В данном исследовании мы попробуем найти ответ на следующий вопрос - что важнее для достижения максимальной производительности компьютера, высокая частота оперативной памяти или же ее низкие тайминги. А помогут нам в этом два комплекта оперативной памяти производства Super Talent. Давайте посмотрим, как выглядят модули памяти внешне, и какими характеристиками обладают.
⇡ Super Talent X58
Данный комплект производитель "посвятил" платформе Intel X58, о чем свидетельствует надпись на наклейке. Однако здесь сразу же возникает несколько вопросов. Как всем хорошо известно, для достижения максимальной производительности на платформе Intel X58 настоятельно рекомендуется использовать трехканальный режим работы оперативной памяти. Несмотря на это, данный комплект памяти Super Talent состоит лишь из двух модулей. Конечно, у ортодоксальных сборщиков систем такой подход может вызвать недоумение, однако рациональное зерно в этом все же есть. Дело в том, что сегмент топовых платформ относительно невелик, и большинство персональных компьютеров используют оперативную память в двухканальном режиме. В этой связи покупка комплекта из трех модулей памяти обычному пользователю может показаться неоправданной, а если необходимо действительно много оперативной памяти, можно приобрести три комплекта по два модуля в каждом. Производитель указывает, что память Super Talent WA1600UB2G6 может работать на частоте 1600 МГц DDR при таймингах 6-7-6-18. Теперь давайте посмотрим, какая информация зашита в SPD профиле этих модулей.
И опять наблюдается некоторое несоответствие реальных и заявленных характеристик. Максимальный профиль JEDEC предполагает работу модулей на частоте 1333 МГц DDR при таймингах 9-9-9-24. Впрочем, присутствует расширенный профиль XMP, частота которого совпадает с заявленной - 800 МГц (1600 МГц DDR), но тайминги несколько отличаются, причем в худшую сторону - 6-8-6-20, вместо 6-7-6-18, которые указаны на наклейке. Тем не менее, данный комплект оперативной памяти без проблем работал в заявленном режиме - 1600 МГц DDR при таймингах 6-7-6-18 и напряжении 1,65 В. Что касается разгона, то более высокие частоты модулям не покорились, несмотря на установку повышенных таймингов и увеличение напряжения питания. Более того, при увеличении напряжения Vmem до уровня 1,9 В наблюдалась нестабильность работы и в исходном режиме. К сожалению, радиаторы очень прочно приклеены к чипам памяти, поэтому мы не рискнули их снимать, опасаясь повредить модули памяти. А жаль, тип используемых микросхем мог бы пролить свет на такое поведение модулей.
⇡ Super Talent P55
Второй комплект оперативной памяти, который мы рассмотрим сегодня, производитель позиционирует как решение для платформы Intel P55. Модули оснащены низкопрофильными радиаторами черного цвета. Максимальный заявленный режим предполагает работу данных модулей на частоте 2000 МГц DDR при таймингах 9-9-9-24 и напряжении 1,65 В. Теперь посмотрим на зашитые в SPD профили.Наиболее производительный профиль JEDEC предполагает работу модулей на частоте 800 МГц (1600 МГц DDR) при таймингах 9-9-9-24 и напряжении 1,5 В, а профили XMP в данном случае отсутствуют. Что касается разгона, то при небольшом повышении таймингов данные модули памяти оказались способны работать на частоте 2400 МГц DDR, о чем свидетельствует скриншот ниже.
Более того, система загружалась и при частоте модулей 2600 МГц DDR, однако запуск тестовых приложений приводил к зависанию или перезагрузке. Как и в случае с предыдущим комплектом памяти Super Talent, данные модули никак не реагировали на повышение напряжения питания. Как оказалось, лучшему разгону памяти и стабильности работы системы более способствовало увеличение напряжения контроллера памяти, встроенного в процессор. Впрочем, поиск максимально возможных частот и параметров, при которых достигается стабильность работы в таких экстремальных режимах, оставим энтузиастам. Далее мы сосредоточимся на изучении следующего вопроса - в какой степени частота работы оперативной памяти и ее тайминги влияют на общую производительность компьютера. В частности, мы попробуем выяснить, что лучше - установить скоростную оперативную память, работающую с высокими таймингами, или же предпочтительнее использовать как можно более низкие тайминги, пусть и не при максимальных рабочих частотах.
