DDR3L en DDR3 - het verschil tussen soorten RAM. Verschil tussen DDR3 en DDR3L RAM: vergelijkende analyse

Publicatie datum:

25.06.2009

Zoals u weet, draagt ​​RAM een groot deel bij aan de prestaties van een computer. En het is duidelijk dat gebruikers proberen de hoeveelheid RAM tot het maximum te vergroten.
Als er 2-3 jaar geleden letterlijk verschillende soorten geheugenmodules op de markt waren, zijn er nu veel meer. En het werd moeilijker om ze te begrijpen.

In dit artikel zullen we kijken naar de verschillende symbolen in de markering van geheugenmodules, zodat u er gemakkelijker doorheen kunt navigeren.

Laten we eerst een aantal termen introduceren die we nodig hebben om het artikel te begrijpen:

• strip ("die") - een geheugenmodule, een printplaat met geheugenchips aan boord, geïnstalleerd in een geheugenslot;
• enkelzijdige strip - een geheugenstrip waarbij de geheugenchips zich aan 1 zijde van de module bevinden.
• dubbelzijdige stick - een geheugenstick waarin geheugenchips zich aan beide zijden van de module bevinden.
• RAM (Random Access Memory, RAM) - Random Access Memory, met andere woorden - Random Access Memory. Dit is een vluchtig geheugen waarvan de inhoud verloren gaat als de stroom uitvalt.
• SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) - synchroon dynamisch willekeurig toegankelijk geheugen: alle moderne geheugenmodules hebben precies zo'n apparaat, dat wil zeggen dat ze constante synchronisatie en update van de inhoud vereisen.

Denk aan de markeringen

• 4096 MB (2x2048 MB) DIMM DDR2 PC2-8500 Corsair XMS2 C5 DOOS
• 1024 MB SO-DIMM DDR2 PC6400 OCZ OCZ2M8001G (5-5-5-15) Detailhandel

Volume

De eerste aanduiding in de regel is de grootte van de geheugenmodules. In het bijzonder is dit in het eerste geval 4 GB en in het tweede geval 1 GB. Toegegeven, 4 GB wordt in dit geval niet door één geheugenstick geïmplementeerd, maar door twee. Dit is de zogenaamde Kit of 2 - een set van twee planken. Dergelijke kits worden doorgaans aangeschaft om strips in tweekanaalsmodus in parallelle slots te installeren. Het feit dat ze dezelfde parameters hebben, zal hun compatibiliteit verbeteren, wat een gunstig effect heeft op de stabiliteit.

Type schaal

DIMM/SO-DIMM is een type geheugenstickbehuizing. Alle moderne geheugenmodules zijn verkrijgbaar in een van de twee aangegeven uitvoeringen.
DIMM(Dual In-line Memory Module) - een module waarbij de contacten aan beide zijden van de module in een rij zijn gerangschikt.
DDR SDRAM-geheugen is beschikbaar in de vorm van 184-pins DIMM-modules, en 240-pins strips zijn beschikbaar voor DDR2 SDRAM-geheugen.

Laptops gebruiken kleinere geheugenmodules, genaamd ZO-DIMM(kleine omtrek-DIMM).

Geheugentype

Geheugentype is de architectuur waarmee de geheugenchips zelf zijn georganiseerd. Het beïnvloedt alle technische kenmerken van het geheugen: prestaties, frequentie, voedingsspanning, enz.

Momenteel worden er 3 soorten geheugen gebruikt: DDR SDRAM, DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM. Hiervan is DDR3 het meest productief en verbruikt het de minste energie.

Frequenties van gegevensoverdracht voor geheugentypen:

• DDR: 200-400 MHz
• DDR2: 533-1200 MHz
• DDR3: 800-2400 MHz

Het nummer dat achter het geheugentype wordt aangegeven, is frequentie: DDR400, DDR2-800.

Alle soorten geheugenmodules verschillen qua voedingsspanning en connectoren en kunnen niet in elkaar worden gestoken.

De gegevensoverdrachtfrequentie karakteriseert het potentieel van de geheugenbus om gegevens per tijdseenheid over te dragen: hoe hoger de frequentie, hoe meer gegevens kunnen worden overgedragen.

Er zijn echter nog andere factoren, zoals het aantal geheugenkanalen en de breedte van de geheugenbus. Ze hebben ook invloed op de prestaties van geheugensubsystemen.

Om de mogelijkheden van RAM uitgebreid te evalueren, wordt de term geheugenbandbreedte gebruikt. Er wordt rekening gehouden met de frequentie waarmee gegevens worden verzonden, de busbreedte en het aantal geheugenkanalen.

Bandbreedte (B) = Frequentie (f) x geheugenbusbreedte (c) x aantal kanalen (k)

Als u bijvoorbeeld DDR400 400 MHz-geheugen en een dual-channel geheugencontroller gebruikt, is de bandbreedte:
(400 MHz x 64 bit x 2)/ 8 bit = 6400 MB/s

We delen door 8 om Mbit/s om te zetten in MB/s (er zitten 8 bits in 1 byte).

Snelheid geheugenmodule standaard

Om het gemakkelijker te maken de snelheid van de module te begrijpen, geeft de aanduiding ook de standaard voor geheugenbandbreedte aan. Het laat alleen zien welke bandbreedte de module heeft.

Al deze standaarden beginnen met de letters PC en worden gevolgd door cijfers die de geheugenbandbreedte in MB per seconde aangeven.

De tabellen geven precies de piekwaarden aan; in de praktijk kunnen deze onhaalbaar zijn.

Fabrikant en het onderdeelnummer

Elke fabrikant geeft elk van zijn producten of onderdelen een interne productiemarkering, P/N (onderdeelnummer) genoemd.

Voor geheugenmodules van verschillende fabrikanten ziet het er ongeveer zo uit:

• Kingston KVR800D2N6/1G
• OCZOCZ2M8001G
• Corsair XMS2 CM2X1024-6400C5

Op de website van veel geheugenfabrikanten kun je bestuderen hoe hun onderdeelnummer wordt gelezen.
Modules Kingston ValueRAM-familie:

Kingston HyperX-familiemodules (met extra passieve koeling voor overklokken):

Uit de OCZ-markering kun je opmaken dat dit een DDR2-module van 1 GB is met een frequentie van 800 MHz.

Door te labelen CM2X1024-6400C5 Het is duidelijk dat dit een 1024 MB DDR2-module is van de PC2-6400-standaard en CL=5-vertragingen.

Sommige fabrikanten geven de tijd in ns aan van toegang tot de geheugenchip in plaats van de frequentie of geheugenstandaard. Vanaf dit moment kunt u begrijpen welke frequentie wordt gebruikt.
Dit is wat Micron doet: MT47H128M16HG-3. Het getal aan het einde geeft aan dat de toegangstijd 3 ns (0,003 ms) is.

Volgens het bekende forum T=1/f frequentie van de chip f=1/T: 1/0,003 = 333 MHz.
De datatransmissiefrequentie is 2 keer hoger: 667 MHz.
Dienovereenkomstig is deze module DDR2-667.

tijdstippen

Timings zijn vertragingen bij het benaderen van geheugenchips. Hoe kleiner ze zijn, hoe sneller de module werkt.

Feit is dat de geheugenchips op de module een matrixstructuur hebben: ze worden gepresenteerd in de vorm van matrixcellen met een rijnummer en een kolomnummer.
Bij toegang tot een geheugencel wordt de gehele regel gelezen waarin de gewenste cel zich bevindt.

Eerst wordt de gewenste rij geselecteerd en vervolgens de gewenste kolom. Op het snijpunt van het rij- en kolomnummer bevindt zich de gewenste cel. Rekening houdend met de enorme hoeveelheid moderne RAM, zijn dergelijke geheugenmatrices niet solide - voor snellere toegang tot geheugencellen zijn ze onderverdeeld in pagina's en banken.
Eerst wordt de geheugenbank benaderd, de pagina daarin wordt geactiveerd en vervolgens wordt er binnen de huidige pagina gewerkt: een rij en kolom selecteren.
Al deze acties vinden plaats met een duidelijke vertraging ten opzichte van elkaar.

De belangrijkste RAM-timings zijn de vertraging tussen het leveren van het rijnummer en het kolomnummer, de volledige toegangstijd genoemd ( RAS naar CAS vertraging, RCD), de vertraging tussen het leveren van het kolomnummer en het ontvangen van de inhoud van de cel, de zogenaamde duty cycle time ( CAS-latentie, CL), de vertraging tussen het lezen van de laatste cel en het invoeren van het nieuwe regelnummer ( RAS-voorvulling, RP). De timing wordt gemeten in nanoseconden (ns).

Deze tijdstippen volgen elkaar op in de volgorde van bewerkingen en zijn ook schematisch aangegeven 5-5-5-15 . In dit geval zijn alle drie de timings 5 ​​ns en bedraagt ​​de totale werkcyclus 15 ns vanaf het moment dat de lijn wordt geactiveerd.

Er wordt rekening gehouden met de belangrijkste timing CAS-latentie, dat vaak wordt afgekort KL=5. Hij is het die het geheugen in de grootste mate ‘vertraagt’.

Op basis van deze informatie kunt u verstandig de juiste geheugenmodule selecteren.

DDR-type RAM geassembleerd volgens normen DIMM, wat eigenlijk zijn voorganger is. Doordat het platform is uitgerust, kan informatie zowel langs de voorkant als de onderkant worden verzonden microschakelingen en transistors gemonteerd TSOPBGA. Informatie kan worden verzonden naar dubbele maat in één klokcyclus, allemaal dankzij de introductie van de nieuwe 2n Prefetch-computerarchitectuur.

Onder de computertechnologieën verschijnt voortdurend iets nieuws. Nu microschakelingen voor DDR3-type modules worden uitsluitend vervaardigd in behuizingen van het volgende type: BGA. Dankzij dit was het mogelijk om transistors en modellen te verbeteren dubbele Luik

Kenmerken van DDR3-geheugen

RAM-sticks komen vandaan 1 gigabyte tot 16 gigabytes, en de geheugenfrequentie kan variëren 100 voor 300 MHz. Als we het over de band hebben, dan vanaf 400 voor 120 MHz.

Min of meer normale busfrequentiewaarde 1066 – 1600 MHz. Als het stijgt, neemt ook het energieverbruik toe. Als de frequentie 2400 is, worden de strips warm en zeer heet. Om dit te voorkomen, installeert u een passief koeling.

Als dat zo is, kan het energieverbruik ook toenemen versnellen computer. Dit gebeurt dankzij transformaties, gebruikt in DDR3-spannings-Vddr-strips.

De geheugenstructuur van dit type bevat 8 geheugenbanken, en de string van zijn chip is de maat 2048 bytes. Dit gebouw houdt fatsoenlijk in tijdstippen in de werking van RAM en vermindert de snelheid van het schakelen tussen chips.

Het ontwerp van de DDR3L-strips is praktisch is niet anders uit DDR3. Ze zijn ook uitgerust 240 contacten en hebben dezelfde afmetingen, behalve de hoogte.

Ook is dit type voorzien van een systeem passief koeling, wat dit mogelijk maakt versnellen, neemt toe prestatie omdat stijgt energieverbruik. De geheugenmodule zal niet eerder uitvallen dan verwacht, omdat de warmte zal verdwijnen en er geen oververhitting zal optreden.

Het is vermeldenswaard dat u het sinds 2012 op de markt kunt vinden wijzigingen van dit geheugen ontworpen voor DDR3L-RS-smartphones.

Bij geheugenlabeling is L Laag, dat wil zeggen een laag energieverbruik. In tegenstelling tot DDR3 vereist dit type geheugen een bron met een spanning van 1,35 V. Dit is 10-15% minder dan DDR3 en 40% minder dan DDR2. Vanwege het feit dat er minder warmte wordt gegenereerd, passief koeling niet nodig, maar het vermindert wel tijdstippen en maakt het werk stabieler en productiever. Alle andere kenmerken verschillen niet van DDR3.

DDR3L kan niet worden vervangen door DDR3 omdat installatie in het slot voor het eerste type zal leiden tot incompatibiliteit en opstarten zal niet plaatsvinden. Maar in omgekeerde volgorde mogelijk vervanging, maar het bord kan heet worden omdat DDR3 meer stroom vereist.

Wat is het verschil tussen DDR3 en DDR3L

Zoals we al zeiden, is DDR3L anders maten, maar niet significant. Vervolgens consumeert ze minder energie met 15 procent en produceert weinig warmte. Daarbij prestatie veel meer, en de timing is korter. Dit type werkt stabieler en vele malen sneller.

Year) is het gemakkelijk in te zien dat de hoogste prioriteit in de ontwikkeling van DDR SDRAM-technologie al vele jaren op rij het verder vergroten van de doorvoer (direct afhankelijk van de klokfrequentie) en het verminderen van de latentie is geweest. Op de tweede plaats staat misschien wel een vermindering van het energieverbruik en, ten slotte, een verhoging van de capaciteit van individuele componenten (chips) en geheugenmodules als geheel. Blijkbaar wordt de implementatie van de eerste richting als de belangrijkste beschouwd, en vindt daarom vrijwel continu plaats (binnen dezelfde fase van de technologische evolutie – bijvoorbeeld een soepele overgang van DDR2-400 naar DDR2-800 en hoger), terwijl de implementatie van de rest van De hierboven genoemde taken vereisen doorgaans een zekere evolutionaire sprong in de technologische ontwikkeling (bijvoorbeeld de overgang van DDR-technologie naar DDR2-technologie). Het simpelweg verhogen van de frequentie van de geheugenbus heeft duidelijk geen positief effect op het stroomverbruik ervan, dus het oplossen van het probleem van het verminderen van het stroomverbruik vereist andere benaderingen. Bovendien wordt de situatie in de regel gecompliceerd door het feit dat de oplossing voor dit probleem enigszins in strijd is met de ‘algemene lijn’ van de ontwikkeling van geheugentechnologieën, die, laten we ons herinneren, het bereiken van steeds grotere capaciteiten (frequenties) is. ) en steeds kleinere latencies. Het is inderdaad bekend dat de eerste versies van DDR2-geheugen merkbaar inferieur waren aan hun “gelijke frequentie” DDR-tegenhangers in termen van latentie. Een onbeperkte toename van frequenties (en een afname van vertragingen) binnen dezelfde geheugentechnologie is echter onmogelijk - deze wordt beperkt door goed gedefinieerde fysieke redenen (voornamelijk warmteontwikkeling), daarom zijn ‘evolutionaire sprongen’ in de ontwikkeling van geheugentechnologieën noodzakelijk. nog steeds noodzakelijk en geconditioneerd Ze zijn niet alleen bezorgd over minder energieverbruik.

Dit was het geval tijdens de eerste evolutionaire sprong in de ontwikkeling van DDR SDRAM-geheugentechnologieën: de overgang van DDR naar DDR2. De eerste DDR-samples werkten op een frequentie van slechts 100 MHz (en hadden de classificatie DDR-200), daarna werd de frequentie geleidelijk verhoogd tot 200 MHz (DDR-400). Er was een gelijktijdige afname van de vertragingen - de oorspronkelijke timingschema's van het type 3-3-3-8 werden vervangen door zeer lage schema's van het type 2-2-2-5. Toen verschenen er DDR-geheugenmodules met een hogere frequentie (tot 300 MHz, d.w.z. DDR-600), maar deze werden nooit officieel overgenomen door de JEDEC-standaard. Het verhogen van de frequentie van geheugenmodules of het verminderen van vertragingen vereiste het verhogen van de voedingsspanning van het standaardniveau van 2,5 V naar waarden in de orde van 2,85 V; het probleem van overtollige warmteontwikkeling werd in de regel opgelost door conventionele koellichamen te gebruiken .

Toen een verdere verhoging van de klokfrequenties van DDR-geheugen praktisch onmogelijk bleek te zijn, verscheen er een nieuwe, tweede generatie DDR SDRAM-geheugen op de desktop RAM-markt: DDR2-geheugen, dat geleidelijk zijn concurrentievermogen begon te bewijzen en langzaam maar zeker de “ oude” generatie DDR-geheugen. De eerste versies van DDR2 werden vertegenwoordigd door frequenties van 200 MHz (DDR2-400) en 266 MHz (DDR2-533) - om zo te zeggen begon DDR2 zijn ontwikkeling waar DDR (officieel) zijn ontwikkeling beëindigde. Bovendien voorzag de originele DDR2-standaard in veel hogere frequentieopties vergeleken met de gebruikelijke DDR - 333 MHz-modules zoals DDR2-667 en een 400 MHz-versie van DDR2-800. Tegelijkertijd waren DDR2-chips gebaseerd op een nieuw technologisch proces dat het gebruik van een voedingsspanning van slechts 1,8 V mogelijk maakt (wat een van de factoren was bij het verminderen van hun energieverbruik) en een hogere capaciteit van componenten en, bijgevolg, geheugen kon bereiken. modules.

Wat maakte het mogelijk om (eerst in theorie en daarna in de praktijk) hoge klokfrequenties (en dus bandbreedte) van DDR2-geheugen te bereiken en tegelijkertijd het stroomverbruik te verminderen in vergelijking met DDR? Had DDR2 slechts één voordeel ten opzichte van DDR, of had het ook nadelen? Om deze vragen te beantwoorden, maken we een korte excursie naar de theorie. Laten we om te beginnen eens kijken naar een extreem vereenvoudigd diagram van de werking van DDR-geheugen (Fig. 1).

Rijst. 1. Schematische weergave van gegevensoverdracht in een DDR-400-geheugenchip

Gegevensoverdracht van de geheugenchips van de module naar de geheugencontroller via een externe databus wordt uitgevoerd over beide halve cycli van het kloksignaal (oplopend - "edge" en neerwaarts - "cut"). Dit is de essentie van de “Double Data Rate”-technologie, en daarom is de “rating” of “effectieve” frequentie van DDR-geheugen altijd dubbel (bijvoorbeeld DDR-400 op een externe databusfrequentie van 200 MHz). De "effectieve" frequentie van de externe databus van het DDR-400-geheugen is dus 400 MHz, terwijl de werkelijke frequentie, of de frequentie van de I/O-buffers, 200 MHz is. In DDR-geheugenapparaten van de eerste generatie is de interne werkfrequentie van geheugenchips gelijk aan de werkelijke frequentie van de externe bus (frequentie van I/O-buffers) en bedraagt ​​200 MHz voor de betreffende DDR-400-geheugenchip. Het is vrij duidelijk dat om 1 bit data per klokcyclus (op elke datalijn) te verzenden via een externe bus met een “effectieve” frequentie van 400 MHz, er 2 bits data moeten worden verzonden in één klokcyclus van de interne bus. 200 MHz databus. Met andere woorden, we kunnen zeggen dat, als alle overige omstandigheden gelijk blijven, de interne databus twee keer zo breed moet zijn als de externe databus. Dit gegevenstoegangsschema wordt het “2”-schema genoemd N-prefetch" (2 N-prefetch).

Rijst. 2. Schematische weergave van gegevensoverdracht in een DDR2-800-geheugenchip

De meest natuurlijke manier om het probleem van het bereiken van hogere klokfrequenties op te lossen bij de overstap van DDR naar DDR2 was door de klokfrequentie van de interne databus met de helft te verminderen in verhouding tot de werkelijke klokfrequentie van de externe databus (de frequentie van de I /O-buffers). In het beschouwde voorbeeld van DDR2-800-geheugenchips (Fig. 2) is de frequentie van de I/O-buffers dus 400 MHz, en de “effectieve” frequentie van de externe databus 800 MHz (aangezien de essentie van de De Double Data Rate-technologie blijft van kracht - de gegevens worden nog steeds verzonden, zowel in de stroomopwaartse als stroomafwaartse halve cycli van het kloksignaal. De frequentie van de interne databus is echter slechts 200 MHz, dus om 1 bit (op elke datalijn) per klok van de externe databus over te dragen met een effectieve frequentie van 800 MHz, moet elke klokcyclus van de 200 MHz interne databus vereist de overdracht van 4 bits aan gegevens. Met andere woorden: de interne databus van een DDR2-geheugenchip moet vier keer breder zijn in vergelijking met de externe bus. Dit datatoegangsschema, geïmplementeerd in DDR2, wordt het “4”-schema genoemd N-prefetch" (4 N-prefetch). De voordelen ten opzichte van schema 2 N-prefetch geïmplementeerd in DDR liggen voor de hand. Om een ​​gelijke piekbandbreedte te bereiken, kunt u enerzijds de helft van de interne frequentie van geheugenchips gebruiken (200 MHz voor DDR-400 en slechts 100 MHz voor DDR2-400, wat het stroomverbruik aanzienlijk kan verminderen). Aan de andere kant, met dezelfde interne werkfrequentie van DDR- en DDR2-chips (200 MHz voor zowel DDR-400 als DDR2-800), zal deze laatste worden gekenmerkt door tweemaal de theoretische bandbreedte. Maar de nadelen liggen ook voor de hand: de werking van DDR2-chips op de helft van de frequentie (in omstandigheden van gelijkheid van de theoretische bandbreedte van DDR- en DDR2-apparaten) en het gebruik van een complexer "4-1"-conversiecircuit leidt tot een merkbare toename in vertragingen, die in de praktijk werden waargenomen tijdens het onderzoek van de eerste monsters van DDR2-geheugenmodules.

Uiteraard is het gebruik van schema 4 N-prefetch is niet de enige innovatie in DDR2, maar het is het grootste verschil met de vorige generatie DDR-geheugen, dus het is genoeg voor onze korte bespreking. Voor meer volledige details over DDR2 raden wij u aan ons artikel “DDR2 - de komende vervanging voor DDR” te raadplegen. Theoretische grondslagen en eerste resultaten van testen op laag niveau."

De verdere ontwikkeling van DDR2-geheugentechnologie was in wezen vergelijkbaar met de ontwikkeling van de vorige generatie, DDR-geheugen. Er werden namelijk frequenties van 333 en 400 MHz bereikt (dat wil zeggen, de officiële normen DDR2-667 en DDR2-800 werden geïmplementeerd). De latenties zijn aanzienlijk verminderd, er is zelfs een nieuwe versie van de JEDEC-standaard () officieel verschenen, waardoor het timingschema kan worden teruggebracht van 4-4-4 naar 3-3-3 - voor DDR2-533, van 5-5-5 tot 4-4-4 - voor DDR2-667, van 6-6-6 tot 5-5-5 en zelfs 4-4-4 voor DDR2-800. Natuurlijk verschenen er ook “niet-standaard” varianten van DDR2, waarvan de frequenties veel verder gingen dan de JEDEC-specificatie – tot 625 MHz (“DDR2-1250”) met een 5-5-5 timingschema, of “standaard” DDR2- 800, maar met extreem lage timingschema's zoals 3-3-3. Om dergelijke records te bereiken, was het net als voorheen nodig om de voedingsspanning van de modules aanzienlijk te verhogen van het standaardniveau van 1,8 V naar extreem hoge niveaus van ongeveer 2,4 V (wat behoorlijk lager is dan de standaardwaarde van de vorige generatie van DDR-geheugen - 2,5 V). Uiteraard vereiste dit het gebruik van meer ‘geavanceerde’ methoden om warmte uit geheugenchips te verwijderen – zowel originele, gepatenteerde eigen koellichaamontwerpen als het gebruik van externe actieve koeling.

Maar net als bij de vorige generatie DDR-geheugen is de limiet van de DDR2-geheugentechnologie (in termen van frequentie, latentie en aanzienlijk verhoogde warmtedissipatie als gevolg van een aanzienlijke toename van de voedingsspanning) tegenwoordig bijna bereikt. Daarom is het tegenwoordig heel normaal om een ​​nieuwe “evolutionaire sprong” te verwachten in de DDR SDRAM-geheugentechnologie: de overgang van DDR2-geheugen naar de nieuwe DDR3-standaard.

Rijst. 3. Schematische weergave van gegevensoverdracht in een DDR3-1600-geheugenchip

Het is niet moeilijk te raden dat het basisprincipe dat ten grondslag ligt aan de transitie van DDR2 naar DDR3 precies het hierboven besproken idee herhaalt, dat werd vastgelegd tijdens de transitie van DDR naar DDR2. DDR3 is namelijk “dezelfde DDR SDRAM”, d.w.z. Datatransmissie wordt nog steeds uitgevoerd over beide halve cycli van het kloksignaal op tweemaal de “effectieve” frequentie ten opzichte van de natuurlijke frequentie van de geheugenbus. Alleen de prestatiebeoordelingen zijn twee keer zo hoog geworden in vergelijking met DDR2 - typische snelheidscategorieën van geheugen van de nieuwe DDR3-standaard zullen varianten zijn van DDR3-800 tot DDR3-1600 (en mogelijk hoger). Een andere tweevoudige toename van de theoretische bandbreedte van geheugencomponenten gaat opnieuw gepaard met een afname van hun interne werkfrequentie met dezelfde factor. Om vanaf nu een dataoverdrachtsnelheid van 1 bit/cyclus te bereiken op elke lijn van een externe databus met een “effectieve” frequentie van 1600 MHz (zoals in het voorbeeld besproken in figuur 3), moeten de 200 MHz-chips gebruikte moet voor elke “eigen” beat 8 bits aan data verzenden. Die. De breedte van de interne bus van deze geheugenchips zal 8 keer groter zijn dan de breedte van hun externe bus. Het is duidelijk dat een dergelijk datatransmissieschema met de overwogen transformatie van het "8-1" -type de "8 N-prefetch" (8 N-prefetch). De voordelen van de overstap van DDR2 naar DDR3 zullen dezelfde zijn als tijdens de vorige overgang van DDR naar DDR2: aan de ene kant is het een vermindering van het stroomverbruik van componenten bij gelijkheid van hun piekbandbreedte (DDR3-800 versus DDR2-800), aan de andere kant - de mogelijkheid om de klokfrequentie en theoretische doorvoer verder te verhogen, terwijl hetzelfde niveau van "interne" componentfrequentie behouden blijft (DDR3-1600 versus DDR2-800). De nadelen zullen hetzelfde zijn: een verdere kloof tussen de "interne" en "externe" frequenties van de geheugencomponentbussen zal tot nog grotere vertragingen leiden. Het is redelijk om te verwachten dat de relatieve toename van dit laatste, bij de overstap van DDR2 naar DDR3 met gelijke frequentie, ongeveer hetzelfde zal zijn als bij de overstap van DDR naar DDR2 met gelijke frequentie.

Laten we verder gaan met een iets gedetailleerder onderzoek van de nieuwe generatie DDR3-chips en geheugenmodules, die de huidige DDR2 zullen vervangen.

DDR3: wat technische informatie

De DDR3-standaard is nog niet door JEDEC aangenomen; de goedkeuring ervan wordt dichter bij het midden van dit jaar verwacht (vermoedelijk zal deze de naam JESD79-3 krijgen). Daarom is de onderstaande informatie over DDR3-geheugenchips en -modules nog steeds voorlopig.

Laten we beginnen met DDR3-geheugenchips, waarvan de eerste prototypes al in 2005 werden aangekondigd. De DDR3-chips die vandaag de dag beschikbaar zijn, zijn gebaseerd op de 90nm-procestechnologie en beschikken over een voedingsspanning van 1,5 V, die op zichzelf ongeveer 30% bijdraagt ​​aan de vermindering van de vermogensdissipatie van deze geheugenchips vergeleken met DDR2-chips (die een standaard voedingsspanning van 1,8 V hebben). . De totale vermindering van het stroomverbruik vergeleken met DDR2 met gelijke frequentie bereikt ongeveer 40%, wat vooral belangrijk is voor mobiele systemen. De componentcapaciteiten die door de voorlopige specificaties van JEDEC worden geleverd, variëren van 512 Mbit tot 8 Gbit, terwijl typische chips die vandaag de dag worden uitgebracht capaciteiten hebben van 1 tot 4 Gbit. De theoretische bandbreedte van DDR3-chips is twee keer zo hoog als DDR2 vanwege het gebruik van het hierboven besproken circuit N-prefetch (versus 4 N-prefetchen in DDR2). Het aantal logische banken in DDR3-chips is ook verdubbeld vergeleken met de typische waarde voor DDR2 (4 banken) en bedraagt ​​8 banken, wat theoretisch een toenemend “parallelisme” mogelijk maakt bij het verkrijgen van toegang tot gegevens met behulp van een interleaving-schema van logische banken en het verbergen van de bijbehorende vertragingen. met toegang tot één en dezelfde geheugenlijn (t RP). DDR3-chips zijn verpakt in een FBGA-verpakking, die een aantal verbeteringen heeft ten opzichte van DDR2, namelijk (Fig. 4):

• Een groot aantal stroom- en grondcontacten;
• Verbeterde distributie van stroom en signaalcontacten, waardoor een betere kwaliteit van het elektrische signaal kan worden bereikt (noodzakelijk voor een stabielere werking bij hoge frequenties);
• Volledige “populatie” van de array, waardoor de mechanische sterkte van de component toeneemt.

Rijst. 4. Verpakking van DDR3- en DDR2-chips

Laten we verder kijken naar DDR3-geheugenmodules. Net als DDR2-geheugenmodules worden ze geproduceerd in de vorm van een 240-pins printplaat (120 pinnen aan elke kant van de module), maar ze zijn elektrisch niet compatibel met laatstgenoemde en hebben daarom een ​​andere “ sleutel”-locatie (zie Fig. 5a) .

Rijst. 5a. Uiterlijk van typische DDR3 (boven) en DDR2 (onder) geheugenmodules

Rijst. 5 B. Uiterlijk van typische connectoren op het moederbord (combo) voor het installeren van DDR3 (blauw/roze) en DDR2 (groen/oranje) geheugenmodules

Een onderscheidend kenmerk van het circuitontwerp van DDR3-geheugenmodules is het gebruik van een ‘end-to-end’ of ‘fly-by’-architectuur voor het verzenden van adressen en opdrachten, evenals besturingssignalen en klokfrequentie naar individuele geheugenmodulechips met behulp van externe signaalafsluiting (met een weerstand op het modulegeheugen). Deze architectuur is schematisch weergegeven in figuur 2. 6. Het zorgt voor een betere kwaliteit van de signaaloverdracht, wat nodig is wanneer componenten werken op hoge frequenties die typisch zijn voor DDR3-geheugen en niet vereist is voor standaard DDR2-geheugencomponenten.

Rijst. 6. Fly-by-architectuur van signaaloverdracht in DDR3-geheugenmodules

Het verschil tussen de methode voor het leveren van adressen en opdrachten, besturingssignalen en klokfrequentie in DDR2- en DDR3-geheugenmodules (met behulp van het voorbeeld van modules waarvan de fysieke bank bestaat uit 8 x8-bit-chips) wordt getoond in Fig. 7. In DDR2-geheugenmodules worden adressen en opdrachten parallel aan alle microcircuits van de module geleverd, en daarom zullen bijvoorbeeld bij het lezen van gegevens alle acht 8-bits data-elementen tegelijkertijd beschikbaar zijn (na de overeenkomstige opdrachten zijn ingediend en nadat de juiste vertragingen zijn verstreken) en de geheugencontroller kan alle 64 bits aan gegevens tegelijkertijd lezen. Tegelijkertijd ontvangt in DDR3-geheugenmodules, als gevolg van het gebruik van een “fly-through”-architectuur voor het leveren van adressen en opdrachten, elk van de modulechips opdrachten en adressen met een bepaalde vertraging ten opzichte van de vorige chip, dus data-elementen die overeenkomen met een specifieke chip zullen ook beschikbaar zijn met enige vertraging ten opzichte van de elementgegevens die overeenkomen met de vorige chip in de rij die de fysieke bank van de geheugenmodule vormt. In dit opzicht implementeren DDR3-geheugenmodules, vergeleken met DDR2-modules, een iets andere benadering van de interactie van de geheugencontroller met de databus van de geheugenmodule, om vertragingen tot een minimum te beperken. Het wordt ‘read/write leveling’ genoemd en stelt de geheugencontroller in staat een bepaalde tijdsverschuiving te gebruiken bij het ontvangen/verzenden van gegevens, die overeenkomt met de ‘vertraging’ bij de aankomst van adressen en opdrachten (en dus gegevens) naar een specifieke modulechip. Hierdoor wordt gelijktijdig lezen (schrijven) van gegevens van de microcircuits (in de microcircuits) van de geheugenmodule bereikt.

Rijst. 7. Aanpassing van lees-/schrijfniveau in DDR3-geheugenmodules

Laten we tot slot eens kijken naar de snelheidskenmerken van de voorgestelde specificaties van DDR3-geheugenmodules, die worden weergegeven in Tabel 1.

Tafel 1. Snelheidskenmerken van DDR3-geheugenmodules

Vermoedelijk zullen DDR3-geheugenmodules worden aangeboden in varianten van DDR3-800 tot en met DDR3-1600, en dan is het mogelijk dat er snellere modules in de categorie DDR3-1866 verschijnen. De prestatiebeoordeling van DDR3-geheugenmodules heeft een waarde in de vorm van “PC3-X”, waarbij X de doorvoersnelheid van de module in single-channel-modus betekent, uitgedrukt in MB/s (miljoen bytes/s om precies te zijn). Omdat DDR3-geheugenmodules dezelfde bitdiepte hebben als DDR2-geheugenmodules (64 bits), zijn de numerieke classificaties van DDR2- en DDR3-geheugenmodules met gelijke frequentie hetzelfde (bijvoorbeeld PC2-6400 voor DDR2-800 en PC3-6400 voor DDR3-geheugenmodules). 800).

Typische timingschema's die momenteel worden voorgesteld voor DDR3-geheugenmodules zien er erg "indrukwekkend" uit (bijvoorbeeld 9-9-9 voor DDR3-1600), maar we mogen niet vergeten dat zulke grote relatieve timingwaarden, wanneer ze worden vertaald in absolute waarden (in nanoseconden), rekening houdend met de steeds kortere cyclustijd (omgekeerd evenredig aan de geheugenbusfrequentie), zeer acceptabel geworden. De latentie van het CAS# (t CL)-signaal voor DDR3-800-geheugenmodules met een 6-6-6-timingschema is bijvoorbeeld 15 ns, wat uiteraard enigszins hoog is vergeleken met de “typische” DDR2-800 met een 5-6 timingschema, 5-5, waarvoor tCL 12,5 ns is. Tegelijkertijd wordt DDR3-1600-geheugen met een 9-9-9-timingschema al gekenmerkt door een latentie tCL van slechts 11,25 ns, wat op het niveau ligt van DDR2-533 met vrij lage latenties (3-3-3 timingschema). Dus zelfs met het momenteel aangenomen ‘schema’ van timingschema’s voor DDR3-geheugenmodules kunnen we een geleidelijke afname verwachten van de feitelijk waargenomen latenties voor geheugentoegang, tot aan de waarden die typisch zijn voor de huidige generatie DDR2-geheugenmodules. Bovendien mogen we de verdere vermindering van de vertragingen (en de kortere timing) niet vergeten naarmate de technologie zich ontwikkelt.

Configuratie van de testbank

• Processor: Intel Core 2 Duo E6600, 2,4 GHz, 4 MB gedeelde L2-cache
• Chipset: Intel P35
• Moederbord: MSI P35 Neo Combo, BIOS versie V1.0B16 gedateerd 20-04-2007
• DDR2-geheugen: Corsair DOMINATOR XMS2-9136C5D in DDR2-1066-modus, timings 5-5-5-15
• DDR3-geheugen: Corsair XMS3-1066C7 (technisch voorbeeld), DDR3-1066, timings 7-7-7-21

Er zijn tests uitgevoerd met behulp van het moederbord MSI P35 Neo-combo

DDR3: eerste resultaten van echte tests

Laten we, zoals ze zeggen, van theorie naar praktijk gaan. Ons testlaboratorium beschikte over unieke pre-productie samples van het MSI P35 Neo Combo moederbord, gebaseerd op de nieuwe Intel P35 chipset en Corsair XMS3-1066 geheugenmodules (CM3X1024-1066C7 ES). Het MSI P35 Neo Combo-moederbord is, zoals de naam al doet vermoeden, een “gecombineerde” versie, d.w.z. Hiermee kunt u zowel DDR2- als DDR3-geheugenmodules installeren. Merk op dat de "combinatie" van geheugenmodules in dit moederbord wordt uitgevoerd volgens het "DDR2 of DDR3" -principe, d.w.z. gelijktijdig gebruik van DDR2- en DDR3-geheugenmodules (zowel in een gemeenschappelijk kanaal als voor het samenstellen van verschillende kanalen) is onmogelijk. Vanwege het ontbreken van officiële specificaties voor de nieuwe Intel-chipsets is het momenteel onmogelijk om te zeggen of dit een fundamentele beperking van de Intel P35-chipset is, of gewoon een kenmerk van de lay-out van dit bord. Het is echter zeer waarschijnlijk dat de eerste optie het geval is: Intel-chipsets hebben in de regel niet het twijfelachtige exotische voordeel van gelijktijdige ondersteuning voor verschillende soorten geheugen.

CM3X1024-1066C7 ES-geheugenmodules zijn een technisch voorbeeld van DDR3-1066-geheugenmodules met een timingschema van 7-7-7-21 (precies hetzelfde als het verwachte schema voor DDR3-geheugenmodules van deze snelheidscategorie, weergegeven in Tabel 1) . Om de snelheidskenmerken van deze geheugenmodules, als vertegenwoordigers van het nieuwe type DDR3-geheugen, te vergelijken met de snelheidskenmerken van de huidige generatie DDR2-geheugenmodules, hebben we Corsair DOMINATOR XMS2-9136C5D-geheugenmodules geselecteerd die ongeveer gelijk zijn aan de snelheidscategorie “DDR2 -1142”, gebruikt in DDR2-1066-modus met een nominaal voor deze modules is het timingschema 5-5-5-15.

De bedrijfsmodus van DDR2-geheugenmodules en timings werden handmatig ingesteld in de BIOS-instellingen van het moederbord, de voedingsspanning werd verhoogd naar 2,3 V. Merk op dat de huidige BIOS-versie (V1.0B16 van 20 april 2007) van de MSI P35 Neo Met het combo-moederbord kunt u de moduletimings van het DDR3-geheugen niet correct configureren en biedt het nog steeds waarden van de belangrijkste parameters (t CL, t RCD en t RP) van 3 tot en met 6, wat overeenkomt met de timings van DDR2-geheugen, maar niet DDR3. Hetzelfde geldt voor de voedingsspanning van de modules - er wordt nog steeds een keuze geboden van 1,8 V tot 2,5 V, terwijl de "officiële" voedingsspanning van DDR3-geheugenmodules slechts 1,5 V bedraagt. In dit opzicht zijn er "automatische" instellingen geselecteerd voor DDR3-geheugenmodules “by SPD” met een minimale voedingsspanning van 1,8 V, over deze instellingen kan echter niets definitiefs worden gezegd (zowel over echte ondersteuning voor de nog niet goedgekeurde standaard van specifieke SPD-extensies voor DDR3, als over de juiste instelling van de timing S x-parameters van de geheugencontroller van de Intel P35-chipset bij gebruik van DDR3) is onmogelijk. Het volstaat om alleen het belangrijkste te zeggen: de combinatie van DDR3-geheugenmodules Corsair XMS3-1066 en het door ons gebruikte MSI P35 Neo Combo-moederbord bleek functioneel. Laten we dus eens kijken naar de resultaten van onze tests die zijn uitgevoerd in de nieuwste beschikbare versie van het RightMark Memory Analyzer 3.72-testpakket, dat de RightMark Multi-Threaded Memory Test 1.0-test voor multi-threaded geheugentoegang bevat.

Laten we beginnen met tests van echte geheugenbandbreedte (MBB) met een “single-core” toegangsoptie. Zoals gebruikelijk werden metingen van de werkelijke bandbreedte uitgevoerd in vier toegangsmodi: “eenvoudig” data lezen (Read), “eenvoudig” data schrijven (Write), data lezen met software prefetching op een optimale prefetch afstand, wat voor een Intel Core 2 Duo processor is ongeveer 1024 bytes (Read SW PF) en, ten slotte, het schrijven van gegevens met behulp van de directe opslagmethode (Write NT). In dit geval stellen de eerste twee toegangsmodi ons in staat de “gemiddelde” reële bandbreedte voor lees- en schrijfbewerkingen te schatten, en stellen de laatste twee modi ons in staat de maximale reële bandbreedte voor dezelfde bewerkingen te schatten.

Van degene getoond in Fig. 8 diagrammen met de resultaten van DDR2-1066- en DDR3-1066-geheugentests in single-threaded toegangsmodus laten zien dat DDR3, ook al is het inferieur aan DDR2 met gelijke frequentie, zeer onbeduidend is: de vertraging bedraagt ​​ongeveer 5-8% en is vooral merkbaar in de maximale echte geheugenbandbreedte tijdens leesbewerkingen. Bovendien liggen de feitelijk waargenomen geheugenbandbreedtewaarden in beide gevallen ver verwijderd van de maximale theoretische bandbreedte van DDR2/DDR3-1066, die in dual-channel-modus ongeveer 17,1 GB/s bedraagt. Deze laatste omstandigheid wordt echter goed verklaard door de aanwezigheid van een bottleneck in het systeem in de vorm van een 266 MHz systeembus (1066 MHz Quad-Pumped bus), waarvan de piekdoorvoer slechts 8,53 GB/s bedraagt.

Rijst. 9. Echte DDR2- en DDR3-geheugenbandbreedte, dual-core toegang

Door gebruik te maken van een dual-threaded geheugentoegangsoptie (gelijktijdig vanuit beide processorkernen, zie figuur 9) kan men een iets hogere geheugenbandbreedte bereiken (ongeveer 8,0 GB/s, wat dichter bij de theoretische bandbreedtelimiet van de systeembus van 8,53 GB/s ligt). ), en in dit geval blijkt DDR3-1066 in het algemeen ongeveer op één lijn te liggen met DDR2-1066, en in het geval van maximale reële leesbandbreedte overschrijdt het deze laatste zelfs met ongeveer 2%. We concluderen dus: met betrekking tot de reële bandbreedte is RAM van de nieuwe DDR3-standaard op de huidige generatie Intel-platforms minstens zo goed als, en in sommige gevallen zelfs superieur aan, gelijkfrequentiegeheugen van de DDR2-standaard. Dit betekent dat het gebruik van een ‘end-to-end’-architectuur voor het leveren van adressen en commando’s (fly-by-architectuur) en het compensatieprincipe van het aanpassen van de lees/schrijf-nivellering, noodzakelijk om hoge werkfrequenties van geheugencomponenten te bereiken, de rechtvaardiging ervan. doel, aangezien de snelheidskenmerken van het geheugensubsysteem in ieder geval niet verslechteren (en misschien enigszins verbeteren).

Een oplettende lezer zal wellicht bezwaar maken tegen deze conclusies die worden getrokken op basis van geheugentests uitsluitend in de tweekanaalsmodus. Het “knelpunt” van het systeem is in dit geval inderdaad niet de geheugenbus (van twee controllerkanalen naar elk van de geheugenmodules), maar de systeembus (van de processor naar de chipset/geheugencontroller). Daarom ‘zien’ we misschien juist om deze reden het verschil tussen DDR2 en DDR3 gewoon niet? Omdat een dergelijk bezwaar heel natuurlijk zou zijn, hebben we besloten de geldigheid van onze conclusie te controleren door de eenkanaalsmodus van geheugenwerking te onderzoeken. Natuurlijk is deze werkingsmodus tegenwoordig van puur theoretisch belang, maar het is juist deze modus die ons in staat stelt de piek-PS van de systeembus en de geheugenbus ‘gelijk te stellen’, waardoor de mogelijke invloed van eerstgenoemde op de resultaten van testen op laag niveau. De overeenkomstige resultaten worden weergegeven in Tabel 2.

Tafel 2. Echte geheugenbandbreedte van DDR2 en DDR3
in de enkelkanaalsmodus

Zoals je zou verwachten, blijken de geheugenbandbreedtewaarden, zowel voor “single-core” als “dual-core” geheugentoegang in een single-channel modus, merkbaar kleiner te zijn vergeleken met de overeenkomstige geheugenbandbreedtewaarden voor een tweekanaals RAM-modus. Bovendien vertoont de “single-core” toegangsoptie een iets grotere, maar nog steeds niet zo significante vertraging tussen DDR3 en DDR2 (4-11%), maar “dual-core” geheugentoegang brengt de metingen van DDR2 en DDR3 opnieuw praktisch gelijk. en laat deze laatste ook ongeveer 1-2% winnen voor DDR2 met gelijke frequentie tijdens het lezen van gegevens. De maximale echte geheugenbandbreedte van zowel DDR2-1066 als DDR3-1066 bereikt ongeveer 82-83% van het theoretische maximale geheugen van de snelheidscategorie in kwestie, werkend in single-channel modus, wat naar onze mening een zeer goed resultaat is . En de resultaten van de DDR2- en DDR3-tests in de single-channel-modus bevestigen zelf de geldigheid van de conclusies over de snelheidskenmerken van DDR3-geheugen die we hierboven hebben gemaakt.

Het enige dat we hoeven te doen is de vertragingen evalueren bij het benaderen van DDR2- en DDR3-geheugen met gelijke frequentie (de zogenaamde "geheugenlatentie"). Natuurlijk zou je dit op basis van algemene overwegingen moeten verwachten O hun grotere waarde voor laatstgenoemde (tenminste rekening houdend met b O beter timingschema 7-7-7 versus 5-5-5 voor DDR2), maar laten we eens kijken wat het verschil in latenties feitelijk blijkt te zijn. Merk op dat we in dit geval vrijwel identieke resultaten hebben verkregen in zowel de tweekanaals- als de enkelkanaalsgeheugenmodus, dus presenteren we alleen de resultaten voor de tweekanaalsmodus, wat praktische betekenis heeft (zie figuur 10).

Rijst. 10. DDR2- en DDR3-geheugenlatentie

De latenties bij toegang tot DDR3-1066-geheugen zijn dus uiteraard hoger vergeleken met toegang tot DDR2-1066-geheugen. De relatieve toename in latentie bedraagt ​​ongeveer 13% bij pseudo-willekeurige toegang en ongeveer 16% bij echte willekeurige toegang. Als je echter bedenkt dat het verschil tussen de timingschema's 7-7-7-21 en 5-5-5-15 maar liefst 40% bedraagt ​​(maar zoals we hierboven schreven, kunnen we in het geval van DDR3 nog niet zeggen als er iets definitiefs is met betrekking tot het daadwerkelijk gebruikte timingschema), lijkt de daadwerkelijk waargenomen toename van de latenties bij het overstappen van DDR2 naar DDR3 meer dan acceptabel.

Conclusie

De resultaten van onze eerste tests op laag niveau van technische samples van DDR3-geheugenmodules in vergelijking met DDR2-geheugenmodules met gelijke frequentie onder identieke testomstandigheden stellen ons in staat te concluderen dat het geheugen van de nieuwe, nog niet voltooide DDR3-standaard het bestaan ​​ervan vandaag de dag kan rechtvaardigen . De snelheidseigenschappen zijn minstens zo goed als, en in sommige gevallen zelfs iets beter dan, die van vergelijkbare geheugenmodules van de huidige DDR2-standaard. De relatieve toename van de vertragingen (13-16%) bij de overstap van DDR2 naar DDR3 bleek relatief klein, als alle overige omstandigheden gelijk bleven. En als we er rekening mee houden dat de ontwikkeling van geheugentechnologieën voornamelijk het pad volgt van gelijktijdige verhoging van de klokfrequenties en vermindering van vertragingen, zou de toekomstige generatie DDR3 deze kloof heel goed kunnen verkleinen en zelfs beter presteren dan DDR2 in termen van vertragingen ( die vandaag zijn verdere ontwikkeling bijna heeft stopgezet).

Tegelijkertijd kan het niet anders dan opmerken dat het nieuwe DDR3-geheugen tot nu toe ongeveer hetzelfde lot te wachten staat als de huidige generatie snelle DDR2 (DDR2-800 en hoger). Namelijk een ernstige moeilijkheid bij het ontsluiten van het gigantische snelheidspotentieel van het RAM zelf, dat al lang niet meer het ‘knelpunt’ van het systeem is. Op het Intel Core 2 Duo/Intel P35-platform dat aan ons onderzoek van vandaag deelneemt, kan een behoorlijke ontsluiting van het potentieel van DDR2-1066- of DDR3-1066-geheugen bijvoorbeeld alleen worden verwacht in de single-channel werkingsmodus van laatstgenoemde (zoals we hebben aangetoond dat in dit geval de werkelijke geheugenbandbreedte ongeveer 83% van het theoretische maximum bereikt), wat, zoals u ziet, vanuit praktisch oogpunt niet interessant is. Het gebruik van een tweekanaals geheugenbedrijfsmodus leidt tot een ernstige beperking van de bandbreedte van de systeembus, die twee keer zo smal is in bandbreedte. We hebben dergelijke beperkingen herhaaldelijk genoemd in onze reeks artikelen over RAM (zie bijvoorbeeld iToges voor 2006), en we kunnen alleen maar hopen dat fabrikanten van de belangrijkste platformcomponenten – processors en chipsets – de noodzaak beseffen van een serieuze modernisering van de laatstgenoemde om hoge snelheidsnormen te bereiken, gedicteerd... door RAM-technologieën.

De meeste computercomponenten zijn zo complex dat zelfs min of meer gevorderde gebruikers soms niet kunnen achterhalen wat ze zijn. Sommige nuances worden ook geassocieerd met concepten als: DDR3 en DDR3L.

De woorden DDR betekenen vooral dit type computergeheugen, dat veel wordt gebruikt in computers als RAM of videogeheugen. Op dit moment worden verschillende varianten van dit computeronderdeel tegelijk geleverd. Enige tijd geleden werd DDR2 actief gebruikt, waarvan het bestaan ​​​​in 2003 werd aangekondigd. Als basis wordt hier gebruik gemaakt van datatransmissie op beide plakken van het kloksignaal. Dankzij dit kunt u de gegevensoverdrachtsnelheid verdubbelen. Deze optie verbindt het met het veel minder populaire DDR1. Welnu, de parameter die ze van elkaar onderscheidt, is dat het nieuwe type geheugen op een frequentie werkt die twee keer zo hoog is als de standaardfrequentie.

Om een ​​voldoende grote datastroom te kunnen bieden, wordt de overdracht naar de bus tegelijkertijd vanaf vier plaatsen tegelijk uitgevoerd. Op dit moment is DDR3 de meest geavanceerde geheugenstandaard, waarvan het bestaan ​​voor het eerst werd vermeld in 2010.

DDR3 is een synchroon dynamisch geheugen dat willekeurige toegang kan bieden en de gegevensoverdrachtsnelheid kan verdubbelen; daarom behoort dit type geheugen tot de derde generatie. In dit geval neemt de grootte van de voorbelasting toe van 4 naar 8 bits, wat behoorlijk aanzienlijk is, daar ben je het mee eens. Het onderscheidende kenmerk is dat in dit geval het energieverbruik veel minder is dan in het geval van modules in DDR2. Deze stand van zaken is te wijten aan het feit dat dit cijfer in DDR3 1,5 V is.


Dit lijkt voor sommigen van jullie misschien heel vreemd, maar de verlaging van de voedingsspanning vindt plaats vanwege het feit dat DDR3 een uniek technisch proces biedt, waarvan de belangrijkste fase het gebruik van transistors met een dubbele poort zou moeten zijn. Dit laatste helpt overigens om de lekstromen aanzienlijk te verminderen. Microschakelingen worden alleen geproduceerd in die pakketten die tot het BGA-type behoren. De kleinste capaciteit van DDR3-geheugenmodules zou moeten zijn niet minder dan 1 GB. Wat de maximale capaciteit betreft, deze is veel hoger, aangezien deze 16 GB is.

Naast de standaardversie van dit type geheugen is het bestaan ​​van DDR3L bekend, waarbij een veel lagere spanning wordt geboden. Daarin is dit cijfer 1,35 V. Welnu, dit is 10% minder dan traditioneel voor DDR3.


In het bijzonder zou ik mij willen concentreren op DDR3L. De overgrote meerderheid van de fabrikanten die verantwoordelijk zijn voor de productie van dit type geheugen maken hun product zo dat het uit twee modules bestaat. Elk van hen wordt geleverd in een aparte plastic zak, die ze op hun beurt betrouwbare bescherming biedt tegen mogelijke afbraak van statische elektriciteit. Om alles goed te laten verlopen, moet u er overigens rekening mee houden dat u tijdens de installatie van de betreffende modules al het mogelijke moet doen om de ontlading van statische elektriciteit te voorkomen.

Er worden ook enkele verschillen vermeld in hun markeringen. In het geval van DDR3L, geheugen voor personal computers, zal de markering bijvoorbeeld worden gebruikt PC3L. Het is algemeen aanvaard dat deze norm een ​​lager energieverbruik kan opleveren en gezien het feit dat milieuvriendelijkheid nu in de mode is, is er niets verrassends aan de buitengewone populariteit ervan.

Wat is het verschil tussen DDR3- en DDR3L RAM-typen?

Om al het bovenstaande samen te vatten, achten we het passend op te merken dat het belangrijkste verschil tussen deze twee soorten geheugen neerkomt op hun tijdstippen. Daarnaast verschillen ze ook in hun standaardspanning. Dus als dit cijfer in DDR3 1,5 volt is, dan is het in DDR3L al teruggebracht tot 1,35 volt. Deze concepten moeten niet worden verward met DDR3U, dat onmiddellijk 1,25 Volt levert.

In dit artikel bekijken we 3 soorten moderne RAM voor desktopcomputers:

• DDR- is het oudste type RAM dat vandaag de dag nog te koop is, maar de dageraad is al voorbij, en dit is het oudste type RAM dat we zullen overwegen. Je zult geen nieuwe moederborden en processors hoeven te vinden die dit type RAM gebruiken, hoewel veel bestaande systemen DDR RAM gebruiken. De bedrijfsspanning van DDR is 2,5 volt (neemt meestal toe als de processor wordt overgeklokt) en is de grootste elektriciteitsverbruiker van de drie soorten geheugen die we overwegen.
• DDR2- Dit is het meest voorkomende type geheugen dat in moderne computers wordt gebruikt. Dit is niet het oudste, maar ook niet het nieuwste type RAM. DDR2 is over het algemeen sneller dan DDR en daarom heeft DDR2 een gegevensoverdrachtsnelheid die groter is dan die van het vorige model (het langzaamste DDR2-model is qua snelheid gelijk aan het snelste DDR-model). DDR2 verbruikt 1,8 volt en net als DDR neemt de spanning meestal toe bij het overklokken van de processor
• DDR3- snel en nieuw type geheugen. Nogmaals, DDR3 is sneller dan DDR2, en dus is de langzaamste snelheid hetzelfde als de hoogste DDR2-snelheid. DDR3 verbruikt minder stroom dan andere soorten RAM. DDR3 verbruikt 1,5 volt, en iets meer bij het overklokken van de processor

Tabel 1: Technische kenmerken van RAM volgens JEDEC-normen

JEDEC- Gezamenlijke Electron Device Engineering Council

Het belangrijkste kenmerk waarvan de geheugenprestaties afhankelijk zijn, is de bandbreedte, uitgedrukt als het product van de systeembusfrequentie en de hoeveelheid gegevens die per klokcyclus worden overgedragen. Modern geheugen heeft een busbreedte van 64 bits (of 8 bytes), dus de bandbreedte van DDR400-geheugen is 400 MHz x 8 bytes = 3200 MB per seconde (of 3,2 GB/s). Daarom volgt een andere aanduiding voor geheugen van dit type: PC3200. De laatste tijd wordt vaak gebruik gemaakt van dual-channel geheugenverbindingen, waarbij de (theoretische) bandbreedte ervan wordt verdubbeld. In het geval van twee DDR400-modules halen we dus de maximaal mogelijke gegevensoverdrachtsnelheid van 6,4 GB/s.

Maar de maximale geheugenprestaties worden ook beïnvloed door belangrijke parameters als ‘geheugentiming’.

Het is bekend dat de logische structuur van een geheugenbank een tweedimensionale array is - de eenvoudigste matrix, waarvan elke cel zijn eigen adres, rijnummer en kolomnummer heeft. Om de inhoud van een willekeurige arraycel te lezen, moet de geheugencontroller het RAS-rijnummer (Row Adress Strobe) en het CAS-kolomnummer (Column Adress Strobe) opgeven, waaruit de gegevens worden gelezen. Het is duidelijk dat er altijd een zekere vertraging (geheugenlatentie) zal zijn tussen het geven van een commando en de uitvoering ervan, wat deze timings karakteriseren. Er zijn veel verschillende parameters die de timing bepalen, maar de vier meest gebruikte zijn:

• CAS Latency (CAS) - de vertraging in klokcycli tussen de toepassing van het CAS-signaal en de directe uitvoer van gegevens uit de overeenkomstige cel. Een van de belangrijkste kenmerken van elke geheugenmodule;
• RAS to CAS Delay (tRCD) - het aantal geheugenbusklokcycli dat moet verstrijken nadat het RAS-signaal is toegepast voordat het CAS-signaal kan worden toegepast;
• Row Precharge (tRP) - de tijd die nodig is om een ​​geheugenpagina binnen één bank te sluiten, besteed aan het opladen ervan;
• Activeren om voor te laden (tRAS) - stroboscoopactiviteitstijd. Het minimum aantal cycli tussen het activeringscommando (RAS) en het herlaadcommando (Precharge), dat het werken met deze regel beëindigt, of dezelfde bank sluit.

Als u op de modules de aanduiding “2-2-2-5” of “3-4-4-7” ziet, kunt u er zeker van zijn dat dit de hierboven genoemde parameters zijn: CAS-tRCD-tRP-tRAS.

Standaard CAS Latency-waarden voor DDR-geheugen zijn 2 en 2,5 klokcycli, waarbij CAS Latency 2 betekent dat gegevens slechts twee klokcycli worden ontvangen na ontvangst van het Read-commando. In sommige systemen zijn waarden van 3 of 1,5 mogelijk, en voor DDR2-800 definieert de nieuwste versie van de JEDEC-standaard deze parameter bijvoorbeeld in het bereik van 4 tot 6 klokcycli, terwijl 4 een extreme optie is voor geselecteerde “overklokchips”. De latentie van RAS-CAS en RAS Precharge is gewoonlijk 2, 3, 4 of 5 klokcycli, terwijl tRAS iets langer is, van 5 tot 15 klokcycli. Hoe lager deze timings (bij dezelfde klokfrequentie), hoe hoger de geheugenprestaties. Een module met een CAS-latentie van 2,5 presteert bijvoorbeeld doorgaans beter dan een module met een latentie van 3,0. Bovendien blijkt in een aantal gevallen geheugen met lagere timing, dat zelfs op een lagere klokfrequentie werkt, sneller te zijn.

Tabellen 2-4 geven algemene DDR-, DDR2- en DDR3-geheugensnelheden en specificaties:

Tabel 2: Algemene DDR-geheugensnelheden en specificaties

Tabel 3: Algemene DDR2-geheugensnelheden en specificaties

Tabel 4: Algemene DDR3-geheugensnelheden en specificaties

DDR3 mag een nieuwkomer onder de geheugenmodellen worden genoemd. Geheugenmodules van dit type zijn pas ongeveer een jaar verkrijgbaar. De efficiëntie van dit geheugen blijft toenemen en bereikt pas onlangs de JEDEC-limieten, en zelfs voorbij deze limieten. Tegenwoordig is DDR3-1600 (de hoogste snelheid van JEDEC) overal verkrijgbaar, en steeds meer fabrikanten bieden al DDR3-1800 aan. DDR3-2000-prototypes zijn op de huidige markt getoond en zouden eind dit jaar of begin volgend jaar in de verkoop moeten gaan.

Het percentage DDR3-geheugenmodules dat volgens fabrikanten op de markt komt, is nog steeds klein, tussen de 1% en 2%, wat betekent dat DDR3 nog een lange weg te gaan heeft voordat het de DDR-verkoop evenaart (nog steeds tussen de 12% en 2%). 16%) en hierdoor zal DDR3 de DDR2-verkoop benaderen. (25%-35% volgens indicatoren van fabrikanten).