Ce este DDR2 și DDR3 și care este diferența dintre ele. Cum să afli ce RAM: DDR, DDR2, DDR3 sau DDR4 Care ddr

Când se utilizează DDR SDRAM, viteza de operare este de două ori mai mare decât în ​​SDRAM, datorită citirii comenzilor și datelor nu numai în față, ca în SDRAM, ci și de-a lungul căderii semnalului de ceas. Acest lucru dublează rata de transfer de date fără a crește frecvența ceasului magistralei de memorie. Astfel, atunci când DDR funcționează la o frecvență de 100 MHz, vom obține o frecvență efectivă de 200 MHz (în comparație cu SDR SDRAM analog). Există o remarcă în specificația JEDEC că este incorect să folosiți termenul „MHz” în DDR, este corect să indicați viteza de „milioane de transferuri pe secundă printr-un pin de date”.

Un mod specific de operare al modulelor de memorie este modul cu două canale.

Descriere

Chipurile de memorie DDR SDRAM sunt disponibile în pachete TSOP și pachete BGA (FBGA) (stăpânite ulterior), fabricate conform standardelor tehnologiei de proces de 0,13 și 0,09 microni:

• Tensiune de alimentare cip: 2,6 V +/- 0,1 V
• Consum de energie: 527 mW
• Interfață I/O: SSTL_2

Lățimea magistralei de memorie este de 64 de biți, adică 8 octeți sunt transmisi simultan pe magistrală într-un singur ciclu de ceas. Ca rezultat, obținem următoarea formulă pentru calcularea ratei maxime de transfer pentru un anumit tip de memorie: ( ceasul magistralei de memorie) X 2 (transfer de date de două ori pe ceas) x 8 (numărul de octeți transferați într-un ciclu). De exemplu, pentru a se asigura că datele sunt transmise de două ori pe ceas, se utilizează o arhitectură specială „2n Prefetch”. Busul de date intern este de două ori mai mare decât cel extern. La transmiterea datelor, prima jumătate a magistralei de date este transmisă pe marginea ascendentă a semnalului de ceas, iar apoi a doua jumătate a magistralei de date pe marginea descendentă.

Pe lângă transferul dublu de date, DDR SDRAM are câteva alte diferențe fundamentale față de memoria SDRAM simplă. Practic, sunt tehnologice. De exemplu, a fost adăugat un semnal QDS, care se află pe PCB împreună cu liniile de date. Este sincronizat în timpul transferului de date. Dacă sunt utilizate două module de memorie, atunci datele de la acestea ajung la controlerul de memorie cu o mică diferență din cauza distanțelor diferite. Există o problemă în alegerea unui semnal de ceas pentru citirea acestora, iar utilizarea QDS rezolvă acest lucru cu succes.

JEDEC stabilește standarde pentru vitezele DDR SDRAM, împărțite în două părți: prima pentru cipurile de memorie și a doua pentru modulele de memorie, care, de fapt, găzduiesc cipurile de memorie.

Cip-uri de memorie

Fiecare modul DDR SDRAM conține mai multe cipuri DDR SDRAM identice. Pentru modulele fără corectare a erorilor (ECC), numărul lor este un multiplu de 4, pentru modulele cu ECC, formula este 4+1.

Specificații chip de memorie

• DDR200: memorie DDR SDRAM care funcționează la 100 MHz
• DDR266: memorie DDR SDRAM care funcționează la 133 MHz
• DDR333: memorie DDR SDRAM care funcționează la 166 MHz
• DDR400: memorie DDR SDRAM care funcționează la 200 MHz

Caracteristicile cipului

• Capacitate cip ( Densitatea DRAM). Înregistrat în megabiți, de exemplu, 256 Mbps - un cip cu o capacitate de 32 de megaocteți.
• Organizație ( Organizarea DRAM). Este scris ca 64M x 4, unde 64M este numărul de celule de stocare elementare (64 milioane), iar x4 (pronunțat „cu patru”) este capacitatea cipului, adică capacitatea fiecărei celule. Cipurile DDR vin în x4 și x8, acestea din urmă sunt mai ieftine pe megabyte de capacitate, dar nu permit utilizarea Chipkill, memorie scrubbing și Intel SDDC.

Module de memorie

Modulele DDR SDRAM sunt realizate în format DIMM. Fiecare modul are mai multe cipuri de memorie identice și un cip de configurare SPD. Modulele de memorie înregistrate au, de asemenea, cipuri de înregistrare care tamponează și amplifică semnalul pe magistrală, în timp ce modulele de memorie neînregistrate (nebufferizate, fără tampon) nu le au.

Caracteristicile modulului

• Volum. Specificat în megaocteți sau gigaocteți.
• Numărul de jetoane ( # de dispozitive DRAM). Divizibil cu 8 pentru modulele non-ECC, divizibil cu 9 pentru modulele ECC.Chipurile pot fi amplasate pe una sau ambele părți ale modulului. Numărul maxim care poate încăpea pe un DIMM este 36 (9x4).
• Număr de rânduri (ranguri) ( # de rânduri DRAM (ranguri)).

Cipurile, după cum se poate observa din caracteristicile lor, au o magistrală de date pe 4 sau 8 biți. Pentru a oferi o lățime de bandă mai mare (de exemplu, DIMM necesită 64 de biți și 72 de biți pentru memoria ECC), cipurile sunt legate în rânduri. Un rang de memorie are o magistrală de adrese comună și linii de date complementare. Un modul poate găzdui mai multe ranguri. Dar dacă aveți nevoie de mai multă memorie, atunci puteți adăuga ranguri în continuare instalând mai multe module pe o singură placă și folosind același principiu: toate rangurile stau pe aceeași magistrală, doar cipul selectat este diferit - fiecare are propriul său. Un număr mare de rânduri încarcă electric magistrala, sau mai degrabă controlerul și cipurile de memorie și le încetinește activitatea. De aici au început să aplice o arhitectură multicanal, care vă permite și să accesați independent mai multe module.

• Întârzieri (timing): Latența CAS (CL), Timpul ciclului de ceas (tCK), Timpul ciclului rând (tRC), Timpul ciclului de reîmprospătare a rândului (tRFC), Timpul activ al rândului (tRAS).

Caracteristicile modulelor și cipurile din care sunt realizate sunt legate.

Volumul unui modul este egal cu produsul dintre volumul unui cip cu numărul de cipuri. Când se utilizează ECC, acest număr este înmulțit suplimentar cu un factor de 9/8, deoarece există un bit de redundanță pentru controlul erorilor pe octet. Astfel, aceeași dimensiune a unui modul de memorie poate fi umplută cu un număr mare (36) de cipuri mici sau un număr mic (9) de cipuri mai mari.

Capacitatea totală a modulului este egală cu produsul dintre capacitatea unui cip cu numărul de cipuri și este egală cu produsul dintre numărul de ranguri cu 64 (72) biți. Astfel, creșterea numărului de cipuri sau folosirea cipurilor x8 în loc de x4 duce la o creștere a numărului de ranguri de module.

Acest exemplu compară configurațiile posibile ale unui modul de memorie de server de 1 GB. Dintre opțiunile prezentate, prima sau a treia ar trebui să fie preferată, deoarece folosesc cipuri x4 care acceptă metode avansate de corectare a erorilor și de protecție la accidente. Dacă trebuie să utilizați memorie peer-to-peer, rămâne disponibilă doar a treia opțiune, însă, în funcție de costul actual al cipurilor de 256 Mbit și 512 Mbit, poate fi mai scumpă decât prima.

Specificația memoriei

Nota 1: standardele marcate cu „*” sunt certificate oficial de JEDEC. Restul tipurilor de memorie nu sunt certificate JEDEC, deși au fost produse de mulți producători de memorie, iar majoritatea plăcilor de bază lansate recent au acceptat aceste tipuri de memorie.

Nota 2: Au fost produse module de memorie care funcționau și la frecvențe mai mari (până la 350 MHz, DDR700), dar aceste module nu erau la mare căutare și erau produse în volume mici, în plus, aveau un preț ridicat.

Dimensiunile modulelor sunt, de asemenea, standardizate de JEDEC.

Trebuie remarcat faptul că nu există nicio diferență în arhitectura DDR SDRAM cu frecvențe diferite, de exemplu, între PC1600 (funcționează la 100MHz) și PC2100 (funcționează la 133MHz). Doar că standardul spune la ce frecvență garantată funcționează acest modul.

Modulele de memorie DDR SDRAM pot fi diferențiate de SDRAM obișnuit prin numărul de pini (184 de pini pentru modulele DDR față de 168 de pini pentru modulele cu SDRAM convențional) și cheia (decupaje în zona pad-ului) - SDRAM are doi, DDR are unul. Conform JEDEC, modulele DDR400 funcționează la 2,6 V, în timp ce toate modulele mai lente funcționează la 2,5 V. Unele module rapide funcționează la tensiuni înalte, până la 2,9 V, pentru a obține frecvențe înalte.

Majoritatea celor mai recente chipset-uri cu suport DDR au permis ca modulele DDR SDRAM să fie utilizate în modul dual-channel, iar unele chipset-uri în modul quad-channel. Această metodă vă permite să măriți lățimea de bandă teoretică a magistralei de memorie de 2 sau, respectiv, de 4 ori. Pentru funcționarea memoriei în modul dual-channel sunt necesare 2 (sau 4) module de memorie, se recomandă utilizarea modulelor care funcționează la aceeași frecvență și având același volum și timpi (este și mai bine să folosiți module absolut identice).

Acum modulele DDR sunt aproape înlocuite de module de tip DDR2 și DDR3, care, ca urmare a unor modificări ale arhitecturii, vă permit să obțineți mai multă lățime de bandă a subsistemului de memorie. Anterior, principalul concurent al DDR SDRAM era memoria RDRAM (Rambus), cu toate acestea, din cauza prezenței unor neajunsuri, practic a fost forțată să iasă de pe piață în timp.

Note

Literatură

V. Solomenchuk, P. Solomenchuk Fier de calcat pentru PC. - 2008. - ISBN 978-5-94157-711-8

Guk M. Yu. Hardware PC IBM. Enciclopedie. - Petru, 2006. - 1072 p.

Kopeikin M. V., Spiridonov V. V., Shumova E. O. Organizarea calculatoarelor si sistemelor. (Memoria computerului): manual. Beneficiu. - Sankt Petersburg, 20064. - 153 p.

Legături

• Descrierea și ilustrarea aproape tuturor parametrilor de memorie DDR (rusă)
• Rezumatul raportului de testare a listei de memorie Intel® Server Board SE7501CW2 (PDF, 246.834 octeți) este o listă mică de configurații posibile ale modulelor de memorie.
• Kingston's Literature Page (engleză) - mai multe documente de referință care descriu organizarea modulelor de memorie.

Memorie DDR

Rată dublă -DRAM sincron, DDR - DRAM sincronă cu viteză de date dublă. Din păcate, DDR-urile sunt adesea și ele numită abrevierea DIMM, care provoacă o mare confuzie. pentru că tip de memorie - SDRAM, un alt nume - SDRAM-II (adică SDRAM de a doua generație). Al treilea nume este prima generație DDR.

DDR-SDRAM este similar în principiu cu SDRAM. Poate primi și transmite date de două ori pe ceas - pe ambele margini ale ceasului (marginea ascendentă și descendentă a semnalului stroboscopic), ceea ce dublează rata de transfer de date. DDR-SDRAM are un consum mai mic de energie (util pentru PDA-uri). RAM DDR utilizează protocolul DLL (Delay Locked Loop), care vă permite să schimbați în timp intervalul valorii reale a datelor de ieșire. Acest lucru reduce timpul de nefuncționare a magistralei de sistem la citirea datelor din mai multe module de memorie.

Descifrarea numelor DDR I:

PC-1600 (DDR 200) = 100MHzx2 = lățime de bandă de 1,6 Gb/s

PC-2100 (DDR 266) = 133MHzx2 = lățime de bandă de 2,1 Gb/s

PC-2400 (DDR 300) = 150MHzx2 = lățime de bandă 2,4 Gb/s

PC-2700 (DDR 333) = 166MHzx2 = lățime de bandă de 2,7 Gb/s

PC-3000 (DDR 366) = 183MHzx2 = lățime de bandă de 3,0 Gb/s

PC-3200 (DDR 400) = 200MHzx2 = lățime de bandă de 3,2 Gb/s

PC-3500 (DDR 434) - module de memorie HyperX DDR de la Kingston

Modulele SDRAM PC66/PC100/PC133/PC150 nu pot funcționa cu plăcile de bază DDR, deoarece DDR utilizează noul format de modul de 184 de pini și este incompatibil fizic cu formatul de modul DIMM de 168 de pini.

De la o companie canadiană Corsar există o serie de memorieXMS (Xtreme Memory Speed, memorie cu viteză extremă). Acesta este așa-numitul. memorie super rapida. Este produs în versiunea de la 512Mb pe modul, deoarece conform testelor lor, 512MB cu un singur modul este mai rapid decât două module de 256MB. Incl. compania lansează PC-3000 (CMX512-3000C2) cu un timp de 2-3-3 1T.

În aprilie 2002, Samsung a fost primul care a lansat cipuri DDR 400 SDRAM de 128 MB pentru a fi utilizate în plăcile video. Acestea funcționează la 800 MHz (400 MHz DDR) la 2,8 volți.

Trebuie remarcat faptul că atunci când se instalează module PC-2700 (și superioare) în plăcile de bază, multe PC-uri nu pornesc imediat, chiar și la timpi mici. Este necesar cel mai recent firmware BIOS. În al doilea rând, problema modulelor de răcire care funcționează la o astfel de frecvență este foarte importantă. in cazul memoriei DDR400 se foloseste un pachet nou, special de cip, care rezolva problema disiparii caldurii. De exemplu, o companie OCZ Am atașat un radiator la PC-3000 pe ambele părți ale modulului.

La începutul anului 2002 secolului, memoria DDR-I (colocvial - DDR) a epuizat posibilitățile tehnologice de creștere a frecvenței ceasului în limite justificate economic, așa că a apărut standardul DDR-II.

DDRII... Specificația pentru DDR-II, a doua generație de DDR SDRAM, a fost introdusă pentru prima dată în martie 2002, în timpul conferinței JEDEX din California. DDR-II este foarte asemănător cu DDR, dar rulează la o viteză de ceas de 200 MHz. DDR-II este compatibil cu DDR, adică puteți folosi memoria DDR-I în plăcile DDR-II.

Primele mostre au apărut la sfârșitul anului 2002 de la Samsung Electronics într-un pachet BGA cu 60 de pini. Există trei diferențe structurale față de DDR-I. in primul rand , numărul de contacte a crescut de la 184 la 240, adică cu aproape o treime. În al doilea rând , cipurile de memorie sunt realizate în design FBGA, iar vechile module DDR-I foloseau TSOP și TBGA. Cipurile din pachetul FBGA funcționează mai stabil datorită capacității de a calibra impulsurile semnalului și a unei integrități mai bune a semnalului. În al treilea rând , tensiunea de operare a modulelor a fost redusă de la 2,5 V (și 2,6 V pentru DDR 400) la 1,8 V pentru DDR-II. Acea. consumul de energie redus cu 28%.

În cadrul standardului DDR-II, au fost lansate sau sunt în curs de pregătire specificațiile DDR II 400, DDR II 533, DDR II 667, DDR II 800 și DDR II 1000. În același timp, DDR II 400 este certificat de către JEDEC doar pe baza intereselor coreeanului Samsung si american Micron-dar. Toate celelalte companii nu vor intra pe piață cu memorie DDR de 400 MHz.

Descifrarea numelor DDR II:

PC2-3200 (DDR II 400) = 100MHzx4 = lățime de bandă 3,2 Gb/s

PC2-4300 (DDR II 533) = 133MHzx4 = lățime de bandă 4,3 Gb/s

PC2-5400 (DDR II 667) = 166MHzx4 = lățime de bandă 3,2-5,4 Gb/s

PC2-6400 (DDR II 800) = 200MHzx4 = lățime de bandă 3,2-6,4 Gb/s

Primul cip DDR-II a fost introdus în mai 2002 de către companie Samsung, al doilea - în iulie 2002. companie Elpida Memorie, a devenit al treilea furnizor Micronîn februarie 2003 Toate modulele - 512Mb.

GDDR III (GDDR3)... În prima jumătate a anului 2003 au apărut cipurile de memorie GDDR-III, concepute pentru plăci grafice de înaltă performanță de la companii Tehnologia MicronȘi Tehnologii ATI. Participarea la dezvoltarea și comercializarea GDDR-III NVIDIA, Coreeană Hynix Semiconductor, Infineon Technologies. Motivul este că DDR-II este foarte lent pentru aplicații grafice serioase. GDDR-III poate funcționa și în dispozitive de comunicații și electronice de larg consum.

Inițial, cipurile GDDR-III aveau o capacitate de 256 Mbps, o viteză de ceas de 500 MHz și o lățime de bandă de linie de 1 Gbps per pin. Apoi, frecvențele de ceas au crescut la 750 MHz, lățime de bandă liniară - până la 1,5 Gb / s per ieșire. La formarea magistralei I/O GDDR-III, se folosește tehnologia open-drain (spre deosebire de magistrala I/O push-pull pentru memoria PC) și se folosește terminarea on-die (ODT). În ciuda faptului că specificațiile GDDR-III se bazează pe standardul DDR-II, acestea sunt cipuri complet diferite în pachete. CSP (ambalare la scară de cip), într-o configurație BGA cu 144 de pini, spre deosebire de cipurile DDR-II cu 84 de pini într-un pachet CSP.

Standard de memorie deschisă GDDR-III a treia generație de specificații DDR DRAM pentru grafică (de la Tehnologii ATI) există în afara standardelor aprobate de JEDEC Solid State Technology Association.

DDR III ... JEDEC a început să lucreze la specificațiile pentru standardul DDR-III pentru computere. Cinci producători de DRAM - Elpida, Hynix, Infineon, Micron și Samsung, au împărțit principalele părți ale viitorului standard între ele, iar acum fiecare dintre ele dezvoltă proiecte de specificații pentru partea sa.

Standardul DDR-III sub JEDEC urmărește, de asemenea, să atingă debite liniare de 1 Gb/s și mai mult.

Există mai multe tipuri obișnuite de module de memorie utilizate în computerele moderne și computerele lansate în urmă cu câțiva ani, dar încă funcționează în case și birouri.
Pentru mulți utilizatori, distincția lor atât ca aspect, cât și ca performanță este o mare problemă.
În acest articol, ne vom uita la principalele caracteristici ale diferitelor module de memorie.

FPM

FPM (Fast Page Mode) este un tip de memorie dinamică.
Numele său corespunde principiului de funcționare, deoarece modulul vă permite să accesați rapid datele care se află pe aceeași pagină cu datele transferate în timpul ciclului anterior.
Aceste module au fost utilizate în majoritatea computerelor bazate pe 486 și în sistemele timpurii bazate pe Pentium, în jurul anului 1995.

EDO

Modulele EDO (Extended Data Out) au apărut în 1995 ca un nou tip de memorie pentru computerele cu procesoare Pentium.
Aceasta este o versiune modificată a FPM.
Spre deosebire de predecesorii săi, EDO începe să preia următorul bloc de memorie în același timp în care trimite blocul anterior către CPU.

SDRAM

SDRAM (Synchronous DRAM) este un tip de memorie cu acces aleatoriu care este suficient de rapidă pentru a fi sincronizată cu viteza procesorului, excluzând modurile de așteptare.
Microcircuitele sunt împărțite în două blocuri de celule astfel încât atunci când se accesează un bit dintr-un bloc, se fac pregătiri pentru accesarea unui bit într-un alt bloc.

Dacă timpul de acces pentru prima informație a fost de 60 ns, toate intervalele ulterioare ar putea fi reduse la 10 ns.
Începând cu 1996, majoritatea chipset-urilor Intel au început să accepte acest tip de modul de memorie, făcându-l foarte popular până în 2001.

SDRAM poate rula la 133 MHz, care este de aproape trei ori mai rapid decât FPM și de două ori mai rapid decât EDO.
Majoritatea computerelor cu procesoare Pentium și Celeron lansate în 1999 foloseau acest tip de memorie.

DDR

DDR (Double Data Rate) a fost evoluția SDRAM.
Acest tip de module de memorie a apărut pentru prima dată pe piață în 2001.
Principala diferență dintre DDR și SDRAM este că, în loc să dubleze viteza de ceas pentru a accelera lucrurile, aceste module transferă date de două ori într-un singur ciclu de ceas.
Acum acesta este standardul principal de memorie, dar deja începe să cedeze loc la DDR2.

DDR2

DDR2 (Double Data Rate 2) este o versiune mai nouă a DDR care, teoretic, ar trebui să fie de două ori mai rapidă.
Memoria DDR2 a apărut pentru prima dată în 2003, iar chipset-urile care o acceptă - la mijlocul anului 2004.

Această memorie, ca și DDR, transferă două seturi de date pe ceas.
Principala diferență dintre DDR2 și DDR este capacitatea de a funcționa la viteze de ceas semnificativ mai mari datorită îmbunătățirilor de design.
Dar schema de funcționare modificată, care permite obținerea de frecvențe mari de ceas, crește în același timp întârzierile la lucrul cu memorie.

DDR3

DDR3 SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory, a treia generație) este un tip de memorie principală utilizată în calcul atât ca memorie RAM, cât și ca memorie video.
A înlocuit memoria DDR2 SDRAM.

DDR3 are o reducere de 40% a consumului de energie în comparație cu modulele DDR2, datorită tensiunii de alimentare a celulei de memorie mai mici (1,5 V, față de 1,8 V pentru DDR2 și 2,5 V pentru DDR).
Reducerea tensiunii de alimentare se realizează prin utilizarea unei tehnologii de proces de 90-nm (inițial, mai târziu 65-, 50-, 40-nm) în producția de microcircuite și utilizarea tranzistoarelor cu două porți (care ajută la reducerea scurgerilor). curenti).

DIMM-urile DDR3 nu sunt compatibile mecanic cu aceleași module de memorie DDR2 (cheia se află într-un loc diferit), astfel încât DDR2 nu poate fi instalat în sloturile DDR3 (acest lucru se face pentru a preveni instalarea eronată a unor module în loc de altele - aceste tipuri de memorie nu se potrivesc cu parametrii electrici).

RAMBUS (RIMM)

RAMBUS (RIMM) este un tip de memorie care a intrat pe piata in 1999.
Se bazează pe DRAM tradițional, dar cu o arhitectură radical schimbată.
Designul RAMBUS face ca accesul la memorie să fie mai „inteligent”, permițând accesarea în prealabil a datelor în timp ce descarcă puțin CPU-ul.

Ideea de bază folosită în aceste module de memorie este de a primi date în rafale mici, dar la o frecvență de ceas foarte mare.
De exemplu, SDRAM poate transfera 64 de biți de informații la 100 MHz, în timp ce RAMBUS poate transfera 16 biți la 800 MHz.
Aceste module nu au avut succes deoarece Intel a avut multe probleme la implementarea lor.
Modulele RDRAM au apărut în consolele de jocuri Sony Playstation 2 și Nintendo 64.

Traducere: Vladimir Volodin

Așa că au apărut procesoarele Intel Haswell-E. Site-ul a testat deja cel mai bun Core i7-5960X cu 8 nuclee, precum și placa de bază ASUS X99-DELUXE. Și, poate, principalul „cip” al noii platforme a fost suportul pentru standardul RAM DDR4.

Începutul unei noi ere, era DDR4

Despre standardul SDRAM și modulele de memorie

Primele module SDRAM au apărut în 1993. Au fost lansate de Samsung. Până în anul 2000, SDRAM a eliminat complet standardul DRAM de pe piață datorită capacităților de producție ale gigantului coreean.

Abrevierea SDRAM înseamnă Synchronous Dynamic Random Access Memory. Literal, aceasta poate fi tradusă ca „memorie dinamică sincronă cu acces aleatoriu”. Să explicăm semnificația fiecărei caracteristici. Memoria dinamică se datorează faptului că, datorită capacității mici a condensatoarelor, necesită în mod constant actualizare. Apropo, pe lângă dinamică, există și memorie statică, care nu necesită actualizarea constantă a datelor (SRAM). SRAM, de exemplu, stă la baza memoriei cache. Pe lângă faptul că este dinamică, memoria este și sincronă, spre deosebire de DRAM-ul asincron. Sincronitatea înseamnă că memoria realizează fiecare operație pentru un număr cunoscut de ori (sau cicluri). De exemplu, atunci când solicită orice date, controlerul de memorie știe exact cât timp le va dura să ajungă la ele. Proprietatea de sincronicitate vă permite să controlați fluxul de date și să le puneți în coadă. Ei bine, câteva cuvinte despre „memoria cu acces aleatoriu” (RAM). Aceasta înseamnă că, în același timp, puteți accesa orice celulă la adresa ei pentru citire sau scriere, și întotdeauna în același timp, indiferent de locație.

Modul de memorie SDRAM

Dacă vorbim direct despre designul memoriei, atunci celulele sale sunt condensatoare. Dacă există o încărcare în condensator, atunci procesorul îl consideră o unitate logică. Dacă nu există nicio taxă - ca zero logic. Astfel de celule de memorie au o structură plată, iar adresa fiecăreia dintre ele este definită ca numărul rândului și coloanei tabelului.

Fiecare cip conține mai multe matrice de memorie independente, care sunt tabele. Se numesc bănci. Într-o unitate de timp, puteți lucra cu o singură celulă din bancă, totuși, este posibil să lucrați cu mai multe bănci deodată. Informațiile care sunt scrise nu trebuie să fie stocate într-o singură matrice. Adesea este împărțit în mai multe părți și scris la diferite bănci, iar procesorul continuă să considere aceste date ca un întreg unic. Această metodă de înregistrare se numește intercalare. În teorie, cu cât mai multe astfel de bănci în memorie, cu atât mai bine. În practică, modulele cu o densitate de până la 64 Mbit au două bănci. Cu o densitate de la 64 Mbps la 1 Gbps - patru și cu o densitate de 1 Gbps și peste - deja opt.

Ce este o bancă de memorie

Și câteva cuvinte despre structura modulului de memorie. Modulul de memorie în sine este o placă de circuit imprimat cu cipuri lipite pe ea. De regulă, la vânzare puteți găsi dispozitive realizate în factorii de formă DIMM (modul de memorie dublu în linie) sau SO-DIMM (modul de memorie dublu în linie mică). Primul este destinat utilizării în computere desktop cu drepturi depline, iar al doilea pentru instalare în laptopuri. În ciuda aceluiași factor de formă, modulele de memorie din generații diferite diferă în ceea ce privește numărul de pini. De exemplu, soluția SDRAM are 144 de pini pentru conectarea la placa de bază, DDR - 184, DDR2 - 214 pini, DDR3 - 240 și DDR4 - deja 288 de bucăți. Desigur, vorbim despre module DIMM în acest caz. Dispozitivele realizate cu factorul de formă SO-DIMM au în mod natural mai puțini pini datorită dimensiunii lor mai mici. De exemplu, un modul de memorie DDR4 SO-DIMM este conectat la placa de bază folosind 256 de pini.

Modulul DDR (jos) are mai mulți pini decât SDRAM (sus)

De asemenea, este destul de evident că volumul fiecărui modul de memorie este calculat ca suma capacităților fiecărui cip lipit. Cipurile de memorie, desigur, pot diferi prin densitatea lor (sau, mai simplu, volum). De exemplu, în primăvara trecută, Samsung a lansat producția de masă de cipuri cu o densitate de 4 Gbps. Mai mult, în viitorul previzibil, este planificată eliberarea memoriei cu o densitate de 8 Gbps. De asemenea, modulele de memorie au propria magistrală. Lățimea minimă a magistralei este de 64 de biți. Aceasta înseamnă că 8 octeți de informații sunt transmise pe ceas. În același timp, trebuie menționat că există și module de memorie pe 72 de biți în care cei 8 biți „extra” sunt rezervați pentru tehnologia de corectare a erorilor ECC (Error Checking & Correction). Apropo, lățimea magistralei unui modul de memorie este, de asemenea, suma lățimilor magistralei fiecărui cip de memorie individual. Adică, dacă magistrala modulului de memorie este de 64 de biți și opt cipuri sunt lipite pe bară, atunci lățimea magistralei de memorie a fiecărui cip este de 64/8=8 biți.

Pentru a calcula lățimea de bandă teoretică a unui modul de memorie, puteți utiliza următoarea formulă: A*64/8=PS unde „A” este rata de date și „PS” este lățimea de bandă dorită. Ca exemplu, putem lua un modul de memorie DDR3 cu o frecventa de 2400 MHz. În acest caz, debitul va fi 2400*64/8=19200 MB/s. Acest număr este indicat în marcarea modulului PC3-19200.

Cum se citesc informațiile direct din memorie? Mai întâi, un semnal de adresă este trimis la rândul corespunzător (Rând) și abia apoi sunt citite informații din coloana dorită (Coloană). Informațiile sunt citite în așa-numitul amplificator (Sense Amplifiers) - un mecanism de reîncărcare a condensatorilor. În cele mai multe cazuri, controlerul de memorie citește simultan un întreg pachet de date (Burst) de la fiecare bit al magistralei. În consecință, la scriere, fiecare 64 de biți (8 octeți) sunt împărțiți în mai multe părți. Apropo, există un lucru precum lungimea pachetului de date (Lungimea exploziei). Dacă această lungime este egală cu 8, atunci 8*64=512 biți sunt transmisi odată.

Modulele de memorie și cipurile au, de asemenea, o caracteristică precum geometria sau organizarea (Organizarea memoriei). Geometria modulului își arată lățimea și adâncimea. De exemplu, un cip cu o densitate de 512 Mbps și o adâncime de biți (lățime) de 4 are o adâncime de cip de 512/4=128M. La rândul său, 128M = 32M * 4 bănci. 32M este o matrice care conține 16000 de rânduri și 2000 de coloane. Poate stoca 32 Mb de date. În ceea ce privește modulul de memorie în sine, adâncimea sa de biți este aproape întotdeauna de 64 de biți. Adâncimea este ușor de calculat folosind următoarea formulă: volumul modulului este înmulțit cu 8 pentru a se converti din octeți în biți și apoi împărțit la adâncimea de biți.

Puteți găsi cu ușurință valorile de sincronizare pe marcaj

Este necesar să spunem câteva cuvinte despre astfel de caracteristici ale modulelor de memorie, cum ar fi timpii (întârzierile). Chiar la începutul articolului, am spus că standardul SDRAM prevede un astfel de moment încât controlerul de memorie știe întotdeauna cât durează cutare sau cutare operație. Timingurile indică doar timpul necesar pentru a executa o anumită comandă. Acest timp este măsurat în ciclurile magistralei de memorie. Cu cât de data aceasta este mai scurtă, cu atât mai bine. Cele mai importante sunt următoarele întârzieri:

• TRCD (întârziere RAS la CAS) - timpul necesar pentru a activa o linie bancară. Timp minim între comanda de activare și comanda de citire/scriere;
• CL (CAS Latency) - timpul dintre emiterea unei comenzi de citire și începerea transferului de date;
• TRAS (Active to Precharge) - timpul de activitate al rândului. Timp minim între activarea rândului și comanda de închidere a rândului;
• TRP (Row Precharge) - timpul necesar pentru a închide un rând;
• TRC (Row Cycle time, Activate to Activate/Refresh time) - timpul dintre activarea rândurilor aceleiași bănci;
• TRPD (Active bank A to Active bank B) - timpul dintre comenzile de activare pentru diferite bănci;
• TWR (Write Recovery time) - timpul dintre sfârșitul înregistrării și comanda de închidere a liniei bancare;
• TWTR (Internal Write to Read Command Delay) - timpul dintre sfârșitul comenzii de scriere și citire.

Desigur, acestea sunt departe de toate întârzierile care există în modulele de memorie. Puteți enumera încă o duzină de timpi posibili, dar numai parametrii de mai sus afectează semnificativ performanța memoriei. Apropo, doar patru întârzieri sunt indicate în marcarea modulelor de memorie. De exemplu, cu parametrii 11-13-13-31, temporizarea CL este 11, TRCD și TRP sunt 13, iar TRAS sunt 31 de ceasuri.

De-a lungul timpului, potențialul SDRAM a atins plafonul, iar producătorii s-au confruntat cu problema creșterii vitezei RAM. Așa că a luat naștere standardul DDR.1

Apariția DDR

Dezvoltarea standardului DDR (Double Data Rate) a început în 1996 și s-a încheiat cu prezentarea oficială în iunie 2000. Odată cu apariția DDR, SDRAM-ul învechit a început să fie numit simplu SDR. Prin ce diferă standardul DDR de SDR?

După ce toate resursele SDR au fost epuizate, producătorii de memorie au avut mai multe modalități de a rezolva problema îmbunătățirii performanței. S-ar putea pur și simplu crește numărul de cipuri de memorie, crescând astfel capacitatea întregului modul. Cu toate acestea, acest lucru ar avea un impact negativ asupra costului unor astfel de soluții - această idee era foarte scumpă. Prin urmare, asociația producătorilor JEDEC a mers pe o altă cale. S-a decis dublarea magistralei din interiorul cipului și transferul de date și la o frecvență dublă. În plus, DDR prevedea transferul de informații pe ambele fronturi ale semnalului de ceas, adică de două ori pe ceas. Aici abrevierea DDR înseamnă Double Data Rate.

Modul de memorie Kingston DDR

Odată cu apariția standardului DDR, au apărut concepte precum frecvența reală și efectivă a memoriei. De exemplu, multe module de memorie DDR rulau la 200 MHz. Această frecvență se numește reală. Dar datorită faptului că transmisia de date a fost efectuată pe ambele părți ale semnalului de ceas, producătorii au înmulțit această cifră cu 2 în scopuri de marketing și au primit o frecvență pretins efectivă de 400 MHz, care a fost indicată în marcaj (în acest caz, DDR -400). În același timp, specificațiile JEDEC indică faptul că utilizarea termenului „megaherți” pentru a caracteriza nivelul de performanță a memoriei este complet incorectă! În schimb, trebuie folosite „milioane de transferuri pe secundă printr-o singură ieșire de date”. Cu toate acestea, marketingul este o chestiune serioasă și puțini oameni au fost interesați de recomandările specificate în standardul JEDEC. Prin urmare, noul termen nu a prins niciodată.

De asemenea, pentru prima dată, în standardul DDR a apărut un mod de memorie dual-channel. Ar putea fi folosit dacă în sistem există un număr par de module de memorie. Esența sa este de a crea o magistrală virtuală de 128 de biți prin intercalarea modulelor. În acest caz, au fost eșantionați 256 de biți simultan. Pe hârtie, modul dual-channel poate dubla performanța subsistemului de memorie, dar, în practică, creșterea vitezei este minimă și nu întotdeauna vizibilă. Depinde nu numai de modelul RAM, ci și de timpi, chipset, controler de memorie și frecvență.

Patru module de memorie funcționează în modul dual-channel

O altă inovație în DDR a fost prezența unui semnal QDS. Este situat pe PCB împreună cu liniile de date. QDS a fost util când se foloseau două sau mai multe module de memorie. În acest caz, datele ajung la controlerul de memorie cu o mică diferență de timp din cauza distanțelor diferite față de acestea. Acest lucru creează probleme la alegerea unui semnal de ceas pentru citirea datelor, pe care QDS le rezolvă cu succes.

După cum sa menționat mai sus, modulele de memorie DDR au fost realizate în factori de formă DIMM și SO-DIMM. În cazul DIMM, numărul de pini a fost de 184 de bucăți. Pentru ca modulele DDR și SDRAM să fie incompatibile fizic, soluțiile DDR aveau cheia (o tăietură în zona pad-ului) situată într-un loc diferit. În plus, modulele de memorie DDR funcționau la 2,5 V, în timp ce dispozitivele SDRAM foloseau 3,3 V. În consecință, DDR a avut un consum de energie și o disipare a căldurii mai mici în comparație cu predecesorul său. Frecvența maximă a modulelor DDR a fost de 350 MHz (DDR-700), deși specificațiile JEDEC prevedeau doar o frecvență de 200 MHz (DDR-400).

Memorie DDR2 și DDR3

Primele module DDR2 au fost puse în vânzare în al doilea trimestru al anului 2003. În comparație cu DDR, RAM de a doua generație nu a primit modificări semnificative. DDR2 a folosit aceeași arhitectură 2 n -prefetch. Dacă mai devreme magistrala de date internă era de două ori mai mare decât cea externă, acum a devenit de patru ori mai largă. În același timp, performanța crescută a cipului a început să fie transmisă printr-o magistrală externă la o frecvență dublă. Este frecvența, dar nu rata de transmisie dublă. Drept urmare, am obținut că dacă cipul DDR-400 a funcționat la o frecvență reală de 200 MHz, atunci în cazul DDR2-400 a funcționat la o viteză de 100 MHz, dar cu magistrala internă de două ori.

De asemenea, modulele DDR2 au primit mai mulți pini pentru atașarea la placa de bază, iar cheia a fost mutată în altă locație pentru incompatibilitate fizică cu suporturile SDRAM și DDR. Tensiunea de funcționare a fost din nou redusă. În timp ce modulele DDR rulau la 2,5 V, soluțiile DDR2 rulau la 1,8 V.

În general, aici se termină toate diferențele dintre DDR2 și DDR. La început, modulele DDR2 în direcția negativă au fost caracterizate de latențe mari, motiv pentru care au pierdut în performanță în fața stick-urilor DDR cu aceeași frecvență. Cu toate acestea, situația a revenit curând la normal: producătorii au redus latența și au lansat seturi mai rapide de RAM. Frecvența maximă a DDR2 a atins marca de 1300 MHz efectiv.

Poziție cheie diferită pentru modulele DDR, DDR2 și DDR3

Tranziția de la DDR2 la DDR3 a folosit aceeași abordare ca și tranziția de la DDR la DDR2. Desigur, transmisia de date la ambele capete ale semnalului de ceas a fost păstrată, iar lățimea de bandă teoretică s-a dublat. Modulele DDR3 au păstrat arhitectura 2 n -prefetch și au primit preîncărcarea pe 8 biți (DDR2 avea 4 biți). În același timp, anvelopa interioară a devenit de opt ori mai mare decât cea exterioară. Din această cauză, încă o dată, atunci când se schimbă generațiile de memorie, timpul acesteia a crescut. Tensiunea nominală de funcționare pentru DDR3 a fost redusă la 1,5 V, făcând modulele mai eficiente din punct de vedere energetic. Rețineți că, pe lângă DDR3, există și memorie DDR3L (litera L înseamnă Low), care funcționează la o tensiune redusă la 1,35 V. De asemenea, este de remarcat faptul că modulele DDR3 nu erau compatibile nici fizic, nici electric cu niciuna dintre generațiile anterioare de memorie.

Desigur, cipurile DDR3 au primit suport pentru unele tehnologii noi: de exemplu, calibrarea automată a semnalului și terminarea dinamică a semnalului. Cu toate acestea, în general, toate modificările sunt predominant cantitative.

DDR4 - următoarea evoluție

În cele din urmă, am ajuns la un nou tip de memorie DDR4. Asociația JEDEC a început să dezvolte standardul încă din 2005, dar abia în primăvara acestui an au fost puse în vânzare primele dispozitive. După cum se precizează într-un comunicat de presă JEDEC, în timpul dezvoltării, inginerii au încercat să obțină cea mai înaltă performanță și fiabilitate, sporind în același timp eficiența energetică a noilor module. Ei bine, auzim asta de fiecare dată. Să vedem ce modificări specifice a primit memoria DDR4 în comparație cu DDR3.

În această imagine, puteți urmări evoluția tehnologiei DDR: cum s-au schimbat indicatorii de tensiune, frecvență și capacitate

Unul dintre primele prototipuri DDR4. Destul de ciudat, acestea sunt module de laptop

Ca exemplu, luați în considerare un cip DDR4 de 8 GB cu o magistrală de date de 4 biți. Un astfel de dispozitiv conține 4 bănci a câte 4 bănci fiecare. În fiecare bancă sunt 131.072 (217) rânduri de 512 octeți fiecare. Pentru comparație, putem cita caracteristicile unei soluții DDR3 similare. Un astfel de cip conține 8 bănci independente. Fiecare bancă conține 65.536 (2 16) linii și fiecare linie conține 2048 de octeți. După cum puteți vedea, lungimea fiecărei linii a cipului DDR4 este de patru ori mai mică decât lungimea liniei DDR3. Aceasta înseamnă că DDR4 scanează băncile mai repede decât DDR3. În același timp, trecerea între bănci în sine este, de asemenea, mult mai rapidă. Imediat, observăm că pentru fiecare grup de bănci este prevăzută o alegere independentă a operațiunilor (activare, citire, scriere sau regenerare), care permite creșterea eficienței și lățimii de bandă a memoriei.

Principalele avantaje ale DDR4: consum redus de energie, frecvență înaltă, cantitate mare de module de memorie

Acum, standardul actual de RAM este DDR4, dar există încă multe computere cu DDR3, DDR2 și chiar DDR în uz. Din cauza acestei RAM, mulți utilizatori sunt confuzi și uită ce fel de RAM este folosit pe computerul lor. Acest articol va fi dedicat rezolvării acestei probleme. Aici vă vom spune cum să aflați ce fel de RAM este utilizat pe un computer DDR, DDR2, DDR3 sau DDR4.

Dacă aveți ocazia să deschideți computerul și să inspectați componentele acestuia, atunci puteți obține toate informațiile necesare din autocolantul de pe modulul RAM.

De obicei, pe autocolant puteți găsi o inscripție cu numele modulului de memorie. Acest nume începe cu literele „PC” urmate de cifre și indică tipul de RAM în cauză și debitul acesteia în megaocteți pe secundă (MB/s).

De exemplu, dacă un modul de memorie spune PC1600 sau PC-1600, atunci este un modul DDR de prima generație cu o lățime de bandă de 1600 MB/s. Dacă modulul spune PC2-3200, atunci este DDR2 cu o lățime de bandă de 3200 MB/s. Dacă PC3 este DDR3 și așa mai departe. În general, prima cifră după literele PC indică generația DDR, dacă acest număr nu este prezent, atunci este un simplu DDR de prima generație.

În unele cazuri, modulele RAM nu indică numele modulului, ci tipul de RAM și frecvența efectivă a acestuia. De exemplu, pe modul poate fi scris DDR3 1600. Aceasta înseamnă că acesta este un modul DDR3 cu o frecvență efectivă de memorie de 1600 MHz.

Pentru a corela denumirile modulelor cu tipul de RAM, iar lățimea de bandă cu frecvența efectivă, puteți folosi tabelul pe care îl oferim mai jos. Numele modulelor sunt indicate în partea stângă a acestui tabel, iar tipul de RAM care îi corespunde este indicat în partea dreaptă.

În magazinele online, cel mai adesea, RAM este indicată de tipul de memorie și de frecvența efectivă (de exemplu, cum ar fi DDR3-1333 sau DDR4-2400), deci dacă memoria dvs. are scris numele modulului (de exemplu, PC3-10600 sau PC4-19200), apoi îl puteți traduce folosind un tabel.

Folosind programe speciale

Dacă modulele RAM sunt deja instalate în computer, atunci puteți afla de ce tip folosesc programe speciale.

Cea mai ușoară opțiune este să folosești programul gratuit CPU-Z. Pentru a face acest lucru, lansați CPU-Z pe computer și accesați fila „Memorie”. Aici, în colțul din stânga sus al ferestrei, va fi indicat tipul de RAM care este utilizat pe computer. Și puțin mai mică este cantitatea totală de RAM de pe computer.

Tot în fila „Memorie”, puteți afla frecvența efectivă la care funcționează memoria RAM. Pentru a face acest lucru, trebuie să luați valoarea frecvenței reale a ceasului, care este indicată în linia „DRAM Frequency”, și să o înmulțiți cu două. De exemplu, în captura de ecran de mai jos, frecvența este de 665,1 MHz, înmulțiți-o cu 2 și obțineți frecvența efectivă de 1330,2 MHz.

Dacă doriți să aflați informații mai detaliate despre modulele RAM care sunt instalate pe computerul dvs., atunci acest lucru se poate face în fila „SPD”.