⇡ Условия тестирования
Тестирование проводилось на стенде следующей конфигурации. Во всех тестах процессор работал на частоте 3,2 ГГц, причины этого будут объяснены ниже, а мощная видеокарта была необходима для тестов в игре Crysis.Как уже говорилось выше, мы попробуем выяснить, как частота работы оперативной памяти и ее тайминги влияют на общую производительность компьютера. Конечно, данные параметры можно просто задать в BIOS и провести тесты. Но, как оказалось, при частоте Bclk равной 133 МГц, диапазон рабочих частот оперативной памяти в использованной нами материнской плате составляет 800 - 1600 МГЦ DDR. Этого оказывается недостаточно, ведь один из рассматриваемых сегодня комплектов памяти Super Talent поддерживает режим DDR3-2000. Да и вообще, скоростных модулей памяти выпускается все больше, производители уверяют нас в их небывалой производительности, так что выяснить их реальную производительность определенно не помешает. Для того, чтобы установить частоту памяти, скажем, 2000 МГц DDR, необходимо увеличить частоту шины Bclk. Однако при этом изменятся частоты как ядра процессора, так и его кэш-памяти третьего уровня, которая работает с той же частотой, что и шина QPI. Разумеется, сравнивать результаты, полученные в таких разных условиях, некорректно. Кроме того, степень влияния частоты CPU на результаты тестирования может оказаться куда значительнее таймингов и частоты оперативной памяти. Возникает вопрос - нельзя ли как-то обойти эту проблему? Что касается частоты процессора, то в некоторых пределах ее можно изменять с помощью множителя. Однако при этом желательно выбирать такое значение частоты bclk, чтобы итоговая частота оперативной памяти была равна одному из стандартных значений 1333, 1600 или 2000. Как известно, в настоящее время базовая частота bclk в процессорах Intel Nehalem равна 133.3 МГц. Давайте посмотрим, какова будет частота оперативной памяти при разных значениях частоты шины bclk с учетом множителей, которые может выставить используемая нами материнская плата. Результаты приведены в таблице ниже.
| Частота bclk, МГц | |||||
| 133.(3) | 150 | 166.(6) | 183.(3) | 200 | |
| Множитель памяти | Частота оперативной памяти, МГц DDR | ||||
| 6 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 |
| 8 | 1066 | 1200 | 1333 | 1466 | 1600 |
| 10 | 1333 | 1500 | 1667 | 1833 | 2000 |
| 12 | 1600 | 1800 | 2000 | 2200 | 2400 |
Как видно из таблицы, при частоте bclk равной 166 МГц, для оперативной памяти можно получить частоты 1333 и 2000 МГц. Если частота bclk равна 200 МГц, то получаем совпадение частот оперативки при 1600 МГц, а также требуемые 2000 МГц. В остальных случаях совпадений со стандартными частотами памяти не наблюдается. Так какую же частоту bclk в итоге предпочесть - 166 или 200 МГц? Ответ на этот вопрос подскажет следующая таблица. Здесь приведены значения частоты CPU, в зависимости от множителя и частоты bclk. Для оценки влияния таймингов нам необходимы не только одинаковые частоты памяти, но и CPU, чтобы это не влияло на получаемые результаты.
| Частота bclk, МГц | |||||
| Множитель CPU | 133.(3) | 150.0 | 166.(6) | 183.(3) | 200.0 |
| 9 | 1200 | 1350 | 1500 | 1647 | 1800 |
| 10 | 1333 | 1500 | 1667 | 1830 | 2000 |
| 11 | 1467 | 1650 | 1833 | 2013 | 2200 |
| 12 | 1600 | 1800 | 2000 | 2196 | 2400 |
| 13 | 1733 | 1950 | 2167 | 2379 | 2600 |
| 14 | 1867 | 2100 | 2333 | 2562 | 2800 |
| 15 | 2000 | 2250 | 2500 | 2745 | 3000 |
| 16 | 2133 | 2400 | 2667 | 2928 | 3200 |
| 17 | 2267 | 2550 | 2833 | 3111 | 3400 |
| 18 | 2400 | 2700 | 3000 | 3294 | 3600 |
| 19 | 2533 | 2850 | 3167 | 3477 | 3800 |
| 20 | 2667 | 3000 | 3333 | 3660 | 4000 |
| 21 | 2800 | 3150 | 3500 | 3843 | 4200 |
| 22 | 2933 | 3300 | 3667 | 4026 | 4400 |
| 23 | 3067 | 3450 | 3833 | 4209 | 4600 |
| 24 | 3200 | 3600 | 4000 | 4392 | 4800 |
