Тайминги оперативной памяти ddr2 667

Обновлено: 07.07.2024

Теория показаний мультиметра и частот чипов памяти на примере чипов DDR2, а также показания не рабочих чипов.

Недорогие RTX 3060 - крипта растет, а видяхи дешевеют

MSI RTX 3070 сливают дешевле любой другой, это за копейки

Этот материал написан посетителем сайта, и за него начислено вознаграждение.

Начало серии статей о ддр2 памяти, 1 статья была раньше вот она Binned Chips DDR2: отбор чипов памяти под разгон - предыстория
Настало время второй части. В ней пойдёт речь о показаниях мультиметра при прозвоне чипов, и как эти показания могут показывать разницу в частоте (предположение).
Я думаю ни для кого не секрет, что специально не производят память меньшей частоты. Из произведённого кристалла проверенного и попиленного, изготавливают всю память, в данном случае DDR2, как PC3200, PC4200, PC5300, PC6400, PC7200 и PC9600. Отличие только в параметрах того участка кристалла, какие он характеристики показал и технические моменты которые применяют при сборе в корпус этих кристаллов, ведь по спецификации JEDEC памяти с меньшей частотой нужно выше питание на некоторые сигналы и наоборот ниже на другие.
Поэтому я предполагаю что к примеру для памяти PC5300 является обычным делом сигнал VSSDL на коротко соединять с VSS, а некоторые производители и сигнал VDDL соединяют с VDD. Это не говорит о том что любую можно взять и разогнать до уровня PC9600. Но бывают случаи когда чипы PC5300 и PC6400 имеют очень близкие показания к чипам PC8000 или выше, и разгоняются до неё с поднятием вольтажа.

В прошлой части я выкладывал таблицу значений мультиметра на примере OCZ PC9600, напомню, но только самыми минимальными и максимальными значениями.
Данная память изначально имеет частоту 1200. По моей теории за это отвечают значения падения напряжения сигналов DQ относительно VDD, чем ниже тем лучше. Падение на А-B-CKE-OTD и так далее предположительно на скорость обмена данными (у меня есть планки где 1900 или 1600, обязательно проверим в 4ой части).
Наверное начнём с того, что я думаю является чипами под DDR2 667.
Идеальным примером я выбрал брэнд Kingmax, просто его показания по моей теории имеют чистые практически значения и то что сигнал VSSDL полностью заземлён.
Хотя может быть я ошибаюсь и это просто старая технология, опять же всё это теория и предположения пока не проведём тесты.
KingMax
Чипы с маркировкой KINGMAX судя по чёрточкам в точке похоже на Elpida хотя по маркировке AA3G это Powerchip (PSC)

В начале поясню доп. символы - значения.
К примеру, что означает сигнал DQ относительно VDD на 5 чипе CFA - 25A, 1352 +- 2. Это означает что один или несколько сигналов имеют показания 1350, а некоторые 1354, другие могут быть 1351, 1353, 1352, а могут и не быть ими.
Что означает вторая строчка в сигнале 5 у чипа CFA - 30U, значит что 2 сигнала имеют значение 773, а остальные значения в первой строке (дальше будут и не такие расхождения, просто когда не лень, записывал такие минимальные).
Чипы 30U стояли точно на 667 планке, судя по плохим фото которые сохранились, на чём стояли 25A не помню, возможно и на PC6400.
Как видно в общем 25 от 30 отличается в среднем по VDD всего на 50-70, относительно земли можно сказать не изменено.
Если сравнивать с OCZ, то конечно разница высока, но у каждого производителя свои технологии, но мне кажется что, DQ влияет на частоту. По моим предположениям данная память способна взять 1000 - 1100, но на каких таймингах ХЗ скорее всего CL5, опять же в 4 части я это узнаю и напишу.

M.tec

Чипы с маркировкой M.tec, но 4 буквы DBHD, а также два скоса на лицевой стороне чипа, а также на обратной номерной код в 4 пары цифр - букв, говорит нам о том что это чипы производства Qimonda.
Буква "с" между цифрами обозначает, что при установке щупа показывает одно значение и идёт медленно в низ, в данном случае не много, это не есть критически, но не есть хорошо.
Что означает тире между цифрами в показаниях сигнала A, можно это сравнить с + - за исключением того что сигналы могут принимать разные значения в данном диапазоне, при каждом прикасании разные. Честно я не знаю это вид брака или деградации, но это очень плохо, и чем выше диапазон тем хуже (на двух гигабайтных планках у меня такой не было картины, там была немного другая 1400 / 1600 к примеру, когда один сигнал мог принимать при каждом прикасании значение или одно или другое, но строго только два значения. И это были ошибки при тестировании в МемТесте) Если бы не буква "c" в 8 чипе, то я предполагаю что это лучший чип был. И ещё я отметил красным значение VDDL и VREF так как пока не знаю, оно должно быть меньше или больше другого. У Kingmax vddl меньше vref, у OCZ больше, но на 2.

Для обеспечения максимальной производительности компьютера необходимо, чтобы все компоненты системы были сбалансированы и не сдерживали друг друга. Одним из наиболее узких мест современных систем является оперативная память — она недостаточно быстра, чтобы удовлетворить потребности процессора, видеокарты и других устройств.

Появление быстрой DDR SDRAM -памяти и двуканальных системных плат изменило ситуацию к лучшему, однако требования к скорости работы подсистемы памяти все растут и растут. Недолго думая компании-разработчики во главе с организацией JEDEC принялись за разработку нового стандарта памяти — DDR2 SDRAM . Его появление было воспринято неоднозначно: несмотря на большую скорость по сравнению с DDR-памятью ( 400 МГц), DDR2 SDRAM ( 533 МГц) не обеспечивала выигрыша в производительности! Причиной тому были очень большие задержки.

По мере того как компании постепенно осваивали новый стандарт, стали появляться модели с низкой латентностью, а потом и скоростная DDR2-667 — после этого ситуация изменилась достаточно сильно.

Модуль памяти представляет собой небольшую печатную плату с разводкой и чипами памяти, а также небольшой энергонезависимой памятью, в которой хранится конфигурация памяти — SPD .

Сильно углубляться в устройство памяти мы не будем, однако более подробно поговорим о командах памяти и различных параметрах задержки — они на пару с тактовой частотой и определяют общую производительность ОЗУ.

Итак, для работы с памятью есть определенный набор стандартных команд, их всего четыре:

Active — команда активации ячейки памяти. Только после нее возможно проводить остальные операции и собственно работать с памятью.

Read — команда чтения данных из памяти, она может длиться любое, неограниченное время.

Write — команда записи данных в память, также может длиться неограниченное время.

Precharge — после завершения чтения или записи данных производится команда о завершении работы с тем или иным участком памяти. После этого память не активна.

Очень важно то, как быстро память отзывается на команды и как скоро может перейти к их исполнению. Эти параметры и называются задержками — они на пару с тактовой частотой определяют общую скорость работы ОЗУ.

CAS Latency Time ( CAS , 3, 4, 5) — управляет задержкой времени, которая происходит до момента, когда память начнет выполнять команду чтения после ее записи. Чем меньше время ожидания, тем быстрее проходит операция.

RAS-to-CAS Delay ( tRCD , 2, 3, 4, 5) — позволяет выставить задержку между сигналами активации памяти и командами чтения или записи данных. Чем меньше задержка, тем выше производительность памяти.

RAS Precharge Time (tRP, 2, 3, 4, 5) — устанавливает минимальное количество времени между командой закрытия и повторной активации памяти. Чем меньше показатель, тем выше скорость.

Active to Precharge Delay (tRAS, 8, 9, 10, 11, 12) — устанавливает минимальное количество времени между командой активации памяти и ее закрытия. Чем меньше показатель, тем выше скорость.

Command Rate (Address Mode, 1T, 2T) — определяет время между приведением памяти в активное состояние и началом передачи какой-либо команды (чтение, запись).

Важно понять, что не только мегагерцы определяют пропускную способность памяти: если тактовая частота высока, но задержки очень большие — реальная скорость будет ниже, чем у памяти с меньшей частотой, но с минимальными задержками.

Corsair Twin2X1024-4300C3PRO может работать при очень низких задержках.

Corsair Twin2X1024A-5400UL - невероятная скорость и сверхнизкие задержки в одном флаконе.

За основу мы взяли системную плату MSI P4N Diamond на базе nForce4 SLI Intel Edition и процессор Intel Pentium 4 Extreme Edition 4 3,46 ГГц на ядре Gallatin , а также мощную видеокарту MSI NX6800 Ultra 256 Мбайт на основе GeForce 6800 Ultra .

MSI P4N Diamond поддерживает все возможные функции разгона.

Подробности о новом чипсете от NVIDIA вы можете узнать из нашего обзора в этом номере журнала “ Игромания ”. Здесь мы лишь кратко расскажем о его преимуществах: поддержка SLI -режима, 8 -канальный звук (в нашем случае это Sound Blaster Live! 24 бит), гигабитный Ethernet с межсетевым экраном ActiveArmor , система хранения данных MediaShield , продвинутый контроллер памяти DDR2 SDRAM с официальной поддержкой частот 533 МГц и 667 МГц.

Теперь самое время поговорить об участниках нашего тестирования и собственно цели обзора. Главная наша задача была выяснить, какой выигрыш дает переход на DDR2-667 и каково влияние задержек памяти на производительность системы в целом. Для этого мы взяли стандартные модули Kingston DDR2-533 из бюджетной серии ValueRAM , скоростную память Kingmax Mars DDR2-667 и продвинутые модели с минимальными задержками от компании Corsair — с частотой 538 МГц и 675 МГц. Память последней фирмы и визуально выделяется из общего ряда — обе пары спрятаны под радиатор для эффективного охлаждения чипов памяти. Собственно, продукция Corsair всегда славилась и своей производительностью, и минимальными задержками, и высокой ценой — за все нужно платить.

Память от Kingston мы тестировали в стандартном режиме. Скоростные планки от Kingmax в двух режимах: при стандартных задержках и с более низкими — 4.5.5.13 2T и 4.4.4.11 2T . Увы, при установке параметра Command Rate 1T система отказывалась работать. Для того чтобы Corsair Twin2X1024-4300C3PRO работала на заявленной частоте 538 МГц, нам пришлось самую малость разогнать процессор и системную шину — до 3,49 ГГц и 1076 МГц соответственно. При этом память стабильно работала даже при более низких задержках, нежели те, что были заявлены — 3.2.2.8 1T вместо 3.3.3.8 1T . Corsair Twin2X1024A-5400UL работает на частоте 675 МГц с невероятно низкими задержками — 3.2.2.8 1T — для такой скорости! Правда, для этого необходимо выставить напряжение на 2,1 В, иначе система не запустится. Но вернемся к вопросу о тактовой частоте: 675 МГц — это не стандартная скорость для памяти DDR2 SDRAM, поэтому и здесь нам пришлось немного разогнать систему — до 1080 МГц, 3,51 ГГц (шина/процессор).

Все параметры задержек памяти мы выставляли вручную через BIOS , хотя в SPD и хранится вся необходимая информация. Сделали мы это потому, что часто производители материнских плат подстраховываются и делают так, что в автоматическом режиме BIOS устанавливал более высокие параметры задержек — для подстраховки. Поэтому наш вам совет: если вы точно знаете значения задержек для своей памяти, лучше их установить в ручном режиме.

Тесты мы проводили в PC Mark04 1.30 ( CPU , Memory , Overall ), SiSoft Sandra 2005 ( Memory Bandwidth Benchmark ), WinRAR 3.42 (архивировали игру Football Manager 2005 при максимальной компрессии), а также в играх Far Cry 1.30 , Doom 3 1.1 и Half-Life 2 .

Для начала сравним результаты тестов стандартных модулей памяти от Kingston и Kingmax. Принципиальной разницы в производительности между ними нет, порой скоростные Kingmax даже проигрывают. Переход на более низкие задержки помог выжать максимум из Mars DDR2-667, и результат не заставил себя ждать — система заработала быстрее, особенно это было видно в играх Doom 3 и Half-Life 2. Можно было бы добиться еще лучших результатов, если бы модули заработали при установках Command Rate 1T, но не судьба.

Память Corsair заслуживает отдельного разговора. Обе пары модулей DDR2 SDRAM показали непревзойденную скорость. Это видно во всех приложениях — особенно в результатах тестов WinRAR и играх. Наиболее быстрая Twin2X1024A-5400UL оторвалась от всех остальных участников теста очень прилично, хотя модель Twin2X1024-4300C3PRO уступила немного. Переход на Twin2X1024A-5400UL в играх дает прибавку до 7 %, а в тесте WinRAR — до 22 %!

Польза от перехода на DDR2-667 есть, но только при условии, что модули памяти будут работать при достаточно низких задержках, в противном случае никакой прибавки производительности не ждите. Это утверждение хорошо подтверждают тесты памяти от Corsair — очень низкая латентность позволяет добиться неплохого роста производительности в приложениях и играх. Другое дело, готовы ли вы платить за это, ведь Twin2X1024-4300C3PRO и Twin2X1024A-5400UL стоят где-то в два раза дороже, чем стандартная память, — это решать уже вам.

Разгоняя компьютер, мы больше внимания уделяем таким компонентам как процессор и видеокарта, а память, как не менее важную составляющую, иногда обходим стороной. А ведь именно тонкая настройка подсистемы памяти может дополнительно увеличить скорость рендеринга сцены в трехмерных редакторах, уменьшить время на компрессию домашнего видеоархива или прибавить пару кадров за секунду в любимой игре. Но даже если вы не занимаетесь оверклокингом, дополнительная производительность никогда не помешает, тем более что при правильном подходе риск минимален.

Уже прошли те времена, когда доступ к настройкам подсистемы памяти в BIOS Setup был закрыт от лишних глаз. Сейчас их столько, что даже подготовленный пользователь может растеряться при таком разнообразии, не говоря уже о простом "юзере". Мы постараемся максимально разъяснить действия, необходимые для повышения производительности системы посредством простейших настроек основных таймингов и, при необходимости, некоторых других параметров. В данном материале мы рассмотрим платформу Intel с памятью DDR2 на базе чипсета от той же компании, и основной целью будет показать не то, насколько поднимется быстродействие, а то, как именно его необходимо поднять. Что касается альтернативных решений, то для памяти стандарта DDR2 наши рекомендации практически полностью применимы, а для обычной DDR (меньшие частота и задержки, и большее напряжение) есть некоторые оговорки, но в целом принципы настройки те же.

Как известно, чем меньше задержки, тем меньше латентность памяти и, соответственно, выше скорость работы. Но не стоит сразу же и необдуманно уменьшать параметры памяти в BIOS, так как это может привести к совершенно обратным результатам, и вам придется либо возвращать все настройки на место, либо воспользоваться Clear CMOS. Все необходимо проводить постепенно - изменяя каждый параметр, перезагружать компьютер и тестировать скорость и стабильность системы, и так каждый раз, пока не будут достигнуты стабильные и производительные показатели.

Материнская плата: ASUS P5B-E (Intel P965, BIOS 1202)
Процессор: Intel Core 2 Extreme X6800 (2,93 ГГц, 4 Мб кэш, FSB1066, LGA775)
Система охлаждения: Thermaltake Big Typhoon
Видеокарта: ASUS EN7800GT Dual (2хGeForce 7800GT, но использовалось только "половина" видеокарты)
HDD: Samsung HD120IJ (120 Гб, 7200 об/мин, SATAII)
Привод: Samsung TS-H552 (DVD+/-RW)
Блок питания: Zalman ZM600-HP

В качестве оперативной памяти использовалось два модуля DDR2-800 объемом 1 Гб производства Hynix (1GB 2Rx8 PC2-6400U-555-12), благодаря чему появилась возможность расширить количество тестов с различными режимами работы памяти и комбинациями таймингов.

Приведем перечень необходимого ПО, позволяющего проверить стабильность системы и зафиксировать результаты настроек памяти. Для проверки стабильной работы памяти можно использовать такие тестовые программы как Testmem, Testmem+, S&M, Prime95, в качестве утилиты настройки таймингов "на лету" в среде Windows применяется MemSet (для платформ Intel и AMD) и A64Info (только для AMD). Выяснение оправданности экспериментов над памятью можно осуществить архиватором WinRAR 3.70b (имеется встроенный бенчмарк), программой SuperPI, рассчитывающая значение числа Пи, тестовым пакетом Everest (также есть встроенный бенчмарк), SiSoft Sandra и т.д.

Основные же настройки осуществляются в BIOS Setup. Для этого необходимо во время старта системы нажать клавишу Del, F2 или другую, в зависимости от производителя платы. Далее ищем пункт меню, отвечающий за настройки памяти: тайминги и режим работы. В нашем случае искомые настройки находились в Advanced/Chipset Setting/North Bridge Configuration (тайминги) и Advanced/Configure System Frequency (режим работы или, проще говоря, частота памяти). В BIOS'е других плат настройки памяти могут находиться в "Advanced Chipset Features" (Biostar), "Advanced/Memory Configuration" (Intel), "Soft Menu + Advanced Chipset Features" (abit), "Advanced Chipset Features/DRAM Configuration" (EPoX), "OverClocking Features/DRAM Configuration" (Sapphire), "MB Intelligent Tweaker" (Gigabyte, для активации настроек необходимо в главном окне BIOS нажать Ctrl+F1) и т.д. Напряжение питания обычно изменяется в пункте меню, отвечающем за оверклокинг и обозначается как "Memory Voltage", "DDR2 OverVoltage Control", "DIMM Voltage", "DRAM Voltage", "VDIMM" и т.д. Также у различных плат от одного и того же производителя настройки могут отличаться как по названию и размещению, так и по количеству, так что в каждом отдельном случае придется обратиться к инструкции.

Если названия задержек не совпадут, то тут хорошо проявляет себя "метод научного тыка". Незначительно изменяя дополнительные настройки в BIOS Setup, проверяем программой, что, где и как изменилось.

Для системы, использующей DDR2-800, задержки можно уменьшить до 4-4-4-12 или даже 4-4-3-10, в зависимости от конкретных модулей. В любом случае подбор таймингов сугубо индивидуален, и дать конкретные рекомендации достаточно сложно, но приведенные примеры вполне могут помочь вам в тонкой настройке системы. И не забываем о напряжении питания.

В итоге мы провели тестирование с восемью различными вариантами и комбинациями режимов работы памяти и ее задержками, а также включили в тесты результаты оверклокерской памяти, - Team Xtreem TXDD1024M1066HC4, работавшей на эффективной частоте 800 МГц при таймингах 3-3-3-8. Итак, для режима 533 МГц вышло три комбинации с таймингами 4-4-4-12, 3-4-3-8 и 3-4-2-8, для 667 МГц всего две - 5-5-5-15 и 3-4-3-9, а для режима 800 МГц, как и в первом случае, три - 5-5-5-18, 4-4-4-12 и 4-4-3-10. В качестве тестовых пакетов использовались: подтест памяти из синтетического пакета PCMark05, архиватор WinRAR 3.70b, программа расчета числа Пи - SuperPI и игра Doom 3 (разрешение 1024x768, качество графики High). Латентность памяти проверялась встроенным бенчмарком программы Everest. Все тесты проходили в среде Windows XP Professional Edition SP2. Представленные результаты на диаграммах расположены по режимам работы.

Как видите по результатам, разница в некоторых тестах незначительная, а порой даже мизерная. Это обусловлено тем, что системная шина процессора Core 2 Duo, равная 1066 МГц, имеет теоретическую пропускную способность 8,5 Гб/с, что соответствует пропускной способности двухканальной памяти DDR2-533. При использовании более скоростной памяти ограничивающим фактором быстродействия системы становится шина FSB. Уменьшение задержек ведет к росту быстродействия, но не так заметно, как повышение частоты памяти. При использовании в качестве тестового стенда платформы AMD можно было бы наблюдать совсем другую картину, что мы по возможности и сделаем в следующий раз, а пока вернемся к нашим тестам.

В синтетике рост производительности при уменьшении задержек для каждого из режимов составил 0,5% для 533 МГц, 2,3% для 667 МГц и 1% для 800 МГц. Заметен значительный рост производительности при переходе от памяти DDR2-533 к DDR2-667, а вот смена с 667 на DDR2-800 дает уже не такую прибавку скорости. Также память уровнем ниже и с низкими таймингами вплотную приближается к более высокочастотному варианту, но с номинальными настройками. И это справедливо практически для каждого теста. Для архиватора WinRAR, который достаточно чувствителен к изменению таймингов, показатель производительности немного вырос: 3,3% для DDR2-533 и 8,4% для DDR2-667/800. Расчет восьмимиллионного знака числа Пи отнесся к различным комбинациям в процентном соотношении лучше, чем PCMark05, хоть и незначительно. Игровое приложение не сильно жалует DDR2-677 с таймингами 5-5-5-15, и только снижение последних позволило обойти менее скоростную память (которой, как оказалось, все равно, какие тайминги стоят) на два кадра. Настройка памяти DDR2-800 дала прибавку еще в два кадра, а оверклокерский вариант, который имел неплохой разрыв в остальных тестах, не слишком вырвался вперед относительно менее дорогого аналога. Все же, кроме процессора и памяти, есть еще одно звено - видеоподсистема, которая вносит свои коррективы в производительность всей системы в целом. Результат латентности памяти удивил, хотя, если присмотреться к графику, становится ясно, отчего показатели именно такие, какие есть. Падая с ростом частоты и уменьшением таймингов от режима DDR2-533 4-4-4-12, латентность имеет "провал" на DDR2-667 3-4-3-9, а последний режим практически ничем кроме частоты от предыдущего не отличается. И благодаря столь низким задержкам DDR2-667 запросто обходит DDR2-800, которая имеет более высокие значения, но пропускная способность DDR2-800 позволяет в реальных приложениях все же вырваться вперед.

И в заключение хотелось бы сказать, что несмотря на небольшой процент прироста быстродействия (

0,5-8,5), который получается от уменьшения временных задержек, эффект все же присутствует. И даже при переходе с DDR2-533 на DDR2-800 мы получаем прибавку в среднем 3-4%, а в WinRAR более 20. Так что подобный "тюнинг" имеет свои плюсы и позволяет даже без серьезного разгона немного поднять производительность системы.

Фото модуля памяти

Со снятыми радиаторами:

Фото микросхемы памяти

Расшифровка Part Number модуля

Руководство по расшифровке Part Number модулей памяти DDR2 на сайте производителя отсутствует. В краткой технической документации модулей с Part Number KHX6400D2LLK2/2G указывается, что продукт представляет собой комплект из двух модулей с низкими задержками (Low Latency, отсюда сокращение «LL») объемом 1 ГБ каждый, имеющих конфигурацию 128M x 64 и основанных на 16 микросхемах с конфигурацией 64M x8. Производитель гарантирует 100% стабильную работу модулей в штатном режиме DDR2-800 при таймингах 4-4-4-12 и питающем напряжении 2.0 В, но в микросхеме SPD в качестве режима по умолчанию прописан режим DDR2-800 со стандартными таймингами 5-5-5-15 и напряжением питания 1.8 В.

Расшифровка Part Number микросхемы

Как и в ранее исследованных Kingston HyperX DDR2-900, в настоящих модулях памяти использованы микросхемы с оригинальной маркировкой их реального производителя (Elpida), что позволяет нам изучить их характеристики в том числе, воспользовавшись описанием технических характеристик (data sheet) 512-Мбит чипов памяти DDR2 Elpida, применяемых в данных модулях.

Описание общего стандарта SPD:

Описание специфического стандарта SPD для DDR2:

Процессор: Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73 ГГц (Prescott N0, 2 МБ L2)
Чипсет: Intel 975X
Материнская плата: ASUS P5WD2-E Premium, версия BIOS 0404 от 03/22/2006
Память: 2x1024 МБ Kingston HyperX DDR2-800 Low Latency

Тесты производительности

В режиме DDR2-667 BIOS материнской платы в качестве значений таймингов по умолчанию выставила схему 5-5-5-13 («наугад», т.к. соответствующие данные отсутствуют в SPD), тогда как в режиме DDR2-800 по умолчанию выставляется схема 5-5-5-16, соответствующая рассмотренным выше данным SPD.

Параметр / Режим	DDR2-667		DDR2-800
Частота FSB, МГц	200	266	200	266
Тайминги	5-5-5-13	5-5-5-13	5-5-5-16	5-5-5-16
Средняя ПСП на чтение, МБ/с	5387	6406	5617	6875
Средняя ПСП на запись, МБ/с	2056	2252	2321	2465
Макс. ПСП на чтение, МБ/с	6491	8232	6528	8541
Макс. ПСП на запись, МБ/с	4282	5660	4279	5679
Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс	56.6	50.0	52.5	45.5
Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс	66.2	57.3	61.7	53.0
Минимальная латентность случайного доступа * , нс	118.8	105.3	106.0	95.4
Максимальная латентность случайного доступа * , нс	143.8	123.9	130.2	115.5
Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс (без аппаратной предвыборки)	87.0	78.2	80.3	70.4
Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс (без аппаратной предвыборки)	113.7	96.5	107.3	90.1
Минимальная латентность случайного доступа * , нс (без аппаратной предвыборки)	119.6	105.5	106.2	95.9
Максимальная латентность случайного доступа * , нс (без аппаратной предвыборки)	145.5	125.0	133.7	116.6

Тесты стабильности

Значения таймингов, за исключением t_CL, варьировались «на ходу» благодаря встроенной в тестовый пакет RMMA возможности динамического изменения поддерживаемых чипсетом настроек подсистемы памяти. Устойчивость функционирования подсистемы памяти определялась с помощью вспомогательной утилиты RightMark Memory Stability Test, входящей в состав тестового пакета RMMA.

Параметр / Режим	DDR2-667		DDR2-800
Частота FSB, МГц	200	266	200	266
Тайминги	3-4-4 (2.0 V)	3-4-4 (2.0 V)	4-5-4-12 (2.0 V)	4-5-4-12 (2.0 V)
Средняя ПСП на чтение, МБ/с	5537	6798	5652	6990
Средняя ПСП на запись, МБ/с	2260	2465	2358	2613
Макс. ПСП на чтение, МБ/с	6501	8331	6515	8632
Макс. ПСП на запись, МБ/с	4282	5664	4281	5675
Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс	53.1	46.1	49.3	44.4
Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс	62.5	53.3	59.0	51.8
Минимальная латентность случайного доступа * , нс	109.6	95.4	105.5	92.7
Максимальная латентность случайного доступа * , нс	133.9	114.9	129.7	112.7
Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс (без аппаратной предвыборки)	81.9	70.9	75.2	68.5
Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс (без аппаратной предвыборки)	107.9	93.2	102.0	88.4
Минимальная латентность случайного доступа * , нс (без аппаратной предвыборки)	110.4	95.9	105.8	93.1
Максимальная латентность случайного доступа * , нс (без аппаратной предвыборки)	136.6	116.7	132.6	113.6

Как обычно, выставление «экстремальных» схем таймингов лишь незначительно увеличивает пропускную способность подсистемы памяти и отчетливо проявляет себя лишь в величинах латентностей истинно случайного доступа к памяти. Максимальный эффект снижения задержек достигается в режиме DDR2-667 и составляет порядка 9 нс, т.е. примерно 8%.Итоги

Модули памяти DDR и DDR2 классифицируются по максимальной частоте, на которой они могут работать. Но, помимо частоты, есть и другие параметры, определяющие производительность памяти – это тайминги. Тайминги – это числа, такие как 2-3-2-6-T1, 3-4-4-8 или 2-2-2-5, чем меньше числа, тем лучше. Давайте разберемся, что обозначает каждая цифра этих чисел.

Модули памяти DDR и DDR2 маркируются по классификации DDRxxx/PCyyyy.

Первое число – xxx – указывает максимальную тактовую частоту, на которой могут работать чипы памяти. Например, максимальная частота, на которой могут работать модули DDR400 – 400 МГц, а модули DDR2-667 могут работать на частотах до 667 МГц. Нужно уточнить, что это не реальная тактовая частота ячеек памяти – их рабочая частота в случае с DDR равна половине, а DDR2 - четверти частоты, указываемой в маркировке модулей. То есть, модули памяти DDR400 работают на частоте 200 МГц, а модули DDR2-667 на частоте 166 МГц, но с контроллером памяти и DDR, и DDR-II сообщаются на половине частоты, указанной в маркировке (т.е. 200 и 333МГц, соотвественно), поэтому в дальнейшем именно такая частота будет подразумеваться под реальной рабочей.

Второе число – yyyy – указывает максимальную скорость передачи данных в МБ/с.

Максимальная скорость передачи данных у модулей DDR400 равна 3200 МБ/с, следовательно, их маркируют PC3200. Модули DDR2-667 передают данные со скоростью 5336 МБ/с, и их маркируют как PC2-5400. Как видите, после “DDR” или "PC" мы ставим цифру "2", чтобы указать, что речь идет о памяти DDR2, а не DDR.

Первая классификация – DDRxxx – является стандартной для классификации чипов памяти, вторая – PCyyyy – для модулей памяти. На рисунке 1 представлен модуль памяти PC2-4200 компании Corsair, который сделан на чипах DDR2-533.

Модуль памяти DDR2-533/PC2-4200

Максимальную рабочую частоту модуля памяти можно рассчитать по следующей формуле:

максимальная теоретическая скорость передачи данных = тактовая частота x число битов / 8

Так как DIMM модули передают одновременно 64 бита, то “число битов” будет 64. Так как 64 / 8 равно 8, то эту формулу можно упростить:

максимальная теоретическая скорость передачи данных = тактовая частота x 8

Если модуль памяти установлен в компьютере, шина памяти которого работает на более низкой тактовой частоте, то максимальная скорость передачи данных у этого модуля памяти будет ниже его максимальной теоретической скорости передачи данных. На практике непонимание этого факта встречается довольно часто.

Например, Вы купили 2 модуля памяти DDR500/PC4000. Даже при том, что они маркированы как DDR500, в вашей системе они не будут автоматически работать на частоте 500 МГц. Это максимальная тактовая частота, которую они поддерживают, но она не всегда совпадает с той тактовой частотой, на которой они будут работать. Если Вы установите их в обычный персональный компьютер, поддерживающий модули DDR, то эти модули памяти будут работать на частоте 400 МГц (DDR400) – максимальной частоте стандарта DDR. При этом максимальная скорость передачи данных будет равна 3200 МБ/с (или 6400 МБ/с, если модули памяти работают в двухканальном режиме). Таким образом, модули не будут автоматически работать на частоте 500 МГц, и не достигнут скорости передачи данных в 4000 МБ/с.

Зачем же, в таком случае, такие модули покупают? Для разгона. Так как изготовитель гарантирует, что эти модули могут работать на частотах до 500 МГц, Вы знаете, что можно поднять частоту шины памяти до 250 МГц, и таким образом увеличить быстродействие компьютера. Но это можно будет сделать при условии, что материнская плата компьютера поддерживает такой разгон. Поэтому, если Вы не хотите «разгонять» свой компьютер, то бесполезно покупать модули памяти с маркировкой по тактовой частоте выше, чем обычная частота шины памяти материнской платы.

Для среднего пользователя этой информации о модулях памяти DDR/DDR2 достаточно. Продвинутому же пользователю нужно знать ещё об одной характеристике: темповости работы памяти, или, как ещё называют совокупность временных параметров работы памяти – тайминги, задержки или латентность. Рассмотрим эти параметры модулей памяти подробнее.

Тайминги

Именно из-за разницы в таймингах, 2 модуля памяти, имеющие одну и ту же теоретическую максимальную скорость передачи данных, могут иметь разную пропускную способность. Почему так может быть, если оба модуля работают на одной и той же частоте?

Для выполнения каждой операции чипу памяти нужно вполне определенное время – тайминги как раз и определяют это время, выраженное в количестве циклов тактовой частоты шины памяти. Приведем пример. Рассмотрим самый известный параметр, который называют CAS Latency (или CL, или "время доступа"), который указывает, через сколько тактовых циклов модуль памяти выдает запрошенные центральным процессором данные. Модуль памяти с CL 4 запоздает с ответом на 4 тактовых цикла, тогда как модуль памяти с CL 3 запаздывает на 3 тактовых цикла. Хотя оба модуля могут работать на одной и той же тактовой частоте, второй модуль будет работать быстрее, поскольку он будет выдавать данные быстрее, чем первый. Эта проблема известна под названием "время ожидания".

Тайминги памяти обозначаются рядом чисел, например, так: 2-3-2-6-T1, 3-4-4-8 или 2-2-2-5. Каждое из этих чисел указывают, за сколько тактовых циклов память выполняет определенную операцию. Чем меньше эти числа, тем быстрее память.

DDR2 модуль памяти с таймингами 5-5-5-15

Числа таймингов указывают параметры следующих операций: CL-tRCD-tRP-tRAS-CMD. Чтобы было понятнее, представьте себе, что память организована в виде двумерной матрицы, где данные хранятся на пересечении строк и столбцов.

CL: CAS Latency – время, проходящее с момента посыла команды в память до начала ответа на этот запрос. То есть это время, которое проходит между запросом процессора некоторых данных из памяти и моментом выдачи этих данных памятью.

tRCD: задержка от RAS до CAS – время, которое должно пройти с момента обращения к строке матрицы (RAS), до момента обращения к столбцу матрицы (CAS), в которых хранятся нужные данные.

tRP: RAS Precharge – интервал времени с момента закрытия доступа к одной строке матрицы и началом доступа к другой строке данных.

tRAS – пауза, которая нужна памяти, чтобы вернуться в состояние ожидания следующего запроса.

CMD: Скорость поступления команды (Command Rate) – время с момента активации чипа памяти до момента, когда можно будет обратиться к памяти с первой командой. Иногда этот параметр не указывается. Обычно это T1 (1 тактовый цикл) или T2 (2 тактовых цикла).

Обычно у пользователя есть 2 возможности. При конфигурации компьютера использовать стандартные тайминги памяти. В большинстве случаев для этого при настройке материнской платы в пункте конфигурации памяти нужно выбрать параметр "авто". Можно также вручную сконфигурировать компьютер, выбрав более низкие тайминги, что может увеличить производительность системы. Нужно заметить, что не все материнские платы позволяют изменять тайминги памяти. Кроме того, некоторые материнские платы могут не поддерживать очень низкие тайминги, из-за чего они могут сконфигурировать ваш модуль памяти так, что он будет работать с более высокими таймингами.

Конфигурирование таймингов памяти в настройках материнской платы

При разгоне памяти может случиться так, что для того, чтобы система работала устойчиво, вам, возможно, придется в настройках увеличить тайминги работы памяти. Вот здесь-то и могут быть очень интересные ситуации. Даже при том, что частота памяти будет поднята, из-за увеличения задержек в работе памяти её пропускная способность может уменьшиться.

В этом ещё одно преимущество скоростных модулей памяти, ориентированных на разгон. Помимо гарантии работы модуля памяти на маркированной тактовой частоте, изготовитель также гарантирует, что при этом Вы сможете сохранить паспортные тайминги модуля.

Возвращаясь к примеру с модулем памяти DDR500/PC4000 – даже при том, что с модулями DDR400/PC3200 Вы сможете достичь частоты в 500 МГц (250 МГц x2), для них, возможно, придется увеличить тайминги, в то время как для модулей DDR500/PC4000 изготовитель гарантирует, что Вы сможете достичь 500 МГц, сохранив указанные в маркировке тайминги.

Далее – рассмотрим в деталях все параметры, из которых состоят тайминги.

CAS Latency (CL)

Как уже упоминалось выше, CAS Latency (CL) является очень важным параметром памяти. Он указывает, сколько тактовых циклов нужно памяти для выдачи запрашиваемых данных. Память с CL = 3 задержится с ответом на 3 тактовых цикла, а память с CL = 5 сделает то же самое только через 5 тактовых циклов. Таким образом, из двух модулей памяти, работающих на одной и той же тактовой частоте, тот модуль, у которого CL меньше, будет быстрее.

Обратите внимание, что здесь под тактовой частотой имеется в виду реальная тактовая частота, на которой работает модуль памяти – то есть половина указываемой частоты. Так как память DDR и DDR2 за один тактовый цикл может выдавать данные 2 раза, то для них указывается двойная реальная тактовая частота.

На рисунке 4 показан пример работы CL. На нем приведены 2 примера: для модуля памяти с CL = 3 и модуля памяти с CL = 5. Синим цветом обозначена команда "читать".

CAS Latency (CL)

Память с CL = 3 обеспечивает 40% преимущество по времени ожидания по сравнению с памятью с CL = 5, считая, что они обе работают на одной тактовой частоте.

Можно даже вычислить время задержки, после которого память начнет выдавать данные. Период каждого тактового цикла можно легко вычислить по следующей формуле:

Таким образом, период одного тактового цикла памяти DDR2-533, работающей на частоте 533 МГц (частота шины – 266,66 МГц) равен 3,75 нс (нс = наносекунда; 1 нс = 0,000000001 с). Имейте в виду, что при расчетах нужно использовать реальную тактовую частоту, которая равна половине номинальной частоты. Таким образом, память DDR2-533 задержит выдачу данных на 18,75 нс, если CL =5, и на 11,25 нс, если CL =3.

Память SDRAM, DDR и DDR2 поддерживает пакетный режим выдачи данных, когда задержка перед выдачей следующей порции данных составляет всего один тактовый цикл, если эти данные располагаются по адресу, следующему за текущим адресом. Поэтому, в то время как первые данные выдаются с задержкой на CL тактовых циклов, следующие данные будут выдаваться сразу же за первыми, не задерживаясь ещё на CL циклов.

Задержка от RAS до CAS (RAS to CAS Delay [tRCD])

Каждый чип памяти внутренне организован как двумерная матрица. В каждом пересечении строк и столбцов имеется маленький конденсатор, который отвечает за сохранение “0” или “1” – единиц информации, или данных. Процедура доступа к хранящимся в памяти данным состоит в следующем: сначала активируется строка с нужными данными, затем столбец. Эта активация происходит по двум контрольным сигналам – RAS (Row Address Strobe) и CAS (Column Address Strobe). Чем меньше временной интервал между этими двумя сигналами, тем лучше, поскольку данные будут считываться быстрее. Это время называется задержкой от RAS до CAS (RAS to CAS Delay [tRCD]). Это иллюстрирует рисунок 5 – в данном случае для памяти с tRCD = 3.

RAS to CAS Delay (tRCD)

Как видите, задержка от RAS до CAS является также числом тактовых циклов, проходящих с момента прихода команды “Active” (активировать) до команды "чтение" или "запись".

Как и в случае с CAS Latency, RAS to CAS Delay имеет дело с реальной тактовой частотой (которая равна половине маркировочной частоты), и чем меньше этот параметр, тем быстрее работает память, так как в этом случае чтение или запись данных начинается быстрее.

RAS Precharge (tRP)

После получения данных из памяти, нужно послать в память команду Precharge, чтобы закрыть строку памяти, из которой считывались данные, и разрешить активацию другой строки. RAS Precharge time (tRP) – временной интервал между командой Precharge и моментом, когда память сможет принять следующую команду активации – Active. Как мы узнали в предыдущем разделе, команда “active” запускает цикл чтения или записи.

RAS Precharge (tRP)

На рисунке 6 приведен пример для памяти с tRCD = 3.

Как и в случае с другими параметрами, RAS Precharge имеет дело с реальной тактовой частотой (которая равна половине маркировочной частоты), и чем меньше этот параметр, тем быстрее работает память, так как в этом случае команда “active” поступает быстрее.

Суммируя рассмотренное выше, получаем, что время, которое проходит с момента выдачи команды Precharge (закрыть строку и …) до фактического получения данных процессором равно tRP + tRCD + CL.

Другие параметры

Рассмотрим 2 других параметра – Active to Precharge Delay (tRAS) и Command Rate (CMD). Как и в случае с другими параметрами, эти 2 параметра имеют дело с реальной тактовой частотой (которая равна половине маркировочной частоты), и чем меньше эти параметры, тем быстрее память.

Active to Precharge Delay (tRAS): если в память поступила команда “Active”, то следующая команда “Precharge” не будет восприниматься памятью, пока не пройдет время равное tRAS. Таким образом, этот параметр определяет временной предел, после которого память может начать считывать (или записывать) данные из другой строки.

Command Rate (CMD) – отрезок времени с момента активации чипа памяти (прихода сигнала на вывод CS – Chip Select [выбор чипа]) до того как чип сможет принять какую-нибудь команду. Этот параметр обозначается буквой “T” и может принимать значения 1Т или 2T – 1 тактовый цикл или 2 тактовых цикла, соответственно.

Читайте также: