Ddr вместо ddr sdram
Память DDR400 PC3200 и материнская плата Gigabyte GA-7VAXP на чипсете KT400. Сравнительные тесты производительности памяти DDR400, DDR333, DDR266 и PC133.
Инфоповодом для нижеследующего текста послужила материнская плата Gigabyte GA-7VAXP на чипсете KT400, доставленная в нашу тестовую спецрейсом прямиком из Поднебесной. Центральная опция данной платы и чипсета, несомненно, — поддержка 400-мегагерцовой DDR-памяти. Вот о последней, ее предшественниках и последователях и хотелось бы поговорить.
Предыдущий стандарт памяти — DDR333 (он же PC2700) — лишь совсем недавно получил статус официального, принятого JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council). А большинство разнокалиберных модулей на чипах Samsung с гордой маркировкой DDR333 CL2,5, до сих пор сплошь и рядом соглашаются устойчиво работать лишь на 266 МГц. Иногда, снизив частоту, в качестве компенсации удается уменьшить и задержку CL до 2 тактов, что дает свои пару процентов прироста общей производительности, но не более того. Конечно, задавшись целью, можно найти фирменный 333-мегагерцовый модуль, например, собственной самсунговской сборки, отлично работающий на штатной частоте (к тому же если поднять напряжение питания памяти на 0,1-0,2 В). Для большей стабильности настоятельно рекомендуется нескольким модулям маленького объема предпочесть один большой.
Купить бы такой и прочувствовать совершенство собственного ПК! Но не тут-то было, с недавних пор в общедоступной рознице появились знакомые безымянные DIMM'ы (в основном на микросхемах Winbond), правда — с новой, волнующей умы маркировкой DDR400 или PC3200. Они, естественно, пока тоже не стандартизованы медлительным JEDEC'ом. Но ответить на вопрос, стоит ли воздерживаться от приобретения DDR SDRAM прежнего образца, чтобы непременно купить новинку, можно уже сейчас.
Платформер
К сожалению, AMD-платформа, единолично пока поддерживающая DDR400, принципиально не дружит с единственной живой альтернативной памятью Direct Rambus DRAM. А Intel не станет реализовывать поддержку DDR400 в своих чипсетах до тех пор, пока этот стандарт не будет официально принят. В итоге приходится ограничиваться сравнением трех действующих разновидностей DDR плюс самой быстрой версии старой-доброй PC133 SDRAM (что ни говори, а старушка SDRAM-обыкновенная, несмотря на весь этот бурный прогресс, все еще остается самой распространенной).
Как ни странно, но на этот раз, взятый наугад DDR400-модуль (256 Мбайт, упакованных в 8 чипов производства вышеупомянутой Winbond) проявил отменную стабильность в штатном режиме. То же самое можно сказать и о матплате GA-7VAXP, несмотря на номер ее ревизии (всего лишь 1.1) и отсутствие большей части ответственных за стабильность питания конденсаторов на разведенных для них местах вокруг процессорного разъема. Попытка AMD сделать крепление кулеров более надежным (для чего была придумана конструкция, напоминающая крепеж кулеров у Pentium4), похоже, так и не встретила отклика у пользователей и изготовителей плат. В частности, наша GA-7VAXP не имела соответствующих крепежных отверстий, а на ее предшественнице GA-7VRXP (на чипсете KT333) таковые дырки были.
Из прочих новшеств, реализованных в чипсете KT400, непременно надо отметить следующее:
• поддержку AGP 8x (AGP 3.0), достойную особого рассмотрения (каковое несомненно воспоследует). Ради нового множителя пришлось поступиться поддержкой старых видеокарт с 3,3-вольтовым напряжением питания, работавших в режиме AGP 2x (реже — AGP 4x);
• 8X V-Link — новую шину между северным и южным мостом с пропускной способностью 533 Мбайт/с (против 266 Мбайт/с у KT266A и KT333);
• поддержку процессоров Athlon для системной шины 333 МГц. Как явствует из инструкции к нашей плате, с такими процессорами можно будет использовать только синхронную частоту памяти (DDR333). Обидно.
Память DDR400 PC3200 на своем рабочем месте.