В качестве отправной точки мы брали максимальную частоту процессора (3200 МГц), которую он может показать при базовой частоте bclk равной 133 МГц. Из таблицы видно, что в данных условиях только при частоте bclk=200 МГц можно получить точно такую же частоту CPU. Остальные частоты хоть и близки к 3200 МГц, но не точно равны ей. Конечно, в качестве исходной можно было взять частоту CPU и поменьше, скажем - 2000 МГц, тогда можно было бы получить корректные результаты при всех трех значениях шины bclk - 133, 166 и 200 МГц. Тем не менее, мы отказались от этого варианта. И вот почему. Во-первых, настольных процессоров Intel c архитектурой Nehalem с такой частотой нет, и вряд ли они появятся. Во-вторых, снижение частоты CPU более чем в 1,5 раза может привести к тому, что он станет ограничивающим фактором, и разница в результатах практически не будет зависеть от режима работы оперативной памяти. Собственно, первые прикидки именно это и показывали. В-третьих, вряд ли тот пользователь, который покупает заведомо слабый и дешевый процессор, будет сильно озабочен вопросом выбора дорогой скоростной оперативной памяти. Итак, мы будем тестировать при значениях базовой частоты bclk - 133 и 200 МГц. Частота CPU в обоих случаях одинакова и равна 3200 МГц. Ниже приведены скриншоты утилиты CPU-Z в данных режимах.
Если вы обратили внимание, частота QPI-Link зависит от частоты bclk и, соответственно, они отличаются в 1,5 раза. Это, кстати, позволит выяснить, как влияет частота кэш-памяти третьего уровня в процессорах Nehalem на общую производительность. Итак, приступим к тестированию.
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.
FAQ по оперативной памяти
Оперативная память - (ОЗУ оперативно запоминающие устройство) - предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых Центральному процессору для выполнения им операций. Оперативная память передаёт процессору команды и данные непосредственно, либо через Кэш-память. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес...
Самые распространённые типы памяти это:
^ SDR SDRAM (обозначения PC66, PC100, PC133)
DDR SDRAM (обозначения PC266, PC333 и т.д. или PC2100, PC2700)
RDRAM (PC800)
Теперь для последующих объяснений, расскажу про тайминги и частоты. Тайминг - это задержка между отдельными операциями, производимыми контроллером при обращении к памяти.
Если рассмотреть состав памяти, получим: всё её пространство представлено в виде ячеек (прямоугольники), которые состоят из определённого количества строк и столбцов. Один такой "прямоугольник" называется страницей, а совокупность страниц называется банком.
Для обращения к ячейке, контроллер задаёт номер банка, номер страницы в нём, номер строки и номер столбца, на все запросы тратится время, помимо этого довольно большая затрата уходит на открытие и закрытие банка после самой операции чтения/записи. На каждое действие требуется время, оно и называется таймингом.
Теперь рассмотрим поподробнее каждый из таймингов. Некоторые из них не доступны для настройки - время доступа CS# (crystal select) этот сигнал определяет кристалл (чип) на модуле для проведения операции.
Кроме этого, остальные можно менять:
^ RCD (RAS-to-CAS Delay) это задержка между сигналами RAS (Row Address Strobe) и CAS (Column Address Strobe) , данный параметр характеризует интервал между доступами на шину контроллером памяти сигналов RAS# и CAS# .
CAS Latency (CL) это задержка между командой чтения и доступностью к чтению первого слова. Введена для набора адресными регистрами гарантированно устойчивого уровня сигнала.
^ RAS Precharge (RP) это время повторной выдачи (период накопления заряда) сигнала RAS# - через какое время контроллер памяти будет способен снова выдать сигнал инициализации адреса строки.
^ Precharge Delay (или Active Precharge Delay ; чаще обозначается как Tras ) это время активности строки. Т.е. период, в течение которого закрывается строка, если следующая требуемая ячейка находится в другой строке.
^ SDRAM Idle Timer (или SDRAM Idle Cycle Limit ) количество тактов, в течение которых страница остаётся открытой, после этого страница принудительно закрывается, либо для доступа к другой странице, либо для обновления (refresh)
^ Burst Length это параметр, который устанавливает размер предвыборки памяти относительно начального адреса обращения. Чем больше его размер, тем выше производительность памяти.
Ну вот, вроде разобрались с основными понятиями о таймингах, теперь рассмотрим подробнее номиналы памяти (PC100, PC2100, DDR333 и т.д.)
