Aká je frekvencia ddr2 ram. Moderné typy pamätí DDR, DDR2, DDR3 pre stolné počítače

Popis

Okrem delenia podľa šírky pásma a kapacity sú moduly rozdelené podľa:

• prítomnosť dodatočného pamäťového čipu pre kód opravy chýb. Označené znakmi ECC, napríklad: PC2-6400 ECC;
• prítomnosť špecializovaného adresovacieho čipu - registra.
  „Normálne“ moduly sa označujú ako „neregistrované“ alebo „nevyrovnávané“. Register vo vyrovnávacích – „registrovaných“ moduloch zlepšuje kvalitu signálu riadkov príkazových adries (za cenu dodatočného cyklu oneskorenia pri prístupe), čo umožňuje zvýšiť frekvencie a použiť až 36 pamäťových čipov na modul, vytváranie modulov zvýšená kapacita, ktoré sa bežne používajú na serveroch a pracovných staniciach. Takmer všetky v súčasnosti vyrábané moduly DDR2 Reg sú vybavené aj ECC.
• prítomnosť čipu AMB (Advanced Memory Buffer). Takéto moduly sa nazývajú plne vyrovnávacie, označujú sa písmenami F alebo FB a majú odlišné umiestnenie kľúča na module. Ide o ďalší vývoj myšlienky registrovaných modulov – Advanced Memory Buffer vyrovnávacie pamäte nielen adresujú signály, ale aj dáta a používajú sériová zbernica na pamäťový radič namiesto paralelného. Tieto moduly nie je možné inštalovať do základných dosiek určených pre iné typy pamätí a bráni tomu poloha kľúča.

Spravidla, aj keď základná doska podporuje registrované a bez vyrovnávacej pamäte (normálna pamäť) moduly, moduly odlišné typy(registrované a bez vyrovnávacej pamäte) nemôžu spolupracovať na rovnakom kanáli. Napriek mechanickej kompatibilite konektorov sa registrovaná pamäť jednoducho nespustí základná doska, navrhnutý tak, aby používal konvenčnú (bez vyrovnávacej pamäte) pamäť a naopak. Prítomnosť/neprítomnosť ECC situáciu žiadnym spôsobom neovplyvňuje. To všetko platí pre konvenčné DDR aj DDR-II.

Je kategoricky nemožné použiť namiesto toho registrovanú pamäť konvenčná pamäť a naopak. Bez akýchkoľvek výnimiek. Jedinou výnimkou sú v súčasnosti dvojprocesorové dosky LGA1366, ktoré fungujú s bežnými aj registrovanými DDR-III, ale nemôžete kombinovať dva typy pamätí v jednom systéme.

Výhody oproti DDR

• Vyššia šírka pásma
• Vo všeobecnosti nižšia spotreba energie
• Vylepšený dizajn na podporu chladenia

• Zvyčajne vyššia latencia CAS (3 až 6)
• Výsledné oneskorenia pri rovnakých (alebo dokonca vyšších) frekvenciách sú vyššie

DDR2 sa postupne nahrádzajú DDR3.

pozri tiež

Literatúra

V. Solomenčuk, P. Solomenčuk PC železo. - 2008. - ISBN 978-5-94157-711-8

Poznámky

Odkazy

Nadácia Wikimedia. 2010.

Trh s komponentmi je neustále aktualizovaný o nový vývoj a inovácie so závideniahodnou pravidelnosťou, a preto mnohí používatelia, ktorým finančné prostriedky zjavne neumožňujú získať nový hardvér včas, pochybujú o sile a výkone svojho počítača ako celku. Diskusia o množstve otázok na technických fórach o relevantnosti ich komponentov vždy neutícha. Zároveň sa otázky týkajú nielen procesora, grafickej karty, ale aj Náhodný vstup do pamäťe. Napriek všetkej dynamike vývoja počítačového hardvéru sa však relevantnosť technológií predchádzajúcich generácií nestráca tak rýchlo. To platí aj pre komponenty.

Pamäť DDR2: od prvých dní na trhu až po pokles popularity

DDR2 je druhá generácia pamätí s náhodným prístupom (z angl. Synchronous Dynamic Random Access Memory - SDRAM), alebo v bežnej formulácii pre každého užívateľa ďalšia generácia RAM po DDR1, ktorá sa rozšírila v segmente osobných počítačov. .

Nový typ, ktorý bol vyvinutý ešte v roku 2003, sa mohol naplno presadiť na trhu až koncom roka 2004 – až vtedy sa objavili čipsety s podporou DDR2. Druhá generácia, ktorá bola aktívne propagovaná obchodníkmi, bola predstavená ako takmer dvakrát výkonnejšia alternatíva.

Z rozdielov vyčnieva v prvom rade schopnosť pracovať na oveľa vyššej frekvencii, pričom dáta sa prenášajú dvakrát v jednom hodinovom cykle. Na druhej strane štandardným negatívnym bodom zvyšovania frekvencií je zvýšenie doby oneskorenia počas prevádzky.

Nakoniec, v polovici 2000-tych rokov nový typ zásadne porušil pozície predchádzajúceho, prvého a až v roku 2010 bola DDR2 výrazne vytlačená novou DDR3, ktorá ju nahradila.

Funkcie zariadenia

Distribuované moduly DDR2 RAM (hovorovo označované ako „paličky“) nejaké mali charakteristické rysy a odrody. A hoci novinka na svoju dobu úprimne nenarazila na množstvo variácií, aj vonkajšie rozdiely boli každému kupujúcemu hneď na prvý pohľad zrejmé:

• Jednostranný/obojstranný modul SDRAM, na ktorom sú čipy umiestnené na jednej alebo oboch stranách, resp.
• DIMM je dnešný štandardný tvarový faktor pre SDRAM (synchrónna dynamická pamäť s náhodným prístupom, čo je DDR2). Masové používanie v počítačoch na všeobecné použitie sa začalo koncom 90. rokov, k čomu prispel najmä vzhľad procesora Pentium II.
• SO-DIMM je modul SDRAM s krátkym tvarom navrhnutý špeciálne pre prenosné počítače. Matrice SO-DIMM DDR2 pre notebooky mali niekoľko významných rozdielov od štandardných DIMM. Ide o modul s menšími fyzickými rozmermi, nižšou spotrebou energie a v dôsledku toho aj nižšou úrovňou výkonu v porovnaní so štandardným faktorom DIMM. Príklad modulu DDR2 RAM pre prenosný počítač je uvedený na fotografii nižšie.

Okrem všetkých vyššie uvedených vlastností je potrebné poznamenať aj pomerne priemernú „škrupinu“ kociek tých čias - takmer všetky, až na zriedkavé výnimky, boli vtedy zastúpené iba štandardnými doskami s mikroobvodmi. Marketing v segmente počítačového hardvéru sa práve začínal odvíjať, takže v predaji jednoducho neboli žiadne vzorky s radiátormi rôznych veľkostí a dizajnov, ktoré sú známe moderným modulom RAM. Doteraz plnia predovšetkým dekoratívnu funkciu, nie úlohu odvádzať generované teplo (čo v zásade nie je typické pre DDR RAM).

