Тестирование и анализ памяти DDR2 SDRAM

Василий Лигинченко

Методика тестирования

Результаты тестирования

Участники тестирования

   Kingmax DDR2-533 (KLBC28F-A8EP4)

   Kingston KVR533D2N4/512

   OCZ DDR2 PC2-4200 Value Series

   PDP Patriot Signature Line DDR2 (PSD25125332)

 

Продолжая исследования оперативной памяти, мы посвятили сегодняшнюю статью вопросам технологии DDR2 с последующим тестированием модулей: Kingmax DDR2-533, Kingston KVR533D2N4/512, OCZ DDR2 PC2-4200 Value Series, PDP Patriot Signature Line DDR2.

Прошедший 2004 год замечателен появлением огромного количества революционных технологий в компьютерной индустрии. В частности, большой скачок совершила технология производства памяти по стандарту DDR2, пришедшему на смену стандарту DDR. Появление памяти DDR2 связано с переходом на новую платформу Intel. Основной характеристикой памяти является ее пропускная способность, а точнее — максимальное количество данных, которое можно считать из памяти или записать в память за единицу времени. Данная характеристика, как правило, напрямую отражена в названии типа памяти. Таким образом, память стандарта DDR2 предоставляет в четыре раза большую скорость передачи данных, чем память стандарта DDR. То есть в стандарте DDR2 при пакетном режиме доступа данные передаются четырежды за один такт, в отличие от DDR, где за такт данные передаются дважды. Для организации указанного режима работы памяти необходимо, чтобы буфер ввода-вывода работал на учетверенной по сравнению с частотой ядра памяти частоте. Достигается это следующим образом: ядро памяти, как и прежде, синхронизируется по положительному фронту тактирующих импульсов и с приходом каждого положительного фронта по четырем независимым линиям передаются в буфер ввода-вывода четыре бита информации (выборка четырех битов за такт). Сам буфер ввода-вывода тактируется на удвоенной частоте ядра памяти и синхронизируется как по положительному, так и по отрицательному фронту этой частоты. Таким образом, с приходом положительного и отрицательного фронтов происходит передача бит в мультиплексном режиме на шину данных (рис. 1). Это позволяет за каждый такт работы ядра памяти передавать четыре бита на шину данных, то есть вчетверо повысить пропускную способность памяти.

 

Рис. 1. Принцип функционирования и временные диаграммы памяти DDR2

Рис. 1. Принцип функционирования и временные диаграммы памяти DDR2

По сравнению с DDR, память DDR2 позволяет обеспечить ту же пропускную способность, но при вдвое меньшей частоте ядра. К примеру, в памяти DDR400 ядро функционирует на частоте 200 МГц, а в памяти DDR2 400 — на частоте 100 МГц. В этом смысле память DDR2 имеет значительно большие потенциальные возможности для увеличения пропускной способности по сравнению с памятью DDR. Однако стоит отметить, что увеличение пропускной способности памяти DDR2 сопровождается ростом латентности, которая определяется латентностью ячеек памяти. В итоге DDR2, обеспечивая более высокую по сравнению с DDR пропускную способность, имеет более высокую латентность, поэтому нередко результаты в реальных приложениях оказываются ниже, чем при использовании памяти DDR SDRAM.

 

Параметры памяти DDR2 SDRAM

Параметры памяти DDR2 SDRAM

По формфактору модули памяти DDR2 делятся на три типа. Первый тип — 240-контактные модули DIMM DDR2 SDRAM (Registered), которые используются для установки в настольные персональные компьютеры. Второй тип — 240-контактные модули DIMM DDR2 SDRAM (Unbuffered), применяемые для установки в серверы или в высокопроизводительные персональные компьютеры. И третий — 200-контактные SO-DIMM и 244-контактные модули Mini DIMM DDR2 SDRAM. Чипы памяти DDR2 сконструированы в FBGA-корпусе. Подобный тип корпусов позволяет организовать более эффективный теплоотвод и свести к минимуму взаимное электромагнитное влияние чипов. FBGA-корпус в совокупности с напряжением питания 1,8 В снижает тепловыделение на 30-40%, что позволяет повышать емкость и частоту памяти, построенной по стандарту DDR2.

Методика тестирования

При проведении тестовых испытаний модулей памяти в первую очередь была поставлена задача исследовать характеристики в реальных условиях. Исходя из этого, мы решили провести наше тестирование в два этапа. В первом были проведены испытания памяти без изменения таймингов, то есть в режиме By SPD. На втором этапе производилось уменьшение таймингов памяти до уровня, когда система еще сохраняла возможность стабильной работы. Означенная стабильность проверялась путем проведения трехразового прохода теста 3DMark 05.

В качестве стенда для проведения тестирования мы использовали следующую конфигурацию:

  • процессор: Intel Pentium 4 Extreme Edition (3,4 ГГц);
  • материнская плата: ASUS P5AD2 Premium;
  • видеоподсистема: Intel Graphics Media Accelerator (GMA) 900;
  • жесткий диск: Maxtor MaxLine III 250GB SATA150.

Тестируемые модули памяти функционировали в двухканальном режиме.

Существует два способа увеличить производительность системы путем изменения характеристик памяти: за счет изменения таймингов памяти и за счет повышения частоты шины памяти и системной шины. Несмотря на то что производители материнских плат поддерживают асинхронный режим работы шины памяти и системной шины, поднять частоту шины памяти выше частоты системной шины невозможно. Для увеличения частоты шины памяти соответственно необходимо увеличивать частоту системной шины, что в итоге приводит к увеличению частоты процессора. Таким образом, на разгон системы влияют уже два фактора — память и процессор. И в данном случае мы теряем контроль над тем, в какой степени память влияет на рост производительности. Таким образом, для увеличения производительности, обеспечивающейся исключительно возможностями оперативной памяти, мы использовали метод уменьшения таймингов памяти. Собственно, тайминги памяти представляют собой временные интервалы RAS to CAS Delay (tRCD), CAS Latency (tCL) и RAS Precharge (tRP), записываемые в виде последовательности tCL – tRCD — tRP. Чем меньше тайминги, тем более быстродействующей является память. Если рассматривать их более детально, то RAS to CAS Delay, CAS Latency и RAS Precharge. RAS to CAS Delay — это промежуток времени, измеряемый в тактах системной шины, между сигналами RAS и CAS, то есть задержка подачи сигнала CAS относительно сигнала RAS. При установке CAS в низкий уровень после прихода положительного фронта тактирующего импульса происходит выборка адреса столбца, который в данный момент присутствует на шине адреса, и открывается доступ к нужному столбцу матрицы памяти. CAS Latency определяет задержку по времени в тактах, которая происходит с момента подачи сигнала CAS до выдачи первого элемента данных на шину. Каждый последующий элемент данных появляется на шине данных в очередном такте. Завершение цикла обращения к банку памяти осуществляется подачей команды деактивации.

В начало В начало

Результаты тестирования

В качестве программного обеспечения для тестирования и анализа использовались программные пакеты 3DMark 2005 и Unreal Tournament. Рабочие частоты в режиме By SPD, а также при разгоне памяти проверялись с помощью утилиты CPU-Z. Все модели тестировались при заводских таймингах 4-4-4-12 и уменьшенных таймингах 3-2-2-12. Результаты тестирования представлены в табл. 1 и 2.

 

Таблица 1. Результаты тестирования 3DMark05

Таблица 1. Результаты тестирования 3DMark05

Таблица 2. Результаты тестирования Unrеal Tournament

Таблица 2. Результаты тестирования Unrеal Tournament

Результаты тестирования позволяют сделать вывод, что система с памятью DDR2 с таймингами 3-2-2-12 показывает более высокую производительность, нежели в режиме By SPD с таймингами 4-4-4-12. Таким образом, можно отметить, что сегодня максимальная производительность обеспечивает память DDR2-SDRAM (533 МГц) с агрессивными таймингами, значения которых составляют 3-2-2-12. По итогам тестирования в большинстве случаев максимальную производительность показала память OCZ DDR2 PC2-4200 Value Series, которая и удостоилась знака «Выбор редакции».

В начало В начало

Участники тестирования

Kingmax DDR2-533 (KLBC28F-A8EP4)

Kingmax DDR2-533 (KLBC28F-A8EP4)

Модули оперативной памяти DDR2-533 (KLBC28F-A8EP4) компании Kingmax с небуферизованной архитектурой выполнены в формфакторе SO-DIMM с 240 контактными площадками. Каждый модуль имел объем по 512 Мбайт, и во время тестирования память работала в двухканальном режиме. Данная память предназначена в основном для использования в материнских платах, построенных на чипсетах Intel Express 915G/925X. Частота шины памяти по умолчанию установлена на 266 МГц. В качестве чипов здесь используются микросхемы Elpida. По умолчанию для работы в режиме BySPD тайминги памяти соответствуют значениям 4-4-4-12, а в разогнанном состоянии — 3-2-2-12. В итоге по результатам теста 3DMark (учитывая результаты обоих режимов) прирост производительности составил почти 2%.

Kingston KVR533D2N4/512

Kingston KVR533D2N4/512

В нашем тестировании приняли участие два модуля оперативной памяти Kingston KVR533D2N4/512 объемом по 512 Мбайт с небуферизованной архитектурой, которые созданы для поддержки новых чипсетов Intel Express 915G/925X (Grantsdale/Alderwood). Эти модули памяти обеспечивают скорость передачи данных 4300 Мбит/с в одноканальном режиме и 8600 Мбит/c в двухканальном режиме. Шина памяти позволяет работать на частоте 266 МГц, при этом тайминги памяти соответствуют значениям 4-4-4-12. После разгона памяти путем уменьшения значений таймингов стабильная работа системы поддерживалась при значениях 3-2-2-12. Потребление меньшего количества энергии и меньшее рассеивание тепла достигнуты благодаря использованию FBGA-корпусировки, ставшей уже стандартной для модулей DDR2-SDRAM. Номинальное напряжение питания модулей составляет 1,8 В. Если сравнивать это значение рабочего напряжения с модулями DDR SDRAM, то в данном случае очевидно двукратное снижение потребляемой мощности. В модулях используются чипы Elpida E5108AB-5C-E, для производства которых применялась технология ODT (On-Die Termination), позволяющая свести к минимуму отражение сигналов на больших скоростях. Модули имеют по 240 контактных площадок с золотым покрытием. Память Kingston KVR533D2N4/512 полностью соответствует стандартам JEDEC.

OCZ DDR2 PC2-4200 Value Series

OCZ DDR2 PC2-4200 Value Series

 

Тестовым испытаниям подверглись модули памяти с небуферизованной архитектурой DDR2 PC2-4200 Value Series от компании OCZ Technology. Эта память ориентирована на применение в самых современных и наиболее скоростных материнских платах, построенных на наборах системной логики Intel Express 915G/925X, с возможностью установки памяти в двухканальном режиме. В тестировании использовались два модуля объемом по 256 Мбайт (OCZ2533256V) и два модуля объемом по 512 Мбайт (OCZ2533512V). Частота шины памяти ориентирована на работу в режиме 266 МГц. По умолчанию для этой частоты предусмотрены тайминги 4-4-4-12. В разогнанном режиме нам удалось добиться стабильной работы системы при таймингах 3-3-3-12. Рабочее напряжение у модулей памяти — 1,8 В, что, как уже упоминалось, практически вдвое уменьшает потребление энергии по сравнению с модулями DDR SDRAM. Модули памяти имеют пожизненную гарантию и полностью соответствуют стандартам JEDEC.

PDP Patriot Signature Line DDR2 (PSD25125332)

PDP Patriot Signature Line DDR2 (PSD25125332)

Данная память выполнена по технологии DDR2 с небуферизованной архитектурой, имеет частоту шины памяти 266 МГц и предназначена для работы в двухканальном режиме. Собственно говоря, линейка Signature Line относится к недорогой памяти со стандартными характеристиками. Для тестирования были предоставлены два модуля объемом по 512 Мбайт каждый. Тайминги памяти в режиме By SPD, то есть в заводском режиме, имели значения 4-4-4-12. После разгона системы значения таймингов памяти были снижены до уровня 3-2-2-12. При этом система продолжала поддерживать стабильную работу. Отметим, что частота шины памяти сохранилась на прежнем уровне — 266 МГц. Рабочее напряжение модулей — 1,8 В.

 

 

Редакция выражает признательность компании PatriArch Approved Memory (www.memory.ru, тел.: (095) 216-7201) за предоставление модулей памяти для проведения тестирования.

КомпьютерПресс 2'2005

Наш канал на Youtube

1999 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2001 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2002 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2003 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2004 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2005 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2006 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2007 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2008 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2009 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2011 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2012 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2013 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Популярные статьи
КомпьютерПресс использует