У самой GA-7VAXP тоже есть обновка по сравнению с предшественницей. И без того богатая коллекция интерфейсов (USB 1.1 и 2.0, IDE RAID, адаптер Ethernet 10/100 Мбит/с) пополнилась контроллером FireWire (IEEE1394). Можно посетовать лишь на отсутствие уже входящего в обиход интерфейса для жестких дисков Serial ATA, но он пока не столь нужен, чтобы навешивать на плату еще несколько чипов, а встроенной поддержки SATA в KT400 по-прежнему не предусмотрено.
DDR в тесте
Оценить производительность подсистемы памяти можно с большой точностью, воспользовавшись многочисленными синтетическими тестами (PCMark, Cachemem), да только практическая польза от таких испытаний будет невелика. Их оценки можно предсказать или даже просчитать, зная частоты, задержки, ширину шины данных и т.п. Увы, в реальных задачах картина может оказаться совершенно иной (местами, конечно, результаты останутся прежними, но разница может сократиться в разы или даже стать нулевой).
Производительность DDR400 по мнению SiSoft Sandra.
Посему для наших целей традиционно больше всего подходят тесты, базирующиеся на игровых движках. Чтобы окончательно приземлить результаты, использовалось обиходное разрешение 1024х768х32 с выключенным сжатием текстур, а также видеокарта уровня чуть выше среднего — Sapphire Radeon 9000 Pro (64 Мбайт собственной памяти).
Результаты тестированиев разрешении 1024x768x32.
Результаты перед вами — см. таблицу (применялся процессор Athlon-1700+ XP). На первый взгляд разница заметна лишь между простой SDRAM и DDR-памятью. С другой стороны — что такое 300 «попугаев» в 3DMark? Фактически всего лишь прирост в 5-6 fps по некоторым из тестов или даже меньше того. С третьей стороны такой же разрыв отделяет самую медлительную версию DDR от виновницы нашего сегодняшнего торжества. А разница между DDR400 и простой SDRAM достигает уже 10-16 fps в самых удачных тестах. Как говорится, уже что-то. Хоть и, по-моему, совершенно недостаточно для того, чтобы немедленно бежать в магазин за новой памятью. Тем более что современные высокотехнологичные игры с поддержкой шейдеров и т.п. (ради них, как правило, и затеивается апгрейд) в наименьшей степени откликнулись на возросшую частоту памяти). По большому счету, того же десятка fps прироста с куда большей вероятностью можно добиться сменой видеокарты (а если карта старая, без аппаратного блока T&L — это в любом случае единственный действенный вариант).
Другое дело, что быстрая память влияет на производительность всех программ, включая операционную систему. Измерить изменения в скорости загрузки Windows XP — нетривиальная задача, но даже лишние доли секунды задержки на том или ином привычном действии порою очень портят общее ощущение темпа. А поскольку темп работы у каждого свой, сложно давать какие-либо рекомендации по поводу апгрейда, связанного с подсистемой памяти. Для иллюстрации я перегнал 240 Мбайт аудиоматериала из WAV в MP3 с помощью одного из самых популярных кодеков — Lame 3.92. Получившиеся 15% разницы между самой быстрой (DDR400) и самой медленной системой (PC133) мне лично кажутся достаточной причиной для беспокойства. Разница же между DDR400 и DDR266 не превысила 7% — вроде бы не столь страшно, чтобы отказываться от совсем еще свежей, но уже ставшей самой слабой памятью в иерархии DDR?
Безусловно, для стерильной оценки необходимо было бы использовать разные контроллеры памяти, входящие в состав разных чипсетов. Вполне возможно (даже — почти наверняка), что KT400 пока не использует всех возможностей последнего поколения DDR-памяти, да и сама эта память вряд ли пока пригодна для разгона и тонкой настройки (впрочем, не проверял — у нашей GA-7VAXP в текущей версии BIOS отсутствовала даже настройка CAS Latency, не говоря уже о более тонких). В то же время контроллер памяти у использовавшейся в тесте платы ABIT KT7A (как и у большинства фирменных плат на последнем поколении SDRAM-чипсетов) отточен до мелочей и более шлифовать его уже некуда. Три основные настройки — Bank DRAM Timing, DRAM Bank Interleave, SDRAM Cycle Length — были установлены в лучшую комбинацию — Turbo, 4-Way и 2 соответственно.