Na fotografii nižšie môžete vidieť, ako vyzerajú moduly RAM DDR2-667 s chladičom.

Kľúč kompatibility

Pamäť DDR2 má vo svojom dizajne mimoriadne dôležitý rozdiel od predchádzajúcej DDR - nedostatok spätnej kompatibility. Vo vzorkách druhej generácie bol slot v kontaktnej zóne držiaka so slotom RAM na základnej doske už umiestnený inak, a preto je fyzicky nemožné vložiť matricu DDR2 do slotu DDR bez porušenia jedného z komponentov.

Parameter objemu

Pre bežné základné dosky (akákoľvek základná doska pre domáce / kancelárske použitie) by štandard DDR2 mohol ponúknuť maximálne 16 gigabajtov. Pre serverové riešenia dosiahol limit objemu 32 gigabajtov.

Tiež stojí za to venovať pozornosť ešte jednej technickej nuancii: minimálny objem jedna kocka má 1 GB. Okrem toho sú na trhu ďalšie dve možnosti pre moduly DDR2: 2Gb a 8Gb. Aby teda používateľ získal maximálnu možnú zásobu RAM tohto štandardu, bude musieť nainštalovať dve 8 GB alebo štyri 4 GB.

Frekvencia komunikácie

Tento parameter je zodpovedný za schopnosť pamäťovej zbernice odovzdať čo najviac informácií za jednotku času. Vyššia hodnota frekvencie znamená, že je možné preniesť viac dát a tu pamäť DDR2 výrazne predbehla predchádzajúcu generáciu, ktorá mohla pracovať v rozsahu od 200 do maximálne 533 MHz. Veď minimálna frekvencia DDR2 lišty je 533 MHz a špičkové kópie sa zasa mohli pochváliť pretaktovaním na 1200 MHz.

S rastom frekvencie pamäte sa však prirodzene zvýšili aj časovania, od ktorých v neposlednom rade závisí aj výkon pamäte.

O časovaní

Časovanie je časový interval od okamihu vyžiadania údajov po čas ich načítania z pamäte RAM. A čím viac sa frekvencia modulu zvyšovala, tým dlhší čas RAM potrebovala na dokončenie operácií (samozrejme nie k enormným oneskoreniam).

Parameter sa meria v nanosekundách. Najviac ovplyvňuje výkon časovanie latencie (CAS latencia), ktoré je v špecifikáciách označené ako CL* (namiesto * je možné zadať ľubovoľné číslo a čím je menšie, tým rýchlejšie bude pamäťová zbernica fungovať). V niektorých prípadoch sú časovanie pruhov označené kombináciou troch znakov (napríklad 5-5-5), avšak prvé číslo bude najdôležitejším parametrom - vždy označuje oneskorenie pamäte. Ak sú časovania špecifikované v štvorcifernej kombinácii, v ktorej je posledná hodnota nápadne väčšia ako všetky ostatné (napríklad 5-5-5-15), potom ide o trvanie celkového pracovného cyklu v nanosekundách.

Starý muž, ktorý nestráca formu

Druhá generácia svojím vzhľadom vyvolala v počítačových kruhoch veľký hluk, čo jej zabezpečilo značnú obľubu a výborné predaje. DDR2, rovnako ako jej predchodca, dokázala prenášať dáta na oboch plátkoch, no rýchlejšia zbernica s možnosťou prenosu dát výrazne zlepšila jej výkon. Pozitívom navyše bola aj vyššia energetická efektívnosť - na úrovni 1,8 V. A ak to nemalo na celkový obraz spotreby počítača takmer žiadny vplyv, potom sa to prejavilo čisto pozitívne na životnosti (najmä pri intenzívnych železiarske práce).

Technológie však takýmito prestali byť, ak sa ďalej nerozvíjali. Presne to sa stalo s príchodom ďalšej generácie DDR3 v roku 2007, ktorej úlohou bolo postupne, ale isto vytlačiť zastarané DDR2 z trhu. Znamená však toto „zastaranie“ skutočne totálnu nekompetentnosť s novou technológiou?

Jeden na jedného s treťou generáciou

Okrem tradičnej spätnej nekompatibility zaviedla DDR3 niekoľko technických inovácií v štandardoch RAM:

• Maximálny podporovaný objem pre sériové základné dosky sa zvýšil zo 16 na 32 GB (zároveň by ukazovateľ jedného modulu mohol dosiahnuť 16 GB namiesto doterajších 8).
• Vyššie dátové rýchlosti s minimálne 2133 MHz a maximálne 2800 MHz.
• Nakoniec, norma zníženej spotreby energie pre každú novú generáciu: 1,5 V oproti 1,8 V pre druhú generáciu. Okrem toho boli vyvinuté ďalšie dve modifikácie založené na DDR3: DDR3L a LPDDR3, ktoré spotrebúvajú 1,35 V a 1,2 V.

Spolu s novou architektúrou sa zvýšilo aj časovanie, ale pokles výkonu z toho je kompenzovaný vyššími prevádzkovými frekvenciami.

Ako sa rozhodne kupujúci?

Kupujúci nie je vývojový inžinier; okrem technických vlastností bude pre kupujúceho nemenej dôležitá aj cena samotného produktu.

Na začiatku predaja novej generácie akéhokoľvek počítačového hardvéru budú jeho náklady zvyčajne vyššie. Rovnaký nový typ pamäte RAM sa prvýkrát dostane na trh s veľmi veľkým cenovým rozdielom v porovnaní s predchádzajúcim.

Nárast výkonu medzi generáciami vo väčšine aplikácií, ak vôbec absentuje, sú však jednoducho smiešne ukazovatele, ktoré zjavne nie sú hodné veľkých preplatkov. Jediný správny čas na prechod na novú generáciu operačnej pamäte je, keď jej cenovka klesne na úroveň predchádzajúcej (v predajnom segmente SDRAM sa to stáva vždy, rovnako to bolo s DDR2 a DDR3, to isté sa deje teraz s DDR3 a nové DDR4). A až keď bude cena preplatku medzi poslednou a predchádzajúcou generáciou na úplnom minime (čo je adekvátne malému nárastu výkonu), potom až v tejto situácii možno uvažovať o výmene RAM.

Na druhej strane je pre majiteľov počítačov s pamäťou DDR2 najracionálnejšie zaobstarať si nový typ pamäte RAM iba dôkladnou inováciou z vhodnej, ktorá podporuje tento najnovší typ, a novým základná doska(a dnes má zmysel upgradovať na úroveň komponentov, ktoré podporujú pamäť DDR4: jej aktuálna cena je na úrovni DDR3 a nárast medzi štvrtou a druhou generáciou bude oveľa výraznejší ako medzi treťou a druhou).

V opačnom prípade, ak takýto upgrade používateľ vôbec neplánuje, potom je celkom možné vyjsť s rovnakým DDR2, ktorého cena je teraz relatívne nízka. Bude stačiť v prípade potreby zvýšiť celkové množstvo pamäte RAM s podobnými modulmi. Povolené limity pamäte tohto typu aj dnes viac než pokryjú všetky potreby väčšiny používateľov (vo väčšine prípadov bude stačiť nainštalovať ďalší modul DDR2 2Gb) a oneskorenie výkonu s ďalšími generáciami je úplne nekritické.

Minimálne ceny za moduly RAM (zohľadňujú sa iba vzorky overených značiek Hynix, Kingston a Samsung) sa môžu líšiť v závislosti od regiónu bydliska kupujúceho a ním zvolenej predajne.

V tomto článku sa pozrieme na 3 typy moderných RAM pre stolné počítače:

• DDR- je najstarší typ pamäte RAM, ktorý si môžete kúpiť aj dnes, ale jeho úsvit už pominul a toto je najviac starý pohľad RAM, ktorú zvážime. Budete musieť nájsť ďaleko od nových základných dosiek a procesorov, ktoré používajú tento typ pamäte RAM, hoci veľa existujúce systémy použite DDR RAM. Prevádzkové napätie DDR je 2,5 V (zvyčajne sa zvyšuje pri pretaktovaní procesora) a je najväčším spotrebiteľom elektriny z 3 typov pamätí, ktoré zvažujeme.
• DDR2 je najbežnejším typom pamäte používanej v moderné počítače. Nie je najstarší, ale nie je najnovší vzhľad Náhodný vstup do pamäťe. DDR2 je vo všeobecnosti rýchlejšia ako DDR, a preto má DDR2 vyššiu rýchlosť prenosu dát ako predchádzajúci model (najpomalší model DDR2 má rovnakú rýchlosť ako najrýchlejší model DDR). DDR2 spotrebuje 1,8 voltu a podobne ako DDR, napätie sa zvyčajne zvyšuje pri pretaktovaní procesora.
• DDR3- rýchly a nový typ pamäte. Opäť platí, že DDR3 je rýchlejšia ako DDR2, a teda najnižšia rýchlosť je rovnaká ako najrýchlejšia rýchlosť DDR2. DDR3 spotrebuje menej energie ako iné typy pamäte RAM. DDR3 spotrebuje 1,5 voltu a o niečo viac pri pretaktovaní procesora

Stôl 1: technické údaje RAM podľa noriem JEDEC

JEDEC- Joint Electron Device Engineering Council (Joint Engineering Council for Electronic Devices)

Najdôležitejšou charakteristikou, od ktorej závisí výkon pamäte, je jej šírka pásma, ktorá je vyjadrená ako súčin frekvencie systémovej zbernice a množstva dát prenesených za cyklus. Moderná pamäť má šírku zbernice 64 bitov (alebo 8 bajtov), ​​takže šírka pásma pamäte DDR400 je 400 MHz x 8 bajtov = 3200 MB za sekundu (alebo 3,2 GB/s). Preto nasleduje ďalšie označenie pre tento typ pamäte - PC3200. V poslednej dobe sa často používa dvojkanálové pamäťové pripojenie, pri ktorom sa jeho šírka pásma (teoretická) zdvojnásobí. V prípade dvoch modulov DDR400 teda dostaneme maximum možná rýchlosť výmena dát 6,4 GB/s.

Ale na maximálny výkon pamäť je ovplyvnená aj takými dôležité parametre ako „časovanie pamäte“.

Je známe, že logická štruktúra pamäťovej banky je dvojrozmerné pole- najjednoduchšia matica, ktorej každá bunka má svoju adresu, číslo riadku a číslo stĺpca. Na čítanie obsahu ľubovoľnej bunky poľa musí pamäťový radič špecifikovať číslo riadku RAS (Row Adress Strobe) a číslo stĺpca CAS (Column Adress Strobe), z ktorého sa údaje načítavajú. Je jasné, že medzi vydaním príkazu a jeho vykonaním bude vždy nejaké oneskorenie (latencia pamäte) a práve tieto časovania ho charakterizujú. Existuje mnoho rôznych parametrov, ktoré určujú časovanie, ale najčastejšie sa používajú štyri z nich:

• CAS Latency (CAS) - oneskorenie v cykloch medzi signálom CAS a skutočným výstupom dát z príslušnej bunky. Jedna z najdôležitejších charakteristík každého pamäťového modulu;
• Oneskorenie RAS to CAS (tRCD) - počet cyklov pamäťovej zbernice, ktoré musia prejsť po zadaní signálu RAS pred odoslaním signálu CAS;
• Row Precharge (tRP) – čas potrebný na zatvorenie stránky pamäte v rámci jednej banky, strávený na jej dobití;
• Activate to Precharge (tRAS) – čas aktivácie stroboskopu. Minimálny počet cyklov medzi aktivačným príkazom (RAS) a predbežným nabíjaním (Precharge), ktorý ukončí prácu na tomto riadku alebo zatvorí rovnakú banku.

Ak na moduloch uvidíte označenie „2-2-2-5“ alebo „3-4-4-7“, môžete si byť istí, že ide o parametre uvedené vyššie: CAS-tRCD-tRP-tRAS.

Štandardné hodnoty latencie CAS pre pamäť DDR sú 2 a 2,5 cyklu, pričom latencia CAS 2 znamená, že dáta budú prijaté iba dva cykly po prijatí príkazu Read. V niektorých systémoch sú možné hodnoty 3 alebo 1,5 a pre DDR2-800 napr. Najnovšia verzia Norma JEDEC definuje tento parameter v rozsahu od 4 do 6 cyklov, pričom 4 je extrémna možnosť pre vybrané „overclocker“ mikroobvody. Latencia RAS-CAS a RAS Precharge je zvyčajne 2, 3, 4 alebo 5 hodín, zatiaľ čo tRAS je o niečo dlhšia, od 5 do 15 hodín. Prirodzene, čím nižšie sú tieto časovania (pri rovnakej frekvencii hodín), tým vyšší je výkon pamäte. Napríklad modul s latenciou CAS 2,5 zvyčajne funguje lepšie ako modul s latenciou 3,0. Navyše v mnohých prípadoch sa pamäť s nižším časovaním, dokonca aj pri nižšej taktovacej frekvencii, ukazuje ako rýchlejšia.

Tabuľky 2-4 uvádzajú všeobecné rýchlosti a špecifikácie pamätí DDR, DDR2, DDR3:

Tabuľka 2: Bežné rýchlosti pamäte DDR a špecifikácie

Tabuľka 3: Bežné rýchlosti a špecifikácie pamäte DDR2

Tabuľka 4: Bežné rýchlosti a špecifikácie pamäte DDR3

DDR3 možno nazvať nováčikom medzi pamäťovými modelmi. Pamäťové moduly tohto druhu sú dostupné len približne rok. Účinnosť tejto pamäte stále rastie, len nedávno dosiahla hranice JEDEC a prekročila tieto hranice. Dnes sú DDR3-1600 (najvyššia rýchlosť JEDEC) široko dostupné a viac výrobcov už ponúka DDR3-1800. Prototypy DDR3-2000 sú uvedené na modernom trhu a do predaja by sa mali dostať koncom tohto roka – začiatkom budúceho roka.

Percento pamäťových modulov DDR3 vstupujúcich na trh je podľa výrobcov stále malé, v rozmedzí 1 % – 2 %, čo znamená, že DDR3 má pred sebou ešte dlhú cestu, kým sa vyrovná predajom DDR (stále na úrovni 12 % -2% rozsah). 16%) a to umožní DDR3 priblížiť sa k predaju DDR2. (25%-35% podľa výrobcov).

Teraz je súčasný štandard RAM DDR4, ale stále sa používa veľa počítačov s DDR3, DDR2 a dokonca aj DDR. Kvôli tejto RAM je veľa používateľov zmätených a zabúda, aký druh pamäte RAM sa používa v ich počítači. Tento článok bude venovaný riešeniu tohto problému. Tu vám povieme, ako zistiť, aký druh pamäte RAM sa používa v počítači DDR, DDR2, DDR3 alebo DDR4.

Ak máte možnosť otvoriť počítač a skontrolovať jeho komponenty, potom môžete získať všetky potrebné informácie z nálepky na module RAM.

Zvyčajne na nálepke nájdete nápis s názvom pamäťového modulu. Tento názov začína písmenami „PC“, za ktorými nasledujú čísla, a označuje typ príslušnej pamäte RAM a jej priepustnosť v megabajtoch za sekundu (MB/s).

Napríklad, ak je na pamäťovom module napísané PC1600 alebo PC-1600, potom ide o modul DDR prvej generácie so šírkou pásma 1600 MB/s. Ak je na module napísané PC2-3200, tak ide o DDR2 so šírkou pásma 3200 MB/s. Ak je PC3 DDR3 a tak ďalej. Vo všeobecnosti prvá číslica za písmenami PC označuje generáciu DDR, ak toto číslo nie je prítomné, ide o jednoduchú DDR prvej generácie.

V niektorých prípadoch moduly RAM neuvádzajú názov modulu, ale typ pamäte RAM a jej efektívnu frekvenciu. Na module môže byť napísané napríklad DDR3 1600. To znamená, že ide o modul DDR3 s efektívnou frekvenciou pamätí 1600 MHz.

Aby ste mohli korelovať názvy modulov s typom pamäte RAM a šírkou pásma s efektívnou frekvenciou, môžete použiť tabuľku, ktorú uvádzame nižšie.

Pomocou špeciálnych programov

Ak sú vaše moduly RAM už nainštalované v počítači, môžete pomocou špeciálnych programov zistiť, aký typ sú.

Najjednoduchšou možnosťou je použiť voľný program CPU-Z. Ak to chcete urobiť, spustite CPU-Z v počítači a prejdite na kartu "Pamäť". Tu v ľavom hornom rohu okna bude uvedený typ pamäte RAM, ktorá sa používa vo vašom počítači.

Na karte "Pamäť" môžete tiež zistiť efektívnu frekvenciu, na ktorej beží vaša RAM. Aby ste to dosiahli, musíte vziať hodnotu "Frekvencia DRAM" a vynásobiť ju dvoma. Napríklad na obrázku nižšie je frekvencia 665,1 MHz, vynásobte ju 2 a získajte efektívnu frekvenciu 1330,2 MHz.

Ak chcete vedieť, aké konkrétne moduly RAM sú nainštalované vo vašom počítači, potom tieto informácie môžete získať na karte "SPD".

Tu sa dozviete, koľko pamäťových modulov je nainštalovaných, kto je ich výrobca, na akých frekvenciách môžu pracovať a mnoho ďalšieho.

Teoretické základy a prvé výsledky nízkoúrovňového testovania

DDR2 je nový štandard pamäte schválený organizáciou Joint Electronic Device Engineering Council, ktorá zahŕňa mnohých výrobcov čipov a pamäťových modulov, ako aj čipsetov. Skoré verzie štandardu boli publikované už v marci 2003, definitívne bol schválený až v januári 2004 a dostal názov DDR2 SDRAM SPECIFICATION, JESD79-2, revízia A (). DDR2 je založený na známej a osvedčenej technológii DDR (Double Data Rate). Môžete dokonca povedať toto: "DDR2 začína tam, kde končí DDR." Inými slovami, prvá DDR2 bude pracovať na frekvenciách, ktoré sú limitom pre súčasnú generáciu pamäte DDR-400 (štandard PC3200, frekvencia hodín 200 MHz) a jeho ďalšie verzie ho výrazne prekonajú. Prvá generácia pamätí DDR2, ktorú už v súčasnosti vyrábajú predajcovia, ako sú DDR2-400 a DDR2-533, pracujúce na frekvenciách 200 MHz a 266 MHz. Ďalej sa očakáva nová generácia modulov DDR2-667 a DDR2-800, aj keď je nepravdepodobné, že sa vôbec objavia a navyše sa rozšíria ešte do konca tohto roka.

Pre spravodlivosť treba poznamenať, že pamäť DDR2 ako taká sa objavila už dávno - samozrejme, myslím pamäť na grafických kartách. Avšak táto variácia DDR2 (nazývaná GDDR2) v skutočnosti je špeciálny typ pamäť navrhnutá špeciálne pre trh grafických kariet a mierne odlišná od „desktopovej“ verzie DDR2, ktorá je predmetom tejto recenzie. všeobecné informácie

Takže „desktop“ DDR2-SDRAM je považovaný za evolučnú náhradu súčasnej generácie pamätí DDR. Princípom jeho fungovania je absolútne rovnaký prenos dát (na úrovni pamäťového modulu) cez 64-bitovú zbernicu na oboch častiach hodinového signálu (nahor „vpredu“ a nadol „odrezanie“), čo zabezpečuje dvojnásobok efektívnej rýchlosti prenosu dát vo vzťahu k jej frekvencii. Samozrejme, DDR2 zároveň implementuje množstvo noviniek, ktoré umožňujú skok na oveľa vyššie frekvencie (a tým pádom aj väčšiu šírku pásma) a väčšie kapacity mikročipových polí na jednej strane a zníženú spotrebu modulov. , na druhej. Ako sa to dosiahne, uvidíme neskôr, ale teraz sa vráťme k „makroskopickým“ faktom. Pamäťové moduly DDR2 sa vyrábajú v novom prevedení vo forme 240-pinových modulov DIMM, ktoré nie sú elektricky kompatibilné so slotmi pre pamäťové moduly DDR (počet pinov, rozstupy pinov a piny modulov). Štandard DDR2 teda neposkytuje spätnú kompatibilitu s DDR.

V tabuľke nižšie sú uvedené schválené konvencie pomenovania a špecifikácie pre prvé tri štandardy DDR2. Je ľahké vidieť, že DDR2-400 má rovnakú šírku pásma ako aktuálny typ pamäte DDR-400.

Prvé pamäťové moduly DDR2 sa budú dodávať v 256 MB, 512 MB a 1 GB variantoch. Norma však počíta s možnosťou budovania modulov s výrazne väčšou kapacitou až do 4 GB, čo sú však špecializované moduly (nie sú kompatibilné s desktopovými možnosťami, aspoň na tento moment). V budúcnosti sa očakáva výskyt modulov s ešte väčšou kapacitou.

Čipy DDR2 sa budú vyrábať pomocou balíka FBGA (Fine Ball Grid Array), ktorý je kompaktnejší ako tradičný variant TSOP-II, čo umožňuje vyššiu kapacitu čipu pri menšej veľkosti a lepší elektrický a tepelný výkon. Tento spôsob balenia už používajú niektorí výrobcovia DDR ako voliteľnú možnosť, ale odporúča sa použiť v zmysle normy JEDEC.

Napätie spotrebované modulmi DDR2 je podľa normy 1,8 V, čo je oveľa menej v porovnaní s napájacím napätím zariadení DDR (2,5 V). Celkom očakávaným (aj keď nie až tak zrejmým) dôsledkom tohto faktu je pokles spotreby energie, čo je dôležité pre výrobcov notebookov aj veľkých pracovných staníc a serverov, kde problém energie odvádzanej pamäťovými modulmi zďaleka nie je na poslednom mieste. DDR2 zvnútra

Štandard DDR2 obsahuje niekoľko dôležité zmenyŠpecifikácie DDR súvisiace s prenosom dát, ktoré vám umožňujú dosiahnuť viac vysoké frekvencie s nižšou spotrebou energie. Ako presne sa dosiahne zníženie straty energie pri zvyšovaní rýchlosti modulov, zvážime práve teraz.

Vzorkovanie údajov

Hlavnou zmenou v DDR2 je schopnosť načítať 4 bity dát za hodinu naraz (4n-prefetch), na rozdiel od 2-bitového načítania (2n-prefetch) implementovaného v DDR. V podstate to znamená, že v každom taktovacom cykle pamäťovej zbernice DDR2 prenesie 4 bity informácií z logických (interných) bánk pamäťového čipu do I/O vyrovnávacích pamätí cez jednu linku dátového rozhrania, pričom bežná DDR je schopný preniesť iba 2 bity za hodinu na riadok. Celkom prirodzene vyvstáva otázka, ak je to tak, prečo je efektívna šírka pásma DDR2-400 rovnaká ako pri bežnej DDR-400 (3,2 GB/s) a nie zdvojnásobená?

Aby sme na túto otázku odpovedali, pozrime sa najprv na to, ako funguje konvenčná pamäť DDR-400. Pamäťové jadro aj I/O buffery v tomto prípade pracujú na frekvencii 200 MHz a „efektívna“ frekvencia externej dátovej zbernice je vďaka technológii DDR 400 MHz. Podľa pravidla 2n-prefetch vstupujú pri každom pamäťovom cykle (200 MHz) 2 bity informácie do I/O vyrovnávacej pamäte na každom riadku dátového rozhrania. Úlohou tejto vyrovnávacej pamäte je jednoduchým spôsobom multiplexovanie/demultiplexovanie (MUX/DEMUX) dátového toku, „destilácia“ úzkeho vysokorýchlostného toku na široký nízkorýchlostný a naopak. Pretože v pamäťovom čipe DDR SDRAM majú logické banky šírku dátovej zbernice, ktorá ich spája, a zosilňovač úrovne dvakrát tak široký ako od čítacích zámkov po externé rozhranie dátová vyrovnávacia pamäť obsahuje multiplexer typu 2-1. Vo všeobecnosti, keďže pamäťové čipy môžu mať na rozdiel od modulov rôzne šírky dátovej zbernice, zvyčajne x4/x8/x16/x32, použitie takejto schémy MUX/DEMUX (2-1) implementovanej v DDR znamená, že interný dátový tok šírka X a frekvencia Y z poľa sa prevedie na externý prúd so šírkou X/2 a frekvenciou 2Y. Toto sa nazýva Peak Bandwidth Balance.

Pozrime sa teraz na operačnú schému zariadenia s pamäťovým čipom DDR2 SDRAM, rovnakej frekvencie a „rovnako širokého“ (tj rovnakej šírky dátovej zbernice) vzhľadom na čip DDR pamäťového modulu DDR-400. V prvom rade si všimneme, že šírka externej dátovej zbernice zostala úplne rovnaká 1 bit/riadok, ako aj jej efektívna frekvencia (v uvažovanom príklade 400 MHz). V skutočnosti to už stačí na zodpovedanie vyššie položenej otázky, prečo je teoretická šírka pamäťového pásma rovnako frekvenčných pamäťových modulov DDR2 a DDR rovnaká. Ďalej je zrejmé, že použitie 2-1 multiplexora používaného v DDR SDRAM už nie je vhodné v prípade DDR2 SDRAM, ktorý získava dáta podľa pravidla 4n-prefetch. Namiesto toho si vyžaduje zavedenie ďalších komplexná schéma s prídavným multiplexerom stupňa konverzie typu 4-1. To znamená, že výstup jadra sa stal štyrikrát širší ako vonkajšie rozhranie mikroobvodu a rovnaký počet krát sa znížila frekvencia prevádzky. To znamená, že analogicky s príkladom diskutovaným vyššie vo všeobecnom prípade obvod MUX/DEMUX 4-1 prevádza interný dátový tok so šírkou X a frekvenciou Y z poľa na externý dátový tok so šírkou X/4 a frekvenciou 4Y. .

Keďže v tomto prípade je jadro pamäťových čipov synchronizované na polovičnej frekvencii ako externé (100 MHz), zatiaľ čo v DDR dochádza k synchronizácii interných a externých dátových tokov na rovnakej frekvencii (200 MHz), medzi výhody tohto prístupu patrí zvýšenie percenta dobrých čipov a znížená spotreba energie modulov. To, mimochodom, vysvetľuje aj to, prečo štandard DDR2 predpokladá existenciu pamäťových modulov s „efektívnou“ frekvenciou 800 MHz, čo je dvakrát viac ako súčasná generácia DDR pamätí. Koniec koncov, je to práve táto „efektívna“ frekvencia DDR2, ktorú je možné dosiahnuť aj teraz, s pamäťovými čipmi DDR-400 pracujúcimi na natívnej frekvencii 200 MHz, ak sú údaje vzorkované podľa pravidla 4n-prefetch podľa diskutovanej schémy. vyššie.

DDR2 teda znamená opustenie extenzívneho spôsobu vývoja pamäťových čipov v zmysle jednoduchého ďalšieho zvyšovania ich frekvencie, čo výrazne komplikuje výrobu stabilných pracovných pamäťových modulov vo veľkých množstvách. Nahrádza ho intenzívna vývojová cesta spojená s rozširovaním internej dátovej zbernice (čo je povinné a nevyhnutné riešenie pri použití zložitejšieho multiplexovania). Dovolíme si tvrdiť, že v budúcnosti je celkom možné očakávať výskyt pamätí DDR4, ktoré z pamäťových čipov načítavajú nie 4, ale 8 bitov dát naraz (podľa pravidla 8n-prefetch s použitím typu 8-1 multiplexer) a pracuje na frekvencii, ktorá už nie je 2, ale 4-krát nižšia v porovnaní s frekvenciou I/O vyrovnávacej pamäte :). V skutočnosti v tomto prístupe nie je nič nové, čo už bolo vidieť v pamäťových čipoch, ako je Rambus DRAM. Je však ľahké uhádnuť, že nevýhodou tejto vývojovej cesty je komplikácia vyrovnávacieho zariadenia MUX / DEMUX I / O, ktoré v prípade DDR2 musí serializovať štyri bity paralelne čítaných dát. V prvom rade by to malo ovplyvniť takú dôležitú charakteristiku pamäte, ako je jej latencia, o ktorej budeme uvažovať nižšie.

Ukončenie na čipe

Štandard DDR2 obsahuje aj množstvo ďalších vylepšení, ktoré zlepšujú rôzne charakteristiky nového typu pamätí, vrátane tých elektrických. Jednou z takýchto noviniek je vnútročipové ukončenie signálu. Jeho podstata spočíva v tom, že pre elimináciu nadmerného elektrického šumu (v dôsledku odrazu signálu od konca linky) na pamäťovej zbernici sa používajú rezistory na zaťaženie linky nie na základnej doske (ako tomu bolo u predchádzajúcich generácií pamätí ), ale vo vnútri samotných čipov. Tieto odpory sú deaktivované, keď je čip v prevádzke a naopak, aktivujú sa hneď, ako čip prejde do stavu nečinnosti. Keďže signál je teraz tlmený oveľa bližšie k svojmu zdroju, eliminuje sa tým elektrický šum vo vnútri pamäťového čipu počas prenosu dát.

Mimochodom, v súvislosti s technológiou ukončenia na čipe sa nemožno pozastaviť nad takým momentom, akým je ... odvod tepla modulu, ktorý je vo všeobecnosti nový štandard DDR2 navrhnutý tak, aby aktívne znižoval v Prvé miesto. Takáto schéma ukončenia signálu skutočne vedie k výskytu významných statických prúdov vo vnútri pamäťových čipov, čo vedie k ich zahrievaniu. To je pravda, aj keď si všimneme, že energia spotrebovaná pamäťovým subsystémom všeobecne, toto by vôbec nemalo rásť (akurát teplo sa teraz odvádza inam). Problém je tu trochu iný a to možnosť zvýšenia frekvencie prevádzky takýchto zariadení. Je veľmi pravdepodobné, že práve preto prvá generácia DDR2 pamätí vôbec nie je DDR2-800, ale len DDR2-400 a DDR2-533, u ktorých zatiaľ zostáva odvod tepla vnútri čipov na prijateľnej úrovni.

Pridané oneskorenie

Incremental Latency (tiež známa ako "Delayed CAS") je ďalšie vylepšenie zavedené do štandardu DDR2, ktoré je navrhnuté tak, aby minimalizovalo čas nečinnosti plánovača inštrukcií pri prenose údajov z/do pamäte. Aby sme to ilustrovali (pomocou čítania ako príkladu), začnime čítaním dát Bank Interleave zo zariadenia DDR2 s dodatočným oneskorením nula, čo je ekvivalentné čítaniu z konvenčnej pamäte DDR.

Banka sa v prvej fáze otvorí príkazom ACTIVATE spolu so zadaním prvej zložky adresy (adresy riadku), čím sa vyberie a aktivuje požadovaná banka a riadok v jej poli. Počas ďalšieho cyklu sa informácie prenesú na internú dátovú zbernicu a odošlú do zosilňovača úrovne. Keď úroveň zosilneného signálu dosiahne požadovanú hodnotu (po čase nazývanom oneskorenie medzi určením adresy riadka a stĺpca, t RCD (RAS-to-CAS Delay), príkaz na čítanie s automatickým dobíjaním (READ with Auto-Precharge , RD_AP) môžu byť vydané na vykonanie spolu s adresou stĺpca na výber presnú adresuúdaje, ktoré sa majú načítať zo zosilňovača úrovne. Po vydaní príkazu na čítanie sa vykoná oneskorenie záblesku výberu stĺpca t CL (CAS signal delay, CAS Latency), počas ktorého sa zosynchronizujú dáta zvolené zo zosilňovača úrovne a prenesú sa na externé piny mikroobvodu. V tomto prípade môže nastať situácia, keď nasledujúci príkaz (ACTIVATE) nebude možné odoslať na vykonanie, pretože vykonávanie iných príkazov sa v tomto okamihu ešte neskončilo. Takže v uvažovanom príklade by mala byť aktivácia 2. banky oneskorená o jeden hodinový cyklus, pretože v tomto momente sa už vykonáva príkaz čítania s automatickým dobíjaním (RD_AP) z banky 0. V konečnom dôsledku to vedie k prerušenie postupnosti výstupu dát na externej zbernici, čo znižuje skutočnú šírku pásma pamäte.

Na odstránenie tejto situácie a zvýšenie efektívnosti plánovača inštrukcií DDR2 zavádza koncept dodatočného (dodatočného) oneskorenia, t AL . Ak je t AL nenulové, pamäťové zariadenie monitoruje príkazy READ (RD_AP) a WRITE (WR_AP), ale oneskorí ich vykonanie o čas rovný hodnote dodatočného oneskorenia. Rozdiely v správaní pamäťového čipu DDR2 s dvoma rôznymi hodnotami t AL sú znázornené na obrázku.

Horný obrázok popisuje režim činnosti čipu DDR2 pri t AL = 0, čo je ekvivalentné činnosti zariadenia s pamäťovým čipom DDR; spodný zodpovedá prípadu t AL = t RCD - 1, štandard pre DDR2. Pri tejto konfigurácii, ako je zrejmé z obrázku, možno príkazy ACTIVATE a READ vykonávať jeden po druhom. Vlastná implementácia príkazu READ bude oneskorená o veľkosť dodatočného oneskorenia, t.j. v skutočnosti sa vykoná v rovnakom momente ako na obrázku vyššie.

Nasledujúci obrázok ukazuje príklad čítania dát z DDR2 čipu za predpokladu t RCD = 4 cykly, čo zodpovedá t AL = 3 cykly. V tomto prípade zavedením dodatočnej latencie môžu byť príkazy ACTIVATE/RD_AP vykonávané za sebou, čo následne umožňuje výstup údajov kontinuálnym spôsobom a maximalizuje skutočnú šírku pásma pamäte.

Oneskorenie vydania CAS

Ako sme videli vyššie, DDR2 z hľadiska frekvencie externej zbernice pracuje pri vyšších rýchlostiach ako DDR SDRAM. Zároveň, keďže nový štandard neznamená žiadne významné zmeny v technológii výroby samotných čipov, statické oneskorenia na úrovni DRAM zariadení by mali zostať viac-menej konštantné. Typická vnútorná latencia pre zariadenia DDR typu DDR je 15 ns. Pre DDR-266 (s dobou cyklu 7,5 ns) to zodpovedá dvom cyklom a pre DDR2-533 (doba cyklu 3,75 ns) to zodpovedá štyrom.

Keď sa frekvencia pamäte ďalej zvyšuje, je potrebné vynásobiť počet podporovaných hodnôt oneskorenia výstupu signálu CAS (v smere b O vyššie hodnoty). Oneskorenia CAS určené štandardom DDR2 sú uvedené v tabuľke. Sú v rozsahu celých čísel od 3 do 5 cyklov; používanie čiastkových oneskorení (násobky 0,5) nie je v novom štandarde povolené.

Oneskorenia DRAM zariadenia sú vyjadrené jednotkou cyklu (t CK), t.j. sa rovnajú súčinu času cyklu a zvolenej hodnoty oneskorenia CAS (t CL). Typické hodnoty oneskorenia pre zariadenia DDR2 spadajú do rozsahu 12-20 ns, na základe čoho sa volí použitá hodnota oneskorenia CAS. Použitie b O Väčšie oneskorenia sú neprimerané z hľadiska výkonu pamäťového subsystému, zatiaľ čo menšie oneskorenia sú nevhodné z dôvodu potreby stabilnej prevádzky pamäťového zariadenia.

Meškanie zápisu

Štandard DDR2 tiež zavádza zmeny v špecifikácii oneskorenia zápisu (príkazy WRITE). Rozdiely v správaní príkazu zápisu v zariadeniach DDR a DDR2 sú znázornené na obrázku.

DDR SDRAM má latenciu zápisu 1 cyklus. To znamená, že zariadenie DRAM začne „zachytávať“ informácie na dátovú zbernicu v priemere jeden hodinový cyklus po príchode príkazu WRITE. Vzhľadom na zvýšenú rýchlosť zariadení DDR2 je však tento časový úsek príliš krátky na to, aby sa zariadenie DRAM (konkrétne jeho I/O vyrovnávacia pamäť) úspešne pripravilo na „zachytenie“ údajov. V tomto ohľade štandard DDR2 definuje latenciu zápisu ako oneskorenie pri vydaní CAS mínus 1 cyklus (tWL = tCL - 1). Je potrebné poznamenať, že prepojenie oneskorenia zápisu s oneskorením CAS vám nielen umožňuje dosiahnuť vyššie frekvencie, ale tiež zjednodušuje synchronizáciu príkazov čítania a zápisu (nastavenie časovania Read-to-Write).

Obnova po nahrávaní

Postup zápisu do pamäte SDRAM je podobný operácii čítania s rozdielom v prídavnom intervale t WR , ktorý charakterizuje periódu obnovy rozhrania po operácii (zvyčajne ide o dvojcyklové oneskorenie medzi koncom výstupu dát do autobus a spustenie nového cyklu). Tento časový interval, meraný od ukončenia operácie zápisu do okamihu, keď vstúpi do fázy regenerácie (Auto Precharge), zabezpečuje obnovenie rozhrania po operácii zápisu a zaručuje správnosť jej vykonania. Všimnite si, že štandard DDR2 nemení špecifikáciu obdobia obnovy zápisu.

Oneskorenia zariadení DDR2 vo všeobecnosti teda možno považovať za jednu z mála charakteristík, v ktorých nový štandard stráca na špecifikácie DDR. V tejto súvislosti je celkom zrejmé, že použitie DDR2 s rovnakou frekvenciou pravdepodobne nebude mať žiadne výhody z hľadiska rýchlosti v porovnaní s DDR. Ako to naozaj je ako vždy, ukážu výsledky príslušných testov. Výsledky testov v analyzátore pamäte RightMark

Je čas prejsť na výsledky testov získané v testovacej sade verzie 3.1. Pripomeňme, že hlavnými výhodami tohto testu v porovnaní s ostatnými dostupnými pamäťovými testami sú jeho široká funkčnosť, otvorenosť metodiky (test je k dispozícii každému na nahliadnutie vo formulári) a starostlivo navrhnutá dokumentácia.

Testovacia stolica a konfigurácie softvéru

Testovací stojan #1

• Procesor: Intel Pentium 4 3,4 GHz (jadro Prescott, Socket 478, FSB 800/HT, 1 MB L2) pri 2,8 GHz
• Základná doska: ASUS P4C800 Deluxe zapnutá Čipová súprava Intel 875P
• Pamäť: 2x512 MB PC3200 DDR SDRAM DIMM TwinMOS (časovanie 2,5-3-3-6)

Testovací stojan #2

• Procesor: Intel Pentium 4 3,4 GHz (jadro Prescott, Socket 775, FSB 800/HT, 1 MB L2) pri 2,8 GHz
• Základná doska: Intel D915PCY založená na čipovej sade Intel 915
• Pamäť: 2x512 MB PC2-4300 DDR2 SDRAM DIMM Samsung (4-4-4-8 časovanie)

softvér

• Windows XP Professional SP1
• Pomôcka na inštaláciu čipovej sady Intel 5.0.2.1003

Maximálna skutočná šírka pásma pamäte

Meranie maximálnej skutočnej šírky pásma pamäte sa uskutočnilo pomocou subtestu Šírka pásma pamäte, predvoľby Maximálna šírka pásma RAM, predbežné načítanie softvéru, MMX/SSE/SSE2. Ako už názov vybraných presetov napovedá, táto séria meraní využíva štandardnú metódu optimalizácie operácií čítania z pamäte Software Prefetch, ktorej podstatou je predbežné načítanie dát, ktoré budú neskôr potrebné z RAM do L2 cache procesora. . Na optimalizáciu zápisov do pamäte sa používa metóda Non-Temporal Store, aby sa zabránilo upchávaniu vyrovnávacej pamäte. Výsledky s použitím registrov MMX, SSE a SSE2 sa ukázali byť takmer identické, napríklad nižšie je obrázok získaný na platforme Prescott/DDR2 pomocou SSE2.

Prescott/DDR2, maximálna skutočná šírka pásma pamäte

Všimnite si, že v tomto teste neexistujú žiadne významné kvalitatívne rozdiely medzi DDR a DDR2 na rovnakej frekvencii Prescott. Čo je však zaujímavejšie, je to kvantitatívne charakteristikyŠírka pásma pamäte DDR-400 a DDR2-533 sú veľmi blízko! (pozri tabuľku). A to aj napriek tomu, že pamäte DDR2-533 majú maximálnu teoretickú šírku pamäťového pásma 8,6 GB/s (v dvojkanálovom režime). Na dosiahnutom výsledku vlastne nevidíme nič prekvapivé, pretože procesorová zbernica je stále 800 MHz Quad-Pumped Bus a jej šírka pásma je 6,4 GB/s, takže je to limitujúci faktor.

Čo sa týka efektívnosti operácií zápisu, tak čo sa týka čítania, je ľahké vidieť, že to zostalo rovnaké. To však opäť vyzerá celkom prirodzene, keďže v tomto prípade je limit šírky pásma zápisu (2/3 šírky pásma čítania) výslovne stanovený mikroarchitektonickými vlastnosťami procesora Prescott.

Latencia pamäte

V prvom rade sa pozrime bližšie na to, ako a prečo sme merali „skutočnú“ latenciu pamäte, keďže jej meranie na platformách Pentium 4 je v skutočnosti ďaleko od triviálnej úlohy. A je to spôsobené tým, že procesory tejto rodiny, najmä nové jadro Prescott, sa vyznačujú prítomnosťou pomerne „pokročilého“ asynchrónneho hardvérového prefetcheru dát, čo sťažuje objektívne meranie tejto charakteristiky pamäťový subsystém. Je zrejmé, že použitie sekvenčných metód obchádzania pamäte (dopredu alebo dozadu) na meranie jej latencie je v tomto prípade úplne nevhodné. Algoritmus Hardware Prefetch v tomto prípade pracuje s maximálnou účinnosťou a „maskuje“ latencie. Použitie režimov náhodného bypassu je oveľa opodstatnenejšie, avšak skutočne náhodné obídenie pamäte má ešte jednu významnú nevýhodu. Faktom je, že takéto meranie sa vykonáva za podmienok takmer 100% vynechania D-TLB, čo prináša značné dodatočné oneskorenia, o ktorých sme už písali. Preto je jedinou možnou možnosťou (medzi metódami implementovanými v RMMA). pseudonáhodný režim prechodu pamäte, v ktorom je načítanie každej nasledujúcej stránky lineárne (vynulovanie chýba D-TLB), zatiaľ čo prechod v rámci samotnej stránky pamäte je skutočne náhodný.

Výsledky našich minulých meraní však ukázali, že aj takáto meracia technika dosť podhodnocuje hodnoty latencie. Domnievame sa, že je to spôsobené ďalšou vlastnosťou procesorov Pentium 4, a to schopnosťou „zachytiť“ dva 64-bajtové riadky z pamäte do vyrovnávacej pamäte L2 naraz pri každom prístupe k nej. Na demonštráciu tohto javu sú na obrázku nižšie znázornené krivky závislosti latencie dvoch po sebe idúcich prístupov k rovnakému pamäťovému riadku od posunu druhého prvku riadku vzhľadom k prvému, získané na platforme Prescott / DDR2 pomocou test Príchod D-Cache, prednastavené L2 D-Cache Line Size Determination.

Prescott/DDR2, príchod dát cez L2-RAM zbernicu

Z nich je vidieť (najvýraznejšia je krivka náhodnej prechádzky), že prístup k druhému prvku riadku nie je sprevádzaný žiadnymi dodatočnými oneskoreniami až do 60 bajtov vrátane (čo zodpovedá skutočnej veľkosti riadku vyrovnávacej pamäte L2, 64 bajtov). Oblasť 64-124 bajtov zodpovedá čítaniu údajov z ďalšieho riadku pamäte. Keďže sa hodnoty latencie v tejto oblasti zvyšujú len nepatrne, znamená to, že ďalší riadok pamäte je skutočne „napumpovaný“ do L2 cache procesora hneď za požadovaným. Čo sa z toho všetkého dá urobiť praktické záver? Ten najpriamejší: na „oklamanie“ tejto funkcie algoritmu Hardware Prefetch, ktorý funguje vo všetkých prípadoch obchádzania pamäte, stačí jednoducho obísť reťaz s krokom rovným takzvanej „efektívnej“ dĺžke riadok vyrovnávacej pamäte L2, ktorý je v našom prípade 128 bajtov.

Poďme teda priamo k výsledkom meraní latencie. Pre prehľadnosť uvádzame grafy vykladania zbernice L2-RAM získané na platforme Prescott/DDR2.

Prescott/DDR2, latencia pamäte, dĺžka linky 64 bajtov

Prescott/DDR2, latencia pamäte, dĺžka linky 128 bajtov

Rovnako ako v prípade testov skutočnej šírky pásma pamäte, krivky latencie na inej platforme Prescott/DDR vyzerajú na kvalitatívnej úrovni úplne rovnako. Len kvantitatívne charakteristiky sa trochu líšia. Je čas ich kontaktovať.

* latencia pri absencii vyloženia zbernice L2-RAM

Je ľahké vidieť, že latencia DDR2-533 sa ukázala byť vyššia ako latencia DDR-400. Nič nadprirodzené tu však podľa vyššie uvedeného nie je teoretické základy nový štandard pamätí DDR2, tak to má byť.

Rozdiel v latencii medzi DDR a DDR2 je takmer nepostrehnuteľný pri štandardnom 64-bajtovom vynechaní pamäte (3 ns v prospech DDR), keď hardvérový prefetcher aktívne pracuje, avšak s „dvojriadkovým“ (128-bajtovým) reťazcom bypass, stáva sa oveľa nápadnejším. Konkrétne, minimum latencie DDR2 (55,0 ns) sa rovná maximu latencie DDR; ak porovnáme minimálnu a maximálnu latenciu medzi sebou, rozdiel je cca 7-9 ns (15-16%) v prospech DDR. Zároveň je potrebné povedať, že prakticky rovnaké hodnoty „priemernej“ latencie získanej pri absencii zaťaženia zbernice L2-RAM sú trochu prekvapujúce, a to ako v prípade 64-bajtového bypassu (s údajmi prefetch) a 128-bajtový bypass (bez neho). ). Záver

Hlavný záver, ktorý sa navrhuje na základe výsledkov prvého porovnávacie testovanie Pamäť DDR a DDR2 všeobecný pohľad možno formulovať takto: "čas pre DDR2 ešte nenastal." Hlavným dôvodom je, že je zbytočné bojovať za zvýšenie teoretickej šírky pamäťového pásma zvýšením frekvencie externej pamäťovej zbernice. Veď zbernica súčasnej generácie procesorov stále pracuje na frekvencii 800 MHz, čo obmedzuje reálnu priepustnosť pamäťového subsystému na úrovni 6,4 GB/s. A to znamená, že v súčasnosti nemá zmysel inštalovať pamäťové moduly s vyššou teoretickou šírkou pásma, pretože v súčasnosti existujúca a široko používaná pamäť DDR-400 v dvojkanálovom režime sa plne ospravedlňuje a navyše má nižšiu latenciu. Mimochodom, asi posledný je nárast frekvencie externej pamäťovej zbernice nevyhnutne spojený s potrebou zavedenia ďalších oneskorení, čo v skutočnosti potvrdzujú výsledky našich testov. Dá sa teda predpokladať, že použitie DDR2 sa ospravedlní aspoň nie skôr, ako sa objavia prvé procesory s frekvenciou zbernice 1066 MHz a vyššou, čo umožní prekonať obmedzenie spôsobené rýchlosťou procesorovú zbernicu na skutočnej šírke pásma pamäťového subsystému ako celku.