Рынок комплектующих постоянно пополняется новыми разработками и инновациями с завидной регулярностью, отчего у многих пользователей, чьи средства явно не позволяют своевременно обзавестись новым железом, появляются сомнения в мощности и производительности своего компьютера в целом. Во все времена обсуждение уймы вопросов на технических форумах про актуальность своих комплектующих не стихает никогда. При этом вопросы касаются не только лишь процессора, видеокарты, но даже и оперативной памяти. Однако, даже невзирая на всю динамику развития компьютерного железа, актуальность технологий предыдущих поколений не утрачивается настолько же быстро. В том числе это касается и компонентов
DDR2 - это второе поколение с произвольным доступом (от англ. Synchronous Dynamic random access memory - SDRAM), или же, в привычной для любого пользователя формулировке, следующее после DDR1 поколение оперативной памяти, получившей широкое распространение в сегменте персональных компьютеров.
Будучи разработанным в далёком 2003 году, полноценно закрепиться на рынке новый тип смог лишь к концу 2004-го - только на тот момент появились чипсеты с поддержкой DDR2. Активно разрекламированное маркетологами, второе поколение было представлено как чуть ли не в два раза более мощная альтернатива.
Что стоит в первую очередь выделить из различий, это способность работать на значительно более высокой частоте, передавая данные дважды за один такт. С другой стороны, стандартным негативным моментом поднятия частот является увеличение времени задержки при работе.
Наконец, к середине 2000-х новый тип основательно ущемил позиции предыдущего, первого, и лишь только к 2010 году DDR2 была значимым образом потеснена пришедшей на замену новинкой DDR3.
Распространяемые модули ОЗУ DDR2 (в обыденной речи принявшие название "плашки") обладали некоторыми отличительными особенностями и разновидностями. И хоть обилием вариаций новый для своего времени откровенно не поражал, однако даже внешние различия сразу же бросались в глаза любому покупателю с первого взгляда:
Помимо всех вышеперечисленных особенностей, следует отметить также довольно посредственную "оболочку" плашек тех времён - почти все они за редким исключением тогда были представлены лишь стандартными платами с микросхемами. Маркетинг в сегменте компьютерного железа тогда лишь только-только начинал раскручиваться, поэтому в продаже попросту не было образцов с привычными уже для современных модулей оперативки радиаторами самых различных размеров и оформления. До сих пор они выполняют прежде всего функцию декоративную, нежели задачу отвода выделяемого тепла (что, в принципе, не свойственно оперативной памяти типа DDR).
На фото, размещенном ниже, можно видеть, как выглядят модули ОЗУ DDR2-667 с радиатором.
DDR2-память по своей конструкции имеет крайне важное отличие от предыдущей DDR - отсутствие обратной совместимости. В образцах второго поколения прорезь в зоне контакта планки с разъёмом для оперативной памяти на материнской плате уже была расположена по-иному, из-за чего вставить плашку DDR2 в разъём, рассчитанный на DDR, физически невозможно без поломки одного из компонентов.
Для серийных материнских плат (любая для домашнего/офисного пользования материнская плата) DDR2-стандарт мог предложить максимальный объём 16 гигабайт. Для серверных решений лимит объёма доходил до 32 гигабайт.
Стоит также обратить внимание ещё на один технический нюанс: минимальный объём одной плашки составляет 1 Гб. Помимо этого, на рынке представлены ещё два варианта модулей DDR2: 2Gb и 8Gb. Таким образом, чтобы получить максимально возможный запас оперативной памяти этого стандарта, пользователю придётся устанавливать две планки по 8 Гб либо четыре по 4 Гб соответственно.
Этот параметр отвечает за способность шины памяти пропускать как можно больше информации за единицу времени. Большее значение частоты - больше данных возможно будет предать, и тут DDR2-память существенно обогнала предыдущее поколение, которое могло работать в диапазоне от 200 до 533 МГц максимум. Ведь минимальная частота планки DDR2 - это 533 МГц, а топовые экземпляры, в свою очередь, могли похвастаться разгоном до 1200 МГц.
Однако с ростом частоты памяти закономерно поднимались и тайминги, от которых не в последнюю очередь зависит производительность памяти.
Тайминг - это временной интервал с момента запроса данных до считывания их с оперативной памяти. И чем больше увеличивалась частота модуля, тем дольше оперативке требовалось времени на совершение операций (не до колоссальных задержек, разумеется).
Измеряется параметр в наносекундах. Наиболее влияющим на производительность является тайминг латентности (CAS latency), который в спецификациях обозначается как CL* (вместо * может быть указано любое число, и чем оно меньше - тем оперативное будет работать шина памяти). В некоторых случаях тайминги планок указываются трёхсимвольной комбинацией (к примеру, 5-5-5), однако наиболее критичным параметром будет как раз-таки первое число - им всегда обозначена латентность памяти. Если же тайминги указаны в четырёхзначной комбинации, в которой последнее значение разительно больше всех остальных (к примеру, 5-5-5-15), то это указана длительность общего рабочего цикла в наносекундах.
Своим появлением второе поколение вызвало немало шума в компьютерных кругах, что и обеспечило ей немалую популярность и отличные продажи. DDR2, как и предшествующее ей поколение, могла передавать данные по обоим срезам, однако более быстрая шина с возможностью передачи данных значительно повысила её работоспособность. К тому же положительным моментом было и более высокая энергоэффективность - на уровне 1,8 В. И если на общей картине энергопотребления компьютера это едва ли хоть как-то сказывалось, то на срок службы (особенно при интенсивной работе железа) это влияло сугубо положительно.
Однако технологии перестали быть таковыми, если бы не развивались в дальнейшем. Именно это и случилось с появлением следующего поколения DDR3 в 2007 году, задачей которого было постепенное, но уверенное вытеснение с рынка устаревающей DDR2. Однако действительно ли это "устаревание" означает полную неконкурентоспособность с новой технологией?
Помимо традиционной обратной несовместимости, DDR3 представлял ряд нескольких технических нововведений в стандарты оперативной памяти:
Вместе с новой архитектурой также повысились тайминги, однако падение производительности от этого нивелируется более высокими рабочими частотами.
Покупатель - не инженер-разработчик; помимо технических характеристик покупателю не менее важна будет и цена самого продукта.
На старте продаж нового поколения любого компьютерного железа его стоимость стандартно окажется более высокой. Та же самая оперативная память нового типа поначалу приходит на рынок с очень большой ценовой разницей по сравнению с предыдущим.
Однако же прирост в производительности между поколениями в большинстве приложений если и вообще не отсутствует, то составляет просто смешные показатели, явно не достойные больших переплат. Единственный верный момент для перехода на новое поколение оперативки - максимальное падение его ценника до уровня предыдущего (такое в сегменте продаж SDRAM происходит всегда, это же было в случае с DDR2 и DDR3, это же сейчас произошло в случае с DDR3 и новенькой DDR4). И только лишь тогда, когда цена переплаты между последним и предыдущим поколением будет составлять самый минимум (что адекватно для небольшого прироста производительности), то только в этой ситуации можно задумываться о замене оперативной памяти.
В свою очередь, владельцам компьютеров с DDR2-памятью обзаводиться новым типом оперативки рациональнее всего только при основательном апгрейде с соответствующей поддерживающего этот самый новый тип, и новой материнской платой (и то на сегодняшний день имеет смысл апгрейдиться до уровня компонентов, поддерживающих DDR4-память: ее нынешняя цена находится наравне с DDR3, а прирост между четвёртым и вторым поколением будет куда более ощутимым, нежели между третьим и вторым).
В ином же случае, если подобный апгрейд пользователем совершенно никак не запланирован, то вполне можно обойтись той же DDR2, цена на которую сейчас относительно низкая. Достаточно будет лишь увеличить при необходимости общий объём оперативки аналогичными модулями. Допустимые лимиты памяти этого типа даже сегодня с лихвой покрывают все нужды большинства юзеров (в большинстве случаев достаточно будет установки дополнительного модуля DDR2 2Gb), а отставание в производительности со следующими поколениями совершенно некритичными.
Минимальные цены на модули оперативной памяти (учтены только образцы проверенных брендов Hynix, Kingston и Samsung) могут варьироваться в зависимости от региона проживания покупателя и выбранного им магазина.
Появлением на массовом рынке новых платформ все большую популярность приобретает память DDR2, которая постепенно начинает вытеснять память DDR. Первоначально существовала только память DDR2-400, на смену которой довольно быстро пришла память DDR2-533. А сейчас уже можно встретить память DDR2-667, DDR2-675, DDR2-750, DDR2-800, DDR2-900, DDR2-1000 и даже DDR2-1066. При этом отметим, что стандартизированной памятью в настоящее время является DDR2-533 и DDR2-667. В скором будущем будет также стандартизирована память DDR2-800, в связи с чем многие материнские платы уже поддерживают этот тип памяти. Остальные же типы памяти не стандартизированы, и не факт, что материнская плата способна поддержать эту память на заявленной тактовой частоте. Возникает вопрос: почему же производители памяти, соревнуясь друг с другом, стараются выпускать все более скоростную память? Ответ довольно прост это маркетинговый ход. Ведь, по мнению рядового покупателя, чем выше тактовая частота, тем лучше. Но так ли это на самом деле и действительно ли производительность памяти целиком и полностью определяется ее тактовой частотой? Действительно ли сегодня востребована скоростная память типа DDR2-1000 или же это не более чем соревнование между производителями памяти?
Оказывается, что тактовая частота далеко не единственная и даже не самая главная характеристика памяти, определяющая ее производительность. Куда более важной характеристикой является латентность памяти (тайминги памяти), и в этом смысле память DDR2-800 с большой латентностью будет менее производительной, чем память DDR2-667 с низкой латентностью.
Впрочем, чтобы разобраться во всех этих нюансах и выяснить, что такое латентность и почему эта характеристика более важна, чем тактовая частота, нам надлежит сначала понять, как работает оперативная память.
перативная память (или RAM-память Random Access Memory) это память с произвольным доступом.
Поскольку элементарной единицей информации является бит, оперативную память можно рассматривать как некий набор элементарных ячеек, каждая из которых способна хранить один информационный бит.
Элементарная ячейка оперативной памяти представляет собой конденсатор, способный в течение короткого промежутка времени сохранять электрический заряд, наличие которого можно ассоциировать с информационным битом. Проще говоря, при записи логической единицы в ячейку памяти конденсатор заряжается, при записи нуля разряжается. При считывании данных конденсатор разряжается через схему считывания, и если заряд конденсатора был ненулевым, то на выходе схемы считывания устанавливается единичное значение.
Поскольку элементарной единицей информации для современных компьютеров является байт (восемь бит), то для простоты можно считать, что элементарная ячейка памяти, которая может адресоваться, хранит не бит, а байт информации. Таким образом, доступ в памяти производится не побитно, а побайтно.
Микросхемы памяти организованы в виде матрицы, напоминающий лист бумаги в клетку, причем пересечение столбца и строки матрицы задает одну из элементарных ячеек. Кроме того, современные чипы памяти имеют несколько банков, каждый из которых можно рассматривать как отдельную матрицу со своими столбцами и строками.
На рис. 1 показана упрощенная схема чипа памяти, в котором имеется четыре банка, каждый из которых содержит 8192 строки и 1024 столбца. Таким образом, емкость каждого банка 8192x1024 = 8192 Кбайт = 8 Мбайт. Учитывая, что в чипе имеется четыре банка, получается, что полная емкость чипа составляет 32 Мбайт.
При обращении к той или иной ячейке памяти следует задать адрес нужной строки и столбца.
Для того чтобы получить доступ к ячейке памяти для записи или считывания информации, необходимо задать адрес этой ячейки. С учетом того, что в модуле памяти используется несколько чипов памяти, а в каждом чипе несколько банков памяти, прежде всего необходимо указать, в каком чипе и банке находится ячейка. Для этого используют специальные сигналы CS, BA0 и BA1.
Сигнал CS позволяет выбрать требуемый чип памяти. Когда сигнал активен, возможен доступ к чипу памяти, то есть чип активируется. В противном случае чип памяти недоступен.
Сигналы BA0 и BA1 позволяют адресовать один из четырех банков памяти. Учитывая, что каждый сигнал может принимать одно из двух значений: 0 или 1, комбинации 00, 01, 10 и 11 позволяют задать адрес четырех банков памяти.
Когда выбраны чип и банк памяти, можно получить доступ к требуемой ячейке памяти, задав адрес столбца и строки. Адрес строки и столбца передается по специальной мультиплексированной шине адреса MA (Multiplexed Address).
Для считывания адреса строки на входы матрицы памяти подается специальный стробирующий импульс RAS (Row Address Strobe). Если точнее, то этот импульс представляет собой изменение уровня сигнала с высокого на низкий, то есть при переходе сигнала RAS с высокого уровня на низкий возможно считывание адреса строки.
При этом отметим, что само считывание адреса строки происходит не в момент изменения RAS-сигнала, а синхронизовано с положительным фронтом тактирующего импульса.
Аналогичным образом считывание адреса столбца происходит при изменении уровня сигнала (стробирующего импульса) CAS# (Column Address Strobe) с высокого значения на низкое и синхронизовано с положительным фронтом тактирующего импульса.
Кстати, заметим, что, поскольку все события памяти (считывание адреса строки и столбца, выдача или запись данных) синхронизованы с фронтами тактирующего импульса, память называется синхронной.
Импульсы RAS# и CAS# подаются последовательно друг за другом, причем импульс CAS# всегда следует за импульсом RAS#, то есть сначала происходит выбор строки, а затем выбор столбца.
После считывания адреса строки и столбца ячейки памяти к ней возможен доступ для чтения или записи информации. Эти операции подобны друг другу, но для записи используется специальный разрешающий сигнал (стробирующий импульс) WE# (Write Enable). Если сигнал по напряжению меняется с высокого уровня на низкий, то в выбранную ячейку происходит запись информации. Если же сигнал WE# остается высоким, то происходит считывание информации с выбранной ячейки.
После того как все данные записаны или считаны с ячеек активной сроки, необходимо выполнить команду Precharge, которая закрывает активную строку и позволяет активировать следующую строку. Команды, используемые для записи или чтения, и соответствующие им состояния стробирующих импульсов представлены в табл. 1 и на рис. 2.
Таблица 1. Команды, используемые для записи или чтения ячеек памяти
ак известно, главной характеристикой памяти является ее пропускная способность, то есть максимальное количество данных, которое можно считать из памяти или записать в память в единицу времени. Именно эта характеристика прямо или косвенно отражается в названии типа памяти.
Для того чтобы определить пропускную способность памяти, нужно умножить частоту системной шины на количество байт, передаваемых за один такт. Память SDRAM имеет 64-битную (8-байтную) шину данных.
К примеру, память DDR400 имеет пропускную способность 400 МГц x 8 байт = 3,2 Гбайт/с. Если память работает в двухканальном режиме, то теоретическая пропускная способность памяти удваивается, то есть для памяти DDR400 в двухканальном режиме она составляет 6,4 Гбайт/с. Теоретическая пропускная способность для различных типов памяти отображена в табл. 2.
Таблица 2. Соответствие типа памяти и теоретической пропускной способности
Казалось бы, чем больше пропускная способность памяти, тем лучше. Отчасти это справедливо, но лишь отчасти. Дело в том, что пропускная способность памяти должна быть сбалансирована с пропускной способностью процессорной шины. И если пропускная способность памяти превосходит пропускную способность процессорной шины, то именно процессорная шина становится узким местом в системе, ограничивая возможности памяти. Если рассматривать процессор Intel Pentium 4 или новые двухъядерные процессоры Intel Pentium D, то тактовая частота процессорной шины составляет 800 или 1066 МГц. Учитывая, что ширина шины составляет 64 бит (или 8 байт), получаем, что пропускная способность процессорной шины составляет 6,4 или 8,5 Гбайт/с. Из этого следует, что если в системе используется процессор с частотой FSB 800 МГц, то в одноканальном режиме для сбалансированного решения достаточно использовать память DDR2-800, а в двухканальном DDR2-400.
Аналогичным образом, если в системе используется процессор с частотой FSB 1066 МГц, то в одноканальном режиме для сбалансированного решения потребуется использовать память DDR2-1066, а в двухканальном достаточно памяти DDR2-533.
С учетом того, что типичной ситуацией является использование памяти в двухканальном режиме, память DDR2-533 вполне обеспечивает сбалансированное решение.
Возникает вопрос: если память DDR2-533 обеспечивает пропускную способность, согласующуюся с пропускной способностью процессорной шины, зачем тогда нужна более быстродействующая память? Дело в том, что до сих пор мы говорили лишь о теоретической, то есть о максимально возможной пропускной способности, которая реализуется только в случае последовательной передачи данных когда данные передаются с каждым тактом. В реальной ситуации теоретический предел недостижим, поскольку, кроме этого, необходимо учитывать и такты, которые необходимы для получения доступа к самой ячейке памяти, а также для настроек модуля памяти. В связи с этим другими важными характеристиками памяти являются тайминги памяти или ее латентность.
Под латентностью принято понимать задержку между поступлением команды и ее реализацией. В этом смысле латентность можно сравнить с телефонным звонком. Время, которое проходит от набора номера (вызова абонента) и до ответа в трубке, это и есть латентность телефонного вызова.
Латентность памяти, которая определяется ее таймингами, это задержки, измеряемые в количествах тактов, между отдельными командами. Рассмотрим тайминги памяти более подробно. На рис. 3 показана последовательность команд при чтении или записи данных в память. Первоначально происходит активация нужной строки памяти (команда ACTIVE), для чего сигнал RAS переводится в низкий уровень и происходит считывание адреса строки. Далее следует команда записи (WRITE) или чтения (READ) данных, для чего сигнал CAS переводится в низкий уровень и в надлежащий уровень устанавливается сигнал WE. При установке CAS в низкий уровень после прихода положительного фронта тактирующего импульса происходит выборка адреса столбца, наличествующего в данный момент на шине адреса, и открывается доступ к нужному столбцу матрицы памяти. Однако команда чтения или записи не может следовать непосредственно за командой активации требуется, чтобы между этими командами, то есть между импульсами RAS и CAS, существовал некий промежуток времени RAS to CAS Delay (задержка сигнала CAS относительно сигнала RAS). Эту задержку, измеряемую в тактах системной шины, принято обозначать tRCD.
После команды чтения (записи) данных и до выдачи первого элемента данных на шину (записи данных в ячейку памяти) проходит промежуток времени, который называется CAS Latency. Эта задержка измеряется в тактах системной шины и обозначается tCL. Каждый последующий элемент данных появляется на шине данных в очередном такте.
Завершение цикла обращения к банку памяти осуществляется подачей команды PRECHARGE, приводящей к закрытию строки памяти. После команды PRECHARGE и до поступления новой команды активации строки памяти должен пройти промежуток времени (tRP), называемый Row Precharge.
Еще один тип задержки, называемый ACTIVE to PRECHARGE delay, это промежуток времени между командой активации строки памяти и командой PRECHARGE. Эта задержка обозначается tRAS и измеряется в тактах системной шины.
Ну и последний тип задержки, который необходимо упомянуть, это скорость выполнения команд (Command Rate). Command Rate это задержка в тактах системной шины между командой CS# выбора чипа и командой активации строки. Как правило, задержка Command Rate составляет один или два такта (1T или 2T).
Описанные задержки RAS to CAS Delay (tRCD), CAS Latency (tCL) и Row Precharge (tRP) определяют тайминги памяти, записываемые в виде последовательности tCLtRCDtRPtRASCommand Rate. К примеру, для модуля DDR400 (PC3200) тайминги могут быть следующими: 2-3-4-5-(1T). Это означает, что для данного модуля CAS Latency (tCL) составляет 2 такта, RAS to CAS Delay (tRCD) 3 такта, Row Precharge (tRP) 4 такта, ACTIVE to PRECHARGE delay (tRAS) 5 тактов и Command Rate 1 такт.
Понятно, что чем меньше тайминги, тем более быстродействующей является память. Поэтому если сравнивать память с таймингом 3-3-3-5-(1T) и память с таймингом 3-2-2-5-(1T), то последняя оказывается более быстродействующей.
азобравшись с такими важными характеристиками памяти, как ее тайминги, можно перейти непосредственно к принципам работы памяти. Несмотря на то что данная статья посвящена современной памяти DDR2, рассмотрение принципов работы памяти мы начнем с синхронной SDRAM-памяти типа SDR (Single Data Rate).
В SDR SDRAM-памяти обеспечивается синхронизация всех входных и выходных сигналов с положительными фронтами импульсов тактового генератора. Весь массив памяти SDRAM-модуля разделен на два независимых банка. Такое решение позволяет совмещать выборку данных из одного банка с установкой адреса в другом банке, то есть одновременно иметь две открытые страницы. Доступ к этим страницам чередуется (bank interleaving), и соответственно устраняются задержки, что обеспечивает создание непрерывного потока данных.
Наиболее распространенными типами SDRAM-памяти до недавнего времени являлись PC100 и PC133. Цифры 100 и 133 определяют частоту системной шины в мегагерцах (МГц), которую поддерживает эта память. По внутренней архитектуре, способам управления и внешнему дизайну модули памяти PC100 и PC133 полностью идентичны.
В SDRAM-памяти организована пакетная обработка данных, что позволяет производить обращение по новому адресу столбца ячейки памяти на каждом тактовом цикле. В микросхеме SDRAM имеется счетчик для наращивания адресов столбцов ячеек памяти, чтобы обеспечить быстрый доступ к ним.
В SDRAM-памяти ядро и буферы обмена работают в синхронном режиме на одной и той же частоте (100 или 133 МГц). Передача каждого бита из буфера происходит с каждым тактом работы ядра памяти.
Временная диаграмма работы памяти SDR SDRAM показана на рис. 4.
амять DDR SDRAM, которая пришла на смену памяти SDR, обеспечивает в два раза большую пропускную способность. Аббревиатура DDR (Double Data Rate) в названии памяти означает удвоенную скорость передачи данных. В DDR-памяти каждый буфер ввода-вывода передает два бита за один такт, то есть фактически работает на удвоенной тактовой частоте, оставаясь при этом полностью синхронизированным с ядром памяти. Такой режим работы возможен в случае, если эти два бита доступны буферу ввода-вывода на каждом такте работы памяти. Для этого требуется, чтобы каждая команда чтения приводила к передаче из ядра памяти в буфер сразу двух бит. С этой целью используются две независимые линии передачи от ядра памяти к буферам ввода-вывода, откуда биты поступают на шину данных в требуемом порядке.
Поскольку при таком способе организации работы памяти происходит предвыборка двух бит перед передачей их на шину данных, его также называют Pre-fetch 2 (предвыборка 2).
Для того чтобы осуществить синхронизацию работы ядра памяти и буферов ввода-вывода, используется одна и та же тактовая частота (одни и те же тактирующие импульсы). Только если в самом ядре памяти синхронизация осуществляется по положительному фронту тактирующего импульса, то в буфере ввода-вывода для синхронизации используется как положительный, так и отрицательный фронт тактирующего импульса (рис. 5). Таким образом, передача двух бит в буфер ввода-вывода по двум раздельным линиям осуществляется по положительному фронту тактирующего импульса, а их выдача на шину данных происходит как по положительному, так и по отрицательному фронту тактирующего импульса. Это обеспечивает в два раза более высокую скорость работы буфера и соответственно вдвое большую пропускную способность памяти (см. рис. 5).
Все остальные принципиальные характеристики DDR-памяти не изменились: структура нескольких независимых банков позволяет совмещать выборку данных из одного банка с установкой адреса в другом банке, то есть можно одновременно иметь две открытые страницы. Доступ к этим страницам чередуется (bank interleaving), что приводит к устранению задержек и обеспечивает создание непрерывного потока данных.
сли следовать терминологии SDR (Single Data Rate), DDR (Double Data Rate), то память DDR2 было бы логично назвать QDR (Quadra Data Rate), поскольку этот стандарт подразумевает в четыре раза большую скорость передачи, то есть в стандарте DDR2 при пакетном режиме доступа данные передаются четыре раза за один такт. Для организации данного режима работы памяти необходимо, чтобы буфер ввода-вывода работал на учетверенной частоте по сравнению с частотой ядра памяти. Достигается это следующим образом: ядро памяти, как и прежде, синхронизируется по положительному фронту тактирующих импульсов, а с приходом каждого положительного фронта по четырем независимым линиям в буфер ввода-вывода передаются четыре бита информации (выборка четырех битов за такт). Сам буфер ввода-вывода тактируется на удвоенной частоте ядра памяти и синхронизируется как по положительному, так и по отрицательному фронту этой частоты. Иными словами, с приходом положительного и отрицательного фронтов происходит передача битов в мультиплексном режиме на шину данных (рис. 6). Это позволяет за каждый такт работы ядра памяти передавать четыре бита на шину данных, то есть вчетверо повысить пропускную способность памяти.
По сравнению с памятью DDR, память DDR2 позволяет обеспечить ту же пропускную способность, но при вдвое меньшей частоте ядра. К примеру, в памяти DDR400 ядро функционирует на частоте 200 МГц, а в памяти DDR2-400 на частоте 100 МГц. В этом смысле память DDR2 имеет значительно большие потенциальные возможности для увеличения пропускной способности по сравнению с памятью DDR.
зучив теоретические аспекты функционирования современной памяти DDR2, перейдем от теории к практике. В качестве примера мы рассмотрим новую память SDRAM DDR2-667 компании Kingmax. Стенд для тестирования имел следующую конфигурацию:
К сожалению, технической информации о модулях Kingmax KLCD48F-A8EB5-ECAS на сайте производителя маловато. Единственное, что удалось узнать, так это об организации модуля (8Ѕ128 Мбайт) и о значении параметра CAS Latency, которое составляет 5 тактов.
Для тестирования памяти мы использовали тестовый пакет RightMark Memory Analyzer v 3.55 и набор игровых бенчмарков: Half-Life 2, DOOM 3, FarCry 1.3, Unreal Tournament 2004 и 3DMark 2003. С целью увеличения нагрузки на процессор и память при тестировании использовалось разрешение 640Ѕ480 точек, а драйвер видеокарты настраивался на максимальную производительность.
Как выяснилось в процессе тестирования, модули памяти KLCD48F-A8EB5-ECAS имеют тайминги по умолчанию (by SPD) и составляют последовательность 5-5-5-13-(2T). Таким образом:
CAS Latency (tCL) 5T;
RAS to CAS delay (tRCD) 5T;
Row Precharge (tRP) 5T;
Active to Precharge (tRAS) 13T;
Command Rate 2T.
Для того чтобы оценить потенциальные возможности модулей памяти по разгону (но без ущерба для стабильности), мы также провели тестирование в режиме с наименьшими таймингами, которые были определены методом проб и ошибок. Как выяснилось, минимальные тайминги, которые поддерживают данные модули памяти на тактовой частоте 667 МГц, составляют последовательность 4-3-3-5-(2T). Кроме того, мы провели разгон памяти по тактовой частоте, чтобы оценить максимально возможную тактовую частоту, поддерживаемую данными модулями при работе в двухканальном режиме.
Для тестирования с использованием тестового пакета RightMark Memory Analyzer v 3.55 использовались встроенные в бенчмарк пресеты:
RAM Performance Stream;
Average Memory Bandwidth, SSE2;
Maximal RAM Bandwidth, Software Prefetch, SSE2;
Average RAM Latency;
Minimal RAM Latency, 16 Mbyte Block, L1 Cache line.
С подробным описанием каждого пресета можно ознакомиться на сайтах www.rightmark.org или www.ixbt.com .
Результаты тестирования с использованием тестового пакета RightMark Memory Analyzer v 3.55 представлены в табл. 3.
Как следует из результатов тестирования, тайминги по умолчанию (by SPD) являются сильно завышенными. Уменьшение таймингов не оказывает влияния на стабильность работы модулей памяти, однако приводит к значительному увеличению пропускной способности памяти и к снижению латентности. Так, максимальная пропускная способность памяти при таймингах 5-5-5-13-(2T) составляет 5967,3 Мбайт/с (операция чтения, пресет Maximal RAM Bandwidth, Software Prefetch, SSE2). В то же время при уменьшении таймингов до 4-3-3-5-(2T) пропускная способность увеличивается до 6294,9 Мбайт/с, то есть на 5,5%. Отметим, что значение 6294,9 Мбайт/с близко к теоретическому пределу пропускной способности процессорной шины, которая в данном случае составляет 6,4 Гбайт/с.
Увеличение тактовой частоты до 710 МГц не оказывает влияния на стабильность в работе памяти, однако добиться значительного увеличения производительности памяти в данном случае не удается, что еще раз подтверждает тот факт, что изменение таймингов памяти оказывает существенно большее влияние на производительность памяти, нежели увеличение тактовой частоты.
Теперь обратимся к результатам игровых тестов (табл. 4). Как видите, уменьшение таймингов памяти позволяет (хотя и незначительно) увеличить результаты во всех игровых тестах. В то же время увеличение тактовой частоты памяти никак не отражается на результатах теста.
Итак, если говорить о рассмотренных модулях памяти Kingmax KLCD48F-A8EB5-ECAS, то можно констатировать, что в сочетании с материнской платой MSI P4N Diamond, а следовательно, и с чипсетом NVIDIA nForce4 SLI Intel Edition, эти модули обеспечивают гарантированно стабильную работу и прекрасно разгоняются путем уменьшения таймингов. Именно поэтому мы решили присвоить модулям Kingmax KLCD48F-A8EB5-ECAS знак «Редакция рекомендует».
Редакция выражает признательность компании Kingmax (www.kingmax.com ) за предоставление модулей памяти Kingmax KLCD48F-A8EB5-ECAS.
Помимо разделения по пропускной способности и ёмкости, модули делятся по:
Как правило, даже если материнская плата поддерживает registered и unbuffered (обычная память) модули, модули разных типов (registered и unbuffered) не могут работать совместно на одном канале. Несмотря на механическую совместимость разъёмов, Registered память просто не запустится в материнской плате, рассчитанной на применение обычной (небуферизованной) памяти и наоборот. Наличие/отсутствие ECC никоим образом не влияет на ситуацию. Всё это касается как обычной DDR, так и DDR-II.
Категорически невозможно использовать Registered память вместо обычной памяти и наоборот. Без всяких исключений. Единственным исключением в настоящее время являются двухпроцессорные LGA1366 платы, которые работают как с обычной, так и с Registered DDR-III, однако смешивать в одной системе два типа памяти нельзя.
Преимущества по сравнению с DDR
DDR2 постепенно вытесняется DDR3.
В. Соломенчук, П. Соломенчук Железо ПК. - 2008. - ISBN 978-5-94157-711-8
| Типы динамической памяти с произвольным доступом (DRAM) | |
|---|---|
| Асинхронная | FPM RAM · EDO RAM |
| Синхронная | SDRAM · DDR SDRAM · Mobile DDR (LPDDR) · DDR2 SDRAM · DDR3 SDRAM · DDR4 SDRAM |
| Графическая | VRAM · WRAM · MDRAM · SGRAM · GDDR · GDDR2 · GDDR3 · GDDR4 · GDDR5 |
| Rambus | RDRAM · XDR DRAM · XDR2 DRAM |
Wikimedia Foundation . 2010 .
Теперь, узнав что это такое и для чего и как оно служит, многие из Вас наверно подумываете о том, чтобы приобрести для своего компьютера более мощную и производительную оперативку. Ведь увеличение производительности компьютера с помощью дополнительного объёма памяти ОЗУ является самым простым и дешевым (в отличии например от видеокарты) методом модернизации вашего любимца.
И… Вот вы стоите у витрины с упаковками оперативок. Их много и все они разные. Встают вопросы: А какую оперативную память выбрать?
Как правильно выбрать ОЗУ и не прогадать?
А вдруг я куплю оперативку, а она потом не будет работать?
Это вполне резонные вопросы. В этой статье я попробую ответить на все эти вопросы. Как вы уже поняли, эта статья займет свое достойное место в цикле статей, в которых я писал о том, как правильно выбирать отдельные компоненты компьютера т.е. железо. Если вы не забыли, туда входили статьи:
—
—
—
Этот цикл будет и дальше продолжен, и в конце вы сможете уже собрать для себя совершенный во всех смыслах супер компьютер 🙂 (если конечно финансы позволят:))
А пока учимся правильно выбирать для компьютера оперативную память
.
Поехали!
При выборе оперативной памяти для своего компьютера нужно обязательно отталкиваться от вашей материнской платы и процессора потому что модули оперативки устанавливаются на материнку и она же поддерживает определенные типы оперативной памяти. Таким образом получается взаимосвязь между материнской платой, процессором и оперативной памятью.
Узнать о том, какую оперативную память поддерживает ваша материнка и процессор можно на сайте производителя, где необходимо найти модель своей материнской платы, а также узнать какие процессоры и оперативную память для них она поддерживает. Если этого не сделать, то получится, что вы купили супер современную оперативку, а она не совместима с вашей материнской платой и будет пылиться где нибудь у вас в шкафу. Теперь давайте перейдем непосредственно к основным техническим характеристикам ОЗУ, которые будут служить своеобразными критериями при выборе оперативной памяти. К ним относятся:
Вот я перечислил основные характеристики ОЗУ, на которые стоит обращать внимание в первую очередь при её покупке. Теперь раскроем каждый из ни по очереди.
На сегодняшний день в мире наиболее предпочтительным типом памяти являются модули памяти DDR (double data rate). Они различаются по времени выпуска и конечно же техническими параметрами.
Про объём памяти много писать не буду. Скажу лишь, что именно в этом случае размер имеет значение 🙂
Все несколько лет назад оперативная память объёмом в 256-512 МБ
удовлетворяла все нужды даже крутых геймерских компьютеров. В настоящее же время для нормального функционирования отдельно лишь операционной системы windows 7
требуется 1 Гб
памяти, не говоря уже о приложениях и играх. Лишней оперативка никогда не будет, но скажу Вам по секрету, что 32-х
разрядная windows
использует лишь 3,25 Гб
ОЗУ, если даже вы установите все 8 Гб
ОЗУ. Подробнее об этом вы можете прочитать .
Form — factor
— это стандартные размеры модулей оперативки, тип конструкции самих планок ОЗУ.
DIMM
(Dual InLine Memory Module — двухсторонний тип модулей с контактами на обоих сторонах) — в основном предназначены для настольных стационарных компьютеров, а SO-DIMM
используются в ноутбуках.
Это довольно таки важный технический параметр оперативной памяти. Но тактовая частота есть и у материнской платы и важно знать рабочую частоту шины этой платы, так как если вы купили например модуль ОЗУ DDR3-1800 , а слот (разъём) материнской платы поддерживает максимальную тактовую частоту DDR3-1600 , то и модуль оперативной памяти в результате будет работать на тактовой частоте в 1600 МГц . При этом возможны всяческие сбои, ошибки в работе системы и .
Примечание: Частота шины памяти и частота процессора — совершенно разные понятия.
Из приведенных таблиц можно понять, что частота шины, умноженная на 2, дает эффективную частоту памяти (указанную в графе «чип»), т.е. выдает нам скорость передачи данных. Об этом же нам говорит и название DDR
(Double Data Rate) — что означает удвоенная скорость передачи данных.
Приведу для наглядности пример расшифровки в названии модуля оперативной памяти — Kingston/PC2-9600/DDR3(DIMM)/2Gb/1200MHz
, где:
— Kingston
— производитель;
— PC2-9600
— название модуля и его пропускная способность;
— DDR3(DIMM)
— тип памяти (форм фактор в котором выполнен модуль);
— 2Gb
— объем модуля;
— 1200MHz
— эффективная частота, 1200 МГц.
Пропускная способность
— характеристика памяти, от которой зависит производительность системы. Выражается она как произведение частоты системной шины на объём данных передаваемых за один такт. Пропускная способность (пиковый показатель скорости передачи данных) – это комплексный показатель возможности RAM
, в нем учитывается частота передачи данных
, разрядность шины
и количество каналов памяти. Частота указывает потенциал шины памяти за такт – при большей частоте можно передать больше данных.
Пиковый показатель вычисляется по формуле: B = f * c
, где:
В
— пропускная способность, f
— частота передачи, с
— разрядность шины. Если Вы используете два канала для передачи данных, все полученное умножаем на 2. Чтобы получить цифру в байтах/c, Вам необходимо полученный результат поделить на 8 (т.к. в 1 байте 8 бит).
Для лучшей производительности пропускная способность шины оперативной памяти
и пропускная способность шины процессора
должны совпадать. К примеру, для процессора Intel core 2 duo E6850
с системной шиной 1333 MHz и пропускной способностью 10600 Mb/s
, можно установить два модуля с пропускной способностью 5300 Mb/s
каждый (PC2-5300
), в сумме они будут иметь пропускную способность системной шины (FSB
) равную 10600 Mb/s
.
Частоту шины и пропускную способность обозначают следующим образом: «DDR2-XXXX
» и «PC2-YYYY
«. Здесь «XXXX
» обозначает эффективную частоту памяти, а «YYYY
» пиковую пропускную способность.
Тайминги (или латентность) — это временные задержки сигнала, которые, в технической характеристике ОЗУ записываются в виде «2-2-2 » или «3-3-3 » и т.д. Каждая цифра здесь выражает параметр. По порядку это всегда «CAS Latency » (время рабочего цикла), «RAS to CAS Delay » (время полного доступа) и «RAS Precharge Time » (время предварительного заряда).
Примечание
Чтобы вы могли лучше усвоить понятие тайминги, представьте себе книгу, она будет у нас оперативной памятью, к которой мы обращаемся. Информация (данные) в книге (оперативной памяти) распределены по главам, а главы состоят из страниц, которые в свою очередь содержат таблицы с ячейками (как например в таблицах Excel). Каждая ячейка с данными на странице имеет свои координаты по вертикали (столбцы) и горизонтали (строки). Для выбора строки используется сигнал RAS (Raw Address Strobe) , а для считывания слова (данных) из выбранной строки (т.е. для выбора столбца) — сигнал CAS (Column Address Strobe) . Полный цикл считывания начинается с открытия «страницы» и заканчивается её закрытием и перезарядкой, т.к. иначе ячейки разрядятся и данные пропадут.Вот так выглядит алгоритм считывания данных из памяти:
Каждая цифра в обозначении указывает, на какое количество тактов шины будет задержан сигнал. Тайминги измеряются в нано-секундах. Цифры могут иметь значения от 2
до 9
. Но иногда к трем этим параметрам добавляется и четвертый (например: 2-3-3-8
), называющийся «DRAM Cycle Time Tras/Trc
” (характеризует быстродействие всей микросхемы памяти в целом).
Случается, что иногда хитрый производитель указывает в характеристике оперативки лишь одно значение, например «CL2
» (CAS Latency
), первый тайминг равный двум тактам. Но первый параметр не обязательно должен быть равен всем таймингам, а может быть и меньше других, так что имейте это в виду и не попадайтесь на маркетинговый ход производителя.
Пример для наглядности влияния таймингов на производительность: система с памятью на частоте 100 МГц
с таймингами 2-2-2
обладает примерно такой же производительностью, как та же система на частоте 112 МГц
, но с задержками 3-3-3
. Другими словами, в зависимости от задержек, разница в производительности может достигать 10 %
.
Итак, при выборе лучше покупать память с наименьшими таймингами, а если Вы хотите добавить модуль к уже установленному, то тайминги у покупаемой памяти должны совпадать с таймингами установленной памяти.
Оперативная память может работать в нескольких режимах, если конечно такие режимы поддерживаются материнской платой. Это одноканальный
, двухканальный
, трехканальный
и даже четырехканальный
режимы. Поэтому при выборе оперативной памяти стоит обратить внимание и на этот параметр модулей.
Теоретически скорость работы подсистемы памяти при двухканальном режиме увеличивается в 2 раза, трехканальном – в 3 раза соответственно и т.д., но на практике при двухканальном режиме прирост производительности в отличии от одноканального составляет 10-70%.
Рассмотрим подробнее типы режимов:
Обычно наиболее распространенным вариантом является двухканальный режим памяти.
Для работы в многоканальных режимах существуют специальные наборы модулей памяти — так называемая Kit-память
(Kit-набор) — в этот набор входит два (три) модуля, одного производителя, с одинаковой частотой, таймингами и типом памяти.
Внешний вид KIT-наборов:
для двухканального режима
для трехканального режима
Но самое главное, что такие модули тщательно подобраны и протестированы, самим производителем, для работы парами (тройками) в двух-(трёх-) канальных режимах и не предполагают никаких сюрпризов в работе и настройке.
Сейчас на рынке ОЗУ
хорошо себя зарекомендовали такие производители, как: Hynix
, amsung
, Corsair
, Kingmax
, Transcend
, Kingston
, OCZ
…
У каждой фирмы к каждому продукту имеется свой маркировочный номер
, по которому, если его правильно расшифровать, можно узнать для себя много полезной информации о продукте. Давайте для примера попробуем расшифровать маркировку модуля Kingston
семейства ValueRAM
(смотрите изображение):
Расшифровка:
Приведу еще один пример маркировки CM2X1024-6400C5
:
Из маркировки видно, что это модуль DDR2
объемом 1024 Мбайт
стандарта PC2-6400
и задержками CL=5
.
Марки OCZ
, Kingston
и Corsair
рекомендуют для оверклокинга, т.е. имеют потенциал для разгона. Они будут с небольшими таймингами и запасом тактовой частоты, плюс ко всему они снабжены радиаторами, а некоторые даже кулерами для отвода тепла, т.к. при разгоне количество тепла значительно увеличивается. Цена на них естественно будет гораздо выше.
Советую не забывать про подделки (их на прилавках очень много) и покупать модули оперативной памяти только в серьезных магазинах, которые дадут Вам гарантию.
Напоследок:
На этом все. С помощью данной статьи, думаю, вы уже не ошибетесь при выборе оперативной памяти для своего компьютера. Теперь вы сможете правильно выбрать оперативку
для системы и повысить её производительность без каких либо проблем. Ну, а тем кто купит оперативную память (или уже купил), я посвящу следующую статью, в которой я подробно опишу как правильно устанавливать оперативную память
в систему. Не пропустите…
Лучшая память среди одноклассников с высокой производительностью и инновациями в технологии RGB. Стандарт DDR4, скорость 3200MHz, дефолтные тайминги 16.18.18.36, два модуля по 16 гигабайт. У планок яркие светодиоды подсветки Capellix RGB, продвинутая программа iCUE теплоотводы Dominator DHX. Единственная проблема – может не подойти высота модуля.
Компания Corsair, как всегда, с каждой новой моделью превосходит саму себя, Dominator Platinum не стала исключением. Сегодня это излюбленный набор памяти DDR4 для геймеров и владельцев мощных рабочих станций. Внешний вид модулей гладкий и стильный импонирует любителям гейминга, DHX охлаждение работает эффективно, а производительность планок уже готова стать легендой. В любом случае, на долгие годы она обеспечит пользователя флагманскими параметрами. Сейчас у памяти новый дизайн, новая, более яркая подсветка Corsair Capellix на 12 светодиодов. Программное обеспечение (фирменное) iCUE обеспечивает гибкую настройку памяти на максимальную производительность. Если вы поменяли материнку или процессор, а может быть и графический ускоритель, под любой новый компонент память можно настроить как родную.
Ценник у памяти несколько выше, чем у других производителей, но это компенсируется высочайшим качеством и потрясающей производительностью.