А значит, есть шанс, что с появлением оптимизированных версий BIOS для KT400 разрыв в скоростях еще увеличится на пару-тройку процентов.
Что же теперь будет?
Синхронная DRAM (SDRAM) в теперешней ее разновидности — Double Data Rate, то есть передающая данные по обеим фронтам синхронизирующего сигнала системной шины, — уже исчерпала весь потенциал для собственного роста. Следующим в «роадмапе» JEDEC'а значится DDR2, идеологически близкая к небезызвестной Direct Rambus DRAM. Частота шины ее стараниями будет учетверяться. Следовательно, пропускная способность в первой версии DDR2, работающей на 400 МГц составит 4800 Мбайт/с (маркироваться модули будут по-старому: например, DDR2-400 PC4800). Первые экземпляры данного чуда обещаны уже в первом квартале 2003 года. Рассчитывать, что эта память будет обратно совместимой с нынешними платами, конечно же, не приходится.
Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Все права защищены. Полное или частичное копирование материалов Сайта в коммерческих целях разрешено только с письменного разрешения владельца Сайта. В случае обнаружения нарушений, виновные лица могут быть привлечены к ответственности в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации.
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.
Сравнительная таблица
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.
Новые варианты SDRAM являются DDR (или DDR1), DDR2 и DDR3. И SDRAM, и DDR RAM - это интегральные схемы памяти, используемые в компьютерах. SDRAM (синхронная DRAM) - это общее название для различных видов динамической памяти с произвольным доступом (DRAM), которые синхронизированы с тактовой частотой, для которой оптимизирован микропроцессор.
Традиционно динамическая память с произвольным доступом (DRAM) имела асинхронный интерфейс, что означает, что она максимально быстро реагирует на изменения управляющих входов. Как SDRAM, так и DDR RAM имеют синхронный интерфейс, что означает, что они ожидают тактового сигнала, прежде чем отвечать на управляющие входы, и поэтому синхронизируются с системной шиной компьютера. Это позволяет микросхеме памяти иметь более сложную схему работы, чем асинхронная DRAM. По этой же причине скорость SDRAM и DDR RAM измеряется в МГц, а не в наносекундах (нс).
SDRAM обычно относится к синхронной DRAM первого поколения, которая работает медленнее, чем последующие поколения (DDR), потому что за такт передается только одно слово данных (одна скорость передачи данных). Вторым поколением синхронных микросхем памяти DRAM была DDR (иногда называемая DDR1). DDR означает удвоенную скорость передачи данных, что означает, что чип считывает или записывает два слова данных за такт. Интерфейс DDR выполняет это, считывая и записывая данные как по переднему, так и по заднему фронту тактового сигнала. Кроме того, некоторые незначительные изменения в синхронизации интерфейса SDR были сделаны задним числом, а напряжение питания было снижено с 3,3 до 2,5 В. В результате, DDR SDRAM не имеет обратной совместимости с SDR SDRAM.
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: 1x512 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: 1x512 МБ PC2-4300 DDR2 SDRAM DIMM Samsung (тайминги 4-4-4-8)
Программное обеспечение
- Windows XP Professional SP1
- Intel Chipset Installation Utility 5.0.2.1003
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: 1x512 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: 1x512 МБ PC2-4300 DDR2 SDRAM DIMM Samsung (тайминги 4-4-4-8)
Программное обеспечение
- Windows XP Professional SP1
- Intel Chipset Installation Utility 5.0.2.1003
Поколения
SDRAM была впервые выпущена в 1997 году; DDR RAM была выпущена в 2000 году. Впоследствии стандарты DDR2, DDR3 и DDR4 SDRAM были выпущены JEDEC. DDR5 находится в разработке.
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.
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.
Физическая разница
SDRAM имеет 168 контактов и две выемки на разъеме, в то время как DDR имеет 184 контакта и одну выемку на разъеме.
Сравнение разных поколений микросхем DDR SDRAM.
Типичные тактовые частоты DDR SDRAM составляют 133, 166 и 200 МГц (7,5, 6 и 5 нс / цикл), обычно называемые DDR-266, DDR-333 и DDR-400 (3,75, 3 и 2,5 нс на такт). Соответствующие 184-контактные модули DIMMS известны как PC-2100, PC-2700 и PC-3200. Числа представляют собой теоретическую максимальную пропускную способность DDR SDRAM в мегабайтах в секунду (МБ / с). Например, PC2100 имеет теоретическую максимальную пропускную способность 2100 МБ / с.
Тактовая частота
Перед покупкой памяти вам необходимо проверить руководство к материнской плате, чтобы узнать, какой тип оперативной памяти (SDRAM или DDR RAM) совместим с вашей системой. Тактовая частота микросхемы памяти должна быть синхронизирована с системной шиной компьютера. И SDR, и DDR RAM предлагаются с различной тактовой частотой; установка версии, более быстрой, чем может поддерживать материнская плата, - пустая трата денег.
Ключевая разница: DDR1 и DDR2 - это два разных типа SDRAM, которые используются в компьютерах. DDR2 обеспечивает более высокую скорость передачи данных, тактовую частоту шины и более энергосберегающий по сравнению с DDR1.
DDR1 и DDR2 - это два разных типа SDRAM, которые используются в качестве энергозависимой памяти для хранения данных на компьютерах. Эти два схожи в том смысле, что они оба являются ОЗУ, но они отличаются тактовой частотой, задержкой и многими другими факторами. Эти два не следует путать, так как они несовместимы друг с другом, например, DDR1 не может использоваться вместо DDR2.
Оперативная память (RAM) - это энергозависимая память, используемая для хранения данных на компьютере. Имя указывает, что память может быть доступна в произвольном порядке, без необходимости изменять или читать другие данные. Здесь хранятся данные, которые используются программами, однако, как только компьютер выключается, данные стираются. ОЗУ поставляется в виде микрочипов разных размеров, таких как 256 МБ, 512 МБ, 1 ГБ, 2 ГБ и т. Д. Чем больше объем данных, тем больше программ может поддерживать ОЗУ.
Синхронная динамическая память с произвольным доступом (SDRAM) - это тип динамической памяти с произвольным доступом, которая синхронизируется с системной шиной. Он работает на более высоких тактовых частотах, чем обычная память, работает на 133 МГц. Он также является предшественником модулей DDR SDRAM, которые мы используем в наших компьютерах сегодня. SDRAM имеет синхронный интерфейс, что означает, что он должен ждать тактового сигнала, прежде чем реагировать на управляющие входы. Часы контролируют различные типы команд, которые выполняет SDRAM, а также передают команды по конвейеру. Конвейерная команда позволяет чипу запускаться по другой команде, не заканчивая первую команду и не работая с ними одновременно. Область хранения данных разделена на различные секции, что позволяет чипу получать доступ к нескольким данным одновременно.
DDR1 SDRAM или синхронная динамическая память с произвольным доступом с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM) - это тип ОЗУ класса, который сегодня используется во многих компьютерах. DDR означает, что данные могут передаваться быстрее по сравнению с исходной памятью SDR. Более высокие скорости передачи стали возможными благодаря более строгому контролю синхронизации электрических данных и тактовых сигналов. В нем используются такие методы, как петли фазовой синхронизации и самокалибровка, чтобы достичь требуемого времени. Интерфейс также использует двойную накачку, метод, который позволяет передавать данные как по нарастающим, так и по спадающим фронту тактового сигнала, чтобы уменьшить тактовую частоту. Название двойной скорости передачи данных было получено благодаря тому факту, что интерфейс может достичь удвоенной полосы пропускания SDR SDRAM, которая работает на той же тактовой частоте. DDR1 поставляется в трех разных модулях для различных типов устройств: 184-контактный DIMM для компьютера, 200-контактный SODIMM для ноутбуков / ноутбуков и 172-контактный MicroDIMM для планшетов и смартфонов. DDR1 не имеет возможности пересылки, другими словами, он не совместим с материнскими платами DDR2. DDR1 может обеспечивать передачу 64 бит данных одновременно, может обеспечить скорость передачи до 400 МГц, полосу пропускания 166 МБ / с и глубину буфера предварительной выборки - 2 бита. DDR SDRAM дает скорость передачи (тактовая частота шины памяти) × 2 (для двойной скорости) × 64 (количество переданных бит) / 8 (количество бит / байт).
