Принцип работы, типы и характеристики оперативной памяти. Какой оперативной памяти отдать предпочтение: DDR3 или DDR4

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

Суть стандарта DDR3

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

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

DDR3L. Что нового?

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

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

Kingston 4GB DDR3 PC3-10600

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

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

Samsung 4GB DDR3 PC3-12800

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

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

Crucial 4GB DDR3 PC3-12800

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

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

Заключение

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

Появление на рынке ОЗУ DDR4 пошатнуло незыблемые позиции ее предшественника. Она обладает более высокими техническими характеристиками и у многих пользователей возник закономерный вопрос, какая планка ОЗУ лучше? Многочисленные тесты и сравнения оперативной памяти четвертого поколения с DDR3 показывают, в чем заключается разница между ними. При выборе модуля памяти формата DDR3 следует учитывать, что у него отсутствует совместимость с DDR4.

Компьютера — один из компонентов, который отвечает за его производительность: скорость обработки информации и максимальный объем данных, обрабатываемых в данный момент. До 2015 года первые позиции прочно удерживало ОЗУ третьего поколения DDR3, но с появлением DDR4 ситуация начала меняться в сторону последней модификации. Появление оперативной памяти четвертого поколения вызвало большой ажиотаж на рынке компьютерной техники, одновременно с этим возник закономерный вопрос, что лучше DDR3 или DDR4 и не является ли появление последней модели обычным маркетинговым ходом?

История развития DDR4

Разработкой ОЗУ четвертого поколения компания JEDEK занялась еще в далеком 2005 году, когда самой современной модификацией была DDR2. Инженеры компании уже в то время осознали, что второе поколение оперативной памяти не сможет отвечать требованиям, стремительно развивающимся процессорам и остальным комплектующим ПК. Даже анонсированный выход ОЗУ третьего поколения не сможет в полной мере справиться с поставленной задачей. Для решения проблемы не достаточно простого увлечения скорости обработки данных как это было сделано в DDR3. Необходимо учитывать такие параметры как энергопотребление и объем, которые влияют на пропускную способность устройства.

Внимание! Для работы со специализированными программами: пакеты для объемного проектирования, редакторы фото или видео главным параметром выбора оперативной памяти является ее пропускная способность, т. е. скорость обработки информации.

В 2015 году с появлением на рынке платформ Socket LGA1151 пользователям ПК представилась возможность произвести сравнительный анализ ОЗУ третьего и четвертого поколения в одинаковых условиях.

Технические характеристики

Прежде чем говорить, что лучше DDR3 или DDR4 и проводить их сравнения следует подробно ознакомиться с их техническими характеристиками и возможностями, а также их преимуществами и недостатками. Данный подход позволит правильно и точно определить будущее модулей памяти и выявить перспективный образец.

DDR3

Основными характеристиками для оперативной памяти не зависимо от ее поколения являются следующие характеристики:

• Частота. ОЗУ третьей модели выпускается с частотой 1066 МГц, 1333 МГц и 1600 МГц, а последняя модификация имеет 1866 МГц. При помощи разгона памяти ее частоту можно повысить до 2400 – 2666 МГц. Максимальное значение этого параметра при разгоне, которое было получено в лабораторных условиях, составляет 4620 МГц.
• Напряжение. Энергопотребление варьируется в диапазоне 1,5 – 1,8 В. Последняя версия DDR3L способна работать при низком напряжении 1,25 – 1,35 В. Индекс L означает Low Power (с англ. – малая мощность).
• Время простоя. Для определения производительности планки памяти одним из важных параметров являются тайминги или латентность (CL), т. е. задержка при передаче информации. DDR3 1600 МГц имеет задержку равную 9 тактам, для получения временного значения необходимо 1 сек. разделить на 1600 млн. тактов и получаем 0,625 мс на 1 такт. Результат умножаем на 9 тактов и получаем 5,625 нс. Далее умножаем на 2 (количество потоков передачи данных) и время задержки составляет 11,25 нс.

Совет. Значение латентности можно определить из маркировки оперативной памяти после букв CL. Соответственно, чем ее значение меньше, тем выше производительность устройства.

DDR4

ОЗУ четвертого поколения обладает более высокими параметрами технических характеристик, за счет которых оно обходит своего предшественника.

Сравнение DDR3 и DDR4

Исходя из технических характеристик видно, что время задержки у DDR4 выше, чем у ее предшественника. Однако при линейном чтении данных или их сохранении за счет практически не меняющихся таймингов эта разница компенсируется, и ОЗУ четвертой модели выигрывает. При работе в многопоточном режиме за счет меньшей латентности выигрывает DDR3 в пределах статистической погрешности. Выполняя сжатие файлов большого размера (объем от 1,5 ГБ и выше), потраченное время на операцию у DDR4 на 3 % меньше, чем у DDR3. Спецификация оперативной памяти третьего поколения предусматривает использование Vddr напряжение. При осуществлении энергозатратных операций оно повышается за счет встроенных преобразователей, тем самым происходит обильное излучение тепла. Модуль DDR4 получает необходимое напряжение от внешнего источника питания (Vpp).

В ОЗУ четвертой модели реализована технология Pseudo-Open Draid, она позволила полностью устранить утечки тока, что наблюдалось в предыдущей версии, где используется Series-Stub Terminated Logic. Применение данного интерфейса для ввода и вывода данных позволило снизить потребление энергии до 30 %. Что касается объема памяти планки DDR4, то минимальное значение составляет 4 ГБ, а для DDR3 оно является оптимальным т. к. максимальное равно 8 ГБ. Структура оперативной памяти третьего поколения позволяет разместить до 8 банков памяти с длиной строки 2048 байт. Последняя модификация ОЗУ имеет 16 банков и длину строки 512 байт, что увеличивает скорость переключения между строками и банками.

Из сравнения DDR3 и DDR4 можно сделать вывод, что последнее поколение ОЗУ обходит своего предшественника практически по всем параметрам, но эта разница мало заметна для обычного пользователя. DDR3L 1600 МГц в сочетании с Intel Core i5 практически не уступают DDR4. ОЗУ четвертого поколения рекомендуется устанавливать для современных игр или работы в специализированных программах, которые требуют большого объема памяти и высокой скорости обработки данных.

Сравнение оперативной памяти DDR 3 и DDR 4: видео

При использовании DDR SDRAM достигается удвоенная скорость работы, нежели в SDRAM, за счёт считывания команд и данных не только по фронту , как в SDRAM, но и по спаду тактового сигнала. За счёт этого удваивается скорость передачи данных без увеличения частоты тактового сигнала шины памяти. Таким образом, при работе DDR на частоте 100 МГц мы получим эффективную частоту 200 МГц (при сравнении с аналогом SDR SDRAM). В спецификации JEDEC есть замечание, что использовать термин «МГц» в DDR некорректно, правильно указывать скорость «миллионов передач в секунду через один вывод данных».

Специфическим режимом работы модулей памяти является двухканальный режим.

Описание

Микросхемы памяти DDR SDRAM выпускаются в корпусах TSOP и (освоено позднее) корпусах типа BGA (FBGA), производятся по нормам 0,13 и 0,09-микронного техпроцесса:

• Напряжение питания микросхем: 2,6 В +/- 0,1 В
• Потребляемая мощность: 527 мВт
• Интерфейс ввода-вывода: SSTL_2

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

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

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

Чипы памяти

В состав каждого модуля DDR SDRAM входит несколько идентичных чипов DDR SDRAM. Для модулей без коррекции ошибок (ECC) их количество кратно 4, для модулей с ECC - формула 4+1.

Спецификация чипов памяти

• DDR200: память типа DDR SDRAM , работающая на частоте 100 МГц
• DDR266: память типа DDR SDRAM , работающая на частоте 133 МГц
• DDR333: память типа DDR SDRAM , работающая на частоте 166 МГц
• DDR400: память типа DDR SDRAM , работающая на частоте 200 МГц

Характеристики чипов

• Ёмкость чипа (DRAM density ). Записывается в мегабитах, например, 256 Мбит - чип ёмкостью 32 мегабайта.
• Организация (DRAM organization ). Записывается в виде 64M x 4, где 64M - это количество элементарных ячеек хранения (64 миллиона), а x4 (произносится «by four») - разрядность чипа, то есть разрядность каждой ячейки. Чипы DDR бывают x4 и x8, последние стоят дешевле в пересчёте на мегабайт ёмкости, но не позволяют использовать функции Chipkill, memory scrubbing и Intel SDDC.

Модули памяти

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

Характеристики модулей

• Объём. Указывается в мегабайтах или гигабайтах.
• Количество чипов (# of DRAM Devices ). Кратно 8 для модулей без ECC , для модулей с ECC - кратно 9. Чипы могут располагаться на одной или обеих сторонах модуля. Максимальное умещающееся на DIMM количество - 36 (9x4).
• Количество строк (рангов) (# of DRAM rows (ranks) ).

Чипы, как видно из их характеристики, имеют 4- или 8-ми битную шину данных. Чтобы обеспечить более широкую полосу (например, DIMM требует 64 бита и 72 бита для памяти с ECC), чипы связываются в ранги. Ранг памяти имеет общую шину адреса и дополняющие друг друга линии данных. На одном модуле может размещаться несколько рангов. Но если нужно больше памяти, то добавлять ранги можно и дальше, установкой нескольких модулей на одной плате и используя тот же принцип: все ранги сидят на одной шине, только чип селекты разные - у каждого свой. Большое количество рангов электически нагружает шину, точнее контроллер и чипы памяти, и замедляет их работу. Отсюда начали применять многоканальную архитектуру , которая позволяет также независимо обращаться к нескольким модулям.

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

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

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

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

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

Спецификация модулей памяти

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

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

Размеры модулей также стандартизированы JEDEC.

Надо заметить, что нет никакой разницы в архитектуре DDR SDRAM с различными частотами, например, между PC1600 (работает на частоте 100МГц) и PC2100 (работает на частоте 133МГц). Просто стандарт говорит о том, на какой гарантированной частоте работает данный модуль.