Существует два типа обозначений для одной и той же памяти: одно - по "эффективной частоте" DDRxxx, а второе - по теоретической пропускной способности PCxxxx.
Обозначение "DDRxxx" исторически развилось из последовательности названий стандартов "PC66-PC100-PC133" - когда было принято скорость памяти ассоциировать с частотой (разве что ввели новое сокращение "DDR" для того, чтобы отличать SDR SDRAM от DDR SDRAM). Одновременно с памятью DDR SDRAM появилась память RDRAM (Rambus), на которой хитрые маркетологи решили ставить не частоту, а пропускную способность - PC800. При этом ширина шины данных как была 64 бита (8 байт) - так и осталась, то есть те самые PC800 (800 МБ/с) получались умножением 100 МГц на 8. Естественно от названия ничего не поменялось, и PC800 RDRAM - суть та же самая PC100 SDRAM, только в другом корпусе... Это ничего больше, чем стратегия для продаж, грубо говоря "наколоть людей". В ответ компании, которые выпускают модули, стали писать теоретическую пропускную способность - PCxxxx. Так появились PC1600, PC2100 и следующие... При этом у DDR SDRAM эффективная частота выше в два раза, а значит и больше числа на обозначениях.
Вот пример соответствий обозначений:
100 МГц = PC1600 DDR SDRAM = DDR200 SDRAM = PC100 SDRAM = PC800 RDRAM
133 МГц = PC2100 DDR SDRAM = DDR266 SDRAM = PC133 SDRAM = PC1066 RDRAM
166 МГц = PC2700 DDR SDRAM = DDR333 SDRAM = PC166 SDRAM = PC1333 RDRAM
200 МГц = PC3200 DDR SDRAM = DDR400 SDRAM = PC200 SDRAM = PC1600 RDRAM
250 МГц = PC4000 DDR SDRAM = DDR500 SDRAM
Что же касается ^ RAMBUS (RDRAM) писать много не буду, но всё же постараюсь ее вам представить.
Существует три разновидности RDRAM - Base , Concurrent и Direct . Base и Concurrent это практически одно и тоже, но Direct имеет приличные отличия, поэтому расскажу про первые две обобщённо, а про последнюю - поподробней.
^ Base RDRAM и Concurrent RDRAM в основном отличаются только рабочими частотами: для первой частота составляет 250-300 MHz, а для второй этот параметр, соответственно, равен 300-350 MHz. Данные передаются по два пакета данных за такт, так что эффективная частота передачи получается в два раза больше. Память использует восьми битную шину данных, что, следовательно, дает пропускную способность 500-600 Mb/s (BRDRAM) и 600-700 Mb/s (CRDRAM).
^ Direct RDRAM (DRDRAM) в отличие от Base и Concurrent, имеет 16-битную шину и работает на частоте 400 MHz. Пропускная способность Direct RDRAM составляет 1.6 Gb/s (учитывая двунаправленную передачу данных), что уже по сравнению с SDRAM (1 Gb/s для РС133) выглядит довольно неплохо. Обычно, говоря о RDRAM, подразумевают DRDRAM, поэтому буква "D" в названии часто опускается. При появлении этого типа памяти Intel создала чипсет для Pentium 4 - i850.
Самый большой плюс Rambus памяти это то, что чем больше модулей - тем больше пропускная способность, например до 1.6 Gb/s на один канал и до 6.4 Gb/s при четырех каналах.
Имеется также два недостатка, довольно значительных:
1. Лапки золотые, и приходят в негодность, если плату памяти вытащить, и вставить в слот больше 10 раз (примерно).
2. Завышенная цена, но многие находят очень хорошее применение этой памяти и готовы заплатить за них большие деньги.
Вот, пожалуй, и всё, мы разобрались с таймингами, названиями и номиналами, теперь я расскажу немного о различных немаловажных мелочах.
Вы наверняка видели в BIOS"e при настройках частоты памяти опцию By SPD что это значит? ^ SPD - Serial Presence Detect , это микросхема на модуле, в которую зашиты все параметры для работы модуля, это так сказать "значения по умолчанию". Сейчас из-за появления "noname" компаний, стали записывать в этот чип имя производителя и дату.
^ Регистровая память
Registered Memory это память с регистрами, которые служат буфером между контроллером памяти и чипами модуля. Регистры уменьшают нагрузку на систему синхронизации и позволяют набирать очень большое количество памяти (16 или 24 гигабайт) не перегружая цепи контроллера.
Но данная схема имеет недостаток - регистры вносят задержку в 1 такт на каждую операцию, а значит - регистровая память медленнее обычной при прочих равных условиях. То есть - оверклокеру неинтересна (да и стОит она очень дорого).
Все сейчас кричат про Dual channel - что это?
^ Dual channel - двойной канал, это позволяет обращаться одновременно к двум модулям. Dual channel - это не тип модулей, а функция интегрированная в материнскую плату. Может быть задействована с двумя (желательно) идентичными модулями. Включается он автоматически при наличие 2-х модулей.
Примечание: чтобы активировать эту функцию, надо установить модули в слоты разных цветов.
Parity и ECC
Memory with Parity это память с проверкой чётности, способна детектировать некоторые типы ошибок.
^ Memory with ECC это память с коррекцией ошибок, позволяет найти, а также исправить ошибку одного бита в байте. Применяется в основном на серверах.
Примечание: она медленнее обычной, не годится для людей любящих скорость.
^ Что такое память DDR SDRAM :
Память типа DDR (Double Data Rate - удвоенная скорость передачи данных) обеспечивает передачу данных по шине "память-чипсет" дважды за такт, по обоим фронтам тактирующего сигнала. Таким образом, при работе системной шины и памяти на одной и той же тактовой частоте, пропускная способность шины памяти оказывается вдвое больше, чем у обычной SDRAM.
В обозначении модулей памяти DDR обычно используются два параметра: или рабочую частоту (равную удвоенному значению тактовой частоты) - например, тактовая частота памяти DR-400 равна 200 МГц; или пиковую пропускную способность (в Мб/с). У той же самой DR-400 пропускная способность приблизительно равна 3200 Мб/с, поэтому она может обозначаться как РС3200. В настоящее время память DDR потеряла свою актуальность и в новых системах практически полностью вытеснена более современной DDR2. тем не менее, для поддержания "на плаву" большого количества старых компьютеров, в которые установлена память DDR, выпуск ее все еще продолжается. Наиболее распространены 184-контактные модули DDR стандартов PC3200 и, в меньшей мере, PC2700. DDR SDRAM может иметь Registered и ECC варианты.
^ Что такое память DDR2 :
Память DDR2 является наследницей DDR и в настоящее время является доминирующим типом памяти для настольных компьютеров, серверов и рабочих станций. DDR2 рассчитана на работу на более высоких частотах, чем DDR, характеризуется меньшим энергопотреблением, а также набором новых функций (предвыборка 4 бита за такт, встроенная терминация). Кроме того, в отличие от чипов DDR, которые выпускались как в корпусах типа TSOP, так и FBGA, чипы DDR2 выпускаются только в корпусах FBGA (что обеспечивает им большую стабильность работы на высоких частотах). Модули память DDR и DDR2 не совместимы друг с другом не только электрически, но и механически: для DDR2 используются 240-контактные планки, тогда как для DDR - 184-контактные. Сегодня наиболее распространена память, работающая на частоте 333 МГц и 400 МГц, и обозначаемая как DDR2-667 (РС2-5400/5300) и DDR2-800 (РС2-6400) соответственно.
^ Что такое память DDR3 :
Память стандарта DDR третьего поколения - DDR3 SDRAM в скором времени должна заменить нынешнюю DDR2. Производительность новой памяти удвоилась по сравнению с предыдущей: теперь каждая операция чтения или записи означает доступ к восьми группам данных DDR3 DRAM, которые, в свою очередь, с помощью двух различных опорных генераторов мультиплексируются по контактам I/O с частотой, в четыре раза превышающей тактовую частоту. Теоретически эффективные частоты DDR3 будут располагаться в диапазоне 800 МГц - 1600 МГц (при тактовых частотах 400 МГц - 800 МГц), таким образом, маркировка DDR3 в зависимости от скорости будет: DDR3-800, DDR3-1066, DDR3-1333, DDR3-1600. Среди основных преимуществ нового стандарта, прежде всего, стоит отметить существенно меньшее энергопотребление (напряжение питания DDR3 - 1,5 В, DDR2 - 1,8 В, DDR - 2,5 В).
Минусом DDR3 против DDR2 (и, тем более, по сравнению с DDR) можно назвать большую латентность. Модули памяти DDR3 DIMM для настольных ПК будут обладать 240-контактной структурой, привычной нам по модулям DDR2; однако физической совместимости между ними не будет (благодаря "зеркальной" цоколевке и различному расположению ключей разъема).
^ Что такое ECC-память :
ECC (Error Correct Code - выявление и исправление ошибок) служит для исправления случайных ошибок памяти, вызываемых различными внешними факторами, и представляет собой усовершенствованный вариант системы "контроля четности". Физически ECC реализуется в виде дополнительной 8-разрядной микросхемы памяти, установленной рядом с основными. Таким образом, модули с ECC являются 72- разрядным (в отличие от стандартных 64-разрядых модулей). Некоторые типы памяти (Registered, Full Buffered) выпускаются только в ECC варианте.
^ Что такое Registered-память :
Registered (регистровые) модули памяти применяются в основном в серверах, работающих с большими объемами оперативной памяти. Все они имеют ЕСС, т.е. являются 72-битными и, кроме того, содержат дополнительные микросхемы регистров для частичной (или полной - такие модули называются Full Buffered, или FB-DIMM) буферизации данных, за счет чего уменьшается нагрузка на контроллер памяти. Буферизованные DIMM, как правило, несовместимы с не буферизованными.
^ Что такое SPD :
На любом модуле памяти DIMM присутствует небольшой чип SPD (Serial Presence Detect), в котором производителем записывается информация о рабочих частотах и соответствующих задержках чипов памяти, необходимые для обеспечения нормальной работы модуля. Информация из SPD считывается BIOS на этапе самотестирования компьютера еще до загрузки операционной системы и позволяет автоматически оптимизировать параметры доступа к памяти.
Виды / типы модулей оперативной памяти
Есть довольно немало видов оперативной памяти (ОЗУ). В этой статье описанны их характеристики для того, чтобы можно было иметь представление о различной оперативной памяти, т.к. не каждый способен отличить типы оперативной памяти...
FPM (Fast Page Mode) - вид динамической памяти. Его название соответствует принципу работы, так как модуль позволяет быстрее получать доступ к данным которые находятся на той же странице, что и данные, переданные во время предыдущего цикла. Эти модули использовались на большинстве компьютеров с процессорами 486 и в ранних системах с процессорами Pentium, ориентировочно в 1995 году.
Модули EDO (Extended Data Out) появились в 1995 году как новый тип памяти для компьютеров с процессорами Pentium. Это модифицированный вариант FPM. В отличие от своих предшественников, EDO начинает выборку следующего блока памяти в то же время, когда отправляет предыдущий блок центральному процессору.
SDRAM (Synchronous DRAM) - вид памяти со случайным доступом, работающий на столько быстро, чтобы его можно было синхронизировать с частотой работы процессора, исключая режимы ожидания. Микросхемы разделены на два блока ячеек так, чтобы во время обращения к биту в одном блоке шла подготовка к обращению к биту в другом блоке. Если время обращения к первой порции информации составляло 60 нс, все последующие интервалы удалось сократить до 10 нс. Начиная с 1996 года большинство чипсетов Интел стали поддерживать этот вид модулей памяти, сделав его очень популярным вплоть до 2001 года.
SDRAM может работать на частоте 133 МГц, что почти в три раза быстрее, чем FPM и в два раза быстрее EDO. Большинство компьютеров с процессорами Pentium и Celeron, выпущенных в 1999 году использовали именно этот вид памяти.
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. Сейчас это основной стандарт памяти, но он уже начинает уступать свои позиции 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. Эта память, также как DDR, передает два набора данных за такт. Основное отличие DDR2 от DDR - способность работать на значительно большей тактовой частоте, благодаря усовершенствованиям в конструкции. Но измененная схема работы, позволяющая добиться высоких тактовых частот, в то же время увеличивает задержки при работе с памятью.
^ RAMBUS (RIMM)
RAMBUS (RIMM) - это вид памяти, который появился на рынке в 1999 году. Он основан на традиционной DRAM но с кардинально измененной архитектурой. Дизайн RAMBUS делает обращение к памяти более "разумным", позволяя получать предварительный доступ к данным, немного разгружая центральный процессор. Основная идея, использованная в этих модулях памяти, заключается в получении данных небольшими пакетами но на очень высокой тактовой частоте. Например, SDRAM может передавать 64 бит информации при частоте 100 МГц, а RAMBUS - 16 бит при частоте 800 МГц. Эти модули не стали успешными, так как у Интел было много проблем с их внедрением. Модули RDRAM появились в игровых консолях Sony Playstation 2 и Nintendo 64.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – это временная память компьютера, отвечающая за промежуточную, входную и выходную информацию, которая обрабатываются ЦП. Этот тип памяти отвечает за быстроту обработки программного обеспечения.