DDR2 - это также синхронный динамический интерфейс оперативной памяти с двойной скоростью передачи данных (DDR2 SDRAM), который сегодня широко используется во многих компьютерах. Он похож на DD1 с небольшими изменениями, которые делают его более быстрым и технологичным. DDR2 быстрее по сравнению с DDR1 и не поддерживает прямую или обратную совместимость. DDR2 также использует двойную накачку, чтобы обеспечить более высокую скорость шины. DDR2 стал более энергосберегающим благодаря уменьшению напряжения, которое требуется для работы с 2,5 вольт в DDR1 до 1,8 вольт. Это делается путем запуска внутренних часов на половине скорости шины данных. DDR2 SDRAM дает скорость передачи (тактовая частота памяти) × 2 (для умножителя тактовой частоты шины) × 2 (для двойной скорости) × 64 (количество переданных бит) / 8 (количество бит / байт). Предполагая, что 64 бита данных передаются одновременно с тактовой частотой 100 МГц, DDR2 даст максимальную скорость передачи 3200 МБ / с. Однако DDR2 может обеспечить скорость передачи от 400 до 1600 МТ / с. Подобно DDR1, DDR2 также доступен в различных модулях: 240-контактный DIMM; 200-контактный SODIMM; 214-контактный MicroDIMM.
Различные типы интерфейса DDR работают только тогда, когда он совместим с материнской платой, поскольку выемки на устройстве находятся в разных местах. Следовательно, если попытаться установить оперативную память DDR2 на материнскую плату, совместимую с DDR1, карта памяти не будет помещаться на материнскую плату.В наши дни DDR2 чаще используются в компьютерах из-за более высокой скорости передачи данных. Тем не менее, теперь это преемник DD3.
На первый взгляд, DDRII выглядит просто как улучшенная DDR SDRAM. Но в действительности под привычными очертаниями скрывается совершенно иная архитектура.
В последние годы индустрия DRAM выглядит одной из наиболее скандальных отраслей hi-tech, по напряженности конкуренции сравнявшись с битвами процессорных гигантов. Почти все компании-производители чипов памяти балансируют на грани рентабельности, а некоторые — сводят концы с концами лишь благодаря миллиардным кредитам (которые рано или поздно придется отдавать).
Прогноз на 2003 год вновь показывает значительное превосходство предложения над спросом (6%), что не может не провоцировать ценовые войны и вытекающие из них проблемы для производителей. В этой ситуации в выигрыше оказываются те, кто предлагает на рынке наибольший спектр решений, получая более высокий доход от продажи высокопроизводительных типов памяти, не обязательно имеющих высокую себестоимость. Известно, что производство чипов SDR и DDR SDRAM обходится компаниям примерно в одинаковую сумму, но рыночная конъюнктура такова, что цены на DDR почти вдвое выше. В таких условиях многие производители чипов негативно относятся к технологиям пусть даже весьма быстрой и технически продвинутой памяти, но дорогой в производстве, особенно когда за каждый изготовленный чип приходится платить лицензионные отчисления (пример — DRDRAM). Между тем разрыв между производительностью процессоров и RAM продолжает увеличиваться. Сравнение мультимедиа-компьютера класса hi-end на базе Pentium MMX 233 с памятью PC66 SDRAM (1997 год) и современного монстра с Pentium 4 3,06 ГГц и PC2700 DDR показывает, что если частота процессоров выросла в тринадцать раз, то время доступа к оперативной памяти уменьшилось только в 2,5 раза, а скорость передачи данных возросла лишь впятеро. В целом ситуация с течением времени ухудшается, что ясно видно на примере эволюции процессорных тестов: если ранние тестовые программы использовали очень малые объемы памяти и давали хорошую оценку быстродействия компьютеров на реальных задачах, то современные тесты (например, SPEC CPU2000), претендующие на объективность, все больше и больше зависят не столько от скорости самого процессора, сколько от мощи его подсистемы памяти. Большинство компьютеров не могут рассчитывать на десятки мегабайт высокоскоростной и дорогостоящей SRAM в качестве кэша энного уровня или на контроллеры, объединяющие пропускную способность множества каналов памяти, как у их двоюродных братьев из мира hi-end-серверов. Единственный выход — создание быстродействующей, компактной и недорогой оперативной памяти. Таким образом, производители процессоров кровно заинтересованы в появлении новых, все более быстрых типов RAM и в ряде случаев оказывают значительное влияние на продвижение более перспективных стандартов. В действительности любой современный стандарт DRAM представляет собой компромисс между потребностью в высокоскоростной оперативной памяти и возможностями/желаниями ее производителей, во многом обусловленными рыночной конъюнктурой. Сейчас Intel и многие ведущие компании-производители микросхем памяти (Samsung, Micron, Elpida и другие) пришли к согласию относительно выбора наследницы DDR SDRAM — с их точки зрения, в 2004-05 годах DDRII должна стать доминирующим типом памяти для настольных компьютеров, серверов и рабочих станций.
Попробуем разобраться, почему же эта технология так важна и что принесет нам новая память DDRII SDRAM, не забывая при этом, что чаще всего побеждают не самые быстрые и совершенные технологии, а наиболее целесообразные экономически.
На первый взгляд, DDRII выглядит просто как улучшенная DDR SDRAM — с увеличенными частотами, уменьшенным энергопотреблением и набором новых функций (ключевые характеристики DDRII и DDR SDRAM приведены в таблице ниже). Но в действительности под привычными очертаниями скрывается совершенно иная архитектура.
Сравнительная характеристика DDRII и DDR SDRAM | ||
DDRII SDRAM | DDR SDRAM | |
Скорость передачи данных (на рязряд), Мбит/с | 400/553/(667) | 200/266/333/(400) |
Частота работы ядра, МГц | 200/266/333 | 100/133/166/(200) |
Размер предвыборки, бит | 4 | 2 |
Длина пакета | 4/8 | 4/8 |
Строб данных | дифференциальный | одиночный |
Напряжение питания, В | 1,8 | 2,5 |
Интерфейс ввода-вывода | SSTL _ 18 | SSTL _ 2 |
Энергопотребление (max), мВт | 304 (на 533 Мбит/с) | 418 (на 266 Мбит/с) |
Упаковка чипов | FBGA (без свинца) | TSOP(II) |
Тайминги, набор команд | то же, что и у DDR SDRAM | — |
Предвыборка 4 бит (4-bit Prefetch)
Идея такова: при неизменной внутренней частоте ядра памяти частота буферов ввода-вывода удваивается; при этом за каждый такт передается два блока данных (как в обычной DDR). Получается, что по сравнению с частотой синхронизации ядра ввод-вывод данных осуществляется на четырехкратной скорости. Гениальное изобретение, позволяющее одним махом решить все проблемы микроэлектронной промышленности? Не совсем. Хотя благодаря этому ухищрению скорость потокового ввода-вывода действительно учетверяется, латентность преимущественно определяется собственной частотой ядра, а она для 400-МГц DDRII, как и для PC1600 DDR SDRAM и бабушки PC100 SDRAM, по-прежнему равна 100 МГц. Становятся понятными необычно большие тайминги (тройка CL, tRCD, tRP) DDRII: как вам 4-4-4 схема работы DDRII 400?! Все задержки приводятся для частоты буферов, то есть той частоты, с которой память общается с контроллером (чипсетом), а она в нашем случае в два раза больше реальной частоты ядра. Поэтому 4-4-4 для DDRII 400 соответствует 2-2-2 для DDR PC1600 или SDR PC100, что составляет 20 нс. Разумеется, увеличивать частоту буферов, занимающих несколько процентов общей площади кристалла, проще, чем поднимать скорость всей памяти. Проще , как обычно, значит дешевле — и совсем не обязательно для нас с вами. Фактически производители чипов памяти в очередной раз получили прекрасную возможность продать PC100 в новой упаковке по цене DDRII 400 . Немного утешает, что энергопотребление модулей будет меньше (об этом ниже) и в массовое производство почти наверняка пойдет более быстрая память — уже DDRII 533 по сумме характеристик сегодня выглядит весьма привлекательно. На настоящий момент доступны 512-мегабитные чипы DDRII 400 и DDRII 533 4-4-4 от Samsung и Elpida; пиковая пропускная способность (недостижимая по ряду фундаментальных причин) модулей, собранных из них, составит примерно 3200 и 4300 Мбайт/с (как у 32-разрядных RIMM и QBM SDRAM). Заметим, что латентность 3-3-3 DDR400 SDRAM (PC3200) примерно соответствует латентности 4-4-4 DDRII 533. DDRII 400 — явный аутсайдер.
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.
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 |
Читайте также: