Какие бывают ddr2. Виды модулей памяти и их характеристики. Оперативная память для серверов

А теперь хочу поговорить о памяти DDR5. Взгляд в будущее, так сказать. Итак, что же такое оперативная память DDR5 и чего следует от нее ожидать? Да и вообще когда нам ее ждать?

Читайте сразу обновленную информацию о DDR5 от 25.09.2017 года чуть ниже в статье

Конкретная дата выхода оперативки DDR5 еще не анонсирована, но прогнозируют ее появление к 2020 году. Хотя, как заверяют в JEDEC , в 2018 году мы уже увидим финальные спецификации и характеристики памяти DDR5. Ее уже сейчас активно разрабатывают.

А что пока известно о характеристиках? Совсем немного. Тактовую частоту планирует удвоить по сравнению с оперативной памятью DDR4, топовой на сегодняшний день. Также увеличится плотность чипов, что позволит увеличить объем каждой планки ОЗУ DDR5 в два раза (опять же по сравнению с DDR4). И снова-таки, как и с каждым предыдущим новым поколением ОЗУ, будет улучшена энергоэффективность. Правда пока нет точной информации с каким напряжением будет работать оперативная память DDR5 (уже есть, смотрите ниже ).

Обновленная информация (сентябрь 2017)

Возрадуйся читатель! Оперативную память DDR5 планируют выпустить немного раньше обещанных сроков. Выпуск перенесли на 2019 год. То есть на год назад.

Оперативная память DDR5 — проект

Помимо этого появилась новая информация о характеристиках памяти DDR5. Рабочая частота ОЗУ будет начинаться с отметки 4800 Mhz. А вот до каких высот она доберется остается только фантазировать. При том, что в предыдущем поколении (DDR4) частота начиналась с 2133 МГц, а сейчас некоторые представители этой памяти могут похвастаться частотой 4600 МГц.

Это конечно «слишком гениально «, но если применить простую пропорцию, то теоретически можно ожидать, что частоты оперативной памяти DDR5 могут подняться выше 10000 МГц в перспективе.

4600 / 2133 * 4800 = 10351… Mhz

Поживем увидим!

Теперь о рабочем напряжении. Стало известно, что напряжение продолжит снижаться и в грядущем поколении снизится до отметки 1,1 Вольта. Не очень большой прорыв в этом направлении, но он есть.

Предыдущие поколения работали на следующих показателях:

• DDR1 — 2.5 V
• DDR2 — 1.8 V
• DDR3 — 1.5 V
• DDR3L — 1.3 V
• DDR3U — 1.25 V
• DDR4 — 1.2 V
• DDR5 — 1.1 V

Память GDDR5 это не оперативная память DDR5

Чтобы избежать небольшой путаницы, следует упомянуть про видеопамять GDDR5 . Сейчас практически каждая современная видеокарта имеет память такого типа. Но память GDDR5 не имеет ничего общего с оперативной памятью DDR5. Технологически GDDR5 это тот же DDR3, только заточенный под видеокарту. Точно так же, как и GDDR3 технологически был идентичен памяти DDR2. Не путайте!

К слову будет сказано, материнская плата, которая поддерживает видеокарты с графической памятью GDDR3, точно также хорошо будет поддерживать видеокарты с памятью GDDR5. Это несколько отличается от ОЗУ, где под каждое новое поколение оперативной памяти изменяется интерфейс ее подключения (слот).

Самый главный вывод по этому пункту это то, что DDR5и GDDR5 — это совершенно разные и вещи!

Вывод:

Вот такие вот дела у нас с оперативной памятью DDR5. Ждем. Хотя сейчас очень многие все еще сидят на DDR3, никак не могут перейти на DDR4. Но я думаю это ненадолго. Скоро DDR4 полностью вытеснит DDR3. Остается только посочувствовать тем, кто собирает новые компьютеры на базе DDR3, если только их материнка не поддерживает оба типа памяти.

Вы дочитали до самого конца?

Была ли эта статься полезной?

Да Нет

Что именно вам не понравилось? Статья была неполной или неправдивой?
Напишите в клмментариях и мы обещаем исправиться!

Модуль памяти DDR со 184 контактами

DDR SDRAM (отангл. Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory - синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных) - типоперативной памяти , используемой вкомпьютерах . При использовании DDR SDRAM достигается удвоенная скорость работы, нежели в обыкновеннойSDRAM , за счёт считывания команд и данных не только по фронту, как вSDRAM , но и по срезу тактового сигнала. За счёт этого удваивается скорость передачи данных, без увеличения частоты тактового сигнала шины памяти. Таким образом, при работе DDR на частоте 100 МГц мы получим эффективную частоту 200МГц (при сравнении с аналогом SDR SDRAM). В спецификацииJEDEC есть замечание, что использовать термин «МГц» в DDR некорректно, правильно указывать скорость «миллионов передач в секунду через один вывод данных».

Ширина шины памяти составляет 64 бита, то есть по шине за один такт одновременно передаётся 8 байт. В результате получаем следующую формулу для расчёта максимальной скорости передачи для заданного типа памяти: тактовая частота шины памяти x2 (передача данных дважды за такт) x8 (число байтов передающихся за один такт). Например, чтобы обеспечить передачу данных дважды за такт, используется специальная архитектура «2n Prefetch». Внутренняя шина данных имеет ширину в два раза больше внешней. При передаче данных сначала передаётся первая половина шины данных по переднему фронту тактового сигнала, а затем вторая половина шины данных по срезу.

Помимо удвоенной передачи данных, DDR SDRAM имеет несколько других принципиальных отличий от простой памяти SDRAM. В основном они являются технологическими. Например, был добавлен сигнал QDS, который располагается на печатной плате вместе с линиями данных. По нему происходит синхронизация при передаче данных. Если используется два модуля памяти, то данные от них приходят к контроллеру памяти с небольшой разницей из-за разного расстояния. Возникает проблема в выборе синхросигнала для их считывания. Использование QDS успешно это решает.

JEDEC устанавливает стандарты для скоростей DDR SDRAM, разделённых на две части: первая для чипов памяти, а вторая для модулей памяти, на которых, собственно, и размещаются чипы памяти.

Чипы памяти

В состав каждого модуля DDR SDRAM входит несколько идентичных чипов DDR SDRAM. Для модулей без коррекции ошибок (ECC ) их количество кратно 8, для модулей с ECC - кратно 9.

Спецификация чипов памяти

DDR200: память типа DDR SDRAM, работающая на частоте 100 МГц

DDR266: память типа DDR SDRAM, работающая на частоте 133 МГц

DDR333: память типа DDR SDRAM, работающая на частоте 166 МГц

DDR400: память типа DDR SDRAM, работающая на частоте 200 МГц

DDR533: память типа DDR SDRAM, работающая на частоте 266 МГц

DDR666: память типа DDR SDRAM, работающая на частоте 333 МГц

DDR800: память типа DDR SDRAM, работающая на частоте 400 МГц

Характеристики чипов

Объём чипа (DRAM density ). Записывается в мегабитах, например 256 Мбит - чип объёмом 32 мегабайта.

Организация (DRAM organization ). Записывается в виде 64M x 4, где 64M - это количество элементарных ячеек хранения (64 миллиона), а x4 (произносится «by four») - разрядность чипа, то есть разрядность каждой ячейки. Чипы DDR бывают x4 и x8, последние стоят дешевле в пересчёте на мегабайт объёма, но не позволяют использовать функцииChipkill , memory scrubbing иIntel SDDC .

Модули памяти

Модули DDR SDRAM выполнены в форм-факторе DIMM . На каждом модуле расположено несколько одинаковых чипов памяти и конфигурационный чипSPD . На модулях регистровой (registered) памяти также располагаются регистровые чипы, буферизующие и усиливающие сигнал на шине, на модулях нерегистровой (небуферизованной, unbuffered) памяти их нет.

Характеристики модулей

Объём. Указывается в мегабайтах или гигабайтах.

Количество чипов (# of DRAM Devices ). Кратно 8 для модулей безECC , для модулей с ECC - кратно 9. Чипы могут располагаться на одной или обеих сторонах модуля. Максимальное умещающееся на DIMM количество - 36 (9x4).

Количество строк (ранков) (# of DRAM rows (ranks) ). Перед обращением к ячейке памяти DDR должна быть активирована строка, в которой находится эта ячейка, причём в модуле может быть активна только одна строка за раз. Чем больше строк в модуле, тем чаще в среднем придётся закрывать одну строку и активировать другую, что вызовет дополнительные задержки. С другой стороны, контроллер памяти некоторыхчипсетов имеют ограничение на общее число ранков в установленных модулях памяти. Например чипсетIntel E7520/E7320 при использовании памяти PC2700 ограничен 8 ранками. Чтобы установить вматеринскую плату на его основе с 8 слотами DIMM максимум памяти (2 Гб x 8 = 16 Гб), необходимо использовать только одноранковые (Single Rank) модули. Типичное число ранков - 1, 2 или 4. Разрядность строки равна разрядности шины памяти и составляет 64 бита для памяти без ECC и 72 бита для памяти с ECC.

Задержки (тайминги ): CAS Latency (CL), Clock Cycle Time (tCK), Row Cycle Time (tRC), Refresh Row Cycle Time (tRFC), Row Active Time (tRAS).

Характеристики модулей и чипов, из которых они состоят, связаны.

Объём модуля равен произведению объёма одного чипа на число чипов. При использовании ECC это число дополнительно умножается на коэффициент 8/9, так как на каждый байт приходится один бит избыточности для контроля ошибок. Таким образом один и тот же объём модуля памяти можно набрать большим числом (36) маленьких чипов или малым числом (9) чипов большего объёма.

Общая разрядность модуля равна произведению разрядности одного чипа на число чипов и равна произведению числа ранков на 64 (72) бита. Таким образом, увеличение числа чипов или использование чипов x8 вместо x4 ведёт к увеличению числа ранков модуля.

В данном примере сравниваются возможные компоновки модуля серверной памяти объёмом 1 Гб. Из представленных вариантов следует предпочесть первый или третий, так как они используют чипы x4, поддерживающие продвинутые методы исправления ошибок и защиты от сбоев. При необходимости использовать одноранковую память остаётся доступен только третий вариант, однако в зависимости от текущей стоимости чипов объёмом 256 Мбит и 512 Мбит он может оказаться дороже первого.

Спецификация модулей памяти

Спецификация модулей памяти
Спецификация	Тактовая частота шины памяти	Максимальная теоретическая пропускная способность памяти
		в одноканальном режиме	в двухканальном режиме
PC1600* (DDR200)		1600 Мбайт/сек	3200 Мбайт/сек
PC2100* (DDR266)		2133 Мбайт/сек	4267 Мбайт/сек
		2400 Мбайт/сек	4800 Мбайт/сек
PC2700* (DDR333)		2667 Мбайт/сек	5333 Мбайт/сек
PC3200* (DDR400)		3200 Мбайт/сек	6400 Мбайт/сек
		3467 Мбайт/сек	6933 Мбайт/сек
		3733 Мбайт/сек	7467 Мбайт/сек
		4000 Мбайт/сек	8000 Мбайт/сек
		4267 Мбайт/сек	8533 Мбайт/сек

Примечание 1: стандарты, помеченные символом «*», официально сертифицированы JEDEC. Остальные типы памяти не сертифицированы JEDEC, хотя их и выпускали многие производители памяти, а большинство выпускавшихся в последнее времяматеринских плат поддерживали данные типы памяти.

Примечание 2: выпускались модули памяти работающие и на более высоких частотах (до 350 МГц, DDR700), но эти модули не пользовались большим спросом и выпускались в малом объёме, кроме того, они имели высокую цену.

Размеры модулей также стандартизированы JEDEC.

Надо заметить, что нет никакой разницы в архитектуре DDR SDRAM с различными частотами, например между PC1600 (работает на частоте 100МГц) и PC2100 (работает на частоте 133МГц). Просто стандарт говорит о том, на какой гарантированной частоте работает данный модуль. Следовательно, любой модуль можно запускать как на более низкой тактовой частоте (такое действие носит название «андерклокинг » - «underclocking»), так и на более высокой частоте по сравнению с той, на которой работает данный модуль памяти (оверклокинг - overclocking).

Модули памяти DDR SDRAM можно отличить от обычной SDRAM по числу выводов (184 вывода у модулей DDR против 168 выводов у модулей с обычной SDRAM) и по ключу (вырезы в области контактных площадок) - у SDRAM два, у DDR - один. Согласно JEDEC, модули DDR400 работают при напряжении питания 2,6 В, а все более медленные - при напряжении 2,5 В. Некоторые скоростные модули для достижения высоких частот работают при больших напряжениях, до 2,9 В.

Большинство последних чипсетов с поддержкой DDR позволяли использовать модули DDR SDRAM в двухканальном , а некоторые чипсеты и в четырёхканальном режиме. Данный метод позволяет увеличить в 2 или 4 раза соответственно теоретическую пропускную способность шины памяти. Для работы памяти в двухканальном режиме требуется 2(или 4) модуля памяти, рекомендуется использовать модули работающие на одной частоте и имеющие одинаковый объём итайминги (ещё лучше использовать абсолютно одинаковые модули).

Сейчас модули DDR практически вытеснены модулями типов DDR2 иDDR3 , которые в результате некоторых изменений в архитектуре позволяют получить бóльшую пропускную способность подсистемы памяти. Ранее главным конкурентом DDR SDRAM являлась память типаRDRAM (Rambus ), однако ввиду наличия некоторых недостатков со временем была практически вытеснена с рынка.

Официальный сайт JEDEC (англ.)

Описание и иллюстрация почти всех параметров памяти DDR (рус.)

Intel® Server Board SE7501CW2 Memory List Test Report Summary (PDF, 246,834 bytes) (англ.)- небольшой список возможных конфигураций модуля памяти.

Kingston’s Literature Page (англ.)- несколько справочных документов, описывающих организацию модулей памяти.

Как работает динамическая память (DRAM).

В данной статье приведено небольшое описание DDR SDRAM на основе официальной спецификации. Описаны и проиллюстрированы почти все параметры памяти, влияющие на производительность. Более подробно рассмотрен параметр tRAS. Это достаточно базовая информация, которой должен владеть каждый уважающий себя любитель разгона.

Начнём с самого начала, с основ работы динамической памяти. Конечно, такой информации нет в спецификации, но будет полезно напомнить. Носителем информации в динамической памяти является электрическая ёмкость или конденсатор. Ячейки памяти, в основе которых лежит конденсатор, объединяются в массив. Чтобы считать информацию из ячейки, подаётся адресный сигнал в соответствующую строку (по-английски Row). Данные считываются из соответствующей колонки (по-английски Column) массива. Для "перевода" аналогового сигнала электрической ёмкости используются специальные усилители. Кроме того, существуют специальные цепи для подзарядки конденсаторов и записи данных. Обычно на блок-схемах всё это объединяется и обозначается как "Sense Amplifiers".

При считывании информации происходят следующие операции:

Подаётся адресный сигнал в соответствующую строку. Данные целой строки попадают на усилители и через некоторое время могут быть считаны. Такая операция называется активацией строки (по-английски Activate).

Данные считываются из соответствующей колонки. Для этого подаётся команда на чтение (по-английски Read). Данные появляются на выходе с некоторой задержкой. В современной памяти используется чтение пакета данных (по-английски Burst), представляющего собой несколько последовательно расположенных данных. Обычно размер пакета равен 8.

Пока строка остаётся активной, возможно считывание или запись других ячеек памяти (текущей строки).

Так как при чтении заряд ёмкостей ячеек памяти теряется, то производится подзарядка этих ёмкостей или закрытие строки (по-английски Precharge). После закрытия строки дальнейшее считывание данных невозможно без повторной активации.

Со временем конденсаторы ячеек разражаются и их необходимо подзаряжать. Операция подзарядки называется регенерацией (по-английски Refresh) и выполняется каждые 64 мс для каждой строки массива памяти.

При записи данных всё происходит точно так же, только чтение меняется на запись и при закрытии строки происходит непосредственная запись в массив памяти.

Ячейка памяти может хранить только один бит информации. Чтобы хранить один байт, используется 8 элементарных ячеек памяти. При этом они адресуются одинаково и организованы с использованием шины данных шириной в 8 линий. Такие объединённые ячейки образуют слово. Обычно чипы памяти имеют размер слова 4, 8, 16 бит. Ширина шины данных при этом равна 4, 8, 16 линий (или разрядность 4, 8. 16 бит). Простой модуль памяти DIMM имеет ширину шины данных 64 линий.

Банки памяти.

Чтобы обеспечить возможность быстрой работы одновременно с разными участками памяти используется архитектура с несколькими массивами памяти или банками (по-английски Bank). Банки памяти работают полностью независимо. Например, данные можно считывать из памяти банка 1, обрабатывать и записывать в память банка 2. При этом будут отсутствовать задержки на активацию и закрытие строк данных в массиве памяти, что было бы в случае одного банка.

Возможна различная организация использования банков. При этом по-разному выполняется трансляция адреса памяти, который использует процессор, в последовательность: номер банка, номер строки массива памяти, номер колонки массива памяти. В простейшем случае банки памяти идут последовательно. Соответственно преимущества от наличия нескольких банков будут, только если обращения к памяти сильно разнесены в адресном пространстве. Обычно программы работают с небольшим локальным участком памяти и не будут иметь ускорения. Возможна организация с чередованием банков (по-английски Interleaving). Сначала идёт строка первого банка, потом второго, потом опять первого, и так далее до конца памяти. Вероятность, что будут использоваться участки памяти, принадлежащие разным банкам, значительно увеличивается. Но всегда возможны "неудобные" случаи, когда рабочие участки памяти разбросаны так, что принадлежат одному банку. Тем не менее, наличие нескольких банков повышает производительность. Чем больше банков, тем лучше. В спецификации чётко написано, что DDR SDRAM имеет 4 банка памяти.

Как работает DDR.

Сокращение DDR расшифровывается как Double Data Rate или удвоенная скорость передачи данных. Число, следующее за "DDR", указывает на скорость передачи данных. Например, у DDR 400 скорость передачи 400 МГц. При этом использовать термин "МГц" некорректно. Правильно указывать скорость в "миллионах передач в секунду через один вывод данных". Такое замечание есть в спецификации. Память DDR 400 работает на частоте 200 МГц или на частоте в 2 раза меньше скорости передачи данных (вернее, скорость передачи данных в 2 раза больше тактовой частоты). Все управляющие сигналы синхронизируются частотой 200 МГц. Внутри чипа все работает классически по переднему фронту сигналов тактового генератора с частотой 200 МГц (есть правда исключение). Официальная частота DDR333 равна 167.0 МГц.

Чтобы обеспечить передачу данных дважды за такт, используется специальная архитектура "2n Prefetch". Внутренняя шина данных имеет ширину в два раза больше внешней. При передаче данных сначала передаётся первая половина шины данных по переднему фронту тактового сигнала, а затем вторая половина шины данных по заднему фронту.

Для возможности работы на высоких частотах вместо одного тактового сигнала используется два (Differential Clock). Дополнительный тактовый сигнал инвертирован относительно основного. Поэтому на самом деле синхронизация происходит не по заднему фронту. В документации написано, что синхронизация происходит при пересечении этих двух тактовых сигналов. Но, насколько я понимаю, вместо пересечения просто используется передний фронт дополнительного тактового сигнала. Хотя это только предположение.

Кроме передачи двух данных за такт, DDR SDRAM имеет несколько других принципиальных отличий от простой памяти SDRAM. В основном они являются технологическими. Например, был добавлен сигнал QDS, который располагается на печатной плате вместе с линиями данных. По нему происходит синхронизация при передаче данных. Если используется два модуля памяти, то данные от них приходят к контроллеру памяти с небольшой разницей из-за разного расстояния. Возникает проблема в выборе синхросигнала для их считывания. Использование QDS успешно это решает.

Пару слов можно сказать о стандарте DDR2. Как и для обычной памяти DDR, число после "DDR2" указывает на скорость передачи данных. Поэтому DDR2 400 и DDR 400 имеют абсолютно одинаковую скорость передачи данных. Массив памяти DDR2 работает на частоте в 4 раза меньше скорости передачи (вернее скорость передачи данных в 4 раза больше частоты работы массива). Для того чтобы обеспечить передачу данных 4 раза за такт используется архитектура "4n Prefetch". При этом внутренняя шина данных имеет ширину в 4 раза больше внешней шины. Тем не менее, вся управляющая логика ввода/вывода работает на частоте в 2 раза меньше скорости передачи, то есть на 200 МГц для DDR2 400. Непосредственно на сам чип памяти подаётся только эта частота.

Внутренняя организация DDR2 осталась в основном прежней, но есть и некоторые изменения. Задержка чтения (CL - CAS Latency) уже не может быть дробной. Это сделано для упрощения внутренней логики. Задержка записи изменена с фиксированного 1 такта до RL-1, где RL (Read Latency) – задержка чтения с учетом добавочной задержки (AL – Additive Latency) или другими словами, RL=AL+CL. Задержка записи стала как минимум 2 такта (CL=3, AL=0). Это сделано для уменьшения пропусков в передаче из-за разных задержек чтения и записи и, соответственно, для лучшего использования шины данных.

Была добавлена возможность отложенного выполнения команд при помощи добавочной задержки (AL - Additive Latency). Это приводит к отсутствию перерывов в передаче данных при конфликтных ситуациях на линии команд. Например, когда необходимо подать команду на чтение и команду активации строки другого банка памяти, подаётся только одна команда, хотя память может "обработать" две команды одновременно. Использование AL позволяет избежать таких ситуаций. С одной стороны, AL уменьшает задержки на получение информации при доступе к разным строкам массива памяти и позволяет более полно нагрузить шину данных при работе с несколькими банками памяти. С другой стороны, при работе с данными, находящимися в пределах одной строки, задержки увеличиваются. Для повышения производительности в DDR2 количество банков памяти было увеличено с 4 до 8, правда, только для чипов ёмкостью 1 Гбит и выше, и с некоторыми ограничениями. Основное отрицательное влияние на скорость работы оказывает массив памяти, который работает на частоте в 2 раза меньшей, чем массив DDR, и имеет большие внутренние задержки. Собственно точные причины повышения задержек выяснить не удалось. Такая информация является "внутренней" для производителей памяти.

Подведя небольшой итог, можно сказать, что при одинаковом рейтинге память DDR2 и DDR имеют одинаковую скорость передачи данных. Главным преимуществом DDR2 является возможность функционирования на значительно более высоких частотах. Становятся доступными большие скорости передачи данных. Массив памяти DDR2 работает в 2 раза медленнее, чем массив DDR, и обладает большими задержками. Кроме того изменения в протоколе работы в среднем так же увеличили задержки.

Протоколы работы с DDR SDRAM.

"Общение" системы с памятью происходит при помощи передачи сигналов по линиям ввода/вывода. При помощи этих сигналов подаются команды, передаются и считываются данные. Форма и задержки между этими сигналами жёстко описывается в спецификации. Для понимания параметров памяти и того, как система с ней работает, можно ограничиться упрощенным представлением протокола работы. Далее будут представлены диаграммы основных операций.

На диаграмме хорошо видно, что данные начинают поступать на выход только через tRCD+CL тактов после начала операции единичного чтения. Другими словами, параметры tRCD и CL имеют одинаковое значение. Однако если запустить обычные тесты латентности памяти (ScienceMark 2.0, CPU-Z 1.20a, CacheMem 2.6), то CL будет влиять на результаты больше. Это происходит из-за того, что тесты измеряют время не случайного произвольного чтения, а последовательного чтения с некоторым шагом. При этом происходит несколько чтений в пределах активной строки. Размер строки массива памяти может быть разным, от 512 ячеек до 4096 ячеек. Соответственно, tRCD оказывает влияние на результаты реже, только при активации строки, а CL – при каждом чтении.

Проведённое исследование в статье "" показало, что в реальных приложениях изменение tRCD на 1 имеет чуть большее значение, чем изменение CL на 0.5. Ещё одним интересным моментом на диаграмме является подача команды на закрытие строки, когда передача данных не закончилась. То есть строка может быть закрытой, а данные всё ещё передаваться.

Вот определение некоторых параметров памяти, проиллюстрированных на диаграмме. Приводятся сокращённые и развернутые (не расшифровка) названия параметров, как они указаны в спецификации. Значения параметров задаются либо в абсолютном выражении в наносекундах или в циклах (тактах) тактового генератора.

tRCD (ACTIVE to READ or WRITE delay) – время необходимое на активацию строки банка памяти или минимальное время между командой активации и командой чтения/записи.

CL (CAS Latency) – время между командой чтения и началом передачи данных.

tRAS (ACTIVE to PRECHARGE command) – время необходимое на накопление заряда для операции закрытия строки банка или минимальное время между командой активации и командой закрытия (для одного и того же банка).

tRP (PRECHARGE command period) – время необходимое на закрытие строки банка памяти или минимальное время между командой закрытия и повторной активации (для одного и того же банка).

По ходу можно дать ещё пару определений параметров, не отображённых на диаграмме.

tRRD (ACTIVE bank A to ACTIVE bank B command) – минимальное время между командами активации для разных банков.

tRC (ACTIVE to ACTIVE/Auto Refresh command period) – минимальное время между командами активации одного и того же банка. Собственно это время состоит из tRAS+tRP.

При последовательном чтении следующая команда подаётся, когда данные предыдущей ещё не закончили передаваться. Это и есть конвейеризация. При этом CL абсолютно не влияет на пропускную способность памяти. Если предвыборка данных контроллером памяти организована хорошо, то CL имеет совсем небольшое влияние на производительность.

tWR (Write recovery time) – минимальное время между окончанием передачи данных при записи (по переднему фронту) и командой закрытия строки банка памяти (для одного и того же банка).

Как видно, в случае операции чтение-запись, конвейеризация не работает. Получается бесполезный пропуск 1 такта.

При операции запись-чтение, конвейеризация тоже не работает. Пропуск равен tWTR+CL тактов.

tWTR (Internal Write to Read Command Delay) – минимальное время между окончанием передачи данных при записи (по переднему фронту) и командой чтения (для любого банка памяти).

Собственно это все параметры памяти, влияющие на производительность, за исключением параметров, относящихся к регенерации. Пару слов можно сказать про наилучшие значения параметров памяти. Все параметры, за исключением CL, определяют минимальное время. Параметр CL жестко фиксирован и программируется в чипе памяти при инициализации (кстати, это объясняет невозможность изменения CL на платах nForce2 без перезагрузки, в то время как tRAS и другие параметры менять можно). Для любого параметра меньшее значение обеспечивает более высокую скорость. Влияние на производительность некоторых параметров приведено в статье "Зависимость производительности от частоты шины и параметров памяти на ASUS A7N8X-X (nForce2 400) ".

Чипы памяти, модули памяти.

Под понятием DDR SDRAM подразумеваются собственно чипы или микросхемы памяти. В обычных современных компьютерах в качестве основной памяти используются модули памяти DIMM (Dual In-Line Memory Modules). Модуль памяти представляет собой "сборку" на печатной плате, состоящую из нескольких чипов памяти. Кроме того, на модуле расположена небольшая энергонезависимая память для хранения конфигурационной информации (SPD). Это маленькая микросхема с небольшим числом выводов. В случае буферизированных модулей, имеются чипы буферов.

Тут в очередной раз у меня спросили, как по внешнему виду можно определить тип оперативной памяти. Т.к. такой вопрос всплывает периодически, я решил, что лучше один раз показать, чем сто раз объяснять на пальцах, и написать иллюстрированный мини-обзорчик типов оперативной памяти для PC.

Не всем это интересно, по-этому прячу под кат. Читать

Самые распространённые типы оперативной памяти которые применялись и применяются в персональных компьютерах в обиходе называются SIMM, DIMM, DDR, DDR2, DDR3. SIMM и DIMM вы вряд ли уже встретите, а вот DDR, DDR2 или DDR3 сейчас установлены в большинстве персональных компьютеров. Итак, по порядку

SIMM

SIMM на 30 контактов. Применялись в персональных компьтерах с процессорами от 286 до 486. Сейчас уже является раритетом.SIMM на 72 контакта. Память такого типа была двух видов FPM (Fast Page Mode) и EDO (Extended Data Out).

Тип FPM использовался на компьютерах с процессорами 486 и в первых Pentium до 1995 года. Потом появился EDO. В отличие от своих предшественников, EDO начинает выборку следующего блока памяти в то же время, когда отправляет предыдущий блок центральному процессору.

Конструктивно они одинаковы, отличить можно только по маркировке. Персоналки, поддерживавшие EDO, могли работать и с FPM, а вот наоборот — далеко не всегда.

DIMM

Так называли тип памяти SDRAM (Synchronous DRAM). Начиная с 1996 года большинство чипсетов Intel стали поддерживать этот вид модулей памяти, сделав его очень популярным вплоть до 2001 года. Большинство компьютеров с процессорами Pentium и Celeron использовали именно этот вид памяти.

DDR

DDR (Double Data Rate) стал развитием SDRAM. Этот вид модулей памяти впервые появился на рынке в 2001 году. Основное отличие между DDR и SDRAM заключается в том, что вместо удвоения тактовой частоты для ускорения работы, эти модули передают данные дважды за один такт.

DDR2

DDR2 (Double Data Rate 2) — более новый вариант DDR, который теоретически должен быть в два раза более быстрым. Впервые память DDR2 появилась в 2003 году, а чипсеты, поддерживающие ее — в середине 2004. Основное отличие DDR2 от DDR — способность работать на значительно большей тактовой частоте, благодаря усовершенствованиям в конструкции. По внешнему виду отличается от DDR числом контактов: оно увеличилось со 184 (у DDR) до 240 (у DDR2).

DDR3

Как и модули памяти DDR2, они выпускаются в виде 240-контактной печатной платы (по 120 контактов с каждой стороны модуля), однако не являются электрически совместимыми с последними, и по этой причине имеют иное расположение «ключа».

Ну и наконец, есть еще один вид оперативной памяти — RIMM (Rambus). Появился на рынке в 1999 году. Он основан на традиционной DRAM, но с кардинально измененной архитектурой. В персональных компьютерах этот тип оперативки не прижился и применялся очень редко. Такие модули применялись еще в игровых приставках Sony Playstation 2 и Nintendo 64.

SIMM на 30 контактов.

Это модуль, функцией которого является хранение данных и предоставление их по требованию устройству или программе - по сути это посредник между процессором и дисковыми накопителями. RAM является энергозависимым устройством, т.е. может работать лишь пока на него подается питание, при отключении которого все данные теряются. Разберемся более подробно в характеристиках этого важнейшего устройства, без которого ваш ПК, смартфон, ноутбук или планшет будет обычной грудой железа.

Типы ОЗУ

RAM бывают нескольких типов, кардинально отличающихся характеристиками и архитектурой.

– синхронная динамическая память с произвольным доступом. Раньше была довольно популярной и использовалась почти во всех компьютерах, благодаря наличию синхронизации с системным генератором, который, в свою очередь, позволял контроллеру очень точно определять время, когда данные будут готовы. В итоге значительно уменьшилось время задержек по циклам ожидания в связи с доступностью данных на каждом такте таймера. Сегодня вытеснена более современными типами памяти.

– это динамическая синхронизированная память, в ее основе лежит принцип случайного доступа и двойная скорость обмена данными. Такой модуль обладает рядом положительных характеристик относительно SDRAM, важнейшая из которых – за 1 такт системного генератора осуществляется 2 операции, то есть при неизменной частоте пропускная способность на пике увеличивается в 2 раза.

– это следующая разработка, работает так же, как и у ОЗУ типа DDR, отличительная особенность данной модели заключается в удвоенной по объему выборке данных на такт (4 бита вместо 2х). Кроме того второе поколение стало более энергоэффективным, уменьшилось тепловыделение, а частоты выросли.

– новое поколение RAM, важнейшая отличительная особенность от DDR2 – выросшие частоты и уменьшенное потребление энергии. Также совершенно изменена конструкция ключей (специальные прорези для точного вхождения в слот).

Существуют модификации DDR3, отличающиеся еще меньшим потреблением энергии - DDR3L и LPDDR3 (напряжение у первой модели уменьшено до 1.35 В, а у второй до 1.2 В, тогда как у простых DDR3 оно равно 1.5В).

DDR4 SDRAM - новейшее поколение оперативной памяти. Характеризуется выросшей до 3,2 Гбит/с скоростью обмена данными, увеличенной до 4266 МГц частотой и значительно улучшенной стабильностью.

RIMM (RDRAM, Rambus DRAM) – память, основанная на тех же принципах, что и DDR, но с повышенным уровнем тактовой частоты, что было достигнуто за счет меньшей разрядности шины. Также при адресации ячейки номера строки и столбца предаются одновременно.

Стоимость RIMM была намного выше, а производительность лишь немногим превышала DDR, в итоге RAM этого типа просуществовали на рынке недолго.

Выбирайте тип RAM не только исходя из потенциала и характеристик вашей материнской платы, но и учитывая совместимость с другими составляющими системы.

Варианты физического расположения чипов (упаковка)

Устанавливаемые на модули ОЗУ чипы памяти располагаются либо с одной стороны (одностороннее месторасположение), либо с двух (двустороннее). В последнем варианте модули получаются достаточно толстыми, что не позволяет установить их на отдельные ПК.

Форм-фактор это

Специально разработанный стандарт в котором описаны размеры модуля ОЗУ, общее количество и месторасположение контактов. Существует несколько типов форм-факторов:

SIMM (Single in Line Memory Module) - 30 или 72 двухсторонних контакта;

RIMM – фирменный форм-фактор модулей RIMM (RDRAM). 184, 168 или 242 контакта;

DIMM (Dual in Line Memory Module) – 168, 184, 200 или 240 независимых, расположенных по обеим сторонам модуля, контактных площадок.

FB-DIMM (Fully Buffered DIMM) – исключительно серверные модули. Идентичны по форм-фактору DIMM с 240 контактами, но используют лишь 96, за счет последовательного интерфейса. Благодаря присутствующей на каждом модуле микросхеме AMB (Advanced Memory Buffer) обеспечивается высокоскоростная буферизация и конверсия всех сигналов, в том числе и адресации. Также значительно улучшены производительность и масштабируемость. Совместимы только с аналогичной полностью буферизованной памятью.

LRDIMM (Load Reduced Dual In-Line Memory Modules) – исключительно серверные модули. Оснащаются буфером iMB (Isolation Memory Buffer), снижающим нагрузку на шину памяти. Применяются для ускорения работы больших объемов памяти.

SODIMM (Small Outline Dual In-Line Memory Module) – подвид DIMM с меньшими размерами для установки в портативные устройства, в основном - ноутбуки. 144 и 200 контактов, в более редком варианте - 72 и 168.

MicroDIMM (Micro Dual In-Line Memory Module) - еще уменьшенный SODIMM. Обычно имеют 60 контактов. Возможные реализации контактов - 144 SDRAM, 172 DDR и 214 DDR2.

Отдельного упоминания заслуживает низкопрофильная (Low Profile) память - созданные специально для невысоких серверных корпусов модули с меньшей, по сравнению со стандартными, высотой.

Форм-фактор является основным параметром совместимости RAM с материнской платой, поскольку при его несовпадении модуль памяти элементарно не получится вставить в слот.

Что такое SPD?

На каждой планке форм-фактора DIMM имеется маленький чип SPD (Serial Presence Detect), в котором зашиты данные о параметрах физических чипов. Данная информация имеет критическое значение для бесперебойной работы и считывается BIOS на этапе теста для оптимизации параметров доступа к ОЗУ.

Ранки модуля памяти и их количество

Блок памяти шириной 64 бита (72 для модулей с ECC), образованный N физическими чипами. Каждый модуль может иметь от 1 до 4 ранков, причем свое ограничение на количество ранков существует и у материнских плат. Поясним - если на материнскую плату может быть установлено не более 8 ранков, то это значит что суммарное количество ранков модулей RAM не может превышать 8, например, в данном случае - 8 одноранковых или 4 двухранковых. В независимости от того остались ли еще свободные слоты - при исчерпанном лимите ранков дополнительные модули будет установить невозможно.

Определить ранк для конкретного ОЗУ довольно просто. У компании Kingston количество ранков определяется одной из 3-х букв в центре маркировочного списка: S – это одноранговая, D – друхранговая, Q – четырехранговая. Например:

• KVR1333D3LS 4R9S/4GEC
• KVR1333D3LD 4R9S/8GEC
• KVR1333D3LQ 8R9S/8GEC

Прочие же производители указывают этот параметр как, например, 2Rx8, что означает:

2R - двухранковый модуль

x8 - ширина шины данных на каждом чипе

т.е. модуль 2Rx8 без ECC имеет 16 физических чипов (64х2/8).

Тайминги и латентность

Выполнение любой операции чипом памяти происходит за определенное число тактов системной шины. Требуемые для записи и считывания данных количества тактов и есть тайминги.

Латентность, если коротко - задержка обращения к страницам памяти, также измеряется в количестве циклов и записывается 3-я числовыми параметрами: CAS Latency, RAS to CAS Delay, RAS Precharge Time. Иногда добавляется четвертая цифра - «DRAM Cycle Time Tras/Trc», характеризующая общее быстродействие всей микросхемы памяти.

CAS Latency или CAS (CL) – ожидание от момента, когда данные были запрошены процессором и до начала их считывания с RAM. Одна из важнейших характеристик определяющих скорость работы ОЗУ. Маленькое CL говорит о высоком быстродействии RAM.

RAS to CAS Delay (tRCD) - задержка между передачей сигнала RAS (Row Address Strobe) и CAS (Column Address Strobe), необходимая для четкого отделения этих сигналов контроллером памяти. Проще говоря - запрос на чтение данных включает в себя номера строки и столбца страницы памяти и эти сигналы должны быть отчетливыми, в противном случае будут возникать множественные ошибки данных.

RAS Precharge Time (tRP) - определяет время задержки между деактивацией текущей строки данных и активацией новой. Иначе говоря – интервал, спустя который контроллер может снова подать сигналы RAS и CAS.

Тактовая частота, частота передачи данных (Data rate)

Частота передачи данных (Иначе - скорость передачи данных) - максимально возможное число циклов передачи данных в секунду. Измеряется в гигатрансферах (GT/s) или мегатрансферах (MT/s).

Тактовая же частота определяет максимальную частоту системного генератора. Надо помнить, что DDR расшифровывается как Double Data Rate, что означает удвоенную частоту обмена данными относительно тактовой. Так, например для модуля DDD2-800 тактовая частота будет 400.

Пропускная способность (пиковая скорость передачи данных)

В упрощенном варианте рассчитывается как частота системной шины умноженная на передаваемый за такт объем данных.

Пиковая же скорость является произведением частоты и разрядности шины на количество каналов памяти (Ч×Р×К). На модуле памяти указывается как, например, PC3200, что, очевидно, означает - пиковая скорость передачи данных для этого модуля равна 3200 Мбайт/с.

Для оптимальной работы системы суммарное значение ПСПД планок памяти не должно превышать ПС шины процессора, исключением является двухканальный режим, когда планки будут занимать шину по очереди.

Что такое поддержка ЕСС (Error Correct Code)

Память с поддержкой ECC позволяет находить и исправлять спонтанные ошибки во время передачи данных. Физически ECC исполнена в виде дополнительного 8-разрядного чипа памяти на каждые 8 основных и представляет собой значительно улучшенный "контроль четности". Суть данной технологии состоит в отслеживании одного произвольно измененного в процессе записи/считывания 64-битного машинного слова бита с последующим его исправлением.

Буферизованная (регистровая) память

Характеризуется наличием на модуле RAM специальных регистров (буферов), обрабатывающих сигналы управления и адресации от контроллера. Несмотря на возникающий благодаря буферу дополнительный такт задержки, регистровая память тем не менее широко используется в профессиональных системах из-за пониженной нагрузки на систему синхронизации и значительно повышенной надежности.

Надо помнить, что буферизированная и небуферизированная память являются несовместимыми и не могут работать в одном устройстве.

• Типы оперативной памяти
• Оперативная память DDR3
• Оперативная память DDR4
• Частота оперативной памяти
• Игровая память
• Быстрая память
• Оперативная память с радиаторами
• Серверная память

Типы оперативной памяти

Оперативная память – один из наиболее важных компонентов системы, от которого напрямую зависит производительность компьютера. В каталоге можно выбрать и купить оперативную память подходящего типа объемом от 1 до 32 Гб, одиночные планки, а также модули памяти KIT по 2 и 4 планки в комплекте с одинаковыми характеристиками, подобранные для работы в паре (двухканальном режиме). Использование двухканального режима приводит к значительному увеличению пропускной способности, а, следовательно, к увеличению скорости работы приложений. Для компактных систем предусмотрены низкопрофильные модули памяти, отличающиеся от стандартных по высоте, но не по производительности. В то время как для устаревших платформ представлены обычные и серверные модули оперативной памяти стандартов Registered DDR, DDR2, Registered DDR2 и DDR2 FB-DIMM. Доступные цены на оперативную память этих стандартов делают выбор очевидным при поиске замены неисправной памяти или расширении имеющегося общего объема памяти в системе.

Оперативная память DDR3

На сегодняшний день, наиболее распространенным типом памяти для настольных ПК на базе Intel и AMD является оперативная память стандарта DDR3. Однако с пониженным напряжением (LV DDR3) поддерживается не всеми материнскими платами и процессорами.

Оперативная память DDR4

Для самых современных процессоров подходит . Ее отличает удвоенная до 3.2 Гбит/с максимальная скорость передачи данных, увеличенная до 4266 МГц максимальная частота и непревзойденная стабильность работы. Увеличенное число контактов делает модули DDR4 несовместимыми со старыми слотами.

Частота оперативной памяти

Чем выше тактовая частота, тем больше операций совершается в единицу времени, что позволяет более стабильно и быстро работать компьютерным играм и другим приложениям. Цены на оперативную память с высокой тактовой частотой, само собой разумеется, выше. Но прежде чем купить память обратите внимание на то, какая максимальная частота указана в описании процессора. Использование памяти с частотами больше заявленных значений заметного прироста производительности не даст.

Игровая память

Если вы собираете игровой компьютер, мощную рабочую станцию или планируете заниматься разгоном всех компонентов системы, то следует купить игровую память, которая отличается от стандартной повышенной частотой, повышенным напряжением и, по возможности, меньшими задержками. Цены на игровую память не самые низкие, но в этом случае производительность системы будет выше, чем при использовании стандартных планок памяти. Украшением любого геймерского ПК станет с подсветкой. Белая или многоцветная подсветка не оказывает влияния на показатели производительности, однако смотрится очень стильно и актуально для ПК такого класса.

Быстрая память

Быстрые модули памяти отличаются наличием профилей, расширяющих возможности SPD. К наиболее популярным на данный момент относится так называемый . Поддержка XMP позволяет выполнить разгон памяти DDR3 и DDR4 и тем самым достичь даже более высокой производительности и улучшить игровые функции без сложных изменений напряжения и частоты работы памяти.

Как правило, на модули памяти с высокой тактовой частотой для улучшения теплоотдачи устанавливают радиаторы. Однако они могут стать помехой при установке системы охлаждения процессора, поэтому при подборе оперативной памяти с радиаторами надо быть очень внимательными.

Оперативная память для серверов

И серьезных рабочих станций оснащаются либо отдельными микросхемами для исправления ошибок (ECC), либо микросхемами ECC и дополнительными микросхемами регистров для частичной буферизации (Registered). В прайс-листе представлена серверная память DDR3 ECC и DDR4 ECC, а также DDR3 Registered и DDR4 Registered.