Физически ОЗУ представляют собой модули памяти, подключаемые к материнской плате.
Основными характеристиками являются тип памяти, объем, тайминги и рабочая частота. На последнем остановимся подробнее.
Частота определяет скорость операций в секунду – измеряется в Герцах . Чем выше частота – тем лучше производительность и пропускная способность. Хотя, конечно же, частоту нельзя рассматривать отдельно от остальных характеристик, которые также влияют на скорость обработки данных.
Это важный параметр, при выборе для установки нового модуля памяти – её следует соотносить с максимальной частотой передачи данных материнской платы. Именно этой частотой будет ограничиваться в дальнейшем пропускная способность ОЗУ.
Исходя из типа памяти, возможны разные диапазоны рабочих частот:
- DDR : 200-400 МГц
- DDR2 : 533-1200 МГц
- DDR3 : 800-2400 МГц
- DDR4 : 1600-3200 МГц
Смотрим надпись на памяти
Определить данный параметр можно непосредственно по маркировке на самой планке.
Для этого сначала понадобится снять
крышку системного блока и аккуратно достать одну из планок из специального слота на материнской плате. Открепите
защелки, предотвращающие случайное отсоединение и выньте
модуль их разъема.
Чтобы узнать всю информацию о модуле оперативной памяти, его нужно тщательно рассмотреть. На планке указывается
название модуля, тип ОЗУ и пиковая скорость передачи данных.
По этим данным можно узнать частоту памяти в специальных таблицах соответствия. Приведем их для различных типов ОЗУ. В заметках указывается насколько популярны они в настоящее время.
Как видим, по нашему примеру, для модуля PC2 – 6400, частота шины равна 400 Мгц, 800 млн. операций/сек, 6400 МБ/с или 6.4 ГБ/с – пиковая скорость передачи данных.
И последний существующий на данный момент стандарт, отличающийся повышенными частотными характеристиками и пониженным напряжением питания.
Используем программы для определения частоты
Если не желаете залезать внутрь системного блока, то все необходимые характеристики можно узнать, используя специальный софт.
Наиболее популярной программой, на наш взгляд, является AIDA64 (аналог Everest). Она предоставляет обширный комплекс всех технических данных о Вашем устройстве. Пробная версия предоставляется бесплатно сроком на 30 дней.
Запускаем и раскрываем пункт Тест
– чтение из памяти
. Обновляемся вверху – и получаем результат
.
Используемую память программа выделит жирным шрифтом. В нашем примере частота памяти 1866 Гц, что соответствует заявленным параметрам в документах.
Другой способ – в поле системная плата
выберите SPD
. Тут видно, сколько у Вас используемых планок, частоту и много другой полезной информации.
Если желаете увидеть реальную
и эффективную
частоты, то перейдите в пункт Системная плата
в одноименном разделе.
Другой, часто используемой программкой, предоставляющей много нужной технической информации об аппаратном обеспечении, является утилита CPU-Z . В отличие от AIDA64 она полностью бесплатная .
Запустив, перейдите на вкладку Memory
. В поле DRAM Frequency
увидите именно то, что Вам нужно.
Следует отметить, что речь идет о реальной частоте, то есть физической, на которой работает чип. Эффективную же, в данной программе посмотреть возможности нет, она обычно 2, 4 и 8 раз больше относительно реальной.
– Быстрее, еще быстрее, ну ускорься, пожалуйста, хоть немного, а то меня сейчас…
– Не могу, дорогой Геймер, ведь я достигла своей предельной тактовой частоты.
Примерно так мог бы выглядеть диалог и Геймера, у которого на счету каждая доля секунды.
Тактовая частота оперативной памяти (ОЗУ, RAM) – второй по значимости параметр после объема. Чем она выше, тем быстрее происходит обмен данными между процессором и ОЗУ, тем шустрее работает компьютер. Оперативка с низкими тактами может стать «бутылочным горлом» в ресурсоемких играх и программах. И если вы не хотите каждый раз упрашивать капризную железку немного прибавить скорость, при покупке всегда обращайте внимание на эту характеристику. Сегодня поговорим, как узнать частоту оперативной памяти по описанию в каталогах магазинов, а также той, что установлена на вашем ПК.
Как понять, что за «зверя» предлагает магазин
В описании модулей оперативной памяти на сайтах интернет-магазинов иногда указывают не все, а лишь отдельные скоростные характеристики. Например:- DDR3, 12800 Мб/с.
- DDR3, PC12800.
- DDR3, 800 МГц (1600 МГц).
- DDR3, 1600 МГц.
Кто-то подумает, что речь в этом примере идет о четырех разных планках. На самом деле так можно описать один и тот же модуль RAM с эффективной частотой 1600 МГц! И все эти числа косвенно или прямо указывают на нее.
Чтобы больше не путаться, разберемся, что они означают:
- 12800 Мб/с – это пропускная способность памяти, показатель, получаемый путем умножения эффективной частоты (1600 МГц) на разрядность шины одного канала (64 бит или 8 байт). Пропускная способность описывает максимальное количество информации, которое модуль RAM способен передавать за один такт. Как определить по ней эффективную частоту, думаю, понятно: нужно 12800 разделить на 8.
- PC12800 или PC3-12800 – другое обозначение пропускной способности модуля RAM. Кстати, у комплекта из двух планок, предназначенного к использованию в двухканальном режиме, пропускная способность в 2 раза выше, поэтому на его этикетке может стоять значение PC25600 или PC3-25600.
- 800 МГц (1600 МГц) – два значения, первое из которых указывает на частотность шины самой памяти, а второе – в 2 раза большее – на ее эффективную частоту. Чем отличаются показатели? В компьютерах, как вы знаете, используется ОЗУ типа DDR – с удвоенной скоростью передачи данных без увеличения количества тактов шины, то есть за 1 такт через нее передается не одна, а две условные порции информации. Поэтому основным показателем принято считать эффективную тактовую частоту (в данном примере – 1600 МГц).
На скриншоте ниже показано описание скоростных характеристик оперативки из каталогов трех компьютерных магазинов. Как видно, все продавцы обозначают их по-своему.
Разные модули ОЗУ в рамках одного поколения – DDR, DDR2, DDR3 или DDR4, имеют разные частотные характеристики. Так, самая распространенная на 2017 год RAM DDR3 выпускается с частотностью 800, 1066, 1333, 1600, 1866, 2133 и 2400 МГц. Иногда ее так и обозначают: DDR3-1333, DDR3-1866 и т. д. И это удобно.
Собственную эффективную частоту имеет не только оперативка, но и устройство, которое ею управляет – контроллер памяти. В современных компьютерных системах, начиная с поколения Sandy Bridge, он входит в состав процессора. В более старых – в состав компонентов северного моста материнской платы.
Практически все ОЗУ могут работать на более низких тактах, чем указано в характеристиках. Модули оперативки с разной частотностью при условии сходства остальных параметров совместимы между собой, но способны функционировать только в одноканальном режиме.
Если на компьютере установлено несколько планок ОЗУ с разными частотными характеристиками, подсистема памяти будет вести обмен данными со скоростью самого медленного звена (исключение – устройства ). Так, если частота контроллера составляет 1333 МГц, одной из планок – 1066 МГц, а другой – 1600 МГц, передача будет идти на скорости 1066 МГц.
Как узнать частоту оперативки на компьютере
П режде чем учиться определять частотные показатели оперативной памяти на ПК, разберемся, как их узнает сам компьютер. Он считывает информацию, записанную в микросхеме SPD, которой оснащена каждая отдельная планка ОЗУ. Как выглядит эта микросхема, показано на фото ниже.
Данные SPD умеют читать и программы, Например, широко известная утилита , один из разделов которой так и называется – «SPD ». На скриншоте далее мы видим уже знакомые характеристики скорости планки оперативки (поле «Max Bandwidth ») – PC3-12800 (800 MHz). Чтобы узнать ее эффективную частоту, достаточно разделить 12800 на 8 или 800 умножить на 2. В моем примере этот показатель равен 1600 MHz.
Однако в CPU- Z есть еще один раздел – «Memory », а в нем – параметр «DRAM Frequency », равный 665,1 MHz. Это, как вы, наверное, догадались, фактические данные, то есть частотный режим, в котором в действительности функционирует ОЗУ. Если мы умножим 665,1 на 2, то получим 1330,2 MHz – значение, близкое к 1333 – частоте, на которой работает контроллер памяти этого ноутбука.
Помимо CPU-Z, аналогичные данные показывает и другие приложения, служащие для распознавания и мониторинга железа ПК. Ниже приведены скриншоты бесплатной утилиты :