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

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

Сейчас модули DDR практически вытеснены модулями типов DDR2 и DDR3 , которые в результате некоторых изменений в архитектуре позволяют получить бо́льшую пропускную способность подсистемы памяти. Ранее главным конкурентом DDR SDRAM являлась память типа RDRAM (Rambus), однако ввиду наличия некоторых недостатков со временем была практически вытеснена с рынка.

Примечания

Литература

В. Соломенчук, П. Соломенчук Железо ПК. - 2008. - ISBN 978-5-94157-711-8

Гук М. Ю. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - Питер, 2006. - 1072 с.

Копейкин М. В., Спиридонов В. В., Шумова Е. О. Организация ЭВМ и систем. (Память ЭВМ): Учебн. Пособие. - СПб, 20064. - 153 с.

Ссылки

• Описание и иллюстрация почти всех параметров памяти DDR (рус.)
• Intel® Server Board SE7501CW2 Memory List Test Report Summary (PDF, 246,834 bytes) (англ.) - небольшой список возможных конфигураций модуля памяти.
• Kingston’s Literature Page (англ.) - несколько справочных документов, описывающих организацию модулей памяти.

Модули ОЗУ

Модули оперативной памяти изготавливаются на основе прямоугольных печатных плат с односторонним или двухсторонним расположением микросхем. Они отличаются формфактором и имеют различную конструкцию: SIMM (Single In-line Memory Module - модуль памяти с однорядными контактами); DIMM (Dual In-line Memory Module - модуль памяти с двухрядными контактами); SO DIMM (Small Outline DIMM - малый размер DIMM). Контакты разъемов модулей памяти покрывают золотом или сплавом никеля и палладия.

Модули SIMM представляет собой плату с плоскими контактами вдоль одной стороны; в разъем материнской платы их устанавливают под углом с последующим поворотом в рабочее (вертикальное) положение с помощью защелок. Существуют два типа модулей SIMM: 30-контактные с разрядностью 9 бит (8 бит данных и 1 бит контроля четности); 72-контактные с разрядностью 32 бит (без контроля) или 36 бит (с контролем четности). Поэтому для 32-битной шины требовалось использовать четыре банка 30-контактных модулей SIMM или один 72-контактный модуль; для 64-разрядной шины - два банка 72-контактных модулей.

Модули DIMM бывают двух типов: 168-контактные (для установки микросхем SDRAM) и 184-контактные DIMM (для микросхем DDR SDRAM). Они одинаковы по установочным размерам, вставляются в разъем системной платы вертикально и фиксируются защелками. В переходный период материнские платы оснащались разъемами для обоих типов DIMM-модулей, но в настоящее время в ПЭВМ модули SIMM и 168-контактные DIMM устарели и не используются.

Модули SO DIMM с 72- и 144-контактными разъемами применяются в портативных ПЭВМ. В материнскую плату их устанавливают аналогично модулям SIMM.

В настоящее время наиболее востребованы модули DIMM с микросхемами DDR SDRAM, DDR2 SDRAM и DDR3 SDRAM.

Модули DIMM на основе микросхем DDR SDRAM выпускаются со 184 контактами (рис. 1).

Рис. 1. Плата 184-контактного модуля DIMM:

1 - микросхемы DDR SDRAM; 2 - микросхема буферной памяти и контроля ошибок; 3 - вырезы для крепления платы; 4 - ключ; 5 - разъем

Ключом на модуле памяти является вырез в плате, который в сочетании с соответствующим выступом в разъеме системной платы не позволяет установить модуль не той стороной. Кроме того, ключ у несовместимых модулей ОЗУ может иметь разное размещение (сдвигаться между контактами в одну или другую сторону), указывая номинал напряжения питания (2,5 или 1,8 В) и защищая от электрического повреждения.

Микросхемы памяти типа DDR2, DDR3, приходящие на смену DDR, производятся в виде 240-контактных модулей DIMM.

Современные модули памяти для ПЭВМ поставляются в вариантах 512 Мбайт, 1,2 и 4 Гбайт.

На момент написания этой статьи на рынке доминируют модули памяти DDR третьего поколения или DDR3. Память типа DDR3 имеет более высокие тактовые частоты (до 2400 мегагерц), пониженное примерно на 30-40% (по сравнению с DDR2) энергопотребление и соответственно меньшее тепловыделение.

Однако, до сих пор, можно встретить память стандарта DDR2 и морально устаревшую (а потому местами жутко дорогую) DDR1. Все эти три типа полностью несовместимы друг с другом как по электрическим параметрам (у DDR3 меньше напряжение), так и физическим (смотрите изображение).

Необходимый и достаточный объем оперативной памяти зависит от операционной системы и прикладных программ, определяющих целевое использование ПЭВМ. Если выпланируете использовать компьютер в офисных или «мультимедийных» целях (Интернет, работа с офисными приложениями, прослушивание музыки и др.) - вам хватит 1024 Мб памяти (1 Гб). Для требовательных компьютерных игр, работы с видео, звукозаписи и сведения музыкальных композиций в домаших условиях – минимум 2 Гб (2048 Мб) ОЗУ. Желательно - 3 гигабайта. Следует также отметить, что 32-битные версии (x86) Windows не поддерживают объём оперативной памяти свыше 3 гигабайт. Также отметим, что операционные системы Windows Vista и Windows 7 для комфортной работы с ними требуют как минимум 1 Гб оперативной памяти, а при включении всех графических эффектов - до 1.5 гигабайт.

Характеристики и маркировка оперативной памяти

Рассмотрим маркировки

Объем

Первым обозначением в строке идет объем модулей памяти. В частности, в первом случае это - 4 ГБ, а во втором - 1 ГБ. Правда, 4 ГБ в данном случае реализованы не одной планкой памяти, а двумя. Это так называемый Kit of 2 - набор из двух планок. Обычно такие наборы покупаются для установки планок в двухканальном режиме в параллельные слоты. Тот факт, что они имеют одинаковые параметры, улучшит их совместимость, что благоприятно сказывается на стабильности.

Тип корпуса

DIMM/SO-DIMM - это тип корпуса планки памяти. Все современные модули памяти выпускаются в одном из двух указанных конструктивных исполнений.

Тип памяти

Тип памяти - это архитектура, по которой организованы сами микросхемы памяти. Она влияет на все технические характеристики памяти - производительность, частоту, напряжение питание и др.

Частоты передачи данных для типов памяти:

DDR: 200-400 МГц

DDR2: 533-1200 МГц

DDR3: 800-2400 МГц

Цифра, указываемая после типа памяти - и есть частота: DDR400, DDR2-800.

Модули памяти всех типов отличаются напряжением питания и разъемами и не позволяют быть вставленными друг в друга.

Частота передачи данных характеризует потенциал шины памяти по передаче данных за единицу времени: чем больше частота, тем больше данных можно передать.

Однако, есть еще факторы, такие как количество каналов памяти, разрядность шины памяти. Они также влияют на производительность подсистем памяти.

Стандарт скорости модуля памяти

Для комплексной оценки возможностей RAM используется термин пропускная способность памяти. Он учитывает и частоту, на которой передаются данные и разрядность шины и количество каналов памяти.

Пропускная способность (B) = Частота (f) x разрядность шины памяти (c) x кол-во каналов (k)

Например, при использовании памяти DDR400 400 МГц и двухканального контроллера памяти пропускная способность будет: (400 МГц x 64 бит x 2)/ 8 бит = 6400 Мбайт/с

В обозначении для облегчения понимания скорости модуля указывается и стандарт пропускной способности памяти. Он как раз и показывает, какую пропускную способность имеет модуль.

Все эти стандарты начинаются с букв PC и далее идут цифры, указывающие пропускную способность памяти в Мбайтах в секунду.

Тайминги

Тайминги - это задержки при обращении к микросхемам памяти. Естественно, чем они меньше - тем быстрее работает модуль.

Дело в том, что микросхемы памяти на модуле имеют матричную структуру - представлены в виде ячеек матрицы с номером строки и номером столбца. При обращении к ячейке памяти считывается вся строка, в которой находится нужная ячейка.

Сначала происходит выбор нужной строки, затем нужного столбца. На пересечении строки и номера столбца и находится нужная ячейка. С учетом огромных объемом современной RAM такие матрицы памяти не целиковые - для более быстрого доступа к ячейкам памяти они разбиты на страницы и банки. Сначала происходит обращение к банку памяти, активизация страницы в нем, затем уже происходит работа в пределах текущей страницы: выбор строки и столбца. Все эти действия происходит с определенно задержкой друг относительно друг друга.

Основные тайминги RAM - это задержка между подачей номера строки и номера столбца, называемая временем полного доступа (RAS to CAS delay, RCD), задержка между подачей номера столбца и получением содержимого ячейки, называемая временем рабочего цикла (CAS latency, CL), задержка между чтением последней ячейки и подачей номера новой строки (RAS precharge, RP). Тайминги измеряются в наносекундах (нс).

Эти тайминги так и идут друг за другом в порядке выполнения операций и также обозначаются схематично 5-5-5-15. В данном случае все три тайминга по 5 нс, а общий рабочий цикл - 15 нс с момента активизации строки.

Главным таймингом считается CAS latency, который часто обозначается сокращенно CL=5. Именно он в наибольшей степени "тормозит" память.

Основываясь на этой информации, вы сможете грамотно выбрать подходящий модуль памяти.

Производитель и его part number

Каждый производитель каждому своему продукту или детали дает его внутреннюю производственную маркировку, называемую P/N (part number) - номер детали.

Для модулей памяти у разных производителей она выглядит примерно так:

Kingston KVR800D2N6/1G

• Corsair XMS2 CM2X1024-6400C5

На сайте многих производителей памяти можно изучить, как читается их Part Number. Модули Kingston семейства ValueRAM:

Последняя маркировка говорит о многом, а именно:

KVR – производитель Kingston ValueRAM

1066 – рабочая частота (Mhz)

D3 - тип памяти (DDR3)

D (Dual) – rank/ранг. Двухранговый модуль – это два логических модуля, распаянных на одном физическом и пользующихся поочерёдно одним и тем же физическим каналом (нужен для достижения максимального объёма оперативной памяти при ограниченном количестве слотов)

8 – 8 чипов памяти DRAM

R – Registered, указывает на стабильное функционирование без сбоев и ошибок в течение как можно большего непрерывного промежутка времени

7 – задержка сигнала (CAS=7)

S – термодатчик на модуле

K3 – набор (кит) из трех модулей

6G – суммарный объем кита (трех планок) равен 6 GB.

По маркировке OCZ можно понять, что это модуль DDR2 объемом 1 Гбайт, частотой 800 МГц.

По маркировке CM2X1024-6400C5 понятно, что это модуль DDR2 объемом 1024 Мбайт стандарта PC2-6400 и задержками CL=5.

Некоторые производители вместо частоты или стандарта памяти указывают время в нс доступа к чипу памяти. По этому времени можно понять, какая используется частота. Так поступает Micron: MT47H128M16HG-3. Цифра в конце обозначает, что время доступа - 3 нс (0.003 мс).

По известной форуме T=1/f частота работы чипа f=1/T: 1/0,003 = 333 МГц. Частота передачи данных в 2 раза выше - 667 МГц. Соответственно, данный модуль DDR2-667.

Диагностика возможных проблем с модулями памяти

Модуль памяти состоит из нескольких микросхем, размещенных на одной плате. Он является одним из самых надежных компонентов компьютера. К тому же, очень маловероятно поступление в продажу модулей с какими-то дефектами, так как производители перед отправкой в продажу тщательно их тестируют. Но такая вероятность все же существует, так как даже один производитель сейчас выпускает очень большое количество модулей.

В реальной ситуации повредить его очень просто. Достаточно вспомнить о статическом электричестве. Например, лучше не пробуйте, купив модуль памяти на 1ГБ, вставлять его одной рукой в компьютер, а второй - гладить своего кота. Кроме статического электричества на работоспособности микросхем негативно отражаются перепады напряжения в сети и неисправность блока питания. То же можно сказать и о необдуманном повышении питающего память напряжения при разгоне.

Если ваш компьютер находится в пыльном или влажном помещении, это может привести к порче контактов в разъемах памяти на материнской плате. Причиной неисправности может стать повышение температуры самих модулей и других компонентов внутри корпуса. При неаккуратном обращении можно просто физически повредить модуль памяти. Это одна из причин, по которой мы за радиаторы на модулях памяти, они не сильно понижают их температуру, но служат хорошую службу в повышении прочности.

Неисправность модуля памяти может проявиться множеством различных симптомов. Попробуем выделить наиболее распространенные:

Появление синих экранов с сообщениями об ошибках во время установки Windows 98/2000/XP. Это один из самых верных признаков существования проблем с памятью.

Периодические сбои в работе и появление синих экранов во время работы Windows. Причиной этого может быть не только память, но и повышение температуры внутри корпуса, так что стоит проверить и эту возможность.

Сбои во время операций, интенсивно использующих память: трехмерные игры, тесты, компиляция, Photoshop и т.п.

Невозможность загрузки компьютера. Это может сопровождаться продолжительными звуковыми сигналами, с помощью которых BIOS сообщает о проблеме с памятью. В этом случае вы не сможете проверить память с помощью диагностирующих программ. Единственный способ убедиться, что дело действительно в памяти - поменять модуль или самостоятельно, или в сервисном центре.

Чтобы это проверить, выключите компьютер, освободите разъем, открыв две защелки, достаньте модуль из разъема и аккуратно поставьте его в другой разъем, прижав защелки. После этого включите компьютер и повторите тестирование. Если снова обнаружены ошибки, то модуль неисправный, а если ошибок нет, то разъем.

– устанавливать модули памяти с одинаковым объемом;

– модули должны совпадать по частоте работы (Mhz), иначе все они будут работать на частоте самой медленной памяти;

– совмещать тайминги, латентности (задержки) памяти;

– модули памяти лучше одного производителя и одной модели.

Основные правила установка памяти:

все работы проводите при полностью отключенном от питающей сети компьютере, сухими руками;

не прилагайте излишних усилий – модули памяти очень хрупкие!

системный блок располагайте на прочной и устойчивой поверхности.

Шаг 1.

откройте боковую крышку системного блока (у стандартного вертикального корпуса – это левая крышка, если смотреть на системник спереди).

Примечание. Количество слотов ОП обычно составляет 2-6 разъемов для большинства материнских плат, применяемых в домашних компьютерах. Перед установкой обратите внимание на видеокарту – она может мешать установке оперативной памяти. Если она мешает, то временно демонтируйте её.

Шаг 2.

На свободном слоте, выбранном для установки оперативки, отстегните специальные защелки на краях.

Примечание. Внутри каждого разъема имеются небольшие ключи-перемычки, а на контактной части модулей памяти соответствующие им вырезы. Их взаимное совмещение исключает неправильную установку памяти или установку модулей другого типа. У каждого типа разное расположение и количество прорезей, а следовательно, и ключей на разъемах материнской платы (об этом мы уже упоминали, когда говорили про типы памяти).

Шаг 3.

Совместите прорезь на памяти с ключом в слоте материнской платы (как показано на изображении).

Шаг 4.

Вставьте модуль DIMM в разъем, нажимая на его верхний край.

Шаг 5.

Осторожно нажимайте до тех пор, пока модуль полностью не установиться в разъем, и фиксирующие защелки по краям разъема не встанут на место.

Шаг 6.

Убедитесь, что удерживающие фиксаторы встали на место и закрылись полностью.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Сравните модули ОЗУ: SIMM, DIMM и SO DIMM.

Схема 184-контактного модуля DIMM.

Чем отличаются модули памяти стандартов DDR, DDR2, DDR3 (устно).

Какой достаточный объем памяти для ПЭВМ?

Перечислите характеристики памяти, которые можно прочитать в ее маркировке?

Пропускная способность памяти, как рассчитать пропускную способность?

Что такое тайминг? В чем измеряется? Как обозначается?

Что такое part number? Расшифруйте маркировку, обозначенную рамкой на рисунке.

Расшифруйте маркировки:

4096Mb (2x2048Mb) DIMM DDR2 PC2-8500 Corsair XMS2 C5 BOX

1024Mb SO-DIMM DDR2 PC6400 OCZ OCZ2M8001G (5-5-5-15) Retail

Перечислите наиболее распространенные неисправности модуля памяти.

Основные правила установки памяти (устно ).

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ:

Для представленной системной платы подбирать соответствующий модуль оперативной памяти.

Исследовать маркировку модуля.

Установить модуль на системной плате.

Что за стандарт такой - DDR3? Память Synchronous Dynamic Random Access Memory, третье поколение стандарта Double Data Rate - попросту DDR3 SDRAM , представляет собой новое поколение памяти DDR, идущей на смену нынешнего поколения DDR2 SDRAM. Архитектура современной динамической памяти DRAM перешагнула этапы одиночной и двойной скорости передачи данных, и теперь, на этапе DDR3, мы можем говорить о поконтактной пиковой производительности до 1,6 Гбит/с на сигнальный контакт для DDR3 (100 Мбит/с на контакт у SDRAM). При сохранении основного строения архитектуры, ключевым изменениям подверглись цепи предварительной выборки данных (prefetch) и дизайн шин I/O. Говоря упрощённо, в случае DDR3 каждая операция чтения или записи означает доступ к восьми группам данных (словам) DDR3 DRAM, которые, в свою очередь, с помощью двух различных опорных генераторов мультиплексируются по контактам I/O с частотой, в четыре раза превышающей тактовую частоту.

Среди основных преимуществ нового стандарта, прежде всего, стоит отметить меньшее энергопотребление, примерно на 40% чем у ходовых образцов модулей DDR2. Основной причиной экономии энергопотребления называют использование нового поколения чипов памяти DDR3, выпуск которых налажен у большинства производителей с соблюдением норм 90 нм техпроцесса. Это позволяет снизить рабочие напряжения чипов – до 1,5 В у DDR3, что ниже 1,8 В у DDR2 или 2,5 В у DDR; плюс, дополнительно снизить рабочие токи за счёт использования транзисторов с двумя затворами для снижения токов утечки. На практике это приведёт к тому, что, к примеру, у модулей DDR3-1066, значительно превышающих по производительности модули DDR2-800 и на 15% потребляющих меньше в спящем режиме, энергопотребление будет сравнимо с модулями DDR2-667. Имеет ли новая оперативная память DDR3 какое-то отношение к графической памяти GDDR3 в видеокартах или приставках Xbox 360? Нет, не имеет. Под схожими названиями скрывается разная архитектура, с совершенно несхожими схемами буферизации и т.д. Так что отныне лучше не смешивать термины "DDR3" и "GDDR3". Каковы основные функциональные особенности памяти DDR3? Основные особенности архитектуры чипов DDR3 SDRAM таковы:

• Появление контакта асинхронного сброса (RESET)
• Поддержка компенсации System Level Flight Time
• "Зеркальная" цоколёвка чипов с удобным расположением контактов для сборки модуля DIMM (On-DIMM Mirror friendly DRAM ballout)
• Появление скоростного буфера CWL (CAS Write Latency)
• Внутрикристальный модуль калибровки I/O
• Калибровка READ и WRITE
• Типичные (ожидаемые) маркировки чипов в зависимости от скорости: DDR3-800, DDR3-1066, DDR3-1333, DDR3-1600

Основные особенности модулей DDR3:

• "Сетевая" Fly-by топология командной/адресной/управляющей шины с внутримодульной (On-DIMM) терминацией
• Прецизионные внешние резисторы (ZQ resistors) в цепях калибровки

Увы, на нынешнем этапе архитектура DDR2 начинает фактически "упираться" в потолок своих возможностей, что завязано на тактовые частоты процессоров и топологию шин. Сейчас пока рано говорить о сроке жизни DDR3, однако не будет ничего невероятного, если через три года ей на смену придёт что-то вроде DDR4. Такова жизнь. Так каков же "потолок" тактовых частот модулей памяти DDR3 DIMM? Пока что речь идёт о чипах DDR3-1600, на базе которых будут выпускаться модули PC3-12800 с пропускной способностью до 12,80 Гб/с. Однако в документации Intel уже встречалось упоминание того, что DDR3 теоретически может быть масштабирована до частот вплоть до 2133 МГц. Есть ли физическая разница между модулями DDR2 и DDR3? Модули памяти DDR3 DIMM для настольных ПК будут обладать 240-контактной структурой, привычной нам по модулям DDR2; однако физической совместимости не будет благодаря различному расположению ключей DIMM. Такая "защита от дурака", предотвращающая установку модулей DDR3 в платы под DDR2 и наоборот предусмотрена не только по причине поконтактной несовместимости модулей, но и в связи с разными напряжения питания и сигнальными уровнями разных поколений оперативной памяти. Какие типы модулей DDR3 будут типичным явлением на рынке памяти? Ожидается, что модули памяти DDR3 будут выпускаться в вариантах Registered DIMM, Unbuffered DIMM, FB-DIMM, SO-DIMM, Micro-DIMM и 16-бит/32-бит SO-DIMM. Относительно форм-факторов памяти DDR3 – что критично для рынка серверов, можно сказать, что будут представлены 1,2-дюймовые (30 мм) модули для 1U серверов, типичные для индустрии с 1999 года, а также VLP-модули высотой 18,3 мм для Blade-серверов, 38 мм модули для 2U серверов и даже более "высокие" модули. Какова будет типичная ёмкость модулей памяти DDR3 DIMM? Ещё на стадии тестирования стандарта DDR3 производители работали с чипами ёмкостью 512 Мбит и создавали 1 Гб модули; теоретически ёмкость модулей DDR3 может достигать 8 Гбит. Типичная ёмкость модулей памяти DDR3 DIMM по мере роста популярности составит 1 Гб – 4 Гб, теоретически – до 32 Гб. Что касается модулей DDR3 SO-DIMM для мобильных ПК, появление образцов которых ожидается в ближайшее время, а начало массового производства (по крайней мере, компанией Samsung) запланировано на начало 2008 года, типичные ёмкости будут располагаться в диапазоне 512 Мб – 4 Гб. Первые модули памяти DDR3 DIMM, безусловно, будут недешёвым явлением. Как скоро ожидается снижение цен на модули памяти DDR3 DIMM до нормального "массового" уровня? Ожидается, что уже в 2007 году производители модулей памяти возьмут агрессивный старт на рынке DDR3, и, по мере становления и нарастания массовости платформ нового поколения, память будет дешеветь. По предварительным прогнозам Intel, память DDR3 получит определённое распространение уже в текущем году, а в 2008 году можно будет говорить об её массовости – по крайней мере, прогнозы iSuppli это подтверждают. Стандарт DDR3 есть, скоро будут платы, а успеют ли производители с чипами DDR3 и модулями DIMM к анонсу? Безусловно. Индустрия в целом готова к появлению DDR3, множество производителей чипов и памяти уже объявили о валидации своих изделий у Intel и готовности к массовому производству.

Полную линейку чипов, прошедших процесс тестирования, квалификации и валидации у Intel можно посмотреть на этой странице:

Validated DDR3 800/1066MHz SDRAM Components

Первоначально идея использования ёмких 1 Гбит и 2 Гбит чипов преследовала цель уменьшить количество слотов на плате до двух без необходимости жертвовать количеством поддерживаемой памяти. Однако типичный покупатель всё же по-прежнему предпочитает апгрейдиться, осообенно пока память недёшева. Именно поэтому типичная материнская плата по-прежнему будет обладать четырьмя слотами DDR3 DIMM.

Когда поддержка DDR3 будет реализована компанией AMD?

Компания AMD, в числе других лидеров компьютерной индустрии, объявила о поддержке и планах перехода на память DDR3, однако лишь в отдалённой перспективе. Исследования в области поддержки DDR3 компания AMD ведёт в близком сотрудничестве с SimpleTech. Уже достоверно известно, что интегрированные контроллеры памяти процессоров AMD с рабочим названием Barcelona будут поддерживать модули DDR2-1066. Модули DDR2-1066 сейчас проходят процедуру стандартизации в организации JEDEC, и AMD планирует именно с помощью продления жизни DDR2 отсрочить переход на DDR3. Вспомните, та же самая ситуация складывалась и при переходе на DDR2, тогда AMD также достаточно долго не могла распрощаться с DDR. Ожидается, что впервые память DDR3 будет поддерживаться процессорами AMD под разъём AM3, и показаны такие чипы будут не ранее третьего квартала 2008 года. Сейчас специалисты AMD называют переход на массовое использование памяти DDR3 в настольных системах преждевременным – мол, мы подождём 2009 года, когда этот тип памяти станет достаточно массовым и относительно недорогим. Хотя, уже есть информация, что тестирование и валидация чипов компанией AMD, начавшаяся в 2007 году, "встанет на крыло" уже в 2008 году. Что ж, компании Intel вновь предложена роль "локомотива индустрии" в проталкивании новых стандартов. С другой стороны, нельзя не признать, что такое положение – за счёт предложения действительно передовых технологий и производительных решений, регулярно помогает ей, что называется, "снимать сливки". Так что же AMD? Увы, новое процессорное ядро с рабочим названием Griffin, появление которого можно ожидать в начале 2008 года, также будет обладать лишь встроенным контроллером памяти DDR2 - хоть и продвинутым, сдвоенным, с двумя независимыми режимами работы, но, тем не менее, без малейшего намёка на поддержку DDR3. Поскольку производственный цикл процессоров AMD в целом худо-бедно укладывается в 18-месячный цикл, так, приблизительно, и получится, что чипы AMD обзаведутся поддержкой DDR3 не ранее 2009 года, а то и позже. Какие чипсеты с поддержкой DDR3 от Intel можно ожидать в ближайшее время? Что и когда ожидается в рознице? Разумеется, в числе первых системных плат с поддержкой DDR3 стоит ожидать новинки на чипсетах нового поколения Intel 3 Series - те что носили собирательное рабочее название Intel Bearlake. Эти чипсеты будут поддерживать новые процессоры Intel Core c FSB 1333 МГц и новую оперативную память DDR3-1333. Впрочем, сразу стоит оговориться, что не каждый чипсет из семи, ожидаемых в серии Bearlake - X38, P35, G35, G33, G31, Q35 и Q31, будет работать с DDR3 (равно как и с новыми FSB 1333 МГц процессорами) – традиционно, речь идёт лишь о чипсетах для High-end и Mainstream рынка.

Полная официальная информация о чипсетах серии Intel 3 Series Bearlake появится на нашем сайте достаточно скоро. Для статьи FAQ по DDR3 мы подготовили специальную "облегчённую" таблицу, с уточнением поддержки стандартов оперативной памяти.

Спецификации чипсетов серии Intel 3 Series (Bearlake), поддержка DDR3

Впрочем, для нас в рамках сегодняшнего материала самым интересным является то, что чипсеты Cantiga будут поддерживать FSB 1066 МГц, а также модули памяти SO-DIMM стандартов DDR2-667 (DDR2-800 поддерживаться не будет) и DDR3-800. Увы, в мобильном исполнении – начиная только с DDR3-800, но и это уже неплохо в плане экономичности, да и производительности. О более далёких перспективах DDR3 для мобильных платформ информации пока нет. Стоит ли в ближайшее время ожидать чипсеты для системных плат с поддержкой DDR3 от других производителей? Говоря о чипсетах DDR3, сразу же стоит оговориться, что пока что речь может идти лишь о поддержке платформ с процессорами Intel. Причина понятна: пока не появятся процессоры AMD с интегрированным контроллером памяти DDR3, говорить не о чем. Компания SiS обещает появление рабочих образцов первых собственных чипсетов с поддержкой DDR3 и встроенной DX10 графикой Mirage 4 уже в ближайшее время. Новые чипсеты, по предварительной информации, получат названия SiS673 и SiS673 FX. Чипсет SiS673 будет поддерживать процессоры Intel с FSB 1066 МГц и 2-канальную память DDR2-800/DDR3-1066, более производительный чипсет SiS673 FX сможет поддерживать DDR2-1066/DDR3-1333 и процессоры с FSB 1333 МГц. Массовое производство SiS673 может начаться в третьем квартале 2007. Первый дискретный северный мост SiS665 будет представлен ближе к концу 2007 года. Начало массового производства SiS665 сейчас позиционируется на 2008 год. Предполагается, что производством чипсета займется UMC с использованием 80-нм техпроцесса. Скорее всего, SiS665 будет поддерживать сразу два стандарта: DDR2 и DDR3. Согласно планам компании, SiS665 будет поддерживать шину PCI Express 2.0. Для рынка мобильных решений SiS планирует представить IGP-чипсеты с поддержкой DirectX 10 и памяти DDR3. Чипсет SiS M673 будет поддерживать "старые" процессоры Pentium 4 NetBurst, M673MX – Pentium M, оба будут работать с DDR3 и DDR2 с рабочими частотами 533/667 МГц. Оба чипсета – SiS M673 и SiS M673MX, будут работать с южными мостами SiS 968/969. Компания VIA Technology планирует представить чипсеты PM960 и PT960, поддерживающие процессоры Intel с шиной FSB 1333 МГц, память DDR3 и новый интерфейс PCI Express 2.0. Интегрированная версия - VIA PM960, с новым графическим ядром S3 Chrome 9 HD (450 МГц), станет основной для ПК класса Vista Premium Ready. Дискретный северный мост PT960 будет поддерживать одноканальную память DDR2-1066/DDR3-1333. Мы надеемся, что эта публикация поможет вам разобраться с новым стандартом оперативной памяти DDR3. Будем рады получить ваши замечания, критику, исправления и дополнения по этой сборке вопросов и ответов. В случае, если среди опубликованного нет ответа на ваш вопрос – пишите, FAQ будет постоянно дополняться и совершенствоваться.