Використання sdram. Типи та характеристики оперативної пам'яті. Організація та принципи роботи

Пам'ять: ОЗУ, DDR SDRAM, SDR SDRAM, PC100, DDR333, PC3200... як у цьому розібратися? Давайте спробуєм!

Отже, перше що ми повинні зробити це "розгладити" всі сумніви та питання щодо номіналів на пам'яті.

Найпоширеніші типи пам'яті це:

• SDR SDRAM(позначення PC66, PC100, PC133)
• DDR SDRAM(Позначення PC266, PC333 і т.д. або PC2100, PC2700)
• RDRAM(PC800)

Тепер для наступних пояснень, розповім про таймінги та частоти. Таймінг- це затримка між окремими операціями, які проводять контролер при зверненні до пам'яті.

Якщо розглянути склад пам'яті, отримаємо: весь її простір представлено у вигляді осередків (прямокутники), які складаються з певної кількості рядків та стовпців. Один такий прямокутник називається сторінкою, а сукупність сторінок називається банком.

Для звернення до комірки, контролер задає номер банку, номер сторінки в ньому, номер рядка і номер стовпця, на всі запити витрачається час, крім того, досить велика витрата йде на відкриття та закриття банку після самої операції читання/запису. На кожну дію потрібен час, і називається таймінгом.

Тепер розглянемо детальніше кожен із таймінгів. Деякі з них не доступні для налаштування - час доступу CS# (crystal select) цей сигнал визначає кристал (чіп) на модулі для проведення операції.

Крім цього, решту можна міняти:

• RCD (RAS-to-CAS Delay)це затримка між сигналами RAS (Row Address Strobe)і CAS (Column Address Strobe), даний параметр характеризує інтервал між доступами на шину контролером сигналів RAS#і CAS#.
• CAS Latency (CL)це затримка між командою читання та доступністю до читання першого слова. Введена для набору адресними регістрами стійкого рівня сигналу.
• RAS Precharge (RP)цей час повторної видачі (період накопичення заряду) сигналу RAS# - через який час контролер пам'яті буде здатний знову видати сигнал ініціалізації адреси рядка.

Примітка:порядок операцій саме такий (RCD-CL-RP), але найчастіше таймінги записують за порядку, а, по " важливості " - CL-RCD-RP.


• Precharge Delay(або Active Precharge Delay; частіше позначається як Tras) це час активності рядка. Тобто. період, протягом якого закривається рядок, якщо наступний необхідний осередок знаходиться в іншому рядку.
• SDRAM Idle Timer(або SDRAM Idle Cycle Limit) кількість тактів, протягом яких сторінка залишається відкритою, після цього сторінка примусово закривається, або для доступу до іншої сторінки, або для оновлення (refresh)
• Burst Lengthце параметр, який встановлює розмір передвиборки пам'яті щодо початкової адреси звернення. Чим більший його розмір, тим вища продуктивність пам'яті.

Ну ось, начебто розібралися з основними поняттями про таймінги, тепер розглянемо докладніше номінали пам'яті (PC100, PC2100, DDR333 і т.д.)

Існує два типи позначень для однієї і тієї ж пам'яті: одне - "ефективною частотою" DDRxxx, а друге - за теоретичною пропускною здатністю PCxxxx.

Позначення "DDRxxx" історично розвинулося із послідовності назв стандартів "PC66-PC100-PC133" - коли було прийнято швидкість пам'яті асоціювати з частотою (хіба що ввели нове скорочення "DDR" для того, щоб відрізняти SDR SDRAM від DDR SDRAM). Поруч із пам'яттю DDR SDRAM виникла пам'ять RDRAM (Rambus), де хитрі маркетологи вирішили ставити не частоту, а пропускну спроможність - PC800. При цьому ширина шини даних як була 64 біта (8 байт) - так і залишилася, тобто ті ж PC800 (800 МБ/с) виходили множенням 100 МГц на 8. Природно від назви нічого не змінилося, і PC800 RDRAM - суть та ж PC100 SDRAM, тільки в іншому корпусі... Це нічого більше, ніж стратегія для продажу, грубо кажучи "наколоти людей". У відповідь компанії, які випускають модулі, почали писати теоретичну пропускну здатність – PCxxxx. Так з'явилися PC1600, PC2100 і наступні... При цьому DDR ​​SDRAM має ефективну частоту вище вдвічі, а значить і більше числа на позначеннях.

Ось приклад відповідностей позначень:

• 100 МГц = PC1600 DDR SDRAM = DDR200 SDRAM = PC100 SDRAM = PC800 RDRAM
• 133 МГц = PC2100 DDR SDRAM = DDR266 SDRAM = PC133 SDRAM = PC1066 RDRAM
• 166 МГц = PC2700 DDR SDRAM = DDR333 SDRAM = PC166 SDRAM = PC1333 RDRAM
• 200 МГц = PC3200 DDR SDRAM = DDR400 SDRAM = PC200 SDRAM = PC1600 RDRAM
• 250 МГц = PC4000 DDR SDRAM = DDR500 SDRAM

Щодо RAMBUS (RDRAM)писати багато не буду, але все ж таки постараюся її вам уявити.

Існує три різновиди RDRAM - Base, Concurrentі Direct. Base і Concurrent це практично одне і теж, але Direct має пристойні відмінності, тому розповім про перші дві узагальнено, а про останню - детальніше.

Base RDRAMі Concurrent RDRAMв основному відрізняються тільки робочими частотами: для першої частота становить 250-300 MHz, а для другої цей параметр, відповідно, дорівнює 300-350 MHz. Дані передаються по два пакети даних за такт, тому ефективна частота передачі виходить вдвічі більше. Пам'ять використовує восьми бітну шину даних, що, отже, дає пропускну здатність 500-600 Mb/s (BRDRAM) та 600-700 Mb/s (CRDRAM).

Direct RDRAM (DRDRAM)на відміну від Base та Concurrent, має 16-бітну шину і працює на частоті 400 MHz. Пропускна спроможність Direct RDRAM становить 1.6 Gb/s (враховуючи двонаправлену передачу даних), що вже в порівнянні з SDRAM (1 Gb/s для PC133) виглядає досить непогано. Зазвичай, говорячи про RDRAM, мають на увазі DRDRAM, тому буква "D" у назві часто опускається. З появою цього типу пам'яті Intelстворила чіпсет для Pentium 4 – i850.

Найбільший плюс Rambusпам'яті це те, що чим більше модулів – тим більше пропускна здатністьнаприклад, до 1.6 Gb/s на один канал і до 6.4 Gb/s при чотирьох каналах.

Є також два недоліки, досить значних:

1. Лапки золоті і стають непридатними, якщо плату пам'яті витягнути і вставити в слот більше 10 разів (приблизно).

2. Завищена ціна, але багато хто знаходить дуже добре застосування цієї пам'яті і готові заплатити за них великі гроші.

Ось, мабуть, і все, ми розібралися з таймінгами, назвами та номіналами, тепер я розповім трохи про різні важливі дрібниці.

Ви напевно бачили в BIOS"e при налаштуваннях частоти пам'яті опцію By SPD що це означає? SPD - Serial Presence Detect, Це мікросхема на модулі, в яку зашиті всі параметри для роботи модуля, це "значення за умовчанням". Зараз через появу "noname" компаній, стали записувати в цей чіп ім'я виробника та дату.

Реєстрова пам'ять

Registered Memoryце пам'ять з регістрами, які є буфером між контролером пам'яті і чіпами модуля. Регістри зменшують навантаження на систему синхронізації і дозволяють набирати дуже велику кількість пам'яті (16 або 24 гігабайт), не перевантажуючи ланцюги контролера.

Але дана схемамає недолік - регістри вносять затримку в 1 такт на кожну операцію, а значить - регістрова пам'ять повільніша за звичайну за інших рівних умов. Тобто - оверклокеру нецікава (та й коштує вона дуже дорого).

Усі зараз кричать про Dual channel – що це?

Dual channel- подвійний канал, це дозволяє звертатися одночасно до двох модулів. Dual channel - це тип модулів, а функція інтегрована в материнську плату. Може бути задіяна двома (бажано) ідентичними модулями. Включається він автоматично за наявності 2-х модулів.

Примітка:Щоб активувати цю функцію, необхідно встановити модулі в слоти різних кольорів.

Parity та ECC

Memory with Parityце пам'ять із перевіркою парності, здатна детектувати деякі типи помилок.

Memory with ECCце пам'ять з корекцією помилок, що дозволяє знайти, а також виправити помилку одного біта в байті. Застосовується переважно на серверах.

Примітка:вона повільніша за звичайну, не годиться для людей, що люблять швидкість.

Сподіваюся, після прочитання статті ви розібралися з популярнішими "незрозумілими поняттями".

Останні програмні продукти, активно проникають на жорсткі дискинаших персональних комп'ютерів, дуже різні. Але є в них щось спільне. І це загальне - небувала досі вимогливість щодо апаратних ресурсів. А особливо обсягу оперативної пам'яті(про ненав'язливу "раду" використовувати 3D-акселератор я вже навіть не говорю). Якщо раніше необхідним і достатнім вважалося мати 32 Мб RAM, то сьогодні це вже 64, і вже явно видно той час, коли "ненажерливість" (і в першу чергу ігор) вимагатиме не менше 96-128 Мб. І виходу немає – доводиться "нарощувати" міць свого ПК установкою додаткових модулів пам'яті. Ось про них самих і поговоримо.

Найбільше не пощастило власникам комп'ютерів на базі материнських плат Socket-7, що підтримують лише асинхронну динамічну пам'ять у вигляді 72-х контактних модулів пам'яті SIMM (DRAM Single In-line Memory Modules). Всі ці модулі 32-х бітні і можуть встановлюватися в "пентіумні" материнські плати тільки попарно (через 64-бітну структуру шини пам'яті), що не дешево. Інша проблема в тому, що вони вже давно не випускаються (принаймні масово). А з рук і зі складів деяких фірм переважно продають модулі SIMM об'ємом 4 або 8 Мб (максимум 16 Мб), що не дозволяє в багатьох ПК дотягнути навіть до 64 Мб. А якщо сюди додати ще неоднорідність пам'яті SIMM (типи FPM та EDO, які часто не уживаються один з одним) та марність нарощування пам'яті через відверту слабкість центрального процесора (нижче Pentium-166) та графічну карту (менше 4 Мб відеопам'яті), то висновок напрошується сам собою - в цьому випадку потрібна докорінна модернізація всього ПК до рівня хоча б PCeleron або AMD K6-2.

Сьогодні практично всі комп'ютери на базі процесорів сімейства Р6 оснащуються синхронною динамічною оперативною пам'яттю у вигляді 168-контактних, 64-бітних модулів DIMM (Synchronous DRAM Dual In-line Memory Modules).

Спочатку вся пам'ять була асинхронною. При асинхронній передачі гарантується, що певну операцію буде закінчено за фіксований проміжок часу (близько 60-70 нс). Робота асинхронної пам'яті не прив'язана до тактової частоти системної шини, і з'являються на цій шині в довільні моменти часу. З системної шини дані зчитуються контролером, який синхронізований тактовою частотою, і якщо дані з'являються найближчим часом за фронтом тактового імпульсу, всі вони будуть зчитані лише з початком наступного тактового імпульсу, тобто. з'являється затримка з обробкою даних. Здійснюючи спеціальні режимидоступу, проектувальники пам'яті змогли покращити роботу звичайної пам'яті. У пам'яті FPM (Fast Page Mode) застосовувався режим посторінкової адресації і у своїй вдалося збільшити тактову частоту до 40 МГц.

Наступним кроком шляху поліпшення пам'яті був перехід до стандарту EDO (Extended data output), який характеризувався збільшеним порівняно з FPM часом зберігання даних на виході мікросхеми пам'яті. У поєднанні з пакетним режимом передачі даних (Burst Mode) ця пам'ять забезпечила хорошу продуктивність і з успіхом застосовується і зараз у системах, що не потребують понад 66 МГц системної шини. Але процесор, що працює з асинхронною пам'яттю, змушений марно чекати на DRAM, щоб завершити внутрішні дії, для чого зазвичай потрібно 60 нс.

При синхронній роботі з пам'яттю DRAM видає інформацію на системну шину за тактами системного генератора. У цьому управління пам'яттю ускладнюється, оскільки доводиться вводити додаткові " клямки " , які зберігають адреси, дані і керуючі сигнали, тоді як процесор, передавши в пам'ять, продовжує працювати з іншими пристроями. Після певної кількості тактових циклів, кількість яких вважає спеціальний лічильник, дані стають доступними і процесор може отримати їх із системної шини. У цьому описи швидкодії пам'яті замість тривалості циклу доступу стали застосовувати мінімально допустимий період тактової частоти. Так, якщо кажуть, що модуль 10 нс, це означає, що він тактується послідовністю імпульсів із частотою 100 МГц.

Саме частота системного генератора є характеристикою будь-якого синхронного модуля пам'яті, що застосовується в системі. При цьому не потрібні дільники або помножувачі частоти, немає необхідності в розрахунку часу подачі сигналів (стробів), що управляють. Запис інформації в модуль також спрощується, оскільки адреси, дані та строби "защіпаються" тактовим генератором без втручання центрального процесора, який раніше був змушений контролювати синхронізацію зберігання даних у пам'яті та запис у пам'ять.

На частотах до 83 МГц був ніякої реальної причини переходити з EDO на SDRAM. Ціна SDRAM була значно вищою, а продуктивність зростала незначно. З появою системної шини 100 МГц змінилося все. EDO DRAM вже не могла стійко працювати на даній частоті, а продуктивність SDRAM на частоті 100 МГц була вищою.

Робота будь-якого типу пам'яті визначається часовими діаграмами. Так, робота SDRAM описується діаграмою 5-1-1-1. Це означає, що при зчитуванні з пам'яті чотирьох послідовних слів перше слово буде раховано за п'ять тактів, а кожне наступне - за один. Для порівняння: пам'ять FPM має діаграму 5-3-3-3, а пам'ять EDO – 5-2-2-2. Правда, це все теоретичні "передумови" (в реальній системі є маса пристроїв, що заважають виконанню цих діаграм), що доводять переваги застосування SDRAM.

Для перших SDRAM, що працюють з чіпсетами Intel TX та VX, передбачалася тактова частота 66 МГц. Але невдовзі з'явилися чіпсети, що працюють на частоті шини 100 МГц. Вироблені SDRAM-модулі могли досить стійко працювати на частотах понад 66 МГц, а деякі зразки цієї пам'яті навіть зараз працюють на частоті 100 МГц. Плануючи забезпечити потреби в пам'яті для 66-мегагерцових систем, багато виробників випустили занадто багато 66-мегагерцових SDRAM-модулів. Хоча вже рік тому існували справжні 10- та 8-наносекундні чіпи пам'яті SDRAM, але виробництво 100-мегагерцових SDRAM-модулів не форсувалося, т.к. запізнювалася специфікація, що отримала назву РС100 і що вийшла лише у лютому 1998 року.

Велика маса існуючих чіпів пам'яті SDRAM є 10 нс і, згідно специфікації, не дозволяють модулю пам'яті стійко працювати на частотах 100 MГц і більше, хоча їх і називають "100-мегагерцовими". Технологія виготовлення пам'яті, що працює на частоті понад 100 МГц, надзвичайно складна і потребує спеціального відношення до всіх елементів цифрового передачі даних. Специфікація модулів пам'яті PC100 розроблена Intel містить більше 250 сторінок тексту. Цією специфікацією Intel сильно обмежила кількість можливих виробників пам'яті, настільки високі вимоги до технології виготовлення SDRAM.

В даний час у пропозиціях продавців 100-мегагерцової пам'яті можна зустріти 2 класи пам'яті, що відповідають стандарту PC100 для застосування комп'ютерні системи: PC100 SDRAM Unbuffered DIMM та PC100 SDRAM Registered DIMM. Unbuffered модулі, інакше звані "небуферизовані", випускаються як у 64-розрядному виконанні, так і в 72-розрядному (з використанням функції ЕСС), і їх максимальна ємність становить 512 Мб. DIMM-модулі стандарту Registered випускаються тільки в 72-розрядному виконанні, та їх ємність на Наразісягає 1024 Мб. Подібні типи DIMM застосовуються в системах, що вимагають більше 1 Гб оперативної пам'яті (потужні багатопроцесорні сервери, спеціалізовані системи обробки інформації тощо) та відрізняються від Unbuffered DIMM збільшеним розміром друкованої плати (PCB), а також наявністю спеціальних мікросхем – регістрів (Registers) ) на модулі, що забезпечують сторінкову організацію пам'яті.

На нашому ринку практично всі модулі DIMM є небуферизованими та тривольтовими. Про це свідчать два невеликі пази (ключі) на РСВ. Перший ключ, розташований між 10-м та 11-м висновками (пінами) ідентифікує DIMM як небуферизований. Другий паз, розташований по центру між 40-м та 41-м контактом, визначає напругу живлення модуля – 3,3V.

Передбачаючи складності функціонування систем із SDRAM від різних виробників, і навіть для полегшення установки SDRAM в систему, Intel розробив специфікацію на послідовну EEPROM-пам'ять, названу Serial Presence Detect (SPD).

Присутність SPD-контролера на DIMM-модулях, що відповідають специфікації РС100, - необхідна умова, оскільки він містить точні характеристикичіпів пам'яті, які необхідні BIOS для правильної конфігурації системи. При старті системи чіпсет материнської плати послідовно прочитує байти з EEPROM для ідентифікації модуля SDRAM і встановлює параметри так, щоб забезпечити коректну роботу з цим видом пам'яті. Потрібно розуміти, що виробників SDRAM-модулів дуже багато. Їх виробляють компанії, які витратили "всього" близько 40 000 доларів на придбання станції монтажу та на апарат тестування контролю придатності модулів. Як правило, такі компанії не отримують першосортні чіпи SDRAM і, відповідно, параметри готового SDRAM-модуля не найкращі. Вводячи специфікацію РС100, корпорація Intel намагалася обмежити кількість виробників SDRAM-модулів. Нижче в таблиці наводяться компанії, модулі пам'яті яких пройшли тестування і можуть називатися 100-мегагерцевими:

У відповідності до вимог Intel плата SDRAM PC100-модуля має бути маркована як "PCSDRAM-REV#.#". Позначення символів #.# - номер версії специфікації, яка використовувалася під час розробки та виробництва плати РСВ. Специфікація 1.0 - сучасна і була прийнята в лютому 1998 р. До цього моменту багато виробників вже випустили велику кількість DIMM-модулів, що відповідають специфікації REV 0.9 (жовтень 1997). Ці SDRAM-модулі призначалися до роботи лише у системах із частотою шини 66 МГц. Тому наклейка або напис виконаний фарбою на РСВ не дасть Вам повної впевненості, що даний DIMM-модуль - 100-мегагерцовий.

Останнім часом у користувачів величезної популярності користуються модулі пам'яті з 8-наносекундними мікросхемами SDRAM. Вважається, що така пам'ять швидше за 10-наносекундну і може працювати на частоті шини чи не до 133 МГц.

Це не зовсім так. Одним з найважливіших параметрівпам'яті, що впливають на її швидкодію, є CAS Latency. Він означає мінімальна кількістьциклів тактового сигналу від моменту запиту даних сигналом CAS (вибірка стовпця) до появи і стійкого зчитування з висновків модуля. Значення CL може бути "2" або "3". Чим менше число, тим чіп швидше і коштує дорожче. Якщо порівняти два модулі PC100 з мікросхемами 10 нс і 8 нс, то швидше на 100 МГц буде працювати той, у якого параметр CL менше (тобто дорівнює 2). І часто це саме SDRAM 10 нс. Щоправда, такі модулі зазвичай працюють на частоті понад 100 МГц, тоді як 8-наносекундные модулі теоретично можуть стійко функціонувати до 125 МГц (іноді вище).

Але повернемось до недавньої історії. Поступово з метою збільшення пропускної спроможності системної шини виникла потреба у більш швидкої пам'яті, що працює на частотах понад 100 МГц. Багато виробників пам'яті розпочали роботи з проектування абсолютно нових типів пам'яті: DDR (Double Data Rate) SDRAM і Rambus. Але все упиралося у високу вартість такої пам'яті. До кінця цю проблему не вирішено і сьогодні. Але ринок не терпить порожнечі. І в результаті група компаній – VIA Technologies, IBM Microelectronics, Micron Semiconductor Products, NEC Electronics, Samsung Semiconductor – продовжила специфікацію PC133 SDRAM DIMM (Revision 0.4, 7 червня 1999). Вони вирішили, що нехай пам'ять буде сумісна з нинішніми технологіями, дешевше коштуватиме, хоч і не зможе працювати на частотах вище 133 МГц. За великим рахунком, пам'ять PC133 – це найкращі зразки пам'яті стандарту PC100, розігнані на 133 МГц.

При цьому спеціально для пам'яті PC133 розроблявся новий чіпсет Apollo Pro 133 від другого найбільшого у світі виробника чіпсетів – VIA Technologies.

Пізніше і гігант Intel вирішив разом із розвитком пам'яті Rumbus тимчасово підтримати проект PС133. Так з'явилися процесори Pentium III з додаванням "В", що означає, що він розрахований на частоту системної шини (FSB) 133 МГц. Специфікація PC133 майже не відрізняється від PC100.

Пікова пропускна здатність PC133 SDRAM приблизно дорівнює 1 Гб/с та середня пропускна здатність близько 250 Мб/с, що відповідає пропускній здатності AGP 4x (1 Гб/с – пікова та 200 Мб/с – середня). Пікова пропускна здатність PC100 SDRAM приблизно 800 Мб/с, що менше ніж у порту AGP 4x. Тобто, пам'ять PC133 стане в нагоді в графічних станціях і геймерських системах.

Нагадаю, що стандарт PC133 SDRAM Unbuffered DIMM було прийнято 7 червня 1999 року. З цього моменту виробники змогли офіційно розпочати виробництво та продаж SDRAM-модулів стандарту PC133.

У вересні 1999 року VIA Technologies Inc. опублікувала список виробників, чиї чіпи відповідають стандарту PC133. Ось вони: Micron, Infineon, Samsung, Hitachi, Toshiba, Mitsubishi, Fujitsu, Mosel Vitelic.

Модуль SDRAM PC133 повністю сумісний за контактами та конструктивному виконаннюмодулю SDRAM PC100, але має бути побудований на базі чіпів з часом доступу не більше 7.5 нс. Поки що пам'ять PC133 дорожча за пам'ять РС100.

Сьогодні у багатьох користувачів, які мають платформу на базі чіпсету i440BX, виникає бажання підняти частоту FSB до 133 МГц. При цьому система працює досить стійко з пам'яттю PC133, так як ВХ-чіпсет такий розгін безболісно дозволяє, але при цьому немає стабільної роботи через AGP-порт, так як частота частоти АGР стане 88 МГц (що на 22 МГц більше допустимої 66 МГц). Є проблеми з функціонуванням PCI пристроїв. За тестом пам'яті при використанні модулів PC133 та чіпсету ВХ з FSB 133 МГц на комп'ютерах РІІ-РIII 450 МГц з об'ємом пам'яті 128 Мб і вище ми отримуємо збільшення продуктивності не більше ніж на 10% порівняно з такою самою системою, в якій встановлено пам'ять PC100 . Чи це багато? Вирішувати вам.

І насамкінець кілька практичних порадз придбання пам'яті. Відразу зазначу, що повністю сказати заздалегідь, який тип пам'яті підійде для Вашого ПК неможливо. Потрібно пробувати та експериментувати. Тому намагайтеся домовитись із продавцем про систему "money back".

Втім, деякі дані можна отримати, уважно придивившись до модуля пам'яті. Насамперед, він має бути акуратно виконаним. Далі поглянемо на маркування чіпів SDRAM. Ви побачите щось на зразок: HM5264805FTT-75. HM означає, що виробник чіпів – Hitachi. Якщо є бажання, можна на сайті виробника в Інтернеті знайти характеристики саме таких чіпів. Ну а якщо немає такої можливості, то залишається лише "здогадатися", що це 7.5 наносекундна пам'ять, що опосередковано вказує на здатність стійко працювати при FSB 133 МГц (1 поділити на 7.5 нс).

Відсутність SPD-контролера (маленької мікросхемки десь у куточку плати пам'яті) вказує на те, що модуль був виготовлений до прийняття специфікації PC100 і швидше за все буде стійко працювати тільки при FSB 66 МГц. Про це можна сказати і за датою виготовлення чіпів пам'яті. Вона зазвичай має такий вигляд: 9951. Де перші дві цифри – рік випуску, а дві останні – тиждень випуску (51 – приблизно кінець грудня). Якщо дата до лютого 1998 р., то пам'ять напевно не PC100, хоча, можливо, і зможе працювати на 100 МГц. Крім цього, можу порекомендувати кілька невеликих DOS-програм визначення типу пам'яті. Спочатку можна запустити, наприклад, SYSTEM SPEED TEST ver. 4.27, який видасть рейтинг Вашої пам'яті та спробує визначити її тип.

Далі, рекомендую ctsmb – System-Management-Bus-Scanner 1.2, яка працює за наявності на материнській платі South-Bridge PIIX4, тобто. для тестування пам'яті потрібна "материнка" із чіпсетом ТХ, LX, BX, ZX або EX у режимі MS-DOS. Програма реалізує 3 основні режими роботи: формування повного звіту тестування DIMM-модулів відповідно до специфікації Intel; формування роздруківки вмісту EEPROM у таблиці, що містить шістнадцяткові коди; за наявності на платі чіпа LM75 здійснює аналіз температурних режимівплати. У другому режимі роботи можливе побайтове або послівне (2 байти) читання з EEPROM за вказаною шістнадцятковою адресою.

Швидкий аналіз типу DIMM-модуля, встановленого в системному блоці, може бути виконаний також програмою dimm_id. На програму розповсюджуються всі обмеження, розглянуті вище: наявність South Bridge PIIX4, робота під DOS. Однак вона може бути запущена у вікні під Windows. Програма DIMM_ID вказує номер банку пам'яті, до якого встановлено DIMM-модуль, найменування фірми виробника, номер партії та серійний номерпродукту, тип пам'яті та її розмір та, найголовніше, максимальну частоту системної шини, з якою може працювати даний DIMM-модуль. До недоліків програми відноситься, в першу чергу, обмежена кількість провідних виробників DIMM-модулів, що розпізнаються: Hyundai, Samsung, TI, Fujitsu, Micron, Vanguard, Siemens. В інших випадках вона вказує на "невідомого" виробника. Існує ще програма spd_tool. Але з нею я ще не працював, тож пробуйте самі.

Так, і ще щодо пам'яті PC133! Через низку причин, Intel свого часу відмовилася від PC133. В результаті стандарти пішли вперед, а ми отримали поле у ​​SPD I-Spec, яке для пам'яті PC133 буде відповідати PC100. Це не глюки програм, а зроблено для сумісності зі старими матерями. До того ж виробники модулів пам'яті можуть занести в SPD-контролер свідомо неправдиву чи не повну інформацію. Пам'ятайте про це та... удачі всім багатостраждальним користувачам персоналок!

DDR

DDR – DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory – динамічна синхронізована пам'ять із довільним порядком вибірки та подвійною передачею даних). З'явився цей тип пам'яті десь у 1998 році і був одразу взятий на озброєння виробниками відеокарт. Воно, втім, і зрозуміло - твори, що хочеш на платі, аби вихідний сигнал відповідав стандарту. Потім DDR широко поширилася і материнські плати. На сьогоднішній день, цей тип пам'яті, мабуть, найбільш застосовується (якщо можна так висловиться) в персональних комп'ютерах. Адже DDR поєднує у собі прийнятну швидкість і при цьому відносну дешевизну. Якими фішками це досягається? Давайте розбиратися.

Принцип роботи DDR SDRAM дуже схожий зі звичайною SDRAM (звідси і друга назва DDR SDRAM - SDRAM 2). Пам'ять розбита на сторінки, кожна сторінка розбита на банки. Робота пам'яті синхронізована з тактовим генератором системної плати. Коротше кажучи, докладно про все це Ви можете прочитати у статті «SDRAM». Перейдемо відразу краще до відмінностей. Основна відмінність полягає в тому, що за один цикл відбувається два звернення до даних: по фронту та зрізу імпульсу тактового сигналу системної шини. Говорячи простою мовою, читання/запис відбувається двічі за один такт. На цьому зупинимося докладніше.

DDR SDRAM управляється інверсними тактовими сигналами СК. Керуючі та адресні сигнали реєструються по позитивному фронту тактового сигналу, точніше при переході сигналу з низького рівнянапруги більш високий, тоді як дані передаються з обох фронтів сигналу (у сигналу два фронти – позитивний СК і негативний /СК). Така схема роботи потребує більш чіткої синхронізації. Для цього введено додатковий сигнал DQS. На фіга він потрібний? Просто кажучи, цей сигнал необхідний для узгодження передачі даних при читанні з пам'яті та контролером при записі в пам'ять. До купи, слід зазначити, що з передачі даних по фронту і зрізу сигналу синхронізації критичним буде лише час затримки поширення сигналу. Ось і довелося використати цей строб-сигнал.

Схема роботи DDR.

При тактовій частоті системної шини 100 МГц швидкість передачі буде дорівнювати 1600 Мбайт/сек, а при 133 МГц – 2100 Мбайт/сек. Звідси випливають назви пам'яті DDR – РС1600 та РС2100. Максимальна пропускна здатність при результуючій частоті в 400 МГц може досягати 3,2 Гбайт/сек.

Слід згадати те що, що мікросхеми SDRAM і DDR фізично не сумісні: у першому випадку мікросхеми мають 168 контактів, у другому – 184. Звідси дещо різне розташування ключа. Крім цього, не всі чіпсети підтримують той чи інший тип пам'яті. Та й який сенс?

Найближчим часом на ринку з'явиться DDR 2. У цьому типі пам'яті дані будуть передаватися не 2 рази, а 4, що дозволить підвищити максимальну пропускну здатність до 6,4 Гбайт/сек і це дозволить продовжити життя DDR у світі інфотехнологій.

Але ж напрошується питання: як довго проживе DDR? Тут не все просто. Вважалося, що DDR SDRAM є альтернативою RDRAM. Нехай вона трохи повільніша, зате дешевша. Але сьогодні не все так однозначно. Ціни на RDRAM потроху падають, а продуктивність DDR зростає. До того ж обидві технології підтримуються акулами світу персональних комп'ютерів, так що мимоволі спадає на думку: виграє гонку не та технологія, яка краща, а та, яку краще просунуть. Благо прикладів із життя можна навести достатньо.

Специфікації RLDRAM II

Компанії Infineon Technologies та Micron Technology опублікували спільно розроблені специфікації нового типу пам'яті DRAM II зі зниженим часом затримки (RLDRAM II). Цей тип пам'яті характерний високою пропускною здатністю та малим часом затримки при зверненні за випадковою адресою. Пам'ять RLDRAM II має восьмибанківську архітектуру, повинна працювати на тактовій частоті 400 МГц (чесних, а не таких як DDR) і забезпечувати пропускну здатність 28.8 Гб/сек.

Крім того, до особливостей RLDRAM II можна віднести здатність працювати в режимах мультиплексної та мультиплексної адресації, програмований рівень вихідного опору та напруга живлення ядра 1.8 В.

Застосовувати таку пам'ять планується в системах високошвидкісного доступу до даних, яких можна не замислюючись перерахувати безліч. Випускатимуть пам'ять відповідно до стандарту FBGA (корпус мікросхеми має розмір 11х18.5 міліметрів).

На відміну від дрібних виробників, великі бренди завжди проводять чіткий розподіл мікросхем пам'яті, що випускаються, по деяким групам. Що дозволяє налагодити масовий випуск модулів пам'яті з чітко визначеними характеристиками. Саме визначенням цих характеристик за написами, що є на самому модулі, ми зараз і займемося.

Зазначу відразу, що в огляді розглядається маркування тільки DDR (Double Data Rate) SDRAM модулів пам'яті.

Меморіальний Samsung

Почнемо наші «дослідження» з виробів найбільшого у загальносвітовому масштабі виробника «пам'ятної» продукції. А саме, з модулів пам'яті, які виготовляє компанія Samsung Semiconductor.

Стандартні модулі пам'яті, що випускаються Samsung, мають маркування, представлене на малюнку 3. Пронумерувавши символи цього маркування, ми просто зіставлятимемо кожному символу його порядковий номер. Літера Мна початку «шифру» означає нічим іншим, як Memory Module, тобто. визначає вид цієї продукції як модуль пам'яті.

-й символвизначає конфігурацію модуля (Module Configuration) і може мати два значення. «3»-ка означає модуль типу DIMM (найпоширеніший тип у сучасних ПК). А цифра «4»в цій позиції скаже про те, що перед нами SODIMM (дані модулі пам'яті використовуються в ноутбуках).

-й символвказують на ширину шини даних модуля (Data Bit) та деякі інші властивості. Список можливих варіантів тут досить довгий. Розглянемо його докладніше.

«12»свідчить у тому, що це х72 184pin 1U Register DIMM, тобто. c 72-бітною шиною, 184-контактний, одноюнітовий (низькопрофільний) регістровий модуль пам'яті. Такі застосовуються, наприклад, у «тонких» стійкових серверах. Шина даних 72 біт вказує використання модулем пам'яті коду корекції помилок ЕСС.

«24»- x64 244pin U-DIMM (64-бітний 244-контактний нереєстровий модуль пам'яті, що не має додаткових буферів, тобто небуферизований).

«28»- x72 208pin Register DIMM (сподіваюся, докладних пояснень щодо розшифровки тут і далі вже не потрібно).

«32»- x32 160pin U-DIMM (х32 означає 32-бітну шину даних).

«38»- x72 276pin Register DIMM of Socket Type (модуль сокетного типу, тобто вставляється в роз'єм типу процесорного, а не типовий довгий слотовий).

«44»- x72 244pin Register DIMM.

«46»- x72 294pin Register DIMM with PLL.

«47»- x72 294pin Register DIMM with PLL (512MB DIR2).

«63»- x64 172pin U-DIMM (скор. від Unbuffered DIMM).

«64»- x64 160pin U-DIMM.

«66»- x64 168pin U-DIMM.

«68»- x64 184pin U-DIMM (ось він, типовий модуль – продукт масового попиту, з 64-бітною шиною даних, 184-контактний, небуферизований).

«70»- x64 200pin U-DIMM (200-контактні небуферизовані 64-бітові модулі – це зазвичай SODIMM, що використовуються в сучасних ноутбуках).

«72»- x64 184pin Register DIMM.

«73»- x64 184pin Register DIMM with FET switch.

«74»- x72 168pin U-DIMM.

«78»- x64 240pin U-DIMM.

«81»- x72 184pin U-DIMM.

«83»- x72 184pin Register DIMM.

«85»- x72 200pin U-DIMM.

«88»- x72 200pin Register DIMM.

«89»- x64 200pin Register DIMM.

«91»- x72 240pin U-DIMM.

«93»- x72 240pin Register DIMM.

«98»- x72 276pin Register DIMM of Pin Type (реєстровий (буферизований) модуль з кодом корекції помилок штиркового типу. Зізнаюся, навіть не уявляю, як це виглядає:-)).

-й символвизначає вимоги модуля до параметрів напруги живлення та особливість самого виробу (Feature, Voltage). Різновиди тут такі. "С"- Network-Dram, 2.5V (модуль для мережевих пристроїв, Розрахований на напругу живлення 2.5 В). «Н»- позначає 3.3 DDR SDRAM модуль, "L"- планку DDR ​​SDRAM, розраховану на напругу живлення 2.5 В. "Т"вкаже, що ви обзавелися модулем з пам'яттю DDR II, що вимагає 1.8 напруги.

Заховані мільйони

-й символидають можливість оцінити «насиченість» окремих чіпів модуля осередками пам'яті (Depth) у мільйонах штук.

До опису характеристик окремих чіпів пам'яті, я думаю, ми незабаром звернемося до окремої статті, оскільки тема досить цікава. Зараз проведемо невеликий лікнеп за принципами організації модулів пам'яті. Наприклад, для модуля пам'яті від Samsung, що розглядається в цій статті 256-Мб, характерна наявність 8-ми мікросхем з організацією 32Мх8 (тобто в кожному чіпі 32 мільйони осередків ємністю по 8 біт). Отже, кожна така мікросхема «вміщує» 32 Мб даних. У сумі 8 чіпів дають 256 Мб (8х32 = 256) загальної ємності модуля, а 8-бітові осередки кожного модуля в сумі (8х8) дають 64 біт необхідної ширини шини даних модуля. А ось, наприклад, в модулі Micron, що описується далі, 128-Мб при тій же 32-Мб ємності однієї мікросхеми організація чіпів пам'яті 16Мх16 (тобто в кожній мікросхемі 16 млн. осередків ємністю по 16 біт). Тому для досягнення 64-біт ширини шини там використано всього 4 мікросхеми пам'яті (4х16 = 64), а загальна ємність модуля відповідно 4х32 Мб = 128 Мб. Тут лікнепу і кінець, а хто вникнув - молодець.

Діапазон мільйонів:-) осередків у чіпах пам'яті, судячи з офіційної інформації від Samsung, досить широкий:

"01"- 1M (1 мільйон осередків);

«02»- 2M (2 мільйони осередків);

«04»- 4M;

«08»- 8M;

"09"- 8M (для 128 Mб/512 Mб модулів);

«16»- 16M;

«17»- 16M (для 128 Mб/512 Mб модулів);

«28»- 128M;

«29»- 128M (для 128 Mб/512 Mб модулів);

«32»- 32M;

«33»- 32M (для 128 Mб/512 Mб модулів);

«51»- 512M;

«56»- 256M;

«64»- 64M (64 мільйони осередків);

«65»- 64M (для 128 Мб/512 Мб модулів).

Й символ слід інтерпретувати відразу як цілий набір параметрів: # Bank in Comp., Interface., Refresh. Це свідчить про допустиме кількість банків цього пам'яті на комп'ютері, інтерфейс «спілкування» модуля з комп'ютера, частоту оновлення. Допустимі значення тут такі:

«0» - 4 bank, Mixed interface, 64ms/4K Refresh (15.6us);

«1»- 4 bank, SSTL_2, 64ms/4K Refresh (15.6us) (4 банки, з сигнальним інтерфейсом SSTL-2, затвердженим JEDEC, 64 мілісекунди йде на оновлення 4 тис. осередків (блоку, пакета) пам'яті, один осередок оновлюється за ~15.6 мікросекунд);

«2»- 4 bank, SSTL_2, 64ms/8K Refresh (7.8us) (інтерпретація аналогічна);

«3»- 8 bank, SSTL_2, 128ms/16K Refresh (7.8us);

«5»- 4 bank, SSTL (1.8V,1.8V) 64ms/8K (7.8us) (відрізняється інтерфейсом SSTL зі зниженим 1.8-В живленням).

-й символ- Розрядність складових компонент, тобто чіпів пам'яті (Composition Component). «Шифрується» ця розрядність так:

«0» - x4 (4-бітовий осередок пам'яті);

«3»- x8 (8-бітовий осередок пам'яті);

«4»- x16 (16-бітовий осередок пам'яті);

«5»- x32 (32-бітовий осередок пам'яті);

«6»- x16+x32 (комбінування 16- та 32-бітових осередків);

«7»- x4 Stack(Uniframe) (4-пакетна, з фіксованим розміром передачі);

«8»- x4 Stack(Flexframe) (4-пакетна, з варіюючим розміром передачі пакетів);

«9»- x8 Stack(Flexframe) (8-пакетна, з варіюючим розміром передачі пакетів).

Зміна поколінь

Й символ вказує на покоління, до якого належать мікросхеми пам'яті, встановлені на модулі (Components Generation). "М"- перше покоління, "А"- друге, «В»- третє, "С"- четверте, "D"- п'яте, "Е"- шосте, "F"- сьоме, "G"- восьме та «Н»- дев'яте.

Символ під номером вказує на тип упаковки чипів пам'яті (Package). "G"- UBGA (60 ball FBGA), "K"- TSOP2-400 для DDP, «N»- STSOP2, "P"- POC, "S"- BOC (Smaller), "T"- TSOP2-400, «U»- TSOP2-400F-LF, "V"- STSOP2-LF, "Z"- BOC-LF. Оскільки стаття не присвячена проблематиці упаковки мікросхем, то пояснювати наведені вище «шифри» ми тут не будемо. Цю тему раціональніше торкнутися у майбутній статті, присвяченій чіпам пам'яті.

-й символ -не що інше, як PCB Revision&Type, тобто ревізія (версія) і тип плати модуля. Варіанти тут такі.

«0» - None (коментарів, я думаю, не потребує - випадок, коли пам'ять напаяна на материнську плату). «1», «2», «3»- відповідно перша, друга та третя ревізія хустки модуля.

"L"- Low Cost (тобто низьковартісний, здешевлений за рахунок застосування дешевих матеріалів).

"М"- New PC2700 (загалом, DDR 333 і все тут),

"Т"- Варіант регістрового модуля, за характеристиками ідентичний попередньому.

«N»- Non ECC U-DIMM PCB (небуферизований модуль пам'яті без коду корекції помилок),

"S"- PCB 6 Layer (шестишаровий дизайн плати DIMM).

-й символ- це просто рисочка.

-й символвказує на енергетичну ненажерливість модуля (Power).

"С"- модуль з нормальним енергоспоживанням і параметрами, що самоналаштовуються.

"L"- малоспоживаючий модуль, що самоналаштовується.

Вони показують швидкість

-й символистановлять особливий інтерес. Бо саме тут зашифровано швидкісні характеристикимодуля пам'яті, зокрема і за так улюбленим у народі параметром CL. (CAS Latency):

"A0"- 10 ns, CL2 (час доступу до комірки пам'яті 10 наносекунд, CAS Latency = 2 такти. (тобто мінімальна кількість "холостих" циклів тактового сигналу на шині пам'яті від моменту запиту даних сигналом CAS (Column Access Strobe, звернення до рядка пам'яті, наприклад, для читання даних із ОЗП) і до їх появи та стійкого зчитування з модуля пам'яті складе два).

"A2"- 7.5 ns, CL2

"A3"- 6 ns, CL2

"A4"- 5 ns, CL2

"AA"- 7.5 ns, CL2, tRCD2, tRP2

"B0"- 7.5ns, CL2.5

"B3"- 6 ns, CL2.5

"B4"- 5 ns, CL2.5

"C4"- 5 ns, CL3

"C5"- 3.75 ns, CL3

"CC"- 5ns, CL3, tRCD3, tRP3

«D3»- 6 ns, CL4

«D4»- 5 ns, CL4

"D5"- 3.75 ns, CL4

"D6"- 3.0 ns, CL4

"DA"- 5.5 ns, CL4

"E4"- 5 ns, CL5

"E5"- 3.75 ns, CL5

"E6"- 3.0 ns, CL5

"F6"- 3.0 ns, CL6

"M0"- 10 ns, CL1.5

Значення CL тут наведено для штатного режиму роботи пам'яті. Нагадаю, що, скажімо, для 5-нс модуля штатною частотою є 200 МГц (200х106=1/(5х10-9)). Якщо у модуля частота нижча за штатну, то час CL можна зменшувати, що призведе до зростання швидкодії. Якщо ж у DIMM частота роботи вище штатної, значення CL потрібно збільшувати, щоб зберегти стійкість роботи. Змінюючи цей параметр, виробники «урізноманітнюють» лінійку своєї продукції, випускаючи так звані оверклокерські модулі пам'яті (як кажуть на Заході, «для ентузіастів»). Наприклад, 200-МГц модуль DDR 400 МГц із CL2 чудово працює як DDR 433 МГц із CL3. А «здерти» з наївного користувача за останній можна більше. Така ось арифметика.

Докладніше на питанні розлучення користувачів ми зупинимося при розгляді модулів Kingston. Але це буде потім, а поки що повернемося до продукції Samsung. Щодо якої можна уточнити ще таке. Для пам'яті DDR 400 при значенні символів C4 таймінги пам'яті виглядають як "CL-tRCD-tRP=3-4-4", тобто варіант "CC" ( DDR400, той самий CL=3), що має таймінги « CL-tRCD-tRP=3-3-3», явно краще за своїми робочими параметрами. (Нагадаю, що чим менше значення CL, tRCD, tRP, тим краще.) Практично всі модулі пам'яті DDR 400 від Samsung, призначені для масового продажу, мають позначення саме C4 або СС.

Для масової пам'яті від Samsung DDR 333 найпоширенішим значенням є CB3. Відповідно, ці 166-MГц (DDR 333) модулі мають такі часові характеристики (CL-tRCD-tRP=2.5-3-3).

-й символизазвичай на маркуванні модуля відсутні. Це так званий Customer List Reference, тобто тут можуть вказуватись якісь рекомендовані особливості модуля щодо його експлуатації певною категорією споживачів.

Усвідомлення впізнаного

А тепер спробуємо визначитися, що за модуль Samsungпотрапив до нас у руки. На його наклейці вже написано "256 MB DDR PC2700 CL 2.5". З напису трохи вище PC270U ми можемо навіть дізнатися, що модуль небуферизований (нереєстровий). Подібні «письмена» суттєво полегшують життя пересічному користувачеві, дозволяючи одразу визначитися з найважливішими характеристикамимодуля: ємність 256 Мб, пам'ять типу PC2700 (тобто DDR 333), значення CAS Latency = 2.5 такту. Однак подібні написи зустрінеш далеко не на кожному модулі, а тому справжнім кладом знань для нас є напис на стікері, що носить милозвучну назву Module Code Information і «яка»: M368L3223ETN-CB3.

«М» - мова, безумовно, йдеться про модуль пам'яті Samsung.

"3" - це модуль пам'яті типу DIMM.

"68" - 184-контактний нереєстровий DDR-модуль з 64-бітною шиною даних.

"L" - цей девайс розрахований на напругу живлення 2.5 Ст.

«32» - модуль складений з мікросхем пам'яті, кожна з яких містить 32 мільйони осередків.

«2» - у систему може бути встановлені 4 банки такої пам'яті. Інтерфейс спілкування модуля із комп'ютером відповідає специфікації SSTL-2. Блоки по 8 тис. осередків пам'яті в модулі оновлюються за 64 мілісекунди, а на оновлення одного осередку витрачається близько 7.8 мікросекунд.

"3" - комірки пам'яті в чіпах мають ємність 8 біт.

"Е" - в модулі використані мікросхеми 6-го покоління з упаковкою чіпів TSOP2-400 - "Т".

N говорить про те, що дана планочка пам'яті без претензій на корекцію помилок і буферизацію.

"С" - виріб розрахований на нормальне, а не знижене енергоспоживання.

«В3» - даний модуль має час доступу в 6 нс (тобто номінальна робоча частота (1/6)х1000=166.7 МГц, як і належить модулю DDR 333 (166х2=333) при значенні CL, рівному 2.5.

Нові покоління процесорів стимулювали розробку більш швидкісної пам'яті SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) із тактовою частотою 66 МГц, а модулі пам'яті з такими мікросхемами отримали назву DIMM(Dual In-line Memory Module).
Для використання з процесорами Athlon, а потім і з Pentium 4 було розроблено друге покоління мікросхем SDRAM - DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM). Технологія DDR SDRAM дозволяє передавати дані по обох напрямках кожного тактового імпульсу, що дозволяє подвоїти пропускну здатність пам'яті. За подальшого розвитку цієї технології в мікросхемах DDR2 SDRAM вдалося за один тактовий імпульс передавати вже 4 порції даних. Причому слід зазначити, що збільшення продуктивності відбувається за рахунок оптимізації процесу адресації та читання/запису осередків пам'яті, а ось тактова частота роботи матриці, що запам'ятовує, не змінюється. Тому загальна продуктивністькомп'ютера не збільшується в два і чотири рази, а лише на десятки відсотків. На рис. показано частотні принципи роботи мікросхем SDRAM різних поколінь.

Існують такі типи DIMM:

• 72-pin SO-DIMM (Small Outline Dual In-line Memory Module) - використовується для FPM DRAM (Fast Page Mode Dynamic Random Access Memory) та EDO DRAM (Extended Data Out Dynamic Random Access Memory)

• 100-pin DIMM – використовується для принтерів SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory)

• 144-pin SO-DIMM - використовується для SDR SDRAM (Single Data Rate …) у портативних комп'ютерах

• 168-pin DIMM - використовується для SDR SDRAM (рідше для FPM/EDO DRAM у робочих станціях/серверах)

• 172-pin MicroDIMM - використовується для DDR SDRAM (Double date rate)

• 184-pin DIMM - використовується для DDR SDRAM

• 200-pin SO-DIMM - використовується для DDR SDRAM та DDR2 SDRAM

• 214-pin MicroDIMM - використовується для DDR2 SDRAM

• 204-pin SO-DIMM - використовується для DDR3 SDRAM

• 240-pin DIMM - використовується для DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM та FB-DIMM (Fully Buffered) DRAM

• 244-pin Mini-DIMM – для Mini Registered DIMM

• 256-pin SO-DIMM - використовується для DDR4 SDRAM

• 284-pin DIMM - використовується для DDR4 SDRAM

Щоб не можна було встановити невідповідний тип DIMM-модуля, у текстолітової плати модуля робиться кілька прорізів (ключів) серед контактних майданчиків, і навіть праворуч і ліворуч у зоні елементів фіксації модуля на системної платі. Для механічної ідентифікації різних DIMM-модулів використовується зсув положення двох ключів у текстолітовій платі модуля, що розташовані серед контактних майданчиків. Основне призначення цих ключів - не дати встановити в роз'єм DIMM-модуль з невідповідною напругою живлення мікросхем пам'яті. Крім того, розташування ключа чи ключів визначає наявність або відсутність буфера даних і т.д.

Модулі DDR мають маркування PC. Але на відміну від SDRAM, де PC означало частоту роботи (наприклад PC133 - пам'ять призначена для роботи на частоті 133МГц), показник PC в модулях DDR вказує на максимально досяжну пропускну здатність, що вимірюється в мегабайтах на секунду.

DDR2 SDRAM

DDR3 SDRAM

У таблицях вказуються саме пікові величини, практично вони можуть бути недосяжні.
Для комплексної оцінки можливостей RAM використовується термін пропускну здатність пам'яті. Він враховує і частоту, на якій передаються дані та розрядність шини та кількість каналів пам'яті.

Пропускна здатність = Частота шини x ширину каналу x у каналів

Для всіх DDR кількість каналів = 2 і ширина дорівнює 64 біта.
Наприклад, при використанні пам'яті DDR2-800 із частотою шини 400 МГц пропускна здатність буде:

(400 МГц x 64 біт x 2)/8 біт = 6400 Мбайт/с

Кожен виробник кожному своєму продукту чи деталі дає його внутрішнє виробниче маркування, яке називається P/N (part number) — номер деталі.
Для модулів пам'яті у різних виробників вона виглядає приблизно так:

• Kingston KVR800D2N6/1G
• OCZ OCZ2M8001G
• Corsair XMS2 CM2X1024-6400C5

На сайті багатьох виробників пам'яті можна вивчити, як читається їхня Part Number.

Використовуваної в обчислювальній техніці як оперативна та відеопам'ять . Прийшла на зміну пам'яті типу SDRAM.

При використанні DDR SDRAM досягається подвоєна швидкість роботи, ніж у SDRAM, за рахунок зчитування команд і даних не тільки по фронту, як у SDRAM, але і за спадом тактового сигналу. За рахунок цього подвоюється швидкість передачі без збільшення частоти тактового сигналу шини пам'яті. Таким чином, під час роботи DDR на частоті 100 МГц ми отримаємо ефективну частоту 200 МГц (порівняно з аналогом SDR SDRAM). У специфікації JEDEC є зауваження, що використовувати термін МГц в DDR некоректно, правильно вказувати швидкість мільйонів передач в секунду через один виведення даних.

Специфічним режимом роботи модулів пам'яті є двоканальний режим.

Опис

Мікросхеми пам'яті DDR SDRAM випускалися в корпусах TSOP і (освоєно пізніше) корпусах типу BGA (FBGA), виробляються за нормами 0,13 та 0,09-мікронного техпроцесу:

• Напруга живлення мікросхем: 2,6 ± 0,1 В.
• Потужність: 527 мВт.
• Інтерфейс введення-виведення: SSTL_2.

Ширина шини пам'яті становить 64 біти, тобто по шині за один такт одночасно передається 8 байт. В результаті отримуємо таку формулу для розрахунку максимальної швидкостіпередачі для заданого типу пам'яті: ( тактова частота шини пам'яті) x 2 (Передача даних двічі за такт) x 8 (кількість байтів, що передаються за один такт). Наприклад, щоб забезпечити передачу даних двічі за такт, використовується спеціальна архітектура 2n Prefetch. Внутрішня шина даних має ширину вдвічі більшу за зовнішню. При передачі даних спочатку передається перша половина шини даних фронту тактового сигналу, та був друга половина шини даних спаду.

Крім подвоєної передачі даних, DDR SDRAM має кілька інших важливих відмінностей від простої пам'яті SDRAM. В основному вони є технологічними. Наприклад, було додано сигнал QDS, який розташовується на друкованій платіразом із лініями даних. По ньому відбувається синхронізація під час передачі даних. Якщо використовуються два модулі пам'яті, то дані від них приходять до контролера пам'яті з невеликою різницею через різної відстані. Виникає проблема у виборі синхросигналу для зчитування, і використання QDS успішно це вирішує.

JEDEC встановлює стандарти для швидкостей DDR SDRAM, розділених дві частини: перша для чіпів пам'яті, а друга для модулів пам'яті, у яких, власне, і розміщуються чіпи пам'яті.

Чіпи пам'яті

До кожного модуля DDR SDRAM входить кілька ідентичних чіпів DDR SDRAM. Для модулів без корекції помилок (ECC) кількість кратно 4, для модулів з ECC - формула 4+1.

Специфікація чіпів пам'яті

• DDR200: пам'ять типу DDR ​​SDRAM, що працює на частоті 100 МГц
• DDR266: пам'ять типу DDR ​​SDRAM, що працює на частоті 133 МГц
• DDR333: пам'ять типу DDR ​​SDRAM, що працює на частоті 166 МГц
• DDR400: пам'ять типу DDR ​​SDRAM, що працює на частоті 200 МГц

Характеристики чіпів

• Ємність чіпа ( DRAM density). Записується в мегабітах, наприклад, 256 Мбіт - чіп ємністю 32 мегабайти.
• Організація ( DRAM organization). Записується у вигляді 64M x 4, де 64M - це кількість елементарних осередків зберігання (64 мільйони), а x4 (вимовляється "by four") - розрядність чіпа, тобто розрядність кожного осередку. Чіпи DDR бувають x4 і x8, останні коштують дешевше в перерахунку на мегабайт ємності, але не дозволяють використовувати функції Chipkill, Memory scrubbingта Intel Single-device data correction.

Модулі пам'яті

Модулі DDR SDRAM виконані у форм-факторі DIMM. На кожному модулі розміщено кілька однакових чіпів пам'яті та конфігураційний чіп Serial presence detect. На модулях регістрової (registered) пам'яті також розташовуються регістрові чіпи, що буферизують та посилюють сигнал на шині, на модулях нереєстрової (небуферизованої, unbuffered) пам'яті їх немає.

Характеристики модулів

• Об `єм. Вказується у мегабайтах чи гігабайтах.
• Кількість чіпів ( # of DRAM Devices). Кратно 8 для модулів без ECC, для модулів з ECC - кратно 9. Чіпи можуть розташовуватися на одній або обох сторонах модуля. Максимальна кількість, що вміщається на DIMM - 36 (9x4).
• Кількість рядків (рангів) ( # of DRAM rows (ranks)).

Чіпи, як видно з їх характеристики, мають 4 або 8-бітну шину даних. Щоб забезпечити більш широку смугу (наприклад, DIMM потребує 64 біти та 72 біти для пам'яті з ECC), чіпи зв'язуються в ранги. Ранг пам'яті має загальну шину адреси і лінії даних, що доповнюють один одного. На одному модулі може бути кілька рангів. Але якщо потрібно більше пам'яті, то додавати ранги можна й надалі, установкою кількох модулів на одній платі і використовуючи той самий принцип: всі ранги сидять на одній шині, тільки Chip selectрізні – у кожного свій. Багато рангів електрично навантажує шину, точніше контролер і чіпи пам'яті, і уповільнює їх роботу. Звідси почали застосовувати багатоканальну архітектуру, яка дозволяє незалежно звертатися до кількох модулів.

• Затримки (таймінги): CAS Latency (CL), Clock Cycle Time (tCK), Row Cycle Time (tRC), Refresh Row Cycle Time (tRFC), Row Active Time (tRAS).

Характеристики модулів та чіпів, з яких вони складаються, пов'язані.

Обсяг модуля дорівнює добутку обсягу одного чіпа на число чіпів. З використанням ECC це число додатково множиться на коефіцієнт 8/9, оскільки кожен байт припадає один біт надмірності контролю помилок. Таким чином, той самий обсяг модуля пам'яті можна набрати великим числом (36) маленьких чипів або малим числом (9) чипів більшого об'єму.

Загальна розрядність модуля дорівнює добутку розрядності одного чіпа на число чіпів і дорівнює добутку числа рангів на 64 (72) біта. Таким чином, збільшення числа чипів або використання x8 замість x4 веде до збільшення числа рангів модуля.

У даному прикладіпорівнюються можливі компонування модуля серверної пам'яті об'ємом 1 Гб. З наведених варіантів слід віддати перевагу першому або третьому, так як вони використовують чіпи x4, що підтримують просунуті методи виправлення помилок і захисту від збоїв. При необхідності використовувати однорангову пам'ять залишається доступний лише третій варіант, проте в залежності від поточної вартості чіпів об'ємом 256 Мбіт і 512 Мбіт він може виявитися дорожчим за перший.

Специфікація модулів пам'яті

Примітка 1:стандарти, позначені символом "*", офіційно сертифіковані JEDEC. Інші типи пам'яті не сертифіковані JEDEC, хоча їх і випускали багато виробників пам'яті, а більшість материнських плат, що випускалися останнім часом, підтримували дані типи пам'яті.

Примітка 2:випускалися модулі пам'яті, що працюють і на більш високих частотах(До 350 МГц, DDR700), але ці модулі не користувалися великим попитом і випускалися в малому обсязі, крім того, вони мали високу ціну.

Розміри модулів також стандартизовано JEDEC.

Слід зазначити, що немає різниці в архітектурі DDR SDRAM з різними частотами, наприклад, між PC1600 (працює на частоті 100 МГц) та PC2100 (працює на частоті 133 МГц). Просто стандарт говорить про те, на якій гарантованій частоті працює цей модуль.

Модулі пам'яті DDR SDRAM можна відрізнити від звичайної

Запитання

Які обмеження обсягу пам'яті накладають сучасні операційні системи сімейства Windows?

Застарілі, але де-не-де зустрічаються, операційні системи Windows 9x/ME вміють працювати лише з 512 Мб пам'яті. І хоча конфігурації з великим обсягом для них цілком можливі, проблем при цьому виникає набагато більше, ніж користі. Сучасні 32-розрядні версії Windows 2000/2003/XP та Vista теоретично підтримують до 4 Гб пам'яті, але реально доступно для програм не більше 2 Гб. За невеликим винятком - ОС початкового рівня Windows XP Starter Edition та Windows Vista Starter здатні працювати не більше ніж з 256 Мб та 1 Гб пам'яті відповідно. Максимальний підтримуваний об'єм 64-розрядної Windows Vista залежить від її версії і становить:

• Home Basic – 8 Гб;
• Home Premium – 16 Гб;
• Ultimate – понад 128 Гб;
• Business - понад 128 Гб;
• Enterprise - Понад 128 Гб.

Що таке DDR SDRAM пам'ять?

Пам'ять типу DDR ​​(Double Data Rate - подвоєна швидкість передачі даних) забезпечує передачу даних по шині "пам'ять-чіпсет" двічі за такт, по обох напрямках тактуючого сигналу. Таким чином, при роботі системної шини та пам'яті на одній і тій же тактовій частоті пропускна здатність шини пам'яті виявляється вдвічі більшою, ніж у звичайної SDRAM.

У позначенні модулів пам'яті DDR зазвичай використовуються два параметри: або робочу частоту (рівну подвоєного значення тактової частоти) - наприклад, тактова частота пам'яті DR-400 дорівнює 200 МГц; або пікову пропускну здатність (Мб/с). У тій же DR-400 пропускна здатність приблизно дорівнює 3200 Мб/с, тому вона може позначатися як РС3200. В даний час пам'ять DDR втратила свою актуальність і в нових системах практично повністю витіснена сучаснішою DDR2. Тим не менш, для підтримки "на плаву" великої кількості старих комп'ютерів, в які встановлена ​​пам'ять DDR, випуск її все ще продовжується. Найбільш поширені 184-контактні модулі DDR стандартів PC3200 і щонайменше PC2700. DDR SDRAM може мати Registered та ECC варіанти.

Що таке DDR2 пам'ять?

Пам'ять DDR2 є спадкоємицею DDR і в даний час є домінуючим типом пам'яті настільних комп'ютерів, серверів та робочих станцій. DDR2 розрахована працювати на більш високих частотах, ніж DDR, характеризується меншим енергоспоживанням, і навіть набором нових функцій (передвиборка 4 біта за такт, вбудована термінація). Крім того, на відміну від чіпів DDR, які випускалися як у корпусах типу TSOP, так і FBGA, чіпи DDR2 випускаються лише у корпусах FBGA (що забезпечує їм більшу стабільність роботи на високих частотах). Модулі пам'ять DDR та DDR2 не сумісні один з одним не тільки електрично, але й механічно: для DDR2 використовуються 240-контактні планки, тоді як для DDR – 184-контактні. Сьогодні найбільш поширена пам'ять, що працює на частоті 333 МГц і 400 МГц, і позначається як DDR2-667 (РС2-5400/5300) та DDR2-800 (РС2-6400) відповідно.

Що таке DDR3 пам'ять?

Відповідь: Пам'ять стандарту DDR ​​третього покоління – DDR3 SDRAM незабаром має замінити нинішню DDR2. Продуктивність нової пам'яті подвоїлася в порівнянні з попередньою: тепер кожна операція читання або запису означає доступ до восьми груп даних DDR3 DRAM, які, у свою чергу, за допомогою двох різних опорних генераторів мультиплексуються за контактами I/O з частотою, що в чотири рази перевищує тактову частоту. Теоретично ефективні частоти DDR3 розташовуватимуться в діапазоні 800 МГц - 1600 МГц (при тактові частоти 400 МГц - 800 МГц), таким чином, маркування DDR3 в залежності від швидкості буде: DDR3-800, DDR3-1066, DDR3-1333, DDR3-1600. Серед основних переваг нового стандарту, перш за все, варто відзначити значно менше енергоспоживання (напруга живлення DDR3 - 1,5 В, DDR2 - 1,8 В, DDR - 2,5 В).

Що таке SLI-Ready-пам'ять?

Відповідь: SLI-Ready-пам'ять, інакше – пам'ять з EPP (Enhanced Performance Profiles – профілі для збільшення продуктивності), створена силами маркетингових відділів компаній NVIDIA та Corsair. Профілі EPP, в яких, крім стандартних таймінгів пам'яті, "прописуються" ще й значення оптимальної напруги живлення модулів, а також деякі додаткові параметри записуються в мікросхему SPD модуля.

Завдяки профілям EPP зменшується трудомісткість самостійної оптимізації роботи підсистеми пам'яті, хоча істотного впливу на продуктивність системи "додаткові" таймінги не мають. Отже, будь-якого значного виграшу від використання SLI-Ready-пам'яті, порівняно із звичайною пам'яттю, оптимізованою вручну, немає.

Що таке пам'ять ECC?

ECC (Error Correct Code - виявлення та виправлення помилок) служить для виправлення випадкових помилок пам'яті, що викликаються різними зовнішніми факторами, і є удосконаленим варіантом системи "контролю парності". Фізично ECC реалізується як додаткової 8-разрядной мікросхеми пам'яті, встановленої поруч із основними. Таким чином, модулі з ECC є 72-розрядним (на відміну від стандартних 64-розрядних модулів). Деякі типи пам'яті (Registered, Full Buffered) випускаються лише у ECC варіанті.

Що таке Registered-пам'ять?

Registered (реєстрові) модулі пам'яті застосовуються в основному серверах, що працюють з великими обсягами оперативної пам'яті. Усі вони мають ЄСС, тобто. є 72-бітними і крім того містять додаткові мікросхеми регістрів для часткової (або повної - такі модулі називаються Full Buffered, або FB-DIMM) буферизації даних, за рахунок чого зменшується навантаження на контролер пам'яті. Буферизовані DIMM, як правило, несумісні з буферизованими.

Чи можна замість звичайної пам'яті використовувати Registered і навпаки?

Незважаючи на фізичну сумісність роз'ємів, звичайна не буферизована пам'ять і Registered-пам'ять не сумісні один з одним і, відповідно, використання Registered-пам'яті замість звичайної і навпаки неможливо.

Що таке SPD?

На будь-якому модулі пам'яті DIMM є невеликий чіп SPD (Serial Presence Detect), в якому виробником записується інформація про робочі частоти і відповідні затримки чіпів пам'яті, необхідні для забезпечення нормальної роботи модуля. Інформація з SPD зчитується BIOS на етапі самотестування комп'ютера ще до завантаження операційної системита дозволяє автоматично оптимізувати параметри доступу до пам'яті.

Чи можуть спільно працювати модулі пам'яті різного частотного номіналу?

Принципових обмежень працювати модулів пам'яті різного частотного номіналу немає. У цьому випадку (при автоматичному налаштуванні пам'яті за даними SPD) швидкість роботи всієї підсистеми пам'яті буде визначатися швидкістю найбільш повільного модуля.

Так можна. Висока штатна тактова частота модуля пам'яті ніяк не позначається на її здатності працювати на менших тактових частотах, більше того, завдяки низьким таймінгам, які можна досягти на знижених робочих частотах модуля, латентність пам'яті зменшується (іноді - істотно).

Скільки і які модулі пам'яті треба встановити у системну плату, щоб пам'ять запрацювала у двоканальному режимі?

В загальному випадку для організації роботи пам'яті в двоканальному режимі необхідна установка парного числа модулів пам'яті (2 або 4), причому в парах модулі повинні бути однакового обсягу, і, бажано (хоча і не обов'язково) - з однієї партії (або, на худий кінець, одного і того ж виробника). У сучасних системних платахслоти пам'яті різних каналів маркуються різними кольорами.

Послідовність установки модулів пам'яті у яких, і навіть всі аспекти роботи цієї плати з різними модулями пам'яті, зазвичай докладно викладаються у посібнику до системної плати.

На згадку яких виробників варто звернути увагу насамперед?

Можна відзначити кількох виробників пам'яті, які гідно зарекомендували себе на нашому ринку. Це будуть, наприклад, бренд-модулі OCZ, Kingston, Corsair, Patriot, Samsung, Transcend.

Звичайно, цей список далеко не сповнений, проте купуючи пам'ять цих виробників, можна бути впевненим у її якості з великою ймовірністю.