DDR4 vs. DDR3: testimi krahasues i RAM. Standardi i ri RAM - RAM DDR4, karakteristikat dhe veçoritë RAM të gjeneratave të ndryshme në lojëra

Ne kontrolluam çfarë modulet e reja RAM DDR4 ndryshojnë nga modulet e memories DDR3 të përdorura më parë dhe sa më efikase janë se pajisjet e gjeneratës së mëparshme.

Së pari Informacioni i memories DDR4 u shfaq në vitin 2008. Më pas supozohej se do të dilte në dyqane brenda pesë viteve dhe shumë shpejt do të fitonte më shumë popullaritet sesa memoria DDR3.

Megjithatë, shpejt u bë e qartë se memoria e përdorur kishte një potencial shumë të madh për zhvillim dhe një kalim i shpejtë në një standard të ri nuk kishte kuptim. Prandaj, edhe pse disa vite më parë kompanitë kompjuterike treguan modelet e tyre të memories DDR4 në ekspozita të ndryshme, për shkak të mungesës së platformave mbështetëse nuk ekzistonte mundësia e përdorimit të saj praktik. Gjithçka ka ndryshuar gjatë vitit të kaluar. Kujtesa DDR3 ka arritur kufirin e saj.

Fundi i epokës së memories DDR3

Megjithëse modulet me DDR-2400, DDR-2800 dhe frekuenca edhe më të shpejta janë të disponueshme në treg, përshpejtimi i mëtejshëm doli të ishte pothuajse i pamundur. Vërtetë, disa prodhues arritën të merrnin shpejtësi më të larta të orës, por krijimi i moduleve të tilla të memories në një shkallë masive ishte joprofitabile dhe praktikisht e pamundur.

Përshpejtimi i vazhdueshëm i llojit ekzistues të RAM-it është jopraktik - konsumi i energjisë rritet ndjeshëm dhe toleranca e gabimeve zvogëlohet. Zgjidhja e këtyre problemeve doli të ishin modulet e memories DDR4, të cilat kanë shumë më tepër mundësi për të rritur performancën duke konsumuar ndjeshëm më pak energji.

A kemi nevojë për module të reja memorie DDR4?

Po, dhe jo vetëm për shkak të shpejtësisë. Modelet e para të memories të tipit të ri nuk kanë performancë më të madhe se modulet e gjeneratës së mëparshme.

Kur njëra teknologji arrin kufijtë e saj dhe tjetra sapo po hyn në treg, mund të mos vërejmë një ndryshim në shpejtësi midis tyre. Në këtë rast, nuk është e rëndësishme performanca, por perspektivat e teknologjisë së re. Prandaj, tani, kur përmirësoni kompjuterin tuaj, ia vlen të mendoni për zgjedhjen e një platforme të përputhshme me llojin e ri të memories.

Herën tjetër që të zëvendësojmë komponentët, do të jemi në gjendje të përdorim modulet e gjeneratës së re. Nëse pas njëfarë kohe kuptojmë se memoria e përdorur është shumë e ngadaltë ose e pamjaftueshme, atëherë nuk do të kemi probleme me blerjen e komponentëve më të fuqishëm - përndryshe situata është në rastin e memories DDR3, e cila ka arritur kufirin e saj dhe dalëngadalë do të largohet nga tregu. .

Nje nga pikat e forta të memories DDR4është efikasiteti i tij energjetik. Aktualisht, shumica dërrmuese e kompjuterëve të shitur janë laptopë, tabletë dhe pajisje të konvertueshme. Karakteristika më e rëndësishme e pajisjeve të tilla është performanca e saj dhe koha e funksionimit pa rimbushje, e cila, nga ana tjetër, varet veçanërisht nga konsumi i energjisë.

A ia vlen të ndryshosh memorien në DDR4?

Për momentin, një dilemë e tillë nuk ekziston sepse një platformë që mbështet të dy llojet e memories nuk është ende e disponueshme. Prandaj, zëvendësimi i kujtesës do të rezultojë në zëvendësimin e të gjithë platformës. Sidoqoftë, prisni që pllakat amë që mbështesin të dy llojet e memories të jenë të disponueshme së shpejti.

A ia vlen atëherë? ndryshoni memorien DDR3 në DDR4? Nëse jeni duke zgjedhur një kompjuter të ri me përmirësimet e ardhshme në mendje, do të jetë e dobishme të merrni parasysh këtë mundësi. Natyrisht, ne fillimisht do të shpenzojmë më shumë, por kjo do ta bëjë më të lehtë përmirësimin e kompjuterit në të ardhmen.

Lloji i ri i moduleve të memories

Ndryshime të vogla kanë ndodhur në pamjen e modulit të memories. Vërtetë, gjatësia dhe trashësia e tij janë të njëjta si në rastin e DDR3, por një sy me përvojë do të vërejë se modulet e reja janë një milimetër më të gjatë dhe kanë 284 në vend të 240 kontakteve.

Për më tepër, kontaktet në pjesën qendrore të modulit janë më të larta se ato në skajet. Falë kësaj, instalimi i kujtesës kërkon më pak përpjekje. Pozicioni i indenteve në modul ka ndryshuar gjithashtu. Kjo procedurë e bën të pamundur vendosjen e memories në një vend të papërshtatshëm, siç është ai i destinuar për instalimin e moduleve të memories DDR3.

DDR4 me shpejtësi të lartë

Aktualisht, ju mund të gjeni kryesisht memorie DDR3 në treg në frekuencat 1333 dhe 1600 M/s (milion operacione në sekondë), dhe modulet e destinuara për entuziastët arrijnë frekuenca rreth 2400 ose 2866 M/s.

Në rastin e DDR4, këta parametra do të jenë më të mirë dhe funksionimi në nivelin 2400 M/s do të bëhet pothuajse standard. Standardi JEDEC aktualisht supozon krijimin e memories DDR4 me shpejtësi nga 1600 në 3200 M/s, por modulet në nivelin 4166 M/s tashmë janë shpallur.

Vonesa të gjata

Rritja e shpejtësisë së kujtesës kërkon gjithmonë rritje të vonesës, e shprehur në cikle kohore. Një situatë e ngjashme do të ndodhë edhe këtë herë. Standardi JEDEC përcakton që vonesa standarde CAS për memorien DDR4-2400 do të jetë 15 cikle (për DDR3-1600 ishte 10 cikle).

Megjithatë, mbani në mend se vonesat në fakt nuk ndryshojnë. Për ta verifikuar këtë, mjafton të bëni një llogaritje të thjeshtë. Një shpejtësi memorie prej 1600 M/s do të thotë se shpejtësia aktuale e orës është 00 MHz. Kjo do të thotë që një cikël zgjat 1/800,000,0000 sekonda. Në këtë rast, vonesa e shprehur në 10 cikle është 12,5 nanosekonda. Pas kryerjes së llogaritjeve përkatëse për 2400 M/s memorie dhe 15 cikle, marrim një rezultat identik.

Kapacitet i madh i memories

Modulet më të mëdha DDR3 kanë një kapacitet prej 8 GB. Me memorie DDR4, mund të arrihet lehtësisht një kapacitet prej 32 GB. Duke supozuar se një motherboard standard mund të strehojë katër module memorie, kjo do të thotë se një kompjuter i pajisur me 128 GB RAM do të bëhet së shpejti realitet.

Diferenca e performancës

Edhe nëse ka një ndryshim të madh në shpejtësinë e transferimit midis dy moduleve, në shumicën e programeve nuk do të ketë ndryshim ose ndryshim minimal në performancë.

Do të jetë e mundur të shihni përfitimet e përdorimit të memories më të shpejtë vetëm nëse përdorni aplikacionet dhe lojërat më të kërkuara.

Më pak konsum energjie

DDR3 kërkon 1.5V, ndërsa DDR4 kërkon vetëm 1.2V. Sipas prodhuesve, ky ndryshim i tensionit duhet të sigurojë kursim të energjisë prej 30%. Në praktikë, kursimet janë disi më të ulëta, megjithatë, falë përdorimit të disa risive, u arrit të arrihet dyshemeja e dëshiruar.

Disa ndihmë përfshinin ndryshimin e llojit të sinjalizimit dhe përdorimin e DBI, domethënë metodën e përmbysjes së autobusit të kujtesës. Ai qëndron në faktin se nëse në një linjë të caktuar të dhënash shumica e informacionit është zero, ato zëvendësohen me një, dhe kontrolluesi i dedikuar e percepton linjën e të dhënave si me kokë poshtë.

Falë kësaj, është e mundur të fikni dhe ndizni transistorët më rrallë, gjë që redukton konsumin e energjisë dhe përmirëson stabilitetin e sinjalit.

Dallimet midis gjeneratave të RAM janë gjithmonë mjaft domethënëse. Lëshimi i vitit të kaluar i standardit DDR4 e bëri segmentin e serverëve dhe desktopin me performancë të lartë disi të jashtëzakonshëm. Njoftimi i fundit i procesorëve të serverëve Intel Atom solli me vete SO-DIMM DDR4. Gjithçka është gati për një sulm masiv në treg, dhe jo vetëm një debutim. Le të studiojmë pak teori dhe të rifreskojmë njohuritë tona? Më poshtë janë ndryshimet kryesore midis DDR3 dhe DDR4.

Dallimet fizike.

Sigurisht, memoriet DDR3 dhe DDR4 janë fizikisht të papajtueshëm. Në vend të 240 kunjave për "të tretën", "i katërti" ka 288 kontakte. Rritja e numrit të kontakteve bëhet në mënyrë që të mund të adresohet sa më shumë memorie. Në versionin e tij maksimal, një modul memorie DDR4 mund të ketë një kapacitet prej 512 gigabajt. Madhësia minimale e modulit është 2 gigabajt.

Çelësi lidhës zhvendoset më afër qendrës. Mbrojtja kundër përdoruesve të pavëmendshëm funksionon, mbrojtja kundër përdoruesve të pavëmendshëm por shumë të fuqishëm nuk ekziston.

Lartësia e shiritit të referencës është 31.25 mm, që është pak më e lartë se ajo e paraardhësit të saj (30 mm). Gjatësia e shiritit është e njëjtë - 133.35 mm (më kujtoni sa është kjo në inç?), Ky parametër nuk ka ndryshuar që nga ardhja e gjeneratës së parë të RAM DDR.

