Pri použití DDR SDRAM sa dosiahne dvojnásobná rýchlosť prevádzky ako pri SDRAM, a to vďaka čítaniu príkazov a dát nielen pozdĺž prednej strany, ako pri SDRAM, ale aj pozdĺž poklesu hodinového signálu. Tým sa zdvojnásobí rýchlosť prenosu dát bez zvýšenia frekvencie hodín pamäťovej zbernice. Keď teda DDR pracuje na frekvencii 100 MHz, dostaneme efektívnu frekvenciu 200 MHz (v porovnaní s analógovou SDR SDRAM). V špecifikácii JEDEC je poznámka, že v DDR je nesprávne používať výraz „MHz“, správne je uvádzať rýchlosť „miliónov prenosov za sekundu cez jeden dátový pin“.
Špecifickým režimom činnosti pamäťových modulov je dvojkanálový režim.
Popis
Pamäťové čipy DDR SDRAM sú dostupné v puzdrách TSOP a (neskôr zvládnutých) puzdrách BGA (FBGA), vyrábaných podľa štandardov 0,13- a 0,09-mikrónovej procesnej technológie:
- Napájacie napätie čipu: 2,6V +/- 0,1V
- Príkon: 527 mW
- I/O rozhranie: SSTL_2
Šírka pamäťovej zbernice je 64 bitov, to znamená, že na zbernici sa súčasne prenáša 8 bajtov v jednom hodinovom cykle. Výsledkom je nasledujúci vzorec na výpočet maximálnej prenosovej rýchlosti pre daný typ pamäte: ( hodiny pamäťovej zbernice) X 2 (prenos údajov dvakrát za hodiny) x 8 (počet bajtov prenesených v jednom cykle). Napríklad, aby sa zabezpečilo, že údaje sa prenesú dvakrát za hodinu, používa sa špeciálna architektúra „2n Prefetch“. Interná dátová zbernica je dvakrát tak široká ako externá. Pri prenose dát sa prenáša prvá polovica dátovej zbernice na vzostupnej hrane hodinového signálu a potom druhá polovica dátovej zbernice na zostupnej hrane.
Okrem dvojitého prenosu dát má DDR SDRAM niekoľko ďalších zásadných rozdielov od jednoduchej pamäte SDRAM. V podstate sú technologické. Pribudol napríklad signál QDS, ktorý sa nachádza na DPS spolu s dátovými linkami. Synchronizuje sa počas prenosu dát. Ak sa použijú dva pamäťové moduly, tak dáta z nich prichádzajú do pamäťového radiča s malým rozdielom v dôsledku rôznych vzdialeností. Problém je pri výbere hodinového signálu na ich čítanie a použitie QDS to úspešne rieši.
JEDEC stanovuje štandardy pre rýchlosti DDR SDRAM, rozdelené do dvoch častí: prvá pre pamäťové čipy a druhá pre pamäťové moduly, v ktorých sú v skutočnosti uložené pamäťové čipy.
Pamäťové čipy
Každý modul DDR SDRAM obsahuje niekoľko rovnakých čipov DDR SDRAM. Pre moduly bez korekcie chýb (ECC) je ich počet násobkom 4, pre moduly s ECC je vzorec 4+1.
Špecifikácia pamäťového čipu
- DDR200: Pamäť DDR SDRAM pracujúca na frekvencii 100 MHz
- DDR266: Pamäť DDR SDRAM pracujúca na frekvencii 133 MHz
- DDR333: Pamäť DDR SDRAM pracujúca na frekvencii 166 MHz
- DDR400: Pamäť DDR SDRAM pracujúca na frekvencii 200 MHz
Vlastnosti čipu
- Kapacita čipu ( Hustota DRAM). Zaznamenané v megabitoch, napríklad 256 Mbps - čip s kapacitou 32 megabajtov.
- Organizácia ( Organizácia DRAM). Zapisuje sa ako 64M x 4, kde 64M je počet základných úložných buniek (64 miliónov) a x4 (vyslovuje sa „štyri“) je kapacita čipu, teda kapacita každej bunky. Čipy DDR sa dodávajú v x4 a x8, posledné sú lacnejšie na megabajt kapacity, ale neumožňujú použitie Chipkill, čistenie pamäte a Intel SDDC.
Pamäťové moduly
Moduly DDR SDRAM sa vyrábajú vo formáte DIMM. Každý modul má niekoľko rovnakých pamäťových čipov a konfiguračný čip SPD. Registrované pamäťové moduly majú aj registračné čipy, ktoré vyrovnávajú a zosilňujú signál na zbernici, zatiaľ čo neregistrované (bez vyrovnávacej pamäte, bez vyrovnávacej pamäte) ich nemajú.
Vlastnosti modulu
- Objem. Udáva sa v megabajtoch alebo gigabajtoch.
- Počet žetónov ( Počet zariadení DRAM). Pre moduly bez ECC deliteľné číslom 8, pre moduly ECC deliteľné číslom 9. Čipy môžu byť umiestnené na jednej alebo oboch stranách modulu. Maximálny počet, ktorý sa zmestí na DIMM, je 36 (9x4).
- Počet riadkov (hodnoty) ( Počet riadkov DRAM (hodnoty)).
Čipy, ako je zrejmé z ich charakteristík, majú 4- alebo 8-bitovú dátovú zbernicu. Na zabezpečenie vyššej šírky pásma (napr. DIMM vyžaduje 64 bitov a 72 bitov pre pamäť ECC), sú čipy prepojené v radoch. Pamäťový rad má spoločnú adresovú zbernicu a doplnkové dátové linky. Jeden modul môže hostiť niekoľko úrovní. Ak však potrebujete viac pamäte, môžete pridať úrovne ďalej inštaláciou niekoľkých modulov na jednu dosku a použitím rovnakého princípu: všetky úrovne sedia na rovnakej zbernici, iba výberový čip je iný - každý má svoj vlastný. Veľké množstvo radov elektricky zaťažuje zbernicu, respektíve radič a pamäťové čipy a spomaľuje ich prácu. Odtiaľ začali uplatňovať viackanálovú architektúru, ktorá vám tiež umožňuje nezávislý prístup k niekoľkým modulom.
- Oneskorenia (časovanie): CAS latencia (CL), čas cyklu hodín (tCK), čas cyklu riadka (tRC), čas cyklu obnovenia riadka (tRFC), čas aktívneho riadka (tRAS).
Charakteristiky modulov a čipov, z ktorých sú vyrobené, spolu súvisia.
Objem modulu sa rovná súčinu objemu jedného čipu počtom čipov. Pri použití ECC sa toto číslo dodatočne vynásobí faktorom 9/8, pretože na každý bajt existuje jeden bit redundancie na kontrolu chýb. Pamäťový modul rovnakej veľkosti teda môže byť naplnený veľkým počtom (36) malých čipov alebo malým počtom (9) väčších čipov.
Celková kapacita modulu sa rovná súčinu kapacity jedného čipu počtom čipov a rovná sa súčinu počtu radov 64 (72) bitov. Zvýšenie počtu čipov alebo použitie čipov x8 namiesto x4 teda vedie k zvýšeniu počtu radov modulov.
Tento príklad porovnáva možné rozloženia pamäťového modulu servera s kapacitou 1 GB. Z prezentovaných možností by sa mala uprednostniť prvá alebo tretia, pretože používajú čipy x4, ktoré podporujú pokročilé metódy korekcie chýb a ochrany pred pádom. Ak potrebujete použiť pamäť typu peer-to-peer, zostáva dostupná iba tretia možnosť, avšak v závislosti od aktuálnych nákladov na 256 Mbit a 512 Mbit čipy môže byť drahšia ako prvá.
Špecifikácia pamäte
| Špecifikácia | Hodiny pamäťovej zbernice | Maximálna teoretická šírka pásma pamäte | |
|---|---|---|---|
| v jednokanálovom režime | v dvojkanálovom režime | ||
| PC1600* (DDR200) |
100 MHz | 1600 MB/s | 3200 MB/s |
| PC2100* (DDR266) |
133 MHz | 2133 MB/s | 4267 MB/s |
| PC2400 (DDR300) |
150 MHz | 2400 MB/s | 4800 MB/s |
| PC2700* (DDR333) |
166 MHz | 2667 MB/s | 5333 MB/s |
| PC3200* (DDR400) |
200 MHz | 3200 MB/s | 6400 MB/s |
| PC3500 (DDR433) |
217 MHz | 3467 MB/s | 6933 MB/s |
| PC3700 (DDR466) |
233 MHz | 3733 MB/s | 7467 MB/s |
| PC4000 (DDR500) |
250 MHz | 4000 MB/s | 8000 MB/s |
| PC4200 (DDR533) |
267 MHz | 4267 MB/s | 8533 MB/s |
Poznámka 1: normy označené "*" sú oficiálne certifikované JEDEC. Ostatné typy pamätí nemajú certifikáciu JEDEC, hoci ich vyrábalo veľa výrobcov pamätí a väčšina nedávno vydaných základných dosiek podporovala tieto typy pamätí.
Poznámka 2: vyrábali sa pamäťové moduly, ktoré pracovali aj na vyšších frekvenciách (do 350 MHz, DDR700), no tieto moduly neboli veľmi žiadané a vyrábali sa v malých objemoch, navyše mali vysokú cenu.
Veľkosti modulov sú tiež štandardizované spoločnosťou JEDEC.
Je potrebné poznamenať, že neexistuje žiadny rozdiel v architektúre DDR SDRAM s rôznymi frekvenciami, napríklad medzi PC1600 (pracujúci na 100 MHz) a PC2100 (pracujúci na 133 MHz). Ide len o to, že norma hovorí, na akej garantovanej frekvencii tento modul funguje.
Pamäťové moduly DDR SDRAM je možné odlíšiť od obyčajných SDRAM podľa počtu pinov (184 pinov pre moduly DDR oproti 168 pinov pre moduly s klasickou SDRAM) a kľúča (výrezy v oblasti podložky) - SDRAM má dva, DDR jeden. Podľa JEDEC moduly DDR400 pracujú pri 2,6 V, zatiaľ čo všetky pomalšie moduly pracujú pri 2,5 V. Niektoré rýchle moduly pracujú pri vysokom napätí, až 2,9 V, aby sa dosiahli vysoké frekvencie.
Väčšina najnovších čipsetov s podporou DDR umožňovala použitie modulov DDR SDRAM v dvojkanálovom režime a niektoré čipové sady v štvorkanálovom režime. Táto metóda vám umožňuje zvýšiť teoretickú šírku pásma pamäťovej zbernice 2 alebo 4 krát. Na prevádzku pamäte v dvojkanálovom režime sú potrebné 2 (alebo 4) pamäťové moduly, odporúča sa použiť moduly pracujúce na rovnakej frekvencii a s rovnakým objemom a časovaním (ešte lepšie je použiť úplne identické moduly).
Teraz sú moduly DDR takmer nahradené modulmi typu DDR2 a DDR3, ktoré vám v dôsledku niektorých zmien v architektúre umožňujú získať väčšiu šírku pásma pamäťového subsystému. Predtým bola hlavným konkurentom DDR SDRAM pamäť RDRAM (Rambus), avšak kvôli prítomnosti niektorých nedostatkov bola postupom času prakticky vytlačená z trhu.
Poznámky
Literatúra
V. Solomenčuk, P. Solomenčuk PC železo. - 2008. - ISBN 978-5-94157-711-8
Guk M. Yu. Hardvér IBM PC. Encyklopédia. - Peter, 2006. - 1072 s.
Kopeikin M. V., Spiridonov V. V., Shumova E. O. Organizácia počítačov a systémov. (Pamäť počítača): Učebnica. úžitok. - Petrohrad, 20064. - 153 s.
Odkazy
- Popis a ilustrácia takmer všetkých parametrov pamäte DDR (ruština)
- Intel® Server Board SE7501CW2 Memory List Test Report Summary (PDF, 246 834 bajtov) je malý zoznam možných konfigurácií pamäťových modulov.
- Kingston's Literature Page (anglicky) - niekoľko referenčných dokumentov popisujúcich organizáciu pamäťových modulov.
| Typy dynamickej pamäte s náhodným prístupom (DRAM) | |
|---|---|
| asynchrónne | FPM RAM · EDO RAM |
| Synchrónne | SDRAM · DDR SDRAM · Mobilná DDR (LPDDR) · DDR2 SDRAM · DDR3 SDRAM · DDR4 SDRAM |
| Grafický | |
Pamäť DDR
Dvojitá rýchlosť prenosu dát -synchrónna DRAM, DDR - synchrónna DRAM s dvojnásobnou dátovou rýchlosťou. Bohužiaľ, DDR sú často tiež nazývaná skratka DIMM, čo spôsobuje obrovský zmätok. Pretože typ pamäte - SDRAM, iný názov - SDRAM-II (t.j. SDRAM druhej generácie). Tretím názvom je DDR prvej generácie.
DDR-SDRAM je v princípe podobná SDRAM. Dokáže prijímať a prenášať dáta dvakrát za hodinu - na oboch hranách hodín (nábežná a zostupná hrana zábleskového signálu), čím sa zdvojnásobuje rýchlosť prenosu dát. DDR-SDRAM má nižšiu spotrebu energie (praktické pre PDA). DDR RAM využíva protokol DLL (Delay Locked Loop), ktorý umožňuje posúvať interval skutočnej hodnoty výstupných dát v čase. To znižuje prestoje systémovej zbernice pri čítaní údajov z viacerých pamäťových modulov.
Rozlúštenie názvov DDR I:
PC-1600 (DDR 200) = 100 MHz x 2 = šírka pásma 1,6 Gb/s
PC-2100 (DDR 266) = 133 MHz x 2 = šírka pásma 2,1 Gb/s
PC-2400 (DDR 300) = 150 MHz x 2 = šírka pásma 2,4 Gb/s
PC-2700 (DDR 333) = 166 MHz x 2 = šírka pásma 2,7 Gb/s
PC-3000 (DDR 366) = 183 MHz x 2 = šírka pásma 3,0 Gb/s
PC-3200 (DDR 400) = 200 MHz x 2 = šírka pásma 3,2 Gb/s
PC-3500 (DDR 434) – pamäťové moduly HyperX DDR od spoločnosti Kingston
Moduly SDRAM PC66/PC100/PC133/PC150 nemôžu pracovať so základnými doskami DDR, pretože DDR používa nový 184-kolíkový formát modulu a je fyzicky nekompatibilný s formátom 168-kolíkového modulu DIMM.
Od kanadskej firmy Korzár existuje pamäťová sériaXMS (Xtreme Memory Speed, extrémne rýchlostná pamäť). Ide o tzv. super rýchla pamäť. Vyrába sa vo verzii od 512Mb na modul, pretože podľa ich testov je 512 MB s jedným modulom rýchlejší ako dva 256 MB moduly. Vrátane spoločnosť vydáva PC-3000 (CMX512-3000C2) s časom 2-3-3 1T.
V apríli 2002 spoločnosť Samsung ako prvá uviedla na trh 128 MB DDR 400 SDRAM čipy na použitie vo grafických kartách. Pracujú na frekvencii 800 MHz (400 MHz DDR) pri 2,8 voltoch.
Treba poznamenať, že pri inštalácii modulov PC-2700 (a vyšších) do základných dosiek sa veľa počítačov nespustí okamžite, dokonca ani pri nízkych časoch. Vyžaduje sa najnovší firmvér systému BIOS. Po druhé, problém chladiacich modulov pracujúcich pri takejto frekvencii je veľmi dôležitý. v prípade pamätí DDR400 je použitý nový, špeciálny typ obalu čipu, ktorý rieši problém odvodu tepla. Napríklad spoločnosť OCZ K môjmu PC-3000 som pripojil chladič na obe strany modulu.
Začiatkom roku 2002 storočia vyčerpali pamäte DDR-I (hovorovo - DDR) technologické možnosti zvyšovania taktovacej frekvencie v ekonomicky opodstatnených medziach, takže sa objavil štandard DDR-II.
DDRII... Špecifikácia pre DDR-II, druhú generáciu DDR SDRAM, bola prvýkrát predstavená v marci 2002 počas konferencie JEDEX v Kalifornii. DDR-II je veľmi podobný DDR, ale beží na frekvencii 200 MHz. DDR-II je spätne kompatibilný s DDR, t.j. môžete použiť pamäť DDR-I v doskách DDR-II.
Prvé vzorky sa objavili koncom roka 2002 od Samsung Electronics v 60-pinovom BGA puzdre. Existujú tri štrukturálne rozdiely oproti DDR-I. Po prvé sa počet kontaktov zvýšil zo 184 na 240, teda takmer o tretinu. Po druhé , pamäťové čipy sú vyrobené v dizajne FBGA a staré moduly DDR-I používali TSOP a TBGA. Čipy v puzdre FBGA pracujú stabilnejšie vďaka schopnosti kalibrovať signálové impulzy a lepšej integrite signálu. Po tretie , prevádzkové napätie modulov bolo znížené z 2,5 V (a 2,6 V pre DDR 400) na 1,8 V pre DDR-II. To. spotreba energie znížená o 28 %.
V rámci štandardu DDR-II sú vydané alebo sa pripravujú špecifikácie DDR II 400, DDR II 533, DDR II 667, DDR II 800 a DDR II 1000. Zároveň je DDR II 400 certifikovaný JEDEC len na základe záujmov Kórejčanov Samsung a americký Micron-ale. Všetky ostatné spoločnosti sa nechystajú vstúpiť na trh so 400 MHz DDR pamäťou.
Rozlúštenie názvov DDR II:
PC2-3200 (DDR II 400) = 100 MHz x 4 = šírka pásma 3,2 Gb/s
PC2-4300 (DDR II 533) = 133 MHz x 4 = šírka pásma 4,3 Gb/s
PC2-5400 (DDR II 667) = 166 MHz x 4 = šírka pásma 3,2 – 5,4 Gb/s
PC2-6400 (DDR II 800) = 200 MHz x 4 = šírka pásma 3,2 – 6,4 Gb/s
Prvý čip DDR-II predstavila spoločnosť v máji 2002 Samsung, druhý - v júli 2002. spoločnosti Elpida Memory, sa stal tretím predajcom Micron vo februári 2003 Všetky moduly - 512 Mb.
NDR III (GDDR3)... V prvej polovici roku 2003 sa objavili pamäťové čipy GDDR-III, určené pre výkonné grafické karty od firiem Mikronová technológia A Technológie ATI. Účasť na vývoji a komercializácii GDDR-III NVIDIA, kórejčina Hynix Semiconductor, Infineon Technologies. Dôvodom je, že DDR-II je veľmi pomalý pre seriózne grafické aplikácie. GDDR-III môže fungovať aj v komunikačných zariadeniach a spotrebnej elektronike.
Čipy GDDR-III mali spočiatku kapacitu 256 Mbps, taktovanie 500 MHz a šírku pásma linky 1 Gbps na pin. Potom sa hodinové frekvencie zvýšili na 750 MHz, lineárna šírka pásma - až 1,5 Gb / s na výstup. Pri vytváraní I/O zbernice GDDR-III je použitá technológia open-drain (na rozdiel od push-pull I/O zbernice pre pamäte PC) a on-die termination (ODT). Napriek tomu, že špecifikácie GDDR-III vychádzajú zo štandardu DDR-II, ide o úplne odlišné čipy v baleniach. CSP (balenie na lupienky), v 144-pinovej konfigurácii BGA, na rozdiel od 84-pinových DDR-II čipov v balení CSP.
Štandard otvorenej pamäte GDDR-III Špecifikácie DDR DRAM 3. generácie pre grafiku (od Technológie ATI) existuje mimo štandardov schválených JEDEC Solid State Technology Association.
DDR III ... JEDEC začal pracovať na špecifikáciách pre štandard DDR-III pre PC. Päť výrobcov DRAM - Elpida, Hynix, Infineon, Micron a Samsung, rozdelili hlavné časti budúceho štandardu medzi seba a teraz každý z nich vypracúva návrh špecifikácií pre svoju časť.
Cieľom štandardu DDR-III podľa JEDEC je tiež dosiahnuť lineárnu priepustnosť 1 Gb/s a viac.
Existuje niekoľko bežných typov pamäťových modulov používaných v moderných počítačoch a počítačoch vydaných pred niekoľkými rokmi, ale stále fungujú v domácnostiach a kanceláriách.
Pre mnohých používateľov je veľkým problémom ich rozlíšenie vzhľadom aj výkonom.
V tomto článku sa pozrieme na hlavné funkcie rôznych pamäťových modulov.
FPM
FPM (Fast Page Mode) je typ dynamickej pamäte.
Jeho názov zodpovedá princípu činnosti, pretože modul umožňuje rýchly prístup k údajom, ktoré sú na rovnakej stránke ako údaje prenesené počas predchádzajúceho cyklu.
Tieto moduly sa používali vo väčšine počítačov založených na 486 a skorých systémoch založených na Pentiu približne v roku 1995.
EDO
Moduly EDO (Extended Data Out) sa objavili v roku 1995 ako nový typ pamäte pre počítače s procesormi Pentium.
Toto je upravená verzia FPM.
Na rozdiel od svojich predchodcov, EDO začne načítavať ďalší blok pamäte v rovnakom čase, keď odošle predchádzajúci blok do CPU.
SDRAM
SDRAM (Synchronous DRAM) je typ pamäte s náhodným prístupom, ktorá je dostatočne rýchla na to, aby bola synchronizovaná s rýchlosťou procesora, s výnimkou pohotovostných režimov.
Mikroobvody sú rozdelené do dvoch blokov buniek, takže keď sa pristúpi k bitu v jednom bloku, urobia sa prípravy na prístup k bitu v inom bloku.
Ak bol čas prístupu k prvej informácii 60 ns, všetky nasledujúce intervaly by sa mohli skrátiť na 10 ns.
Od roku 1996 začala väčšina čipsetov Intel podporovať tento typ pamäťových modulov, vďaka čomu bol až do roku 2001 veľmi populárny.
SDRAM môže bežať na frekvencii 133 MHz, čo je takmer trikrát rýchlejšie ako FPM a dvakrát rýchlejšie ako EDO.
Väčšina počítačov s procesormi Pentium a Celeron vydanými v roku 1999 používala tento typ pamäte.
DDR
DDR (Double Data Rate) bola evolúcia SDRAM.
Tento druh pamäťových modulov sa prvýkrát objavil na trhu v roku 2001.
Hlavný rozdiel medzi DDR a SDRAM je v tom, že namiesto zdvojnásobenia rýchlosti hodín, aby sa veci urýchlili, tieto moduly prenášajú dáta dvakrát v jednom hodinovom cykle.
Teraz je to hlavný pamäťový štandard, ale už začína ustupovať DDR2.
DDR2
DDR2 (Double Data Rate 2) je novšia verzia DDR, ktorá by mala byť teoreticky dvakrát rýchlejšia.
Pamäť DDR2 sa prvýkrát objavila v roku 2003 a čipové sady, ktoré ju podporujú - v polovici roku 2004.
Táto pamäť, podobne ako DDR, prenáša dve sady údajov za hodinu.
Hlavným rozdielom medzi DDR2 a DDR je schopnosť pracovať s výrazne vyššími rýchlosťami hodín vďaka konštrukčným vylepšeniam.
Ale upravená schéma prevádzky, ktorá umožňuje dosiahnuť vysoké hodinové frekvencie, zároveň zvyšuje oneskorenia pri práci s pamäťou.
DDR3
DDR3 SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory, tretia generácia) je typ hlavnej pamäte používanej vo výpočtovej technike ako RAM aj ako video pamäť.
Nahradila pamäť DDR2 SDRAM.
DDR3 má 40% zníženie spotreby energie v porovnaní s modulmi DDR2 vďaka nižšiemu napájaciemu napätiu pamäťových buniek (1,5 V oproti 1,8 V pre DDR2 a 2,5 V pre DDR).
Zníženie napájacieho napätia je dosiahnuté použitím 90-nm (pôvodne, neskôr 65-, 50-, 40-nm) procesnej technológie pri výrobe mikroobvodov a použitím Dual-gate tranzistorov (čo pomáha znižovať úniky prúdy).
DDR3 DIMM nie sú mechanicky kompatibilné s rovnakými pamäťovými modulmi DDR2 (kľúč je umiestnený na inom mieste), takže DDR2 nie je možné inštalovať do slotov DDR3 (to sa robí preto, aby sa predišlo chybnej inštalácii niektorých modulov namiesto iných - tieto typy pamäte sa nezhodujú s elektrickými parametrami).
RAMBUS (RIMM)
RAMBUS (RIMM) je typ pamäte, ktorý vstúpil na trh v roku 1999.
Je založený na tradičnej DRAM, no s radikálne zmenenou architektúrou.
Konštrukcia RAMBUS robí prístup k pamäti „inteligentnejším“, čo umožňuje predbežný prístup k údajom pri miernej záťaži CPU.
Základnou myšlienkou použitou v týchto pamäťových moduloch je prijímať dáta v malých dávkach, ale pri veľmi vysokej frekvencii hodín.
Napríklad SDRAM dokáže preniesť 64 bitov informácií pri 100 MHz, zatiaľ čo RAMBUS dokáže preniesť 16 bitov pri 800 MHz.
Tieto moduly neboli úspešné, pretože Intel mal veľa problémov s ich implementáciou.
Moduly RDRAM sa objavili v herných konzolách Sony Playstation 2 a Nintendo 64.
Preklad: Vladimír Volodin
Vyšli teda procesory Intel Haswell-E. Stránka už testovala špičkový 8-jadrový Core i7-5960X, ako aj základnú dosku ASUS X99-DELUXE. A možno hlavným „čipom“ novej platformy bola podpora štandardu DDR4 RAM.
Začiatok novej éry, éry DDR4
O štandarde SDRAM a pamäťových moduloch
Prvé moduly SDRAM sa objavili v roku 1993. Vydal ich Samsung. Do roku 2000 SDRAM úplne vytlačil štandard DRAM z trhu kvôli výrobným kapacitám kórejského giganta.
Skratka SDRAM znamená Synchronous Dynamic Random Access Memory. Doslova sa to dá preložiť ako „synchrónna dynamická pamäť s náhodným prístupom“. Vysvetlime si význam každej charakteristiky. Dynamická pamäť je preto, že kvôli malej kapacite kondenzátorov neustále vyžaduje aktualizáciu. Mimochodom, okrem dynamickej je tu aj statická pamäť, ktorá si nevyžaduje neustálu aktualizáciu dát (SRAM). SRAM je napríklad základom vyrovnávacej pamäte. Okrem toho, že je pamäť dynamická, je na rozdiel od asynchrónnej DRAM aj synchrónna. Synchronicita znamená, že pamäť vykoná každú operáciu známy počet krát (alebo cyklov). Napríklad pri vyžiadaní akýchkoľvek údajov pamäťový radič presne vie, ako dlho bude trvať, kým sa k nim dostane. Vlastnosť synchronicity vám umožňuje riadiť tok údajov a zaraďovať ich do frontu. No, pár slov o "pamäti s náhodným prístupom" (RAM). To znamená, že súčasne máte prístup k akejkoľvek bunke na jej adrese na čítanie alebo zápis a vždy v rovnakom čase, bez ohľadu na umiestnenie.
Pamäťový modul SDRAM
Ak hovoríme priamo o dizajne pamäte, potom jej bunky sú kondenzátory. Ak je v kondenzátore náboj, procesor ho považuje za logickú jednotku. Ak nie je žiadny poplatok - ako logická nula. Takéto pamäťové bunky majú plochú štruktúru a adresa každej z nich je definovaná ako číslo riadku a stĺpca tabuľky.
Každý čip obsahuje niekoľko nezávislých pamäťových polí, ktorými sú tabuľky. Nazývajú sa banky. Za jednotku času môžete pracovať len s jednou bunkou v banke, je však možné pracovať s viacerými bankami naraz. Zapisované informácie nemusia byť uložené v jednom poli. Často sú rozdelené do niekoľkých častí a zapísané do rôznych bánk a spracovateľ tieto údaje naďalej považuje za jeden celok. Tento spôsob záznamu sa nazýva prekladanie. Teoreticky, čím viac takýchto bánk v pamäti, tým lepšie. V praxi majú moduly s hustotou do 64 Mbit dve banky. S hustotou 64 Mbps až 1 Gbps - štyri a s hustotou 1 Gbps a viac - už osem.
Čo je pamäťová banka
A ešte pár slov o štruktúre pamäťového modulu. Samotný pamäťový modul je doska s plošnými spojmi, na ktorej sú prispájkované čipy. Spravidla sú v predaji zariadenia vyrobené vo formáte DIMM (Dual In-line Memory Module) alebo SO-DIMM (Small Outline Dual In-line Memory Module). Prvý je určený na použitie v plnohodnotných stolných počítačoch a druhý na inštaláciu do notebookov. Napriek rovnakému tvarovému faktoru sa pamäťové moduly rôznych generácií líšia počtom pinov. Napríklad riešenie SDRAM má 144 pinov na pripojenie k základnej doske, DDR - 184, DDR2 - 214 pinov, DDR3 - 240 a DDR4 - už 288 kusov. Samozrejme, v tomto prípade hovoríme o moduloch DIMM. Zariadenia vyrobené vo formáte SO-DIMM majú prirodzene menej pinov kvôli ich menšej veľkosti. Napríklad pamäťový modul DDR4 SO-DIMM je pripojený k základnej doske pomocou 256 pinov.
Modul DDR (dole) má viac kolíkov ako SDRAM (hore)
Je tiež celkom zrejmé, že objem každého pamäťového modulu je vypočítaný ako súčet kapacít každého spájkovaného čipu. Pamäťové čipy sa samozrejme môžu líšiť svojou hustotou (alebo jednoduchšie objemom). Napríklad vlani na jar Samsung spustil hromadnú výrobu čipov s hustotou 4 Gbps. Navyše sa v dohľadnej dobe plánuje uvoľniť pamäť s hustotou 8 Gbps. Pamäťové moduly majú tiež svoju vlastnú zbernicu. Minimálna šírka zbernice je 64 bitov. To znamená, že za hodinu sa prenesie 8 bajtov informácií. Zároveň je potrebné poznamenať, že existujú aj 72-bitové pamäťové moduly, v ktorých je „extra“ 8 bitov vyhradených pre technológiu korekcie chýb ECC (Error Checking & Correction). Mimochodom, šírka zbernice pamäťového modulu je tiež súčtom šírok zbernice každého jednotlivého pamäťového čipu. To znamená, že ak je zbernica pamäťového modulu 64-bitová a na lište je prispájkovaných osem čipov, potom je šírka pamäťovej zbernice každého čipu 64/8=8 bitov.
Na výpočet teoretickej šírky pásma pamäťového modulu môžete použiť nasledujúci vzorec: A*64/8=PS kde "A" je rýchlosť prenosu dát a "PS" je požadovaná šírka pásma. Ako príklad si môžeme vziať pamäťový modul DDR3 s frekvenciou 2400 MHz. V tomto prípade bude priepustnosť 2400*64/8=19200 MB/s. Práve toto číslo je myslené v označení modulu PC3-19200.
Ako sa informácie čítajú priamo z pamäte? Najprv sa odošle adresový signál do zodpovedajúceho riadku (Row) a až potom sa načítajú informácie z požadovaného stĺpca (Column). Informácie sa čítajú do takzvaného zosilňovača (Sense Amplifiers) - mechanizmu na dobíjanie kondenzátorov. Vo väčšine prípadov pamäťový radič načíta naraz celý dátový paket (Burst) z každého bitu zbernice. Podľa toho sa pri zápise každých 64 bitov (8 bajtov) rozdelí na niekoľko častí. Mimochodom, existuje niečo ako dĺžka dátového paketu (Burst Length). Ak sa táto dĺžka rovná 8, tak sa naraz prenesie 8*64=512 bitov.
Pamäťové moduly a čipy majú aj takú charakteristiku, ako je geometria alebo organizácia (Organizácia pamäte). Geometria modulu ukazuje jeho šírku a hĺbku. Napríklad čip s hustotou 512 Mbps a bitovou hĺbkou (šírkou) 4 má hĺbku čipu 512/4=128M. Na druhej strane 128 miliónov = 32 miliónov * 4 banky. 32M je matica obsahujúca 16 000 riadkov a 2 000 stĺpcov. Dokáže uložiť 32 Mb dát. Čo sa týka samotného pamäťového modulu, jeho bitová hĺbka je takmer vždy 64 bitov. Hĺbka sa ľahko vypočíta pomocou nasledujúceho vzorca: objem modulu sa vynásobí 8, aby sa previedol z bajtov na bity, a potom sa vydelí bitovou hĺbkou.
Hodnoty časovania ľahko nájdete na označení
Je potrebné povedať pár slov o takých charakteristikách pamäťových modulov, ako sú časovanie (oneskorenia). Na samom začiatku článku sme povedali, že štandard SDRAM poskytuje taký moment, že pamäťový radič vždy vie, ako dlho trvá tá alebo oná operácia. Časovanie len označuje čas potrebný na vykonanie určitého príkazu. Tento čas sa meria v cykloch pamäťovej zbernice. Čím kratší tento čas, tým lepšie. Najdôležitejšie sú nasledujúce oneskorenia:
- TRCD (RAS to CAS Delay) – čas potrebný na aktiváciu bankovej linky. Minimálny čas medzi aktivačným príkazom a príkazom na čítanie/zápis;
- CL (CAS Latency) - čas medzi vydaním príkazu na čítanie a začiatkom prenosu dát;
- TRAS (Active to Precharge) - čas aktivity riadku. Minimálny čas medzi aktiváciou riadku a príkazom na zatvorenie riadku;
- TRP (Row Precharge) - čas potrebný na uzavretie riadku;
- TRC (Row Cycle time, Activate to Activate/Refresh time) - čas medzi aktiváciou riadkov tej istej banky;
- TRPD (Aktívna banka A až Aktívna banka B) - čas medzi aktivačnými príkazmi pre rôzne banky;
- TWR (Write Recovery time) - čas medzi koncom záznamu a príkazom na zatvorenie bankovej linky;
- TWTR (Internal Write to Read Command Delay) – čas medzi koncom zápisu a príkazom na čítanie.
Samozrejme, toto nie sú zďaleka všetky oneskorenia, ktoré existujú v pamäťových moduloch. Môžete uviesť tucet ďalších možných časovaní, ale iba vyššie uvedené parametre výrazne ovplyvňujú výkon pamäte. Mimochodom, v označení pamäťových modulov sú uvedené iba štyri oneskorenia. Napríklad s parametrami 11-13-13-31 je časovanie CL 11, TRCD a TRP sú 13 a TRAS sú 31 hodín.
Postupom času potenciál SDRAM dosiahol svoj strop a výrobcovia stáli pred problémom zvyšovania rýchlosti RAM. Tak sa zrodil štandard DDR.1
Nástup DDR
Vývoj štandardu DDR (Double Data Rate) sa začal v roku 1996 a skončil oficiálnym predstavením v júni 2000. S príchodom DDR sa zastarané SDRAM začali nazývať jednoducho SDR. Ako sa štandard DDR líši od SDR?
Po vyčerpaní všetkých zdrojov SDR mali výrobcovia pamätí niekoľko spôsobov, ako vyriešiť problém zlepšenia výkonu. Dalo by sa jednoducho zvýšiť počet pamäťových čipov, čím by sa zvýšila kapacita celého modulu. To by však malo negatívny dopad na cenu takýchto riešení – tento nápad bol veľmi drahý. Združenie výrobcov JEDEC sa preto vydalo inou cestou. Bolo rozhodnuté zdvojnásobiť zbernicu vo vnútri čipu a prenášať dáta tiež s dvojnásobnou frekvenciou. Okrem toho DDR zabezpečoval prenos informácií na oboch frontoch hodinového signálu, teda dvakrát za hodinu. To je miesto, kde skratka DDR znamená Double Data Rate.
Pamäťový modul Kingston DDR
S príchodom štandardu DDR sa objavili také pojmy ako skutočná a efektívna frekvencia pamäte. Napríklad mnoho pamäťových modulov DDR pracovalo na frekvencii 200 MHz. Táto frekvencia sa nazýva skutočná. Ale vzhľadom na skutočnosť, že prenos údajov prebiehal na oboch frontoch hodinového signálu, výrobcovia toto číslo na marketingové účely vynásobili 2 a dostali údajne efektívnu frekvenciu 400 MHz, ktorá bola uvedená v označení (v tomto prípade DDR -400). Zároveň špecifikácie JEDEC naznačujú, že používanie termínu „megahertz“ na charakterizáciu úrovne výkonu pamäte je úplne nesprávne! Namiesto toho sa musia použiť „milióny prenosov za sekundu prostredníctvom jediného výstupu údajov“. Marketing je však vážna vec a odporúčania uvedené v norme JEDEC málokoho zaujímali. Preto sa nový termín nikdy neujal.
V štandarde DDR sa tiež prvýkrát objavil dvojkanálový pamäťový režim. Dalo by sa použiť, ak by bol v systéme párny počet pamäťových modulov. Jeho podstatou je vytvorenie virtuálnej 128-bitovej zbernice prekladaním modulov. V tomto prípade bolo naraz vzorkovaných 256 bitov. Na papieri môže dvojkanálový režim zdvojnásobiť výkon pamäťového subsystému, no v praxi je nárast rýchlosti minimálny a nie vždy badateľný. Závisí to nielen od modelu RAM, ale aj od časovania, čipovej sady, pamäťového radiča a frekvencie.
Štyri pamäťové moduly pracujú v dvojkanálovom režime
Ďalšou novinkou v DDR bola prítomnosť signálu QDS. Nachádza sa na doske plošných spojov spolu s dátovými linkami. QDS bol užitočný pri použití dvoch alebo viacerých pamäťových modulov. V tomto prípade sa údaje dostávajú do pamäťového radiča s malým časovým rozdielom v dôsledku rôznych vzdialeností od nich. Vznikajú tak problémy pri výbere hodinového signálu na čítanie dát, čo QDS úspešne rieši.
Ako je uvedené vyššie, pamäťové moduly DDR boli vyrobené vo formáte DIMM a SO-DIMM. V prípade DIMM bol počet pinov 184 kusov. Aby boli moduly DDR a SDRAM fyzicky nekompatibilné, riešenia DDR mali kľúč (výrez v oblasti podložky) umiestnený na inom mieste. Okrem toho pamäťové moduly DDR pracovali s napätím 2,5 V, zatiaľ čo zariadenia SDRAM používali 3,3 V. V súlade s tým mali DDR nižšiu spotrebu energie a rozptyl tepla v porovnaní s predchodcom. Maximálna frekvencia modulov DDR bola 350 MHz (DDR-700), hoci špecifikácie JEDEC predpokladali len frekvenciu 200 MHz (DDR-400).
Pamäť DDR2 a DDR3
Prvé moduly DDR2 sa začali predávať v druhom štvrťroku 2003. V porovnaní s DDR RAM druhej generácie nezaznamenali výrazné zmeny. DDR2 používa rovnakú architektúru 2n-prefetch. Ak predtým bola interná dátová zbernica dvakrát väčšia ako externá, teraz sa stala štyrikrát širšou. Zároveň sa zvýšený výkon čipu začal prenášať po externej zbernici na dvojnásobnej frekvencii. Je to frekvencia, ale nie dvojnásobná prenosová rýchlosť. Výsledkom je, že ak čip DDR-400 pracoval na reálnej frekvencii 200 MHz, tak v prípade DDR2-400 pracoval na rýchlosti 100 MHz, ale s dvojnásobnou internou zbernicou.
Moduly DDR2 tiež dostali viac kolíkov na pripevnenie k základnej doske a kľúč bol presunutý na iné miesto z dôvodu fyzickej nekompatibility s držiakmi SDRAM a DDR. Prevádzkové napätie bolo opäť znížené. Kým moduly DDR bežali pri 2,5 V, riešenia DDR2 bežali pri 1,8 V.
Vo všeobecnosti tu končia všetky rozdiely medzi DDR2 a DDR. Moduly DDR2 v negatívnom smere sa najskôr vyznačovali vysokými latenciami, a preto strácali vo výkone na DDR palice s rovnakou frekvenciou. Situácia sa však čoskoro vrátila do normálu: výrobcovia znížili latenciu a uvoľnili rýchlejšie sady RAM. Maximálna frekvencia DDR2 dosiahla hranicu efektívnych 1300 MHz.
Iná poloha kľúča pre moduly DDR, DDR2 a DDR3
Prechod z DDR2 na DDR3 použil rovnaký prístup ako prechod z DDR na DDR2. Prenos dát na oboch koncoch hodinového signálu bol samozrejme zachovaný a teoretická šírka pásma sa zdvojnásobila. Moduly DDR3 si zachovali architektúru 2n-prefetch a dostali 8-bitové predbežné načítanie (DDR2 mali 4-bitové). Vnútorná pneumatika sa zároveň zväčšila osemkrát ako vonkajšia. Z tohto dôvodu sa pri zmene generácií pamäte opäť zvýšilo jej načasovanie. Nominálne prevádzkové napätie pre DDR3 bolo znížené na 1,5 V, vďaka čomu sú moduly energeticky účinnejšie. Všimnite si, že okrem DDR3 je tu pamäť DDR3L (písmeno L znamená Low), ktorá pracuje pri napätí zníženom na 1,35 V. Za zmienku tiež stojí, že moduly DDR3 neboli fyzicky ani elektricky kompatibilné so žiadnou z predchádzajúcich generácií pamätí.
Samozrejme, čipy DDR3 dostali podporu pre niektoré nové technológie: napríklad automatickú kalibráciu signálu a dynamické ukončenie signálu. Vo všeobecnosti sú však všetky zmeny prevažne kvantitatívne.
DDR4 - ďalší vývoj
Konečne sme sa dostali k úplne novej pamäti typu DDR4. Združenie JEDEC začalo s vývojom štandardu ešte v roku 2005, no až na jar tohto roku sa prvé zariadenia dostali do predaja. Ako sa uvádza v tlačovej správe JEDEC, počas vývoja sa inžinieri snažili dosiahnuť najvyšší výkon a spoľahlivosť a zároveň zvýšiť energetickú účinnosť nových modulov. No, toto počujeme zakaždým. Pozrime sa, aké konkrétne zmeny dostala pamäť DDR4 v porovnaní s DDR3.
Na tomto obrázku môžete sledovať vývoj technológie DDR: ako sa zmenili ukazovatele napätia, frekvencie a kapacity
Jeden z prvých prototypov DDR4. Napodiv sú to moduly pre notebooky
Ako príklad si predstavte 8 GB DDR4 čip so 4-bitovou širokou dátovou zbernicou. Takéto zariadenie obsahuje 4 banky po 4 banky. V každej banke je 131 072 (217) riadkov po 512 bajtoch. Pre porovnanie môžeme uviesť charakteristiku podobného riešenia DDR3. Takýto čip obsahuje 8 nezávislých bánk. Každá banka obsahuje 65 536 (2 16) riadkov a každý riadok obsahuje 2 048 bajtov. Ako vidíte, dĺžka každého riadku čipu DDR4 je štyrikrát menšia ako dĺžka riadku DDR3. To znamená, že DDR4 skenuje banky rýchlejšie ako DDR3. Oveľa rýchlejšie je zároveň aj prepínanie medzi samotnými bankami. Okamžite poznamenávame, že pre každú skupinu bánk je poskytnutý nezávislý výber operácií (aktivácia, čítanie, zápis alebo regenerácia), čo umožňuje zvýšiť efektivitu a šírku pásma pamäte.
Hlavné výhody DDR4: nízka spotreba energie, vysoká frekvencia, veľké množstvo pamäťových modulov
Teraz je súčasný štandard RAM DDR4, ale stále sa používa veľa počítačov s DDR3, DDR2 a dokonca aj DDR. Kvôli tejto RAM sú mnohí používatelia zmätení a zabúdajú, aký druh pamäte RAM sa používa v ich počítači. Tento článok bude venovaný riešeniu tohto problému. Tu vám povieme, ako zistiť, aký druh pamäte RAM sa používa v počítači DDR, DDR2, DDR3 alebo DDR4.
Ak máte možnosť otvoriť počítač a skontrolovať jeho komponenty, potom môžete získať všetky potrebné informácie z nálepky na module RAM.
Zvyčajne na nálepke nájdete nápis s názvom pamäťového modulu. Tento názov začína písmenami „PC“, za ktorými nasledujú čísla, a označuje typ príslušnej pamäte RAM a jej priepustnosť v megabajtoch za sekundu (MB/s).
Napríklad, ak je na pamäťovom module napísané PC1600 alebo PC-1600, potom ide o modul DDR prvej generácie so šírkou pásma 1600 MB/s. Ak je na module napísané PC2-3200, tak ide o DDR2 so šírkou pásma 3200 MB/s. Ak je PC3 DDR3 a tak ďalej. Vo všeobecnosti prvá číslica za písmenami PC označuje generáciu DDR, ak toto číslo nie je prítomné, ide o jednoduchú DDR prvej generácie.
V niektorých prípadoch moduly RAM neuvádzajú názov modulu, ale typ pamäte RAM a jej efektívnu frekvenciu. Na module môže byť zapísané napríklad DDR3 1600. To znamená, že ide o modul DDR3 s efektívnou frekvenciou pamätí 1600 MHz.
Aby ste mohli korelovať názvy modulov s typom pamäte RAM a šírkou pásma s efektívnou frekvenciou, môžete použiť tabuľku, ktorú uvádzame nižšie. Názvy modulov sú uvedené na ľavej strane tejto tabuľky a typ RAM, ktorý tomu zodpovedá, je uvedený na pravej strane.
| Názov modulu | typ RAM |
| PC-1600 | DDR-200 |
| PC-2100 | DDR-266 |
| PC-2400 | DDR-300 |
| PC-2700 | DDR-333 |
| PC-3200 | DDR-400 |
| PC-3500 | DDR-433 |
| PC-3700 | DDR-466 |
| PC-4000 | DDR-500 |
| PC-4200 | DDR-533 |
| PC-5600 | DDR-700 |
| PC2-3200 | DDR2-400 |
| PC2-4200 | DDR2-533 |
| PC2-5300 | DDR2-667 |
| PC2-5400 | DDR2-675 |
| PC2-5600 | DDR2-700 |
| PC2-5700 | DDR2-711 |
| PC2-6000 | DDR2-750 |
| PC2-6400 | DDR2-800 |
| PC2-7100 | DDR2-888 |
| PC2-7200 | DDR2-900 |
| PC2-8000 | DDR2-1000 |
| PC2-8500 | DDR2-1066 |
| PC2-9200 | DDR2-1150 |
| PC2-9600 | DDR2-1200 |
| PC3-6400 | DDR3-800 |
| PC3-8500 | DDR3-1066 |
| PC3-10600 | DDR3-1333 |
| PC3-12800 | DDR3-1600 |
| PC3-14900 | DDR3-1866 |
| PC3-17000 | DDR3-2133 |
| PC3-19200 | DDR3-2400 |
| PC4-12800 | DDR4-1600 |
| PC4-14900 | DDR4-1866 |
| PC4-17000 | DDR4-2133 |
| PC4-19200 | DDR4-2400 |
| PC4-21333 | DDR4-2666 |
| PC4-23466 | DDR4-2933 |
| PC4-25600 | DDR4-3200 |
V internetových obchodoch je RAM najčastejšie označená typom pamäte a efektívnou frekvenciou (napríklad ako DDR3-1333 alebo DDR4-2400), takže ak má vaša pamäť napísaný názov modulu (napr. PC3-10600 alebo PC4-19200), potom ho môžete preložiť pomocou tabuľky.
Pomocou špeciálnych programov
Ak sú vaše moduly RAM už nainštalované v počítači, môžete pomocou špeciálnych programov zistiť, aký typ sú.
Najjednoduchšou možnosťou je použiť bezplatný program CPU-Z. Ak to chcete urobiť, spustite CPU-Z v počítači a prejdite na kartu "Pamäť". Tu v ľavom hornom rohu okna bude uvedený typ pamäte RAM, ktorá sa používa vo vašom počítači. A o niečo nižšie je celkové množstvo pamäte RAM vo vašom počítači.
Na karte "Pamäť" môžete tiež zistiť efektívnu frekvenciu, s ktorou pracuje vaša RAM. Aby ste to dosiahli, musíte vziať hodnotu skutočnej frekvencie hodín, ktorá je uvedená v riadku „ Frekvencia DRAM“, a vynásobiť ju dvoma. Napríklad na obrázku nižšie je frekvencia 665,1 MHz, vynásobte ju 2 a získajte efektívnu frekvenciu 1330,2 MHz.
Ak chcete zistiť podrobnejšie informácie o moduloch RAM, ktoré sú nainštalované vo vašom počítači, môžete to urobiť na karte "SPD".
Načítava...