Оперативная память ddr3 что. Типы и характеристики оперативной памяти

ОЗУ представляет собой специальную микросхему, используемую для хранения данных всевозможного вида. Существует множество разновидностей данных устройств, они выпускается разнообразными компаниями. Лучшие производители чаще всего имеют японское происхождение.

Что это такое и для чего она нужна?

ОЗУ (так называемая РАМ-память) – разновидность энергозависимой микросхемы, используемой для хранения всевозможной информации . Чаще всего в ней находится:

• машинный код исполняемых в данный момент программ (или находящихся в режиме ожидания);
• входные и выходные данные.

Фото: оперативная память разных производителей

Обмен данными между центральным процессором и ОЗУ осуществляется двумя способами:

• при помощи ультрабыстрой регистра АЛУ;
• через специальный кэш (если имеется в конструкции);
• непосредственно (напрямую через шину данных).

Рассматриваемые девайсы представляют собой схемы, построенные на полупроводниках. Вся информация, хранимая во всевозможных электронных компонентах, остается доступной только при наличии электрического тока. Как только напряжение отключается полностью, либо происходит кратковременный обрыв питания, то всё, что содержалось внутри ОЗУ, стирается, либо разрушается. Альтернативой является устройства типа ROM.

Виды и объем памяти

Плата на сегодняшний день может иметь объем в несколько десятков гигабайт. Современные технические средства позволяют использовать её максимально быстро. Большинство операционных систем оснащаются возможностью взаимодействовать с такими устройствами. Имеется пропорциональная зависимость между объемом ОЗУ и стоимостью. Чем больше её размер, тем более она дорогая. И наоборот.

Также рассматриваемые устройства могут иметь разную частоту. Данный параметр определяет, как быстро осуществляется взаимодействие между ОЗУ и иными устройствами ПК (ЦП, шиной данных и видеокартой). Чем выше скорость работы, тем больше операций выполнит ПК за единицу времени.

Величина данной характеристики также непосредственно влияет на стоимость рассматриваемого устройства. Современная самая быстрая модификация может «запомнить» 128 Гб. Выпускается она компанией под названием Hynix и имеет следующие рабочие характеристики:

Все современные ОЗУ можно разделить на две разновидности:

• статическую;
• динамическую.

Статический тип

Более дорогой на сегодняшний день является микросхема статическая. Маркируется она как SDRAM. Динамическая же является более дешевой.

Отличительными чертами SDRAM-разновидности являются:

Также отличительной особенностью RAM является наличие возможности осуществлять выбор того бита, в который будет осуществлена запись какой-либо информации.

К недостаткам можно отнести:

• малую плотность записи;
• относительно высокую стоимость.

Устройства оперативной памяти компьютера всевозможного вида (SDRAM и DRAM) имеют внешние отличия. Они заключаются в длине контактной части. Также имеет отличия её форма. Обозначение оперативной памяти находится как на этикетке-наклейке, так и пропечатано непосредственно на самой планке.

Сегодня существует множество различных модификаций SDRAM. Обозначается она как:

• DDR 2;
• DDR 3;
• DDR 4.

Динамический тип

Ещё один вид микросхем обозначается как DRAM. Он является также полностью энергозависимым, доступ к битам записи осуществляется произвольным образом. Данная разновидность широко используется в большинстве современных ПК. Также она применяется в тех компьютерных системах, где высоки требования к задержкам – быстродействие DRAM на порядок выше SDRAM.

DRAM — динамическая память

Чаще всего данная разновидность имеет форм-фактор типа DIMM. Такое же конструктивное решение используется и для изготовления статической схемы (SDRAM). Особенностью DIMM-исполнения является то, что контакты имеются с обеих сторон поверхности.

Параметры ОП

Основными критериями выбора микросхем данного типа являются их рабочие параметры.

Ориентироваться следует, прежде всего, на следующие моменты:

• частоту работы;
• тайминги;
• напряжение.

Все они зависят от типа конкретной модели. Например, ДДР 2 будет выполнять различные действия однозначно быстрее, чем планка ДДР 1. Так как обладает более выдающимися рабочими характеристиками.

Таймингами называется время задержки информации между различными компонентами устройства. Типов таймингов довольно много, все они непосредственно влияют на быстродействие. Маленькие тайминги позволяют увеличить скорость выполнения различных операций. Имеется одна неприятная пропорциональная зависимость – чем выше быстродействие оперативно-запоминающего устройства, тем больше значения таймингов.

Выходом из данного положения служит повышение рабочего напряжения – чем оно выше, тем меньше становятся тайминги. Количество выполненных операций за единицу времени в то же время возрастает.

Частота и скорость

Чем выше пропускная способность ОЗУ, тем больше её скорость. Частота является параметром, определяющим пропускную способность каналов, через которые осуществляется передача данных различного рода в ЦП через материнскую плату.

Желательно, чтобы данная характеристика совпадала с допустимой скоростью работы материнской платы.

Например, если планка поддерживает частоту 1600 МГц, а материнская плата – не более 1066 Мгц, то скорость обмена данными между ОЗУ и ЦП будет ограничена именно возможностями материнской платы. То есть скорость будет не более 1066 МГц.

Производительность

Быстродействие зависит от многих факторов. Очень большое влияние на данный параметр оказывает количество используемых планок. Двухканальная ОЗУ работает на порядок быстрее, чем одноканальная. Наличие возможности поддерживать режимы многоканальности обозначается на наклейке, расположенной поверх платы.

Данные обозначения имеют следующий вид:

Для определения того, какой режим является оптимальным для конкретной материнской платы, необходимо посчитать общее количество слотов для подключения, и разделить их на два. Например, если их 4, то необходимо 2 идентичных планки от одного производителя. При их параллельной установке активируется режим Dual.

Принцип работы и функции

Реализовано функционирование ОП довольно просто, запись или чтение данных осуществляется следующим образом:

Каждый столбец подключен к чрезвычайно чувствительному усилителю. Он регистрирует потоки электронов, возникающие в случае, если конденсатор разряжается. При этом подается соответствующая команда. Таким образом, происходит осуществление доступа к различным ячейкам, расположенным на плате. Есть один важный нюанс, который следует обязательно знать. Когда подается электрический импульс на какую-либо строку, он открывает все её транзисторы. Они подключены к ней напрямую.

Из этого можно сделать вывод, что одна строка является минимальным объемом информации, который можно прочитать при осуществлении доступа. Основное назначение ОЗУ – хранить различного рода временные данные, которые необходимы, пока персональный компьютер включен и функционирует операционная система. В ОЗУ загружаются наиболее важные исполняемые файлы, ЦП осуществляет их выполнение напрямую, просто сохраняя результаты выполненных операций.

Фото: взаимодействие памяти с процессором

Также в ячейках хранятся:

• исполняемые библиотеки;
• коды клавиш, нажатие на которые было осуществлено;
• результаты различных математических операций.

При необходимости все, что находится в RAM, центральный процессор может сохранить на жесткий диск. Причем сделать это в том виде, в котором это необходимо.

Производители

В магазинах можно встретить огромное количество RAM от самых разных производителей. Большое количество таких изделий стало поставляться именно от китайских компаний.

На сегодняшний день наиболее производительной и качественной является продукция следующих брендов:

• Kingston;
• Hynix;
• Corsair;
• Kingmax.
• Samsung.

Она является компромиссным выбором между качеством и производительностью.

Таблица характеристик оперативной памяти

Оперативная память одного вида от различных производителей обладает схожими рабочими характеристиками.

Именно поэтому корректно осуществлять сравнение, беря во внимание лишь тип:

Сравнение производительности и цены

Производительность оперативной памяти напрямую зависит от её стоимости. Узнать, сколько стоит модуль DDR3, можно в ближайшем компьютерном магазине, также следует ознакомиться с ценой на DDR 1. Сопоставив их рабочие параметры и цену, а после этого протестировав, можно легко в этом убедиться.

Наиболее корректно осуществлять сравнение ОЗУ одного вида, но с разной производительностью, зависящей от частоты работы:

Тип	Частота работы, МГц	Стоимость, руб.	Скорость работы , Aida 64, Memory Read, MB/s
DDR 3	1333	3190	19501
DDR 3	1600	3590	22436
DDR 3	1866	4134	26384
DDR 3	2133	4570	30242
DDR 3	2400	6548	33813
DDR 3	2666	8234	31012
DDR 3	2933	9550	28930

В Aida 64 тестирование всех DDR 3 было выполнено на идентичном оборудовании:

• ОС: Windows 8.1;
• ЦП: i5-4670K;
• видеокарта: GeForce GTX 780 Ti;
• материнская плата: LGA1150, Intel Z87.

ОЗУ является очень важной составной частью ПК, сильно влияющей на его производительность. Именно поэтому для её увеличения рекомендуется устанавливать планки с высокой частотой и небольшими таймингами. Это даст большой прирост производительности компьютера, она особенно важна для игр и различных профессиональных программ.

Здравствуйте друзья! В этой статье мы постарались ответить на многочисленные Ваши вопросы, касающиеся оперативной памяти. ? Как узнать, какая оперативная память у меня установлена и сколько? Как правильно подобрать оперативную память для своего компьютера. Как узнать, работает ваша оперативная память в двухканальном режиме или нет? Что лучше купить, одну планку памяти объёмом 8Гб DDR3 или две планки по 4 ГБ каждая? Ну и наконец .

• Если вам интересно, или , тоже читайте наши статьи.

1. Здравствуйте админ, один мой знакомый просит установить ему побольше оперативной памяти. В свойствах компьютера показан объём 2 ГБ. Выключили компьютер, открыли системный блок, там одна планка оперативной памяти, вынули её, а на ней никаких обозначений нет. Что интересно, не удалось определить и модель материнской платы. Компьютер куплен давно, соответственно и встал вопрос - а как узнать тип оперативной памяти, которая ему нужна? Ведь оперативная память различается по типу, частоте и по таймингам.
2. Всем привет! Хотел докупить оперативную память, снял крышку системного блока, вынул планку оперативной памяти и не могу расшифровать информацию нанесённую на ней, там просто написан серийный номер и всё. Совсем непонятно на какой частоте она работает и какой у неё тип, DDR3 или DDR2. Как отличить память DDR3 от DDR2, как они отличаются внешне?
3. У меня в системном блоке одна плашка оперативной памяти DDR3-1600 объёмом 4 ГБ, хочу поставить ещё одну планку тоже объёмом 4 ГБ, но работающую на более высокой частоте DDR3-1866. Мой компьютер будет нормально работать, а самое главное в двухканальном режиме?
   Мой приятель установил в системный блок три разных по объёму и частоте планки оперативной памяти. Разве это допускается? Но что странно, у него компьютер нормально работает!
4. Скажите, как проверить, работает моя оперативная память в двухканальном режиме или нет? И какие условия нужны для того, чтобы моя память работала в двухканальном режиме. Одинаковый объём? Одинаковая частота или одинаковые тайминги? Насколько быстрее работает компьютер в двухканальном режиме, нежели в одноканальном. Говорят что ещё есть и трёхканальный режим.
5. Что лучше будет работать, две планки оперативки по 4 ГБ в двухканальном режиме или одна планка, но объёмом 8 ГБ, соответственно режим работы памяти будет одноканальный?

Чтобы узнать всю информацию о модуле оперативной памяти, его нужно внимательно рассмотреть, обычно производитель маркирует оперативку должной информацией о частоте, объёме и типе оперативной памяти. Если такой инфы на модуле нет, значит нужно узнать всё о материнской плате и установленном процессоре, иногда данное действие превращается в целое расследование.

1. Важные замечания : Друзья, не забывайте, что у Всех новых процессоров Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7 контроллер оперативной памяти находится в самом процессоре (раньше этим заправлял северный мост материнки) и модули памяти теперь непосредственно управляются самим процессором, тоже самое относится к последним процессорам AMD.
2. Это означает, что не важно, какую частоту оперативной памяти поддерживает Ваша материнская плата. Важно, какую частоту оперативной памяти поддерживает Ваш процессор. Если в Вашем компьютере установлен процессор Intel Core i3 , Intel Core i5 , Intel Core i7 , то официально поддерживаемые стандарты памяти данных процессоров: PC3-8500 (DDR3-1066 MHz ), PC3-10600 (DDR3-1333 MHz ), PC3-12800 (DDR3-1600 MHz ), именно на таких частотах будет работать Ваша оперативная память, даже если в паспорте материнской платы указано то, что материнка может работать с планками оперативной памяти высокой частоты PC3-19200 (DDR3-2400 MHz ).
3. Другое дело, если Ваш процессор с разблокированным множителем , то есть с буквой "K ” в конце, например CPU Intel Core i7-4770 K , 3.5 GHz. Разблокированный множитель обозначает то, что в компьютер с таким процессором можно установить планки памяти самой высокой частоты, например DDR3- 1866 MHz или DDR3-2400 MHz , такой процессор можно разогнать и в разгоне оперативка будет работать на своей частоте2400 MHz . Если установить планку оперативной памяти DDR3-1866 MHz или DDR3-2400 MHz в компьютер с обычным процессором, то есть с заблокированным множителем без буквы " K” в конце, например Intel Core i7-3770, 3.9 GHz , то такая планка будет работать в лучшем случае на частоте DDR3-1600 MHz, а в худшем - компьютер не будет загружаться. Поэтому, покупайте оперативную память подходящую Вашему процессору.
4. Что касается процессоров AMD последних лет, то они работают с памятью PC3-10600 (DDR3-1333 MHz ).

Как узнать всю информацию об установленной у вас оперативной памяти?
Во первых, на самой планке оперативной памяти должна быть вся интересующая вас информация, только её нужно правильно прочесть. Не спорю, бывают планки памяти, на которых нет практически ничего, но с ними мы тоже справимся.
Например возьмём планку оперативной памяти Hynix, на ней есть такая информация: 4 GB PC3 – 12800.

Что обозначает следующее:

во-первых, объём 4 ГБ,

во-вторых, 1Rx8 - Ранк - область памяти, созданная несколькими или всеми чипами модуля памяти, 1Rx8 - это ранки односторонней, а 2Rx8 -двусторонней памяти.

Как видим, на этой планке не написано что она DDR2 или DDR3, но указана пропускная способность PC3-12800. PC3 - обозначение пиковой пропускной способности принадлежащей только типу DDR3 (у оперативной памяти DDR2 обозначение будет PC2, например PC2-6400).

Это значит, что наша планка оперативной памяти производителя Hynix имеет тип DDR3 и имеет пропускную способность PC3-12800. Если пропускную способность 12800 разделить на восемь и получается 1600. То есть эта планка памяти типа DDR3, работает на частоте 1600 Мгц.

Прочитайте всё, что касается оперативной памяти DDR2 и DDR3 на сайте

http://ru.wikipedia.org/wiki/DDR3 и вам всё станет понятно.

Возьмём ещё один модуль оперативной памяти – Crucial 4GB DDR3 1333 (PC3 – 10600). Это обозначает следующее: объём 4 ГБ, тип памяти DDR3, частота 1333 МГц, ещё указана пропускная способность PC3-10600.

Возьмём другую планку – Patriot 1GB PC2 – 6400.

Производитель Patriot, объём 1 ГБ, пропускная способность PC2 – 6400. PC2 - обозначение пиковой пропускной способности принадлежащей только типу DDR2 (у оперативной памяти DDR3 обозначение будет PC3, например PC3-12800). Пропускную способность 6400 делим на восемь и получается 800. То есть эта планка памяти типа DDR2, работает на частоте 800 Мгц.

Ещё одна планка - Kingston KHX6400D2 LL/1G
Производитель Kingston, пропускная способность 6400, тип DDR2, объём 1 ГБ. Пропускную способность делим на 8, получаем частоту 800 МГц.
Но на этой планке оперативной памяти есть ещё важная информация , у неё напряжение питания микросхем нестандартное: 2.0 В - выставляется в БИОС вручную.

Модули оперативной памяти отличаются между собой по размеру контактных площадок и по расположению вырезов. С помощью выреза вы не сможете установить модуль оперативной памяти в непредназначенный для него слот. Например планку памяти DDR3 установить в слот DDR2 не получится.

Всё хорошо видно по этой схеме.

Иногда на модуле оперативной памяти не будет никакой понятной информации, кроме названия самого модуля. А модуль нельзя снять, так как он на гарантии. Но и по названию можно понять, что это за память. Например

Kingston KHX1600 C9D3 X2K2/8G X, всё это обозначает:

KHX 1600 -> Оперативка работает на частоте 1600 МГц

C9 -> Тайминги (Задержки) 9-9-9

D3 -> Тип оперативки DDR3

8G X -> Объём 4 ГБ.

Можно просто набрать название модуля в поисковиках и вы узнаете всю информацию о нём.
К примеру, информация программы AIDA64 о моей оперативной памяти. Модули оперативной памяти Kingston HyperX установлены в слоты оперативной памяти 2 и 4, тип памяти DDR3, частота 1600 МГц
DIMM2: Kingston HyperX KHX1600C9D3/4GX DDR3-1600 DDR3 SDRAM
DIMM4: Kingston HyperX KHX1600C9D3/4GX DDR3-1600 DDR3 SDRAM

Можно ли установить в компьютер планки оперативной памяти с разной частотой?

Частота оперативной памяти не обязательно должна совпадать. Материнская плата выставит частоту для всех установленных планок оперативки по самому медленному модулю. Но хочу сказать, что часто компьютер с планками разной частоты работает нестабильно.

Проведём простой эксперимент. Например, возьмём мой компьютер, в нём установлено два одинаковых модуля оперативной памяти Kingston HyperX, тип памяти DDR3, частота 1600 МГц.

Если запустить в моей Windows 8 программу AIDA64, то она покажет такую информацию (смотрите следующий скришнот). То есть программа AIDA64 показывает простые технические характеристики каждой из планок оперативки, в нашем случае обе планки имеют частоту 1600 МГц. Но программа AIDA64 не показывает на какой именно частоте сейчас работают планки оперативной памяти, это нужно смотреть в другой программе под названием CPU-Z.

Если запустить бесплатную программу CPU-Z и пройти на вкладку Memory (Память), то она покажет на какой именно частоте работают Ваши планки оперативки. Моя память работает в двухканальном режиме Dual, частота 800 МГц, так как память DDR3, то её эффективная (удвоенная) скорость 1600 МГц. Значит мои планки оперативной памяти работают именно на той частоте, для которой они и предназначены 1600 МГц. Но что будет, если рядом со своими планками оперативной памяти работающими на частоте 1600 МГц я установлю другую планку с частотой 1333 МГц!?

Установим в мой системный блок дополнительную планку памяти DDR3, работающую на более низкой частоте 1333 МГц.

Смотрим что показывает AIDA64, в программе видно, что установлена дополнительная планка объёмом 4 ГБ, частота 1333 МГц.

Теперь запустим программу CPU-Z и посмотрим на какой частоте работают все три планки. Как видим частота 668,7 МГц, так как память DDR3, то её эффективная (удвоенная) скорость 1333МГц.

То есть, материнская плата автоматически выставила частоту работы всех планок оперативной памяти по самому медленному модулю 1333МГц.

Можно ли установить в компьютер планки оперативной памяти с частотой больше, чем поддерживает материнская плата Самое главное, чтобы частота оперативной памяти поддерживалась вашей материнской платой и процессором (про процессоры есть информация в начале статьи). Например возьмём материнскую плату Asus P8Z77-V LX, ей поддерживаются модули работающие на частотах 1600/1333 МГц в номинальном режиме и 2400/2200/2133/2000/1866/1800 МГц в разгоне. Всё это можно узнать в паспорте на материнскую плату или на официальном сайте http://www.asus.com

Устанавливать в компьютер планки оперативной памяти с частотой больше, чем поддерживает материнская плата не желательно. Например, если ваша материнская плата поддерживает максимальную частоту оперативной памяти 1600 МГц, а вы установили на компьютер модуль оперативной памяти работающий на частоте 1866, то в лучшем случае этот модуль будет работать на меньшей частоте 1600 МГц, а в худшем случае модуль будет работать на своей частоте 1866 МГц, но компьютер будет периодически сам перезагружаться или вы получите при загрузке компьютера синий экран, в этом случае Вам придётся войти в БИОС и вручную выставить частоту оперативной памяти в 1600 МГц.

Тайминги (задержки сигнала) определяют как часто может процессор обращаться к оперативной памяти, если у вас четырёхъядерный процессор и у него большой кэш второго уровня, то слишком большие тайминги не страшны, так как процессор уже реже обращается к оперативной памяти. Можно ли установить в компьютер планки оперативной памяти с разными таймингами? Тайминги тоже не обязательно должны совпадать. Материнская плата автоматом выставит тайминги для всех планок по самому медленному модулю.

Какие условия нужны для того, чтобы моя память работала в двухканальном режиме Перед покупкой оперативной памяти нужно изучить максимум информации об материнской плате. Всю информацию о вашей материнской плате можно узнать из руководства прилагающегося к ней при покупке. Если руководство утеряно, нужно пройти на официальный сайт вашей материнки. Также вам будет полезна статья «Как узнать модель и всю информацию о своей материнской плате»
Чаще всего в наше время встречаются материнские платы, поддерживающие нижеописанные режимы работы оперативной памяти. Dual Mode (двухканальный режим, встречается чаще всего) – при внимательном рассмотрении материнской платы вы можете увидеть, что слоты оперативной памяти окрашены в разные цвета. Сделано это специально и означает, что материнская плата поддерживает двуканальный режим работы оперативной памяти. То есть специально подбираются два модуля оперативной памяти с одинаковыми характеристиками (частотой, таймингами) и одинаковым объёмом и устанавливаются в одинаковые по цвету слоты оперативной памяти.

Если на вашем компьютере установлена одна планка оперативной памяти, но материнская плата поддерживает двухканальный режим, вы можете докупить точно такую же по частоте и объёму планку оперативки и установить обе планки в одинаковые по цвету слоты DIMM.

Есть ли преимущество у двуканального режима перед одноканальным

При обычной работе на компьютере вы разницу не заметите, но при работе в приложениях, активно использующих оперативную память, например Adobe Premiere Pro (монтаж видео), (Canopus) ProCoder (кодирование видео), Photoshop (работа с изображениями), играх, разницу можно ощутить.

Примечание: Некоторые материнские платы будут работать в двухканальном режиме, даже если вы установите в одинаковые по цвету слоты DIMM разные по объёму модули оперативной памяти. Например, в первый слот DIMM вы установите модуль 512Мб, а в третий слот планку объёмом 1Гб. Материнская плата активирует двухканальный режим для всего объёма первой планки 512Мб, а для второй планки (что интересно) тоже 512Мб, а оставшиеся 512Мб второй планки будут работать в одноканальном режиме.

Как узнать, работает моя оперативная память в двухканальном режиме или нет? Скачиваем бесплатную программу CPU-Z и идём на вкладку Memory , смотрим параметр Channel в нашем случае - Dual , значит оперативная память работает в двухканальном режиме. Если параметр Channels - Single , значит оперативная память работает в одноканальном режиме.

Triple Mode (трехканальный режим, редко встречается) – можно установить от трёх до шести модулей памяти. Что лучше будет работать, две планки оперативки по 4 ГБ в двухканальном режиме или одна планка, но объёмом 8 ГБ в одноканальном режиме?

Моё мнение, при обычной работе на компьютере одинаково будут работать, лично я особой разницы не заметил. Я долго работал на компьютере с одной большой планкой оперативки и производительность была такая же, как и на точно таком же компьютере с двумя планками оперативки работающими в двухканальном режиме. Опрос друзей и знакомых сисадминов укрепил меня в этом мнении. Но вот при работе с программами активно использующими оперативную память, например Adobe Premiere Pro, Canopus ProCoder, Photoshop, играх, компьютер с двумя планками оперативной памяти будет работать быстрее.

Можно ли в компьютер установить несколько разных по частоте и объёму планок оперативной памяти?

Конечно можно, но не желательно. Компьютер будет работать стабильнее, если в нём будет реализован тот режим работы оперативной памяти, который рекомендован в паспорте материнской платы. К примеру двухканальный режим.

Современный рынок компьютерных комплектующих развивается столь стремительно, что даже продвинутые пользователи не успевают понять, в чем различие той или иной технологии, как уже появляется новая. Точно такая же ситуация с модулями оперативной памяти. Недавно еще все обсуждали преимущества "тройки" перед стандартной "двойкой", как уже появилась и "четверка", и улучшенная "тройка" с литерой L. Забраться в такие дебри IT-индустрии и не свернуть себе шею в хитросплетениях терминов и технологий может только очень подкованный в этой теме человек. Но нужно разобраться, какая разница между DDR3 и DDR3L. Начнем с истоков.

Суть стандарта DDR3

В отличие от устаревшей "двойки" в третьей версии емкость микросхем увеличена. Теперь она составляет 8 бит. Это не могло не сказаться положительно на производительности. Также вырос минимальный объем модулей - теперь он составляет 1 гигабайт. Меньше просто невозможно. Разница между DDR3 и DDR3L, которую мы рассмотрим чуть ниже, несущественна. Тут больше разницы между "двойкой" и "тройкой". И она заметна невооруженным глазом. Кстати, и энергопотребление снизилось, что сделало данный тип памяти более подходящим для мобильных компьютеров (ноутбуков).

"Тройка" - стандарт далеко не новый. Поэтому особо радоваться здесь нечему. DDR4 гораздо производительнее. Но, тем не менее, именно этот тип памяти наиболее распространен в наше время. DDR3 и DDR3L, разница в которых не так уж существенна, - однотипные модули. Но разобраться в том, что их отличает, стоит хотя бы для самообразования. Что ж, теперь рассмотрим характеристики "тройки" с литерой L.

DDR3L. Что нового?

По сути, в этой памяти все стандартно. Как в обычной "тройке". Но есть одно существенное различие - энергопотребление. В 3L оно равно 1,35 В. Для сравнения, обычная "тройка" потребляет 1,50 В. Это весьма существенно, если говорить о ноутбуках, нетбуках и ультрабуках, то есть о мобильных компьютерах. В их случае энергопотребление играет решающую роль, так как им нужно довольно продолжительное время работать от аккумулятора. Этим и отличаются DDR3 и DDR3L. Разница не такая уж заметная, но существенная.

В последнее время производители мобильных компьютеров используют только энергоэффективные модули "тройки". Поэтому стало возможно заставить ноутбуки работать от батареи дольше, чем это было раньше. Хоть показатели не особо и отличаются. DDR3 и DDR3L, разница в которых тут рассматривается, на данный момент самые приемлемые варианты для персональных компьютеров и ноутбуков. Теперь рассмотрим наиболее популярные модели.

Kingston 4GB DDR3 PC3-10600

Этот модуль прекрасно подходит для ноутбуков среднего ценового сегмента. Он работает на частоте 1333 мегагерц, рабочее напряжение составляет 1,35 В. Это и DDR3, и DDR3L, разница между которыми не особо существенна, в одном флаконе. Объем данной оперативной памяти составляет 4 гигабайта, что вполне достаточно для работы и графических приложений. Мультимедиа тоже будет работать отлично. Этот модуль выглядит идеальным по соотношению "цена-качество".

Как обычно, Kingston радует пользователей быстрой и качественной оперативной памятью. Но не стоит забывать и о практичности. Дело в том, что эта оперативка стоит довольно прилично по сравнению с ее техническими характеристиками. Поэтому ее покупка представляется сомнительной с точки зрения практичности. Нужно дважды подумать перед тем, как покупать сей модуль памяти. А в остальном - это отличная и долговечная оперативка, коих мало на современном рынке.

Samsung 4GB DDR3 PC3-12800

Еще один модуль из самого среднего ценового сегмента. Эта оперативная память работает уже на частоте 1600 мегагерц и может даже использоваться для игр. Особенно производителен тандем из двух модулей такой памяти. Имеются "планки" DDR3 и DDR3L, разница между которыми-таки есть. Как и вся техника этой компании, модули памяти отличаются высочайшим качеством и непревзойденной надежностью. В настоящее время - это одни из лучших модулей на современном рынке компьютерных комплектующих.

Компания Samsung хорошо известна качественными смартфонами и другими устройствами. Но вот модули оперативной памяти ее специалисты могли бы сделать и получше. В них нет и тени легендарного корейского качества. Но работает память хорошо. Хоть и не выглядит особо крепкой или надежной. Кстати, она очень болезненно переносит разгон. Вплоть до самых печальных последствий. Так что подвергать ее подобной процедуре не стоит. Итак, продолжим. DDR3L и DDR3. Какая разница между ними?

Crucial 4GB DDR3 PC3-12800

Еще один бюджетный модуль оперативной памяти стандарта 3L. Его рабочая частота составляет 1600 мегагерц. Рабочее напряжение - 1,35 В. Это стандартно для энергоэффективной памяти. Более ничем выдающимся этот модуль памяти не отличается. Вот только в двухканальном режиме он работает гораздо лучше своих предшественников. Два таких модуля способны заметно поднять производительность любого лэптопа. И в этом их главная заслуга. Стоит эта недорого. Поэтому она и является самой распространенной.

Это легендарный производитель модулей оперативной памяти. Все помнят его высокопроизводительные модели для геймерских компьютеров. Но и в бюджетном сегменте Crucial не ударили в грязь лицом. Модули получились производительными, надежными и энергоэффективными, что немаловажно для владельцев ноутбуков. Приятно, что легендарный производитель, наконец, развернулся лицом к любителям лэптопов.

Заключение

Итак, мы рассмотрели типы памяти DDR3 и DDR3L. Разница в них хоть и несущественная, но есть. И если вы когда-нибудь захотите поменять в своем ноутбуке оперативную память, то обязательно приобретайте энергоэффективный тип. Сегодня любой производитель компьютерных комплектующих производит такую оперативную память. Выше перечислены самые популярные и надежные модели. Но это ведь далеко не все.

Вот и вышли процессоры Intel Haswell-E. сайт уже успела протестировать топовый 8-ядерник Core i7-5960X , а также материнскую плату ASUS X99-DELUXE . И, пожалуй, главной «фишкой» новой платформы стала поддержка стандарта оперативной памяти DDR4.

Начало новой эпохи, эпохи DDR4

О стандарте SDRAM и модулях памяти

Первые модули SDRAM появились еще в 1993 году. Их выпустила компания Samsung. А уже к 2000 году память SDRAM за счет производственных мощностей корейского гиганта полностью вытеснила с рынка стандарт DRAM.

Аббревиатура SDRAM расшифровывается как Synchronous Dynamic Random Access Memory. Дословно это можно перевести как «синхронная динамическая память с произвольным доступом». Поясним значение каждой характеристики. Динамической память является потому, что в силу малой емкости конденсаторов она постоянно требует обновления. К слову, кроме динамической, также существует и статическая память, которая не требует постоянного обновления данных (SRAM). SRAM, например, лежит в основе кэш-памяти. Помимо динамической, память также является синхронной, в отличие от асинхронной DRAM. Синхронность заключается в том, что память выполняет каждую операцию известное число времени (или тактов). Например, при запросе каких-либо данных контроллер памяти точно знает, сколько времени они будут до него добираться. Свойство синхронности позволяет управлять потоком данных и выстраивать их в очередь. Ну и пару слов о «памяти с произвольным доступом» (RAM). Это означает, что единовременно можно получить доступ к любой ячейке по ее адресу на чтение или запись, причем всегда за одно и то же время вне зависимости от расположения.

Модуль памяти SDRAM

Если говорить непосредственно о конструкции памяти, то ее ячейками являются конденсаторы. Если заряд в конденсаторе есть, то процессор расценивает его как логическую единицу. Если заряда нет - как логический ноль. Такие ячейки памяти имеют плоскую структуру, а адрес каждой из них определяется как номер строки и столбца таблицы.

В каждом чипе находится несколько независимых массивов памяти, которые представляют собой таблицы. Их называют банками. В единицу времени можно работать только с одной ячейкой в банке, однако существует возможность работы сразу с несколькими банками. Записываемая информация необязательно должна храниться в одном массиве. Зачастую она разбивается на несколько частей и записывается в разные банки, причем процессор продолжает считать эти данные единым целым. Такой способ записи называется interleaving. В теории, чем больше в памяти таких банков, тем лучше. На практике модули с плотностью до 64 Мбит имеют два банка. С плотностью от 64 Мбит до 1 Гбит - четыре, а с плотностью 1 Гбит и выше - уже восемь.

Что такое банк памяти

И несколько слов о строении модуля памяти. Сам по себе модуль памяти представляет собой печатную плату с распаянными на ней чипами. Как правило, в продаже можно встретить устройства, выполненные в форм-факторах DIMM (Dual In-line Memory Module) или SO-DIMM (Small Outline Dual In-line Memory Module). Первый предназначается для использования в полноценных настольных компьютерах, а второй - для установки в ноутбуки. Несмотря на один и тот же форм-фактор, модули памяти разных поколений отличаются количеством контактов. Например, решение SDRAM имеет 144 пина для подключения к материнской плате, DDR - 184, DDR2 - 214 пинов, DDR3 - 240, а DDR4 - уже 288 штук. Конечно, речь в данном случае идет о DIMM-модулях. Устройства, выполненные в форм-факторе SO-DIMM, само собой имеют меньшее число контактов в силу своих меньших размеров. Например, модуль памяти DDR4 SO-DIMM подключается к «материнке» за счет 256 пинов.

Модуль DDR (внизу) имеет больше пинов, чем SDRAM (вверху)

Вполне очевидно и то, что объем каждого модуля памяти высчитывается как сумма емкостей каждого распаянного чипа. Чипы памяти, конечно, могут отличаться своей плотностью (или, проще говоря, объемом). К примеру, прошедшей весной компания Samsung наладила серийное производство чипов с плотностью 4 Гбит. Причем в обозримом будущем планируется выпуск памяти с плотностью 8 Гбит. Также модули памяти имеют свою шину. Минимальная ширина шины составляет 64 бит. Это означает, что за такт передается 8 байт информации. При этом нужно отметить, что также существуют 72-битные модули памяти, в которых «лишние» 8 бит отведены для технологии коррекции ошибок ECC (Error Checking & Correction). Кстати, ширина шины модуля памяти также является суммой ширин шин каждого отдельно взятого чипа памяти. То есть, если шина модуля памяти является 64-битной и на планке распаяно восемь чипов, то ширина шины памяти каждого чипа равна 64/8=8 бит.

Чтобы рассчитать теоретическую пропускную способность модуля памяти, можно воспользоваться следующей формулой: A*64/8=ПС, где «А» - это скорость передачи данных, а «ПС» - искомая пропускная способность. В качестве примера можно взять модуль памяти типа DDR3 с частотой 2400 МГц. В таком случае пропускная способность будет равняться 2400*64/8=19200 Мбайт/с. Именно это число имеется в виду в маркировке модуля PC3-19200.

Как же происходит непосредственно чтение информации из памяти? Сначала подается адресный сигнал в соответствующую строку (Row), а уже затем считывается информация из нужного столбца (Column). Информация считывается в так называемый усилитель (Sense Amplifiers) - механизм подзарядки конденсаторов. В большинстве случаев контроллер памяти считывает сразу целый пакет данных (Burst) с каждого бита шины. Соответственно, при записи каждые 64 бита (8 байт) делятся на несколько частей. К слову, существует такое понятие как длина пакета данных (Burst Length). Если эта длина равна 8, то за один раз передается сразу 8*64=512 бит.

Модули и чипы памяти также имеют такую характеристику, как геометрия, или организация (Memory Organization). Геометрия модуля показывает его ширину и глубину. Например, чип с плотностью 512 Мбит и разрядностью (шириной) 4 имеет глубину чипа 512/4=128М. В свою очередь, 128М=32М*4 банка. 32М - это матрица, содержащая 16000 строк и 2000 столбцов. Она может хранить 32 Мбит данных. Что касается самого модуля памяти, то почти всегда его разрядность составляет 64 бита. Глубина же легко высчитывается по следующей формуле: объем модуля умножается на 8 для перевода из байтов в биты, а затем делится на разрядность.

На маркировке без труда можно найти значения таймингов

Необходимо сказать несколько слов и о такой характеристике модулей памяти, как тайминги (задержки). В самом начале статьи мы говорили о том, что стандарт SDRAM предусматривает такой момент, что контроллер памяти всегда знает, сколько времени выполняется та или иная операция. Тайминги как раз и указывают время, требующееся на исполнение определенной команды. Это время измеряется в тактах шины памяти. Чем меньше это время, тем лучше. Самыми важными являются следующие задержки:

• TRCD (RAS to CAS Delay) - время, которое необходимо для активации строки банка. Минимальное время между командой активации и командой чтения/записи;
• CL (CAS Latency) - время между подачей команды чтения и началом передачи данных;
• TRAS (Active to Precharge) - время активности строки. Минимальное время между активацией строки и командой закрытия строки;
• TRP (Row Precharge) - время, необходимое для закрытия строки;
• TRC (Row Cycle time, Activate to Activate/Refresh time) - время между активацией строк одного и того же банка;
• TRPD (Active bank A to Active bank B) - время между командами активации для разных банков;
• TWR (Write Recovery time) - время между окончанием записи и подачей команды закрытия строки банка;
• TWTR (Internal Write to Read Command Delay) - время между окончанием записи и командой чтения.

Конечно, это далеко не все существующие в модулях памяти задержки. Можно перечислить еще добрый десяток всевозможных таймингов, но лишь указанные выше параметры существенно влияют на производительность памяти. Кстати, в маркировке модулей памяти и вовсе указываются только четыре задержки. Например, при параметрах 11-13-13-31 тайминг CL равен 11, TRCD и TRP - 13, а TRAS - 31 такту.

Со временем потенциал SDRAM достигла своего потолка, и производители столкнулись с проблемой повышения быстродействия оперативной памяти. Так на свет появился стандарт DDR.1

Пришествие DDR

Разработка стандарта DDR (Double Data Rate) началась еще в 1996 году и закончилась официальной презентацией в июне 2000 года. С приходом DDR уходящую в прошлое память SDRAM стали называть попросту SDR. Чем же стандарт DDR отличается от SDR?

После того как все ресурсы SDR были исчерпаны, у производителей памяти было несколько путей решения проблемы повышения производительности. Можно было бы просто наращивать число чипов памяти, тем самым увеличивая разрядность всего модуля. Однако это отрицательно сказалось бы на стоимости таких решений - уж очень дорого обходилась эта затея. Поэтому в ассоциации производителей JEDEC пошли иным путем. Было решено вдвое увеличить шину внутри чипа, а передачу данных осуществлять также на вдвое повышенной частоте. Кроме этого, в DDR предусматривалась передача информации по обоим фронтам тактового сигнала, то есть два раза за такт. Отсюда и берет свое начало аббревиатура DDR - Double Data Rate.

Модуль памяти DDR производства Kingston

С приходом стандарта DDR появились такие понятия, как реальная и эффективная частота памяти. К примеру, многие модули памяти DDR работали на скорости 200 МГц. Эта частота называется реальной. Но из-за того, что передача данных осуществлялась по обоим фронтам тактового сигнала, производители в маркетинговых целях умножали эту цифру на 2 и получали якобы эффективную частоту 400 МГц, которую и указывали в маркировке (в данном случае - DDR-400). При этом в спецификациях JEDEC указано, что использовать термин «мегагерц» для характеристики уровня производительности памяти и вовсе некорректно! Вместо него необходимо использовать «миллионы передач в секунду через один выход данных». Однако маркетинг - дело серьезное, указанные в стандарте JEDEC рекомендации мало кому были интересны. Поэтому новый термин так и не прижился.

Также в стандарте DDR впервые появился двухканальный режим работы памяти. Использовать его можно было при наличии четного числа модулей памяти в системе. Его суть заключается в создании виртуальной 128-битной шины за счет чередования модулей. В таком случае происходила выборка сразу 256 бит. На бумаге двухканальный режим может поднять производительность подсистемы памяти в два раза, однако на практике прирост скорости оказывается минимален и далеко не всегда заметен. Он зависит не только от модели оперативной памяти, но и от таймингов, чипсета, контроллера памяти и частоты.

Четыре модуля памяти работают в двухканальном режиме

Еще одним нововведением в DDR стало наличие сигнала QDS. Он располагается на печатной плате вместе с линиями данных. QDS был полезен при использовании двух и более модулей памяти. В таком случае данные приходят к контроллеру памяти с небольшой разницей во времени из-за разного расстояния до них. Это создает проблемы при выборе синхросигнала для считывания данных, которые успешно решает как раз QDS.

Как уже говорилось выше, модули памяти DDR выполнялись в форм-факторах DIMM и SO-DIMM. В случае DIMM количество пинов составляло 184 штуки. Для того чтобы модули DDR и SDRAM были физически несовместимы, у решений DDR ключ (разрез в области контактной площадки) располагался в ином месте. Кроме этого, модули памяти DDR работали с напряжением 2,5 В, тогда как устройства SDRAM использовали напряжение 3,3 В. Соответственно, DDR обладала меньшим энергопотреблением и тепловыделением в сравнении с предшественником. Максимальная частота модулей DDR составляла 350 МГц (DDR-700), хотя спецификациями JEDEC предусматривалась лишь частота 200 МГц (DDR-400).

Память DDR2 и DDR3

Первые модули типа DDR2 появились в продаже во втором квартале 2003 года. В сравнении с DDR, оперативная память второго поколения не получила существенных изменений. DDR2 использовала всю ту же архитектуру 2 n -prefetch. Если раньше внутренняя шина данных была вдвое больше, чем внешняя, то теперь она стала шире в четыре раза. При этом возросшую производительность чипа стали передавать по внешней шине с удвоенной частотой. Именно частотой, но не удвоенной скоростью передачи. В итоге мы получили, что если у DDR-400 чип работал на реальной частоте 200 МГц, то в случае DDR2-400 он функционировал со скоростью 100 МГц, но с вдвое большей внутренней шиной.

Также DDR2-модули получили большее количество контактов для присоединения к материнской плате, а ключ был перенесен в другое место для физической несовместимости с планками SDRAM и DDR. Вновь было снижено рабочее напряжение. Если модули DDR работали при напряжении 2,5 В, то решения DDR2 функционировали при разности потенциалов 1,8 В.

По большому счету, на этом все отличия DDR2 от DDR заканчиваются. Первое время модули DDR2 в отрицательную сторону отличались высокими задержками, из-за чего проигрывали в производительности планкам DDR с одинаковой частотой. Однако вскоре ситуация вернулась на круги своя: производители снижали задержки и выпускали более быстрые наборы оперативной памяти. Максимальная частота DDR2 достигала отметки эффективных 1300 МГц.

Различное положение ключа у модулей DDR, DDR2 и DDR3

При переходе от стандарта DDR2 к DDR3 использовался тот же самый подход, что и при переходе от DDR к DDR2. Само собой, сохранилась передача данных по обоим концам тактового сигнала, а теоретическая пропускная способность выросла в два раза. Модули DDR3 сохранили архитектуру 2 n -prefetch и получили 8-битную предвыборку (у DDR2 она была 4-битной). При этом внутренняя шина стала в восемь раз больше, чем внешняя. Из-за этого в очередной раз при смене поколений памяти увеличились ее тайминги. Номинальное рабочее напряжение для DDR3 было снижено до 1,5 В, что позволило сделать модули более энергоэффективными. Заметим, что, кроме DDR3, существует память типа DDR3L (буква L означает Low), которая работает с пониженным до 1,35 В напряжением. Также стоит отметить, что модули DDR3 оказались ни физически, ни электрически несовместимы с любым из предыдущих поколений памяти.

Конечно, чипы DDR3 получили поддержку некоторых новых технологий: например, автоматическую калибровку сигнала и динамическое терминирование сигналов. Однако в целом все изменения носят преимущественно количественный характер.

DDR4 - очередная эволюция

Наконец, мы добрались до совершенно новой памяти типа DDR4. Ассоциация JEDEC начала разработку стандарта еще в 2005 году, однако лишь весной этого года первые устройства появились в продаже. Как говорится в пресс-релизе JEDEC, при разработке инженеры пытались достичь наибольшей производительности и надежности, увеличив при этом энергоэффективность новых модулей. Что ж, такое мы слышим каждый раз. Давайте посмотрим, какие конкретно изменения получила память DDR4 в сравнении с DDR3.

На этой картинке можно проследить эволюцию технологии DDR: как менялись показатели напряжения, частоты и емкости

Один из первых прототипов DDR4. Как ни странно, это ноутбучные модули

В качестве примера рассмотрим 8-гигабайтный DDR4-чип с шиной данных шириной 4 бита. Такой девайс содержит 4 группы банков по 4 банка в каждой. Внутри каждого банка находятся 131 072 (2 17) строки емкостью 512 байт каждая. Для сравнения можно привести характеристики аналогичного DDR3-решения. Такой чип содержит 8 независимых банков. В каждом из банков находятся 65 536 (2 16) строк, а в каждой строке - 2048 байт. Как видите, длина каждой строки чипа DDR4 в четыре раза меньше длины строки DDR3. Это означает, что DDR4 осуществляет «просмотр» банков быстрее, нежели DDR3. При этом переключение между самими банками также происходит гораздо быстрее. Тут же отметим, что для каждой группы банков предусмотрен независимый выбор операций (активация, чтение, запись или регенерация), что позволяет повысить эффективность и пропускную способность памяти.

Основные преимущества DDR4: низкое энергопотребление, высокая частота, большой объем модулей памяти

Модуль памяти DDR со 184 контактами

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

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

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

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

Чипы памяти

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

Спецификация чипов памяти

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

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

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

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

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

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

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

Характеристики чипов

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

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

Модули памяти

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

Характеристики модулей

Объём. Указывается в мегабайтах или гигабайтах.

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

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

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

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

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

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

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

Спецификация модулей памяти

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

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

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

Размеры модулей также стандартизированы JEDEC.

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

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

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

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

Официальный сайт JEDEC (англ.)

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

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

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

Как работает динамическая память (DRAM).

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

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

При считывании информации происходят следующие операции:

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

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

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

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

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

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

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

Банки памяти.

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

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

Как работает DDR.

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

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

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

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

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

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

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

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

Протоколы работы с DDR SDRAM.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Чипы памяти, модули памяти.

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