Dallimet elektrike.

Në vend të tensionit standard të furnizimit prej 1.5V (1.35V për Haswell), ofrohet një tension standard prej 1.2V (1.05V për sistemet me efikasitet energjie). Përparësitë janë të dukshme: më pak ngrohje, më pak konsum të energjisë dhe më pas: jetëgjatësi më e gjatë e baterisë.

Dallimet në frekuencë.

Nëse standardet DDR3 fillojnë me një frekuencë prej 1066 MHz, atëherë DDR4 fillon në 2133 MHz. Formalisht, frekuenca dyfishohet, por në realitet performanca nuk dyfishohet. Modulet DDR4 me një frekuencë prej 3000 MHz tashmë janë lëshuar zyrtarisht dhe ka shifra edhe më të larta, por të gjitha ato u drejtohen entuziastëve dhe tejkaluesve.

Dallimet arkitekturore.

Gjëja më e rëndësishme që ndodhi gjatë tranzicionit ishte një ndryshim në arkitekturën e aksesit në module. Më parë, autobusi Multi-Drop kishte vetëm dy kanale, dhe madje edhe kur punonin me katër module memorie, ato vareshin në çifte në një kanal, gjë që jo gjithmonë kishte një efekt pozitiv në performancën.

Autobusi i ri me emrin origjinal Point-to-Point do të lidhë çdo kanal me një modul memorie. Kjo do të thotë, nëse procesori ka një kontrollues memorie me dy kanale, do të jenë të disponueshme dy slota, dhe nëse ka një me katër kanale, do të jenë të disponueshme katër lojëra elektronike. Më thuaj, po tabelat me 8 slota memorie? Për ta, përdoren çelësat dixhitalë - të ngjashëm në kuptim me ata që degëzojnë linjat PCI Express. Kështu, RAM kalon në përdorimin e aksesit paralel.

Një pikë tjetër e rëndësishme është ndryshimi në organizimin e çipave të memories. Duke pasur parasysh të njëjtën madhësi, një çip DDR4 do të ketë dy herë më shumë banka memorie dhe linja memorie katër herë më të shkurtra. Kjo sugjeron që standardi i ri do të kalojë midis bankave shumë më shpejt se DDR3.

Me pak fjalë, këto janë të gjitha ndryshimet kryesore midis dy gjeneratave të RAM DDR3 dhe DDR4, si përkthehet kjo në praktikë? Ne do të zbulojmë në postimet e mëposhtme nëse ka dallime të dukshme në performancë. Qëndro me ne.

Evolucioni i teknologjisë po ecën me shpejtësi përpara, duke i lënë vendin standardeve më progresive, miniaturë dhe më pak intensive të burimeve në prodhimin e procesorëve, SSD-ve dhe RAM-it. Çmimet për linjat e mëparshme të produkteve po bien me shpejtësi, pasi ato nuk janë më në gjendje të kënaqin orekset gjithnjë në rritje të mjedisit të përdoruesit.

Në gjysmën e dytë të 2014, një linjë modulesh RAM DDR4 hynë në prodhim masiv. U deshën rreth dy vjet derisa teknologjia e re fitoi mjaft popullaritet dhe çmimet ranë, dhe tani këto çipa janë bërë të disponueshëm për blerje me çmimin optimal dhe në konfigurimin optimal. Në lidhje me këtë ngjarje të rëndësishme, ne vendosëm të përgatisim për ju një rishikim të standardit të ri RAM dhe t'ju tregojmë se çfarë është RAM DDR4, si ndryshon nga gjeneratat e mëparshme të RAM-it dhe si dallohet nga paraardhësit e tij.

Së pari, disa fjalë për atë që është RAM në përgjithësi. Le të imagjinojmë për një sekondë se ju jeni një menaxher i mesëm në një kompani dhe keni një staf departamenti prej disa personash nën komandën tuaj. Kompania juaj ka një portal korporativ ku publikohen të gjitha lajmet e brendshme të kompanisë. Ju, si gjithë të tjerët, publikoni detyra dhe kërkesa të reja për vartësit tuaj në këtë portal dhe bëni këtë rregullisht, çdo mëngjes dhe detyrat e vjetra fshihen në mënyrë që të mos ketë konfuzion nga një grumbull detyrash. Çdo mëngjes, kolegët tuaj hapin faqen përkatëse në shfletues dhe njihen me detyrat e tyre për ditën e nesërme, ndërkohë që kërkesat për ditën e mëparshme tashmë janë fshirë. RAM funksionon saktësisht në të njëjtën mënyrë. Në thelb, ky është një lloj grumbulli informacioni ku shkruhen të dhënat operative të sistemit operativ. Sa herë që fikni kompjuterin tuaj, përmbajtja e RAM-it pastrohet dhe rimbushet ndërsa hapen aplikacionet e reja. Sasia e RAM-it mund të ndryshojë nga afërsisht 1-2 GB në 16-32 GB për sistemet moderne të lojërave që kërkojnë një sasi të madhe burimesh të sistemit. Kishte raste kur sasia e RAM-it ishte vetëm disa MB, por kjo është histori.

Platforma e parë në të cilën u bë i mundur instalimi i çipave DDR4 ishte linja Intel Haswell-E dhe, në përputhje me rrethanat, platforma X99 Express, e lëshuar në tremujorin e tretë të 2014. Bazuar në të, u lëshua një procesor i ri me 8 bërthama Core i7-5960X, dhe motherboard i parë që e mbështeti atë ishte ASUS X99-DELUXE. Sigurisht që vlen të theksohet se tipari kryesor i kësaj teknologjie është mbështetja për standardin e ri RAM - DDR4.

Tani pak referencë në faktet historike. Në fakt, zhvillimi i DDR4 filloi në vitin 2005 nga shoqata JEDEC, por pajisjet e para të bazuara në të dolën në shitje vetëm në pranverën e 2014. Inxhinierët JEDEC kishin për detyrë të arrinin nivele më të larta të fuqisë dhe stabilitetit në krahasim me DDR3. Për më tepër, qëllimi ishte rritja e efikasitetit energjetik të standardit të ardhshëm. Megjithatë, premtime të tilla dëgjojmë fjalë për fjalë në çdo njoftim. Sa përparim kanë arritur në të vërtetë inxhinierët?

Ashtu si modelet e mëparshme të çipave, DDR4 arriti të adoptojë teknologjinë 2n-prefetch (JEDEC e quan atë 8n-Prefetch në zhvillimet e tyre). Çdo çip i ri memorie mund të strehojë dy ose katër grupe të veçanta bankash.

Për të parë një shembull real të një moduli, le të shohim më nga afër një çip DDR4 8 GB të pajisur me një autobus të dhënash 4-bit. Ky bord strehon 4 grupe bankash me 4 banka në një grup individual. Çdo bankë përmban 131072 linja me një kapacitet prej 512 bajt secila. Për të pasur diçka për të krahasuar, le të hedhim një vështrim më të afërt në modulin përkatës DDR3. Një çip i tillë përmban vetëm 8 banka autonome. Çdo bankë përmban 65536 rreshta dhe çdo rresht përmban 2048 bajt memorie. Siç mund ta keni vënë re, gjatësia e secilës rresht të një moduli DDR4 është katër herë më e shkurtër se gjerësia e një linje DDR3. Kjo do të thotë që RAM DDR4 kryen rishikimet e bankës së memories shumë më shpejt se DDR3. Për më tepër, vetë bankat e memories ndërrohen shumë më shpejt. Këtu duhet të theksohet se për çdo grup individual bankash, ofrohet një zgjedhje e operacioneve të ndryshme (rivendos, nxjerr, shkruani ose aktivizoni), gjë që bën të mundur rritjen e nivelit të hapjes dhe efikasitetit të kujtesës.

Performanca

Një risi e rëndësishme në standardin DDR4 është përdorimi i një ndërfaqeje që përdor një topologji të quajtur "point-to-point", kur DDR3 përdor autobusin Multii-Drop. Pse është e nevojshme kjo? Struktura e brendshme e autobusit Multi-Drop nënkupton funksionimin e vetëm një çifti kanalesh që lidhin modulet me kontrolluesin RAM. Kur aktivizohen katër porte DIMM njëherësh, kontrolluesi komunikon me secilën palë karta RAM duke përdorur vetëm një kanal të vetëm. Kjo gjendje ka ndikimin më negativ në efikasitetin e nënsistemit RAM.

Një dizajn autobusi duke përdorur një hapje pikë-për-pikë siguron një kanal diskrete për një prizë individuale DIMM, që do të thotë se çdo modul individual do të lidhet drejtpërdrejt me kontrolluesin pa e ndarë atë kanal me dikë tjetër. Ne tashmë mund të shohim një zgjidhje të ngjashme inovative gjatë kalimit të kartave video nga standardi PCI në PCI Express. Natyrisht, qasja e paraqitur ka edhe mangësitë e veta. Kështu, për shembull, sistemet me 4 kanale do të kufizohen në katër lojëra elektronike DIMM, dhe sistemet me 2 kanale do të kufizohen në dy. Megjithatë, nëse marrim parasysh kapacitetin më domethënës të moduleve DDR4, kjo në asnjë mënyrë nuk do të kufizojë përdoruesit. Ne do të flasim për këtë më në detaje më vonë.

Çdo modul RAM DDR4 me një lidhës DIMM ka 288 kunja. Numri i pineve u rrit për të bërë të mundur adresimin e sasisë më të madhe të mundshme të RAM-it. Vëllimi më i madh i një moduli RAM është 128 GB (këtu nënkuptojmë përdorimin e kristaleve me kapacitet 8 GB dhe teknologjinë QPD, qëllimi i së cilës është vendosja e katër çipave në një paketë të vetme). Është gjithashtu mjaft e mundshme që të përdoren kristale 16 GB me një kapacitet më të madh, si dhe paketim më të gjerë (deri në 8 kristale në një rast të vetëm). Në kushtet e treguara, kapaciteti i një moduli RAM mund të jetë i barabartë me 512 GB.

Nga rruga, jo vetëm kapaciteti i moduleve RAM do të rritet, por edhe frekuenca e tyre. Brenda standardit DDR4, frekuenca aktuale mund të jetë 2133 MHz.

Efikasitetit të energjisë

Për të reduktuar konsumin e energjisë dhe gjenerimin e nxehtësisë, standardi DDR4 nënkupton një reduktim tjetër të tensionit aktiv. Këtë herë në 1.2 V. Përveç kësaj, tensioni në vetë çipin, nga ana tjetër, u rrit, dhe kjo bëri të mundur garantimin e aksesit më të shpejtë dhe, në kushte të ngjashme, minimizimin e rrymës së rrjedhjes. Duke gjykuar nga deklaratat teorike, konsumi total i energjisë i DDR4 do të jetë 30% më i ulët se ai i DDR3. Kompanitë prodhuese ka shumë të ngjarë të përdorin rezervën që rezulton për të rritur frekuencën e RAM-it.

Besueshmëria

Ndryshimet e mbetura lidhen kryesisht me besueshmërinë e pajisjeve. Për shembull, çipat RAM DDR4 janë në gjendje të zbulojnë, identifikojnë dhe rregullojnë në mënyrë të pavarur gabimet që lidhen me menaxhimin e barazisë së komandës dhe adresës. Për më tepër, standardi DDR4 mbështet një operacion kontrolli të lidhjes, për shkak të të cilit kontrolluesi kryesor ka të drejtë të identifikojë gabimet pa përdorur zinxhirët e inicializimit DRAM. Për më tepër, regjistri i kujtesës doli të ishte i lëmuar. Tani e tutje, është e mundur të konfigurohet në atë mënyrë që komandat që përmbajnë gabime barazie të bllokohen. Regjistri në standardin e mëparshëm, DDR3, nuk kishte një funksion të ngjashëm dhe komandat që kombinonin gabimet e barazisë herë pas here shkonin në çipat RAM, që ishte një nga shkaqet e para të keqfunksionimeve të PC. Përveç veçorive të listuara më parë, memoria e re DDR4 përfshin një numër opsionesh ndihmëse që synojnë të përmirësojnë besueshmërinë e nënsistemit të kujtesës. Një prej tyre është kontrollimi i shumave të çekut përpara se të shkruani në memorie.

Sot, zgjedhja e RAM DDR4 në çdo rast bëhet një opsion fitues. Çipat tashmë janë përhapur mjaftueshëm për të bërë plane për blerjen e tyre. Ky është një bazë e shkëlqyer për performancën e kompjuterit për të ardhmen, dhe duke pasur parasysh rënien e vazhdueshme të çmimeve për modulet me vëllim të vogël, çipat e tillë po bëhen një kafshatë e shijshme. Për çipat DDR4, çmimi varion nga 2,400 rubla për një modul me fuqi të ulët prej 8 GB me një frekuencë prej 2133 MHz në 5,900 rubla për një grup prej dy çipash prej 8 GB secila me një frekuencë prej 2666 MHz. Është e rëndësishme të theksohet se është më mirë të blini dy module me fuqi të ulët sesa një me performancë të lartë, pasi një palë module me të njëjtën frekuencë me karakteristika të ngjashme funksionojnë në mënyrë paralele, gjë që shton 10-15% të tjera në total. shpejtësia e PC.

Këtu përfundon rishikimi i risive që na ka sjellë RAM DDR4. Duke studiuar shumë përshkrime dhe karakteristika teknike të standardit të ri, në teori gjithçka duket mjaft premtuese. Përveç përmirësimeve bazë (frekuenca më të larta dhe tension më të ulët), teknologjia filloi të mbështesë një autobus të ri dhe një numër inovacionesh të dizajnuara për të përmirësuar besueshmërinë e përdorimit të RAM-it. Aftësia e fundit e atyre të përmendura do të jetë veçanërisht e dobishme në fushën e segmentit të serverit, i cili tashmë është një "plus" i madh për kryerjen e detyrave të korporatës.

Këtu vijnë procesorët Intel Haswell-E. Sajti tashmë ka testuar topin Core i7-5960X me 8 bërthama, si dhe motherboard ASUS X99-DELUXE. Dhe, ndoshta, tipari kryesor i platformës së re është mbështetja për standardin RAM DDR4.

Fillimi i një epoke të re, epokës DDR4

Rreth standardit SDRAM dhe moduleve të memories

Modulet e para SDRAM u shfaqën në vitin 1993. Ato u lëshuan nga Samsung. Dhe deri në vitin 2000, memoria SDRAM, për shkak të kapacitetit prodhues të gjigantit korean, e kishte hequr plotësisht standardin DRAM nga tregu.

Shkurtesa SDRAM qëndron për Memory Synchronous Dynamic Random Access Memory. Kjo mund të përkthehet fjalë për fjalë si "memorie sinkrone dinamike me akses të rastësishëm". Le të shpjegojmë kuptimin e secilës karakteristikë. Kujtesa është dinamike sepse, për shkak të kapacitetit të vogël të kondensatorëve, kërkon vazhdimisht përditësim. Nga rruga, përveç kujtesës dinamike, ekziston edhe memorie statike, e cila nuk kërkon përditësim të vazhdueshëm të të dhënave (SRAM). SRAM, për shembull, qëndron në themel të memories cache. Përveç dinamikës, memoria është edhe sinkrone, ndryshe nga DRAM-i asinkron. Sinkroniteti do të thotë që memoria kryen çdo operacion për një kohë të njohur (ose cikle ore). Për shembull, kur kërkon ndonjë të dhënë, kontrolluesi i kujtesës e di saktësisht se sa kohë do t'i duhet për të arritur tek ajo. Vetia e sinkronitetit ju lejon të kontrolloni rrjedhën e të dhënave dhe t'i vendosni ato në radhë. Epo, disa fjalë për "memorien e aksesit të rastësishëm" (RAM). Kjo do të thotë që ju mund të përdorni njëkohësisht çdo qelizë në adresën e saj për lexim ose shkrim, dhe gjithmonë në të njëjtën kohë, pavarësisht vendndodhjes.

Moduli i memories SDRAM

Nëse flasim drejtpërdrejt për hartimin e kujtesës, atëherë qelizat e saj janë kondensatorë. Nëse ka një ngarkesë në kondensator, atëherë procesori e konsideron atë si një njësi logjike. Nëse nuk ka pagesë - si një zero logjike. Qelizat e tilla të memories kanë një strukturë të sheshtë, dhe adresa e secilës prej tyre përcaktohet si numri i rreshtit dhe kolonës së tabelës.

Çdo çip përmban disa vargje memorie të pavarura, të cilat janë tabela. Ato quhen banka. Ju mund të punoni vetëm me një qelizë në një bankë për njësi kohore, por është e mundur të punoni me disa banka njëherësh. Informacioni që regjistrohet nuk duhet të ruhet në një grup të vetëm. Shpesh ajo ndahet në disa pjesë dhe shkruhet në banka të ndryshme, dhe përpunuesi vazhdon t'i konsiderojë këto të dhëna si një tërësi të vetme. Kjo metodë regjistrimi quhet ndërthurje. Në teori, sa më shumë banka të tilla në kujtesë, aq më mirë. Në praktikë, modulet me një densitet deri në 64 Mbit kanë dy banka. Me një densitet prej 64 Mbit në 1 Gbit - katër, dhe me një densitet prej 1 Gbit dhe më të lartë - tashmë tetë.

Çfarë është një bankë memorie

Dhe disa fjalë për strukturën e modulit të kujtesës. Moduli i memories në vetvete është një tabelë e qarkut të printuar me çipa të ngjitur mbi të. Si rregull, mund të gjeni pajisje në shitje të bëra në faktorët e formës DIMM (Dual In-line Memory Module) ose SO-DIMM (Small Outline Dual In-line Memory Module). E para është menduar për përdorim në kompjuterë desktop të plotë, dhe e dyta është për instalim në laptopë. Përkundër të njëjtit faktor forme, modulet e kujtesës të gjeneratave të ndryshme ndryshojnë në numrin e kontakteve. Për shembull, një zgjidhje SDRAM ka 144 kunja për t'u lidhur me motherboard, DDR - 184, DDR2 - 214 kunja, DDR3 - 240 dhe DDR4 - tashmë 288 copë. Sigurisht, në këtë rast po flasim për modulet DIMM. Pajisjet e bëra në faktorin e formës SO-DIMM kanë natyrisht një numër më të vogël kontaktesh për shkak të madhësisë së tyre më të vogël. Për shembull, një modul memorie DDR4 SO-DIMM është i lidhur me motherboard duke përdorur 256 kunja.

Moduli DDR (poshtë) ka më shumë kunja se SDRAM (lart)

Është gjithashtu mjaft e qartë se vëllimi i secilit modul memorie llogaritet si shuma e kapaciteteve të çdo çipi të salduar. Çipat e memories, natyrisht, mund të ndryshojnë në densitetin e tyre (ose, më thjesht, në vëllim). Për shembull, pranverën e kaluar Samsung filloi prodhimin masiv të çipave me një densitet prej 4 Gbit. Për më tepër, në të ardhmen e parashikueshme është planifikuar të lëshohet memorie me një densitet prej 8 Gbit. Modulet e memories kanë gjithashtu autobusin e tyre. Gjerësia minimale e autobusit është 64 bit. Kjo do të thotë që 8 bajt informacion transmetohen për cikël orësh. Duhet të theksohet se ka edhe module memorie 72-bitësh, në të cilat 8 bit "shtesë" rezervohen për teknologjinë e korrigjimit të gabimeve ECC (Error Checking & Correction). Nga rruga, gjerësia e autobusit të një moduli memorie është gjithashtu shuma e gjerësisë së autobusit të çdo çipi individual të memories. Kjo do të thotë, nëse autobusi i modulit të memories është 64-bit dhe ka tetë çipa të ngjitur në shirit, atëherë gjerësia e autobusit të memories së secilit çip është 64/8 = 8 bit.

Për të llogaritur gjerësinë teorike të brezit të një moduli memorie, mund të përdorni formulën e mëposhtme: A*64/8=PS, ku "A" është shpejtësia e transferimit të të dhënave dhe "PS" është gjerësia e brezit të kërkuar. Si shembull, mund të marrim një modul memorie DDR3 me një frekuencë prej 2400 MHz. Në këtë rast, xhiroja do të jetë 2400*64/8=19200 MB/s. Ky është numri i përmendur në shënimin e modulit PC3-19200.

Si ndodh informacioni i lexuar drejtpërdrejt nga kujtesa? Së pari, sinjali i adresës dërgohet në rreshtin përkatës (Rresht), dhe vetëm atëherë informacioni lexohet nga kolona e dëshiruar (Kollona). Informacioni lexohet në të ashtuquajturit Përforcues Sense - një mekanizëm për rimbushjen e kondensatorëve. Në shumicën e rasteve, kontrolluesi i kujtesës lexon një paketë të tërë të dhënash (Burst) nga çdo pjesë e autobusit menjëherë. Prandaj, gjatë regjistrimit, çdo 64 bit (8 bajt) ndahen në disa pjesë. Nga rruga, ekziston një gjë e tillë si gjatësia e paketës së të dhënave (Gjatësia e shpërthimit). Nëse kjo gjatësi është 8, atëherë 8*64=512 bit transmetohen përnjëherë.

Modulet dhe çipat e memories gjithashtu kanë një karakteristikë të tillë si gjeometria, ose organizimi (Memory Organization). Gjeometria e modulit tregon gjerësinë dhe thellësinë e tij. Për shembull, një çip me një densitet prej 512 Mbit dhe një thellësi (gjerësi) bit prej 4 ka një thellësi të çipit 512/4 = 128 M. Nga ana tjetër, 128M=32M*4 banka. 32M është një matricë që përmban 16000 rreshta dhe 2000 kolona. Mund të ruajë 32 Mbit të dhëna. Sa i përket vetë modulit të memories, kapaciteti i tij është pothuajse gjithmonë 64 bit. Thellësia llogaritet lehtësisht duke përdorur formulën e mëposhtme: vëllimi i modulit shumëzohet me 8 për të kthyer nga bajt në bit, dhe më pas ndahet me thellësinë e bitit.

Ju mund të gjeni lehtësisht vlerat e kohës në shenjat

Është e nevojshme të thuash disa fjalë për karakteristika të tilla të moduleve të kujtesës si koha. Në fillim të artikullit, thamë se standardi SDRAM parashikon një pikë të tillë që kontrolluesi i kujtesës gjithmonë e di se sa kohë duhet për të përfunduar një operacion të caktuar. Koha tregon saktësisht kohën e nevojshme për të ekzekutuar një komandë të caktuar. Kjo kohë matet në orët e autobusit të kujtesës. Sa më e shkurtër kjo kohë, aq më mirë. Vonesat më të rëndësishme janë:

• TRCD (Vonesë nga RAS në CAS) - koha e nevojshme për të aktivizuar linjën bankare. Koha minimale ndërmjet komandës së aktivizimit dhe komandës lexim/shkrim;
• CL (CAS Latency) - koha ndërmjet lëshimit të një komande leximi dhe fillimit të transferimit të të dhënave;
• TRAS (Active to Precharge) - koha e aktivitetit të linjës. Koha minimale ndërmjet aktivizimit të një linje dhe komandës për mbylljen e linjës;
• TRP (Row Precharge) - koha e nevojshme për të mbyllur një rresht;
• TRC (Row Cycle time, Activate to Activate/Refresh time) - koha ndërmjet aktivizimit të rreshtave të së njëjtës bankë;
• TRPD (Active Bank A to Active Bank B) - koha ndërmjet komandave të aktivizimit për banka të ndryshme;
• TWR (Write Recovery time) - koha ndërmjet përfundimit të shkrimit dhe komandës për mbylljen e linjës bankare;
• TWTR (Internal Write to Read Command Delay) - koha midis fundit të komandës së shkrimit dhe komandës së leximit.

Sigurisht, këto nuk janë të gjitha vonesat që ekzistojnë në modulet e memories. Ju mund të listoni një duzinë më shumë kohëzgjatje të ndryshme, por vetëm parametrat e mësipërm ndikojnë ndjeshëm në performancën e kujtesës. Nga rruga, vetëm katër vonesa tregohen në etiketimin e moduleve të kujtesës. Për shembull, me parametrat 11-13-13-31, koha CL është 11, TRCD dhe TRP janë 13 dhe TRAS është 31 cikle ore.

Me kalimin e kohës, potenciali i SDRAM arriti tavanin e tij dhe prodhuesit u përballën me problemin e rritjes së shpejtësisë së RAM. Kështu lindi standardi DDR.1

Ardhja e DDR

Zhvillimi i standardit DDR (Double Data Rate) filloi në vitin 1996 dhe përfundoi me prezantimin zyrtar në qershor 2000. Me ardhjen e DDR, kujtesa SDRAM u bë një gjë e së kaluarës dhe u quajt thjesht SDR. Si ndryshon standardi DDR nga SDR?

Pasi u shteruan të gjitha burimet SDR, prodhuesit e memories kishin disa opsione për të zgjidhur problemin e përmirësimit të performancës. Do të ishte e mundur thjesht të rritet numri i çipave të memories, duke rritur kështu kapacitetin e të gjithë modulit. Sidoqoftë, kjo do të kishte një ndikim negativ në koston e zgjidhjeve të tilla - kjo ide ishte shumë e shtrenjtë. Prandaj, shoqata e prodhuesve JEDEC mori një rrugë tjetër. U vendos që të dyfishohej autobusi brenda çipit, dhe gjithashtu të transmetoheshin të dhëna me dyfishin e frekuencës. Për më tepër, DDR parashikoi transmetimin e informacionit në të dy skajet e sinjalit të orës, domethënë dy herë në orë. Nga këtu vjen shkurtesa DDR - Double Data Rate.

Moduli i kujtesës Kingston DDR

Me ardhjen e standardit DDR, u shfaqën koncepte të tilla si frekuenca reale dhe efektive e memories. Për shembull, shumë module memorie DDR funksiononin në 200 MHz. Kjo frekuencë quhet reale. Por për shkak të faktit se transferimi i të dhënave u krye në të dy skajet e sinjalit të orës, prodhuesit, për qëllime marketingu, e shumëzuan këtë shifër me 2 dhe morën një frekuencë të supozuar efektive prej 400 MHz, e cila tregohej në etiketim (në këtë rast , DDR-400). Në të njëjtën kohë, specifikimet JEDEC tregojnë se përdorimi i termit "megahertz" për të karakterizuar nivelin e performancës së kujtesës është krejtësisht i pasaktë! Në vend të kësaj, duhet të përdoren "miliona transferime për sekondë për dalje të të dhënave". Megjithatë, marketingu është një çështje serioze dhe pak njerëz ishin të interesuar për rekomandimet e specifikuara në standardin JEDEC. Prandaj, termi i ri nuk zuri kurrë rrënjë.

Gjithashtu në standardin DDR, një modalitet memorie me dy kanale u shfaq për herë të parë. Mund të përdoret nëse ka një numër çift modulesh memorie në sistem. Thelbi i tij është krijimi i një autobusi virtual 128-bit duke ndërthurur module. Në këtë rast, 256 bit u morën menjëherë. Në letër, një modalitet me dy kanale mund të dyfishojë performancën e nënsistemit të kujtesës, por në praktikë rritja e shpejtësisë është minimale dhe nuk është gjithmonë e dukshme. Kjo varet jo vetëm nga modeli i RAM-it, por edhe nga koha, çipa, kontrolluesi i kujtesës dhe frekuenca.

Katër module memorie funksionojnë në modalitetin me dy kanale

Një tjetër risi në DDR ishte prania e një sinjali QDS. Ndodhet në tabelën e qarkut të printuar së bashku me linjat e të dhënave. QDS ishte i dobishëm kur përdorni dy ose më shumë module memorie. Në këtë rast, të dhënat mbërrijnë në kontrolluesin e memories me një ndryshim të vogël kohor për shkak të distancave të ndryshme me to. Kjo krijon probleme gjatë zgjedhjes së një sinjali të orës për leximin e të dhënave, të cilin QDS e zgjidh me sukses.

Siç u përmend më lart, modulet e memories DDR u krijuan në faktorët e formës DIMM dhe SO-DIMM. Në rastin e DIMM-ve, numri i kunjave ishte 184 copë. Në mënyrë që modulet DDR dhe SDRAM të jenë fizikisht të papajtueshëm, çelësi për zgjidhjet DDR (prerja në zonën e bllokut) ishte vendosur në një vend tjetër. Përveç kësaj, modulet e memories DDR funksiononin me një tension prej 2,5 V, ndërsa pajisjet SDRAM përdornin një tension prej 3,3 V. Prandaj, DDR kishte konsum më të ulët të energjisë dhe shpërndarje të nxehtësisë në krahasim me paraardhësin e tij. Frekuenca maksimale e moduleve DDR ishte 350 MHz (DDR-700), megjithëse specifikimet JEDEC parashikonin vetëm një frekuencë prej 200 MHz (DDR-400).

Memorie DDR2 dhe DDR3

Modulet e para DDR2 dolën në shitje në tremujorin e dytë të 2003. Krahasuar me DDR, RAM-i i gjeneratës së dytë nuk ka marrë ndryshime të rëndësishme. DDR2 përdori të njëjtën arkitekturë 2n-prefetch. Nëse më parë autobusi i brendshëm i të dhënave ishte dy herë më i madh se ai i jashtëm, tani ai është bërë katër herë më i gjerë. Në të njëjtën kohë, performanca e rritur e çipit filloi të transmetohej përmes një autobusi të jashtëm me frekuencë të dyfishtë. Saktësisht frekuencë, por jo dyfishi i shpejtësisë së transmetimit. Si rezultat, zbuluam se nëse çipi DDR-400 funksiononte me një frekuencë reale prej 200 MHz, atëherë në rastin e DDR2-400 ai funksiononte me një shpejtësi prej 100 MHz, por me dyfishin e autobusit të brendshëm.

Gjithashtu, modulet DDR2 morën një numër më të madh kontaktesh për t'u lidhur me motherboard, dhe çelësi u zhvendos në një vend tjetër për papajtueshmëri fizike me shkