket AM2
• Чипсет: NVIDIA nForce 570 SLI (MCP55P)
• Материнская плата: MSI K9N SLI Platinum
• Память: 2×1024 МБ Corsair XMS2 PRO PC2-6400 (DDR2-800, тайминги 5-5-5-12)

Тестовый стенд №2

• Процессор: Intel Pentium 4 Extreme Edition 3,73 ГГц (Prescott N0, 2 МБ L2)
• Чипсет: Intel 975X, частота FSB 200 и 266 МГц
• Материнская плата: ASUS P5WD2-E Premium, версия BIOS 0404 от 03/22/2006
• Память: 2×512 МБ Corsair XMS2-8500 (DDR2-1066 в режиме DDR2-800, тайминги 5-5-5-18)

Тестовый стенд №3

• Процессор: AMD Athlon 64 4000+, 2.4 ГГц (rev. SH-CG, 1 МБ L2)
• Чипсет: NVIDIA nForce4 SLI X16
• Материнская плата: ASUS A8N32-SLI Deluxe, версия BIOS 0502 от 10/06/2005
• Память: 2×1024 МБ Corsair XMS PRO PC3500, «DDR437» (в режиме DDR400, тайминги 2-3-2-6)

Результаты тестирования

Начнем с изучения результатов тестирования новой платформы как таковой (стенд №1), а затем сопоставим их с уже имеющимися результатами тестирования как памяти типа DDR2-800 на платформе Intel (стенд №2), так и памяти типа DDR400 на нынешнем поколении платформ AMD Athlon 64 (стенд №3).

В настройках контроллера памяти в BIOS материнской платы MSI K9N SLI Platinum, как и для предыдущих ревизий ядер AMD64, можно задать максимальную частоту функционирования памяти (MemCLK Limit). В данном случае она, выраженная в терминах скоростной категории памяти, может принимать значения «DDR2-400», «DDR2-533», «DDR2-667» и «DDR2-800», что соответствует четырем принятым стандартам памяти типа DDR2. В очередной раз оговоримся, что речь идет именно о максимальной, но не номинальной частоте функционирования памяти, поскольку она получается путем деления частоты процессора (контроллера памяти) на некоторое целое значение. Таким образом, реальная частота шины памяти может оказаться меньшей или равной заданному пределу MemCLK Limit.

К сожалению, узнать реальную частоту шины памяти в том или ином случае в точности не представляется возможным. Данный параметр просто не фигурирует в конфигурационных регистрах «северного моста» процессора (в них хранится лишь вышеупомянутый предел частоты памяти), поэтому всегда вычисляется эмпирическим путем, однако логика выставления частоты шины памяти процессором может отличаться от таковой, реализованной в системных утилитах (включая наш тест RMMA). Заметим также, что переориентация интегрированного контроллера памяти AMD64 на память типа DDR2 в новой ревизии ядер «F» неизбежно повлекла за собой многочисленные изменения в параметрах конфигурационных регистров, и, таким образом, на настоящий момент как сам процессор, так и настройки его контроллера памяти определяются неверно. Так, последняя версия RMMA (3.65) утверждает, что перед нами — процессор «AMD Athlon 64 FX-39» с частотой шины памяти 100 МГц (независимо от выставленного предела частоты), а большинство значений таймингов памяти просто не определяется. С нетерпением ждем новой документации от AMD, дабы исправить это положение, а пока вернемся к нашим тестам.

В приведенной ниже таблице представлены результаты тестирования памяти типа DDR2-800 (тайминги выставлялись в настройках BIOS по умолчанию) во всех четырех скоростных режимах, поддерживаемых новым контроллером памяти. Для каждого из этих режимов представлена теоретическая пропускная способность памяти, рассчитанная с учетом наиболее вероятной реальной частоты шины памяти (она отличается от номинала лишь в случае DDR2-533 и составляет 250 (500) МГц), а также реально измеренные величины ПСП и задержек при псевдослучайном (случайность в пределах одной страницы памяти, прямой последовательный обход страниц) и истинно случайном обходе 32-мегабайтного блока памяти.

Параметр/Режим	DDR2-400	DDR2-533	DDR2-667	DDR2-800
Теоретическая ПСП, МБ/с	6400	8000*	10667	12800
Средняя ПСП на чтение, МБ/с	2548	2950	3368	3590
Средняя ПСП на запись, МБ/с	2063	2394	2759	2909
Макс. ПСП на чтение, МБ/с	5213 (81.5%)	5944 (74.3%)	6590 (61.8%)	6819 (53.3%)
Макс. ПСП на запись, МБ/с	5626 (87.9%)	5695 (71.2%)	5758 (54.0%)	5790 (45.2%)
Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс	44.6	38.0	31.8	28.8
Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс	49.4	42.0	35.1	31.9
Минимальная латентность случайного доступа**, нс	141.6	117.6	96.3	85.3
Максимальная латентность случайного доступа**, нс	149.5	123.0	99.5	88.5

^*реальная частота памяти 250 МГц, режим «DDR2-500»
^**размер блока 32 МБ

Результаты, мягко говоря, не впечатляют. Уже в случае наименее скоростного режима DDR2-400 максимальная реальная ПСП едва превышает 5.2-5.6 ГБ/с (заметим, что она оказывается ниже при чтении данных с программной предвыборкой, нежели при записи данных методом прямого сохранения) — что явно меньше типичных 6.2-6.4 ГБ/с, наблюдаемых в нынешнем поколении платформ AMD64 с памятью типа DDR400.

При переходе от наименее скоростного режима DDR2-400 к более скоростным изменение частоты шины памяти явно происходит — об этом говорят все более возрастающие величины ПСП, однако сам прирост указанных величин вряд ли заслуживает похвалы. В режиме DDR2-533 ПСП при чтении данных из памяти начинает превышать ПСП при записи данных (что сохраняется и при дальнейшем увеличении частоты шины памяти), но по-прежнему не достигает значений, типичных для… DDR400. Паритет достигается примерно в области DDR2-667 — в этом режиме ПСП при чтении начинает немного превышать ПСП DDR400, но достигает лишь порядка 62% от собственного теоретического максимума. Еще меньший эффект заметен в максимально скоростном режиме — ПСП достигает лишь 6.8 ГБ/с, т. е. примерно 53% от теоретического предела. Картина выглядит более чем печально — как показали наши недавние тесты, гораздо лучших результатов можно достичь с нынешним поколением контроллеров памяти AMD64 ревизии «E», применяя нестандартную (оверклокерскую) память типа DDR533.

Единственный приятный момент при переходе к высокоскоростным режимам функционирования DDR2 заключается лишь в постоянном уменьшении задержек, наиболее заметном по латентности случайного доступа к памяти (от 142 до 85 нс). Однако и этому находится достаточно прозаическое объяснение — во всех режимах использовалась одна и та же схема таймингов по умолчанию (5-5-5-12), которая в абсолютных величинах выглядит совершенно по-разному для режимов DDR2-400 и DDR2-800 (чтобы быть точным, различие составляет ровно два раза в пользу DDR2-800).

Сопоставим теперь полученные результаты с типичными скоростными показателями памяти типа DDR2-800 на платформах Intel и DDR400 на платформах AMD, взятыми из результатов тестирования модулей памяти Corsair XMS2 PC2-8500 (в режиме DDR2-800) и Corsair XMS 3500LLPRO (в режиме DDR400).

Параметр/Платформа	DDR2-800, AMD «AM2» (стенд №1)	DDR2-800, Intel P4EE (стенд №2)		DDR400, AMD64 (стенд №3)
Теоретическая ПСП, МБ/с	12800	6400*	8533**	6400
Средняя ПСП на чтение, МБ/с	3590	5614	6878	4344
Средняя ПСП на запись, МБ/с	2909	2175	2415	2555
Макс. ПСП на чтение, МБ/с	6819 (53.3%)	6530 (102.0%)	8527 (99.9%)	6400 (100.0%)
Макс. ПСП на запись, МБ/с	5790 (45.2%)	4279 (66.8%)	5685 (66.6%)	6213 (97.1%)
Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс	28.8	52.7	45.7	31.6
Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс	31.9	61.9	53.2	35.3
Минимальная латентность случайного доступа***, нс	85.3	105.7	95.4	62.8
Максимальная латентность случайного доступа***, нс	88.5	130.5	114.8	67.0

^*ПС системной шины, частота 200.0 МГц
^**ПС системной шины, частота 266.7 МГц
^***размер блока 32 МБ

О сопоставлении величин ПСП, полученных в настоящем исследовании, с результатами тестирования других платформ мы уже отчасти говорили выше — даже в максимальном скоростном режиме DDR2-800 они лишь незначительно опережают типичные величины для DDR400 на текущем поколении платформ AMD. На платформе Intel, явно ограничивающей реальный потенциал DDR2-800, и то наблюдаются значительно более высокие показатели — по крайней мере, соответствующие почти 100% эффективности утилизации процессорной шины, являющейся «узким местом». Достаточно приятную картину интегрированный контроллер DDR2 показывает лишь по части задержек — они оказываются меньше по сравнению с таковыми на платформе Intel, обладающей внешним контроллером памяти (в обоих случаях величины получены при включенной аппаратной предвыборке данных), т. е. некоторое преимущество интегрированного контроллера памяти над «традиционной» схемой построения подсистемы памяти все же имеется. Задержки при псевдослучайном обходе DDR2-800 на платформе «AM2» также не уступают задержкам при псевдослучайном обходе DDR400, а по части истинно случайного доступа к памяти новый интегрированный контроллер памяти DDR2 все же несколько проигрывает своему предыдущему DDR-аналогу.

Вместо заключения

Каковы же могут быть причины наблюдаемых результатов? На наш взгляд, их как минимум две. Первая из них достаточно очевидна — это «сырость» самого интегрированного контроллера памяти DDR2, который явно «не тянет» высокоскоростные режимы вроде DDR2-800, в связи с чем большую часть времени, по всей видимости, занимается отправкой «пустых» команд NOP по шине памяти :). Вторая причина менее очевидна, к тому же, она способна объяснить лишь часть представленных фактов. Это — «узость», да и вообще ограничение схемы организации шины L1-L2 кэша процессора (двунаправленная шина, эффективная разрядность которой — всего 64 бита в каждую сторону, в противовес 256-битной шине L1-L2 кэша процессоров Intel Pentium 4/Pentium D, к тому же, обладающих инклюзивной организацией кэша, не требующей «лишнего трафика» по шине L1-L2). Ее пиковая пропускная способность — 8 байт/такт, что для процессора с тактовой частотой в 2 ГГц составляет ровно 16.0 ГБ/с (заведомо выше ПСП двухканальной DDR2-800, но уже сопоставимо с ПСП более скоростной двухканальной DDR2-1066), однако в реальности мы имеем совсем другую картину.

Реальная пропускная способность L1/L2 кэша и оперативной памяти

Итак, реальная ПС в области L2-кэша данных составляет всего 4 байта/такт, т. е. ровно 8.0 ГБ/с, что явно ниже, чем теоретическая ПСП двухканальной DDR2-800. Реальная пропускная способность памяти как таковой, как мы уже показали, оказывается еще ниже. Тем не менее, «узость» шины L1-L2, хотя и имеет место быть, неспособна объяснить крайне низкие значения ПСП на запись методом прямого сохранения данных (минуя иерархию кэшей процессора), которая во всех случаях ограничивается уровнем 5.6-5.7 ГБ/с (т. е. проигрывает даже предыдущему контроллеру памяти, рассчитанному на DDR400!). С чем связано последнее ограничение, пока не понятно, однако складывается впечатление, что схема записи в память через «буферы объединения записи» (write-combining buffers), реализованная еще во времена первых процессоров Athlon 64 и не претерпевшая изменений впоследствии, уже явно устарела и «не поспевает» за современными стандартами двухканальной DDR2, обладающей весьма серьезным потенциалом пропускной способности (как мы видим, она оказывается сопоставимой со скоростью внутрипроцессорных коммуникаций, а это весьма и весьма серьезно!).

Таким образом, увы, в очередной раз раскрыть реальный потенциал топовых моделей DDR2 (DDR2-667 и выше) не удалось, эра высокоскоростной DDR2 не настала :(. На наш взгляд, виновной на сей раз оказалась сама компания AMD, попытавшаяся привязать уже устаревающие технологии почти 5-летней давности, реализованные еще в первых процессорах Athlon 64 (вроде сравнительно узкой шины L1-L2 кэша с эксклюзивной организацией последнего) к самым современным технологиям памяти, пропускная способность которых стремительно приближается к скорости передачи данных внутри самого процессора. Оперативная память определенно перестает быть «узким местом» системы, так что производителям процессора уже стоит начинать считаться с этим фактом. Что ж, будем надеяться, что производители услышат наши слова, и в следующей ревизии «G» процессорных ядер AMD64 (или принципиально новом процессорном ядре от AMD) подобные пробелы будут устранены.

Читайте далее: [Двухканальная DDR2-800 на платформе AMD Athlon 64 X2 «AM2». Часть 2: процессор AMD Athlon 64 FX-62]

Основные характеристики модулей памяти

Часть 21: Модули Kingston HyperX DDR2-800 (PC2-6400)

Мы продолжаем изучение основных характеристик высокоскоростных модулей DDR2 на низком уровне с помощью универсального тестового пакета RightMark Memory Analyzer. Совсем недавно мы рассмотрели двухканальный комплект модулей Kingston high-end серии HyperX, рассчитанный на работу в нестандартном режиме «DDR2-900», сегодня же будет рассмотрено похожее предложение, но укладывающееся в рамках стандарта JEDEC — двухканальный комплект модулей памяти Kingston HyperX DDR2-800 высокой мощности (суммарный объем 2 ГБ), обладающих, как утверждает производитель, низкими задержками.Информация о производителе модуля

Производитель модуля: Kingston Technology
Производитель микросхем модуля: Elpida Memory, Inc.
Сайт производителя модуля:
www.kingston.com/hyperx/products/khx_ddr2.asp
Сайт производителя микросхем модуля:
www.elpida .com / en / products / ddr2.htmlВнешний вид модуля

Фото модуля памяти

Со снятыми радиаторами:

Фото микросхемы

Номер детали модуля

Расшифровка Номер детали модуля

Руководство по расшифровке Номер детали модуля памяти DDR2 на сайте производителя отсутствует.Краткой технической документации модулей отсека с номером детали KHX6400D2LLK2 / 2G указывается, что продукт представляет собой комплект из двух модулей с низкими задержками (Low Latency, сокращает «LL») объемом 1 ГБ каждый, имеет конфигурацию 128M x 64 и основанных на 16 микросхемах с конфигурацией 64M x8. Производитель гарантирует 100% стабильную работу модулей в штатном режиме DDR2-800 при таймингах 4-4-4-12 и питающем напряжении 2.0 В, но в микросхеме SPD в качестве режима по умолчанию прописан режим DDR2-800 со стандартными таймингами 5-5-5 -15 и напряжением питания 1.8 В.

Расшифровка Номер детали микросхемы

Как и ранее исследованных Kingston HyperX DDR2-900, в настоящих модулях памяти использованы микросхемы с оригинальной маркировкой их реального описателя (Elpida), что позволяет нам изучить их характеристики в том числе, воспользовавшись техническими характеристиками ( техпаспорт) 512-Мбит чипов памяти DDR2 Elpida, применяемых в данных модулях.

Поле	Значение	Расшифровка
0	—	Производитель (отсутствует, «E» = Elpida Memory)
1	—	Тип (отсутствует, «D» = монолитное устройство)
2	E	Код товара: «E» = DDR2
3	51	Емкость / количество логических банков: «51» = 512М / 4 банка
4	08	Ширина внутренней шины данных: «08» = x8
5	A	Протокол питания: «A» = SSTL 1.8V
6	G	Ревизия кристалла: «G»
7	—	Код упаковки (отсутствует, «SE» = FBGA)
8	6E	Скорость компонента : «6E» = DDR2-667 (5-5-5)
9	E	Код охраны окружающей среды: «E» = без использования свинца

В маркировке рассматриваемых микросхем Elpida, как обычно, отсутствуют поля, характеризующие производителя (Elpida Memory) и тип устройства (монолитное), а также код упаковки устройства (FBGA).Как видно из приведенных в таблице таблиц, микросхемы модуля конфигурации 64M x8 (полная емкость — 512 Мбит) и рассчитаны на функционирование в «медленном» режиме DDR2-667 (при таймингах 5-5-5), соответствующем первой ревизии стандарта DDR2-667 . Заметим, что такие же микросхемы (но другого производителя) применяются в еще более высокоскоростных модулях Kingston HyperX DDR2-900, рассмотренных нами ранее. По-видимому, в обоих случаях можно говорить о тщательном отборе модулей микросхем DDR2-667, обладающих наилучшими показателями скорости и надежности, вместо использования реальных микросхем скоростной категории DDR2-800.Данные микросхемы SPD модуля

Описание общего стандарта SPD:

Описание специфического стандарта SPD для DDR2:

39 31

30

Параметр	Байт	Значение	Расшифровка
Фундаментальный тип памяти	2	DR2	DDR2 SDRAM
Общее количество адресных линий строки модуля	3	0Eh	14 (RA0-RA13)
Общее количество адресных линий столбца модуля	4	0Ah	10 (CA0-CA9)
Общее количество физических банков модуля памяти	5	61h	2 физического банка
Внешняя шина данных модуля памяти	6	40h	64 бит
Уровень питающего напряжения	8	05h	SSTL 1.8V
Минимальная длительность периода синхросигнала (t CK ) при максимальной задержке CAS # (CL X)	9	25h	2,50 нс (400.0 МГц)
Тип конфигурации модуля	11	00h	Non-ECC
Тип и способ регенерации данных	12	82h	7,8125 мс — 0,5x сокращенная саморегенерация
Ширина внешнего интерфейса шины (тип организации) с помощью микросхем памяти	13	08h	x8
Ширина внешнего интерфейса шины данных (тип организации) микросхем памяти ECC-модуль	14	00h	Не определено
Длительность передаваемых пакетов (BL)	16	0Ch	BL = 4, 8
Количество логических банков каждой микросхемы в модуле	17	04h	4
Поддерживаемые длительности задержки CAS # (CL)	18	38h	CL = 5, 4, 3
Минимальная длительность периода синхросигнала (t CK ) при уменьшенной задержке CAS # (CL X-1)	23	3Dh	3.75 нс (266,7 МГц)
Минимальная длительность периода синхросигнала (t CK ) при уменьшенной задержке CAS # (CL X-2)	25	50h	5,00 нс (200,0 МГц)
Минимальное время подзарядки данных в строке (t RP )	27	32h	12,5 нс 5,0, CL = 5 3,3, CL = 4 2,5, CL = 3
Минимальная задержка между активизацией соседних строк ( t RRD )	28	1Eh	7.5 нс 3,0, CL = 5 2,0, CL = 4 1,5, CL = 3
Минимальная задержка между RAS # и CAS # (t RCD )	29	32h	12,5 нс 5,0 , CL = 5 3,3, CL = 4 2,5, CL = 3
Минимальная длительность импульса сигнала RAS # (t RAS )	30	27h	39,0 нс 15,6, CL = 5 10,4 , CL = 4 7,8, CL = 3
Емкость одного записи физического банка модуля памяти	80h	512 МБ
Период восстановления (t WR )	36	3Ch	15.0 нс 6, CL = 5 4, CL = 4 3, CL = 3
Внутренняя задержка между командами WRITE и READ (t WTR )	37	1Eh	7,5 нс 3,0, CL = 5 2,0, CL = 4 1,5, CL = 3
Внутренняя задержка между командами READ и PRECHARGE (t RTP )	38	1Eh	7,5 нс 3,0, CL = 5 2,0 , CL = 4 1,5, CL = 3
Минимальное время цикла строки (t RC )	41, 40	33h, 30h	51.5 нс 20,6, CL = 5 13,7, CL = 4 10,3, CL = 3
Период между командами саморегенерации (t RFC )	42, 40	69h, 30h	105,0 нс 42 , CL = 5 28, CL = 4 21, CL = 3
Максимальная длительность периода синхросигнала (t CK max)	43	80h	8.0 нс
Номер ревизии SPD	62	12ч	Ревизия 1.2
Контрольная сумма байт 0-62	63	31h	49 (верно)
Идентификационный код по JEDEC	64-71	7Fh, 98h	Kingston
Деталь Номер модуля	73-90	00h … 00h	Не определено
Дата изготовления модуля	93-94	06h, 0Fh	2006 год, 15 неделя
Серийный номер модуля	95-98	5Ah, 15h, 8Eh, 29h	298E155Ah

Содержимое SPD выглядит несколько нестандартно, по всей видимости — ввиду нацеленности использования уменьшенных задержек.Поддерживаются три различных значения задержки сигнала CAS # — 5, 4 и 3. Первому (CL X = 5) соответствует режим функционирования DDR2-800 (время цикла 2.5 нс) со схемой таймингов 5-5-5-15.6 (с округлением — 5- 5-5-16), что примерно совпадает со значениями, указанными в модулях документации (5-5-5-15 при DDR2-800). Второму значению t _CL (CL X-1 = 4) соответствует, как ни странно, режим не DDR2-667, но DDR2-533 (время цикла 3.75 нс). Схема таймингов для этого случая не представляется целыми значениями и может быть записана как 4-3.3-3.3.-10.4, что при округлении превратится в схему 4-4-4-11. Наконец, третьему значению задержки сигнала CAS # (CL X-2 = 3) соответствует режиму DDR2-400, вновь с нецелой схемой таймингов 3-2.5-2.5-7.8, превращающейся при округлении в 3-3-3-8. Из характеристик данных SPD можно отметить сравнительно большое, но достаточно часто встречающееся в высокоскоростных модулях минимальное время цикла регенерации t _RFC = 105.0 нс. Номер ревизии SPD, идентификационный код производителя, дата изготовления и серийный номер модуля указаны верно, но в то же время, информация о Номер детали модуля отсутствует.Конфигурация тестового стенда

• Процессор: Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73 ГГц (Prescott N0, 2 МБ L2)
• Чипсет: Intel 975X
• Материнская плата: ASUS P5WD2-E Premium, версия BIOS 0404 от 22.03.2006
• Память: 2×1024 МБ Kingston HyperX DDR2-800 Low Latency

Результаты тестирования

Тесты производительности

В первой серии тестов использовалась схема таймингов, выставляемая в настройках BIOS по умолчанию (Тайминги памяти: «by SPD»).Тестирование осуществлялось в двух скоростных режимах — DDR2-667 при частотах FSB 200 и 266 МГц (множители памяти 1.67 и 1.25, соответственно) и DDR2-800 при частотах FSB 200 и 266 МГц (множители памяти 2.0 и 1.5, соответственно). Напомним, что, начиная с нашего предыдущего исследования, в тестах модулей памяти используется новая версия тестового пакета RMMA 3.65, в которой по умолчанию выбран больший размер тестируемого блока памяти (32 МБ), что позволяет в большей степени уменьшить влияние сравнительно большого 2-МБ L2 -кэша процессора Pentium 4 Extreme Edition.

В режиме DDR2-667 BIOS материнской платы в качестве значений таймингов по умолчанию выставила схему 5-5-5-13 («наугад», т.к. соответствующие данные отсутствуют в SPD), тогда как в режиме DDR2-800 по умолчанию выставлена ​​схема 5-5-5-16, соответствующая рассмотренным выше данным SPD.

Параметр / Режим	DDR2-667		DDR2-800

.Частота DRAM

, частота памяти

Другие идентичные по назначению опции: Частота памяти, Тактовая частота DRAM, Настройка тактовой частоты MEM, Тактовая частота памяти (МГц), Новая скорость MEM (DDR), Частота системной памяти.

К категории наиболее часто используемых опций BIOS, относящейся к часто используемым настройкам оперативной памяти компьютера, относится опция DRAM Frequency (Частота динамического ОЗУ). Она позволяет установить один из самых важных параметров ОЗУ — частоту работы микросхем памяти.

Содержание статьи

Принцип работы

Оперативная память является одним из важнейших компонентов персонального компьютера. Ее предназначение — хранение данных, которые используются системой и прикладными программами во время текущего сеанса работы. На аппаратном уровне оперативная память выполнена в виде специальных модулей, на которых размещены микросхемы, содержащие собственно ячейки хранения информации. Эти модули вставляются в особые слоты расширения на материнской плате.

Как правило, ОЗУ компьютера относится категории динамической памяти. От статической динамической памяти (Dynamic Random Access Memory или DRAM) отличает более низкое быстродействие, но и, при этом, более низкая цена. Также особенностью динамической памяти является ее потребность в динамическом обновлении данных в устройствах на ней микросхемах.

В настоящее время для оперативной памяти используются модули, изготовленные по технологии DDR (Double Data Rate) Synchronous DRAM.Модули DDR используют синхронный, то есть определяемый тактовым генератором, режим работы, и имеют большую пропускную способность по сравнению с обычными модулями синхронной памяти (SDRAM).

Частоту работы динамической оперативной памяти можно считать одним из самых важных параметров ее работы, поскольку он во многом определяет ее производительность. Обычно под память подразумевают частоту шины на материнской плате.

Следует отличать реальную частоту шины памяти, которая составляет количество импульсов, создаваемых тактовым генератором, от эффективной.Эффективная частота является по сути, быстродействием операций, совершенных при работе памяти, и для современных модулей ОЗУ, таких, как DDR2 и DDR3, может быть в несколько раз выше реальной.

Модули оперативной памяти типа DDR, как правило, работают на частотах в 200, 266, 333, 400 МГц. Модули DDR2 обычно имеют вдвое большие характеристики частоты МГц по сравнению с DDR2 — 400, 533, 667, 800, 1066, а, следовательно, и вдвое большую производительность.Память типа DDR3, в свою очередь, имеет вдвое большие показатели эффективной частоты по сравнению с DDR2 — 800, 1066, 1333, 1600, 1800, 2000, 2133, 2200, 2400 МГц.

Для установки частоты работы модулей оперативной памяти во многих BIOS существует функция DRAM Frequency.

Эти функции используются только на тех материнских платах, которые имеют контроллеры ОЗУ, позволяющие ей в асинхронных режимах, то есть на частотах, независимых от системной шины.Системы контроллеров памяти в современных материнских платах, как правило, встроены в чипсет, то чипсеты с такими контроллерами называются асинхронными. Материнские платы с асинхронными чипсетами предоставляют пользователю широкие возможности для разгона ОЗУ.

Опция DRAM Frequency может иметь различные варианты значений. Значение Auto подразумевает, что скорость работы ОЗУ автоматически определяет BIOS. Значение SPD означает, что частота работы определяется специальными микросхемами, встроенными в модули памяти — микросхемами SPD (Serial Presence Detect, схема последовательного детектирования).

Также опция часто позволяет выбрать точные частоты набора ОЗУ из определенного набора значений поддерживаемой материнской платой. Эти величины всегда указываются в мегагерцах.

В некоторых BIOS могут встретиться и варианты типа 1: 1, Linked, Host Clk. Эти варианты подразумевают установку частоты работы модуля памяти равной частоты работы системной шины.

Какой вариант выбрать?

Для большинства пользователей лучше установить значение Auto, чтобы BIOS смогла бы автоматически подобрать оптимальное значение.Однако иногда случается так, что BIOS может установить частоту меньшую, чем та, которая является номинальной для ОЗУ. Чтобы исправить это, можно установить в опции значение с помощью SPD или вручную выбрать необходимый вариант значения частоты.

Также ручная установка частоты памяти часто используется при разгоне компьютера. Как известно, увеличение скорости работы оперативной памяти в большинстве случаев позволяет повысить производительность компьютера, хотя и не в такой большой степени, как повышение скорости работы процессора.Обычно прирост производительности при разгоне ОЗУ может составлять от 4 до 12%. Помимо точечного разгона определенного компонента ПК, есть варианты опций, такие как AI Overclock Tuner или Burn-In Mode, которые могут регулировать комплексный разгон.

Для разгона памяти пользователь может указать значение частоты в опции, а затем протестировать её работу при помощи специальных тестовых программ. В случае, если ОЗУ работает без ошибок, то установленное значение можно оставить в качестве постоянного.

Однако не только установка слишком высоких значений оперативной памяти может иметь негативные последствия. В некоторых случаях и установка слишком низких значений, выходящих за пределы спецификаций модулей ОЗУ, также может приводить к ошибкам во время загрузки компьютера.

Порекомендуйте Друзьям статья:

.Частота

драм что это в BIOS?

BIOS представляет собой комплекс микропрограмм, обеспечивающий комплексное функционирование компонентов ПК. Визуализированный интерфейс BIOS подлежит тонкой настройке, осуществить которую может, как специалист, так и рядовой пользователь ПК, занявшийся самообучением по данному направлению.

Одна из опциональных настроек носит название DRAM Frequency и размещается в меню Advanced. В зависимости от версии BIOS он так же может именоваться, как частота памяти, частота памяти DRAM, установка тактовой частоты MEM и т.д. Рассмотрим систему опций для понимающей: DRAM Frequency, что это и как её использовать.

Суть опции DRAM Frequency

Этот элемент конфигурации BIOS используется часто, поскольку отвечает за важнейший параметр — частоту динамического ОЗУ или говоря проще — оперативной памяти. Осуществляя настройку посредством опции DRAM Frequency, можно изменить частоту работы микросхем ОЗУ.

Принцип действия

На программном уровне ОЗУ — это специальная память ПК, в которой хранятся данные о работе ПО в текущей сессии.Аппаратное представление оперативной памяти — это небольшие планки с паянными микросхемами, среди которых расположены упомянутые ячейки памяти. Подключаются такие планки в специальные разъемы материнской платы ПК.

Вот так выглядит модуль оперативной памяти

Память имеет динамический формат — при своём низком уровне быстродействия она требует постоянного обновления хранимых данных. Современный стандарт ОЗУ именуется DDR (Double Data Rate). Производители увеличили их пропускную способность и обеспечили синхронность взаимодействия с остальными элементами ПК.

Частота работы ОЗУ предопределяется характеристики данного элемента. Стоит говорить о реальной и эффективной частотах работы шины памяти на материнской плате:

• реальная — число импульсов, создаваемых токовым генератором;
• эффективная — частота работы, что соответствует скорости выполнения модулями памяти (она значительно выше реальной).

Значения этого увеличиваются с новым поколением устройств.Так, если стандарт DDR отличался диапазоном частот от 200 до 400 МГц, то в новейшем DDR 4 эти значения рассматриваются от 1600 до 2400 МГц с разгона до 3200 МГц.

Ручная настройка

Итак, остаётся понять, какое же значение частоты DRAM должно быть выбрано при настройке BIOS. Оптимальный вариант — установка значения «AUTO», что позволит BIOS самостоятельно определить подходящую для работы частоту ОЗУ.

Оптимальное значение для параметра Частота DRAM — AUTO

В отдельных случаях это может привести к установке значения меньшего, чем номинальное для используемого планок памяти.Тогда стоит изменить автоматическое определение на значение «by SPD» или вручную выставить подходящую частоту

Внимание! Слишком низкое или высокое значение частоты ОЗУ может привести к критическим ошибкам в работе компонента. Потому любые изменения программы DRAM Частота должны тестироваться. Возникновение неполадок является поводом для скорейшего восстановления начальных стандартных значений.

.

Как выставить частоту оперативной памяти в БИОСе

Продвинутым пользователям хорошо известен термин «разгон», который подразумевает увеличение производительности. Процедура разгона оперативной памяти включает в себя ручную установку рабочих модулей, о чём мы сегодня и хотим поговорить.

Видео инструкция

Выбор частоты ОЗУ

Прежде, чем приступить к увеличению частоты памяти, отметим несколько важных моментов.

• Далеко не все материнские платы за такую ​​функцию: чаще всего настройка частоты попадается в моделях, нацеленных на геймеров или компьютерных энтузиастов. Также такие настройки обычно отсутствуют в ноутбуках.
• Обязательно особенно нужно использовать тип установленной RAM, в БИОСах, где есть возможность вручную прописать значение частоты.
• Повышенные частоты обычно сопровождаются и повышением выделяемого тепла, поэтому рекомендуется установить серьёзное охлаждение.

Собственно процедура увеличения частоты памяти отличается от типа BIOS, установленного на плате.

Внимание! Для полноценного разгона оперативной памяти просто увеличить частоту недостаточно — также потребуется изменить некоторые другие параметры вроде таймингов и вольтажа! Об этом рассказано в отдельном материале!

Подробнее: Разгон оперативной памяти через BIOS

Рассмотрим на примерах наиболее распространенных вариантов.Разумеется, сперва в БИОС нужно зайти — в статье по ссылке ниже вы найдёте детальное руководство по входу в интерфейс микропрограммы.

Урок: Как зайти в BIOS

Текстовый вариант

Классические текстовые БИОС с управлением с клавиатуры уходят в прошлое, но для некоторых пользователей всё ещё актуально.

AMI

1. Войдите в интерфейс прошивки и перейдите на вкладку «Дополнительно» .



2. Воспользуйтесь опцией «Частота DRAM» — выберите ее стрелочками и нажмите Введите .

   

   В некоторых вариантах этого интерфейса опция находится внутри подменю «JumperFree Configuration» .

3. Выберите во всплывающем меню подходящую частоту. Обратите внимание, что для использования как числовые значения в МГц, так и соответствующие им типы памяти. Снова використовуйте стрелки и Введите .
4. Нажмите на F10 для сохранения параметров и подтвердите настройки.

Награда

1. В главном меню BIOS воспользуйтесь опцией «MB Intelligent Tweaker» .



2. Для настройки частоты памяти первым делом переключите параметр «Установить частоту памяти» в положение «Ручной» .



3. Далее воспользуйтесь возможностью настройки «Часы памяти» . В Award BIOS изменение частоты достигается за счёт выбора множителя. Если вы можете сложно ориентироваться в них, выставить любой и проверить значение в мегагерцах рядом с опцией. Пропорция очень простая — чем выше множитель, тем более высокая частота получается.
4. После внесения изменений сохраните настройки. Происходит это точно таким же образом, как и в предыдущем варианте: нажмите F10 и подтвердите желание сохранить параметры.

Феникс

1. В главном меню выберите вариант «Контроль частоты / напряжения» .



2. Далее воспользуйтесь возможностью меню «Функция памяти» .



3. Найдите опцию «Настройка управления памятью» , её нужно установить в положение «Включить» .Далее откройте меню «Частота памяти» — устанавливаем желаем частоту с помощью стрелок и клавиши Введите .



4. Настройте остальные параметры, если это необходимо, задействовать F10 для сохранения изменений.

Обращаем ваше внимание — в некоторых случаях в каждом из рассматриваемых БИОС могут название или местоположение — зависит от производителя материнской платы.

Графическая оболочка

Практически все современные продвинутые платы идут с графическим UEFI-интерфейсом.Следовательно, настройка тактовой частоты RAM в подобных вариантах микропрограммы достаточно простая.

ASRock

1. Перейдите в расширенный режим нажатием на нажатием на F6 .
2. Откройте закладку «OC Tweaker» , где воспользуйтесь меню «Конфигурация DRAM» .



3. Зайдите в меню «DRAM Frequency» — появится список с доступными частотами, обеспечивает типу ОЗУ. Выберите подходящий.



4. Также скорректируйте тайминги, если считаете нужным, и переходите к вкладке «Exit» . Воспользуйтесь возможностью «Сохранить изменения и выйти» и подтвердите выход из интерфейса.

ASUS

1. После загрузки БИОСа нажмите F7 для перехода в продвинутый режим.



2. В продвинутом режиме ввести ко вкладке «AI Tweaker» (в некоторых вариантах платно называется «Extreme Tweaker» ).Первым делом устанавливаем опцию «AI Overclock Tuner» в положении «D.O.C.P.» .



3. Далее воспользуйтесь возможностью опцией «Частота памяти» . Появится всплывающее меню, в котором выбирается подходящее значение для вашего типа оперативной памяти.



4. Воспользуйтесь кнопкой «Save & Exit» , чтобы изменить.

гигабайт

1. В главном меню БИОС нажмите на F2 для перехода в продвинутый режим.Откройте вкладку «M.I.T» .



2. Откройте меню «Дополнительные настройки памяти» .



3. В «Профиль расширенной памяти» выбрать новый профиль, должен появиться «Профиль 1» .



4. Далее воспользуйтесь возможностью настройки «Множитель системной памяти» . Выберите в ней вариант, который соответствует конкретно вашему типу ОЗУ.



5. Остальные опции можно оставить по умолчанию, однако по желанию можно открыть меню «Настройка памяти каналов» вручную прописать тайминги для каждого из каналов каналов.

.

No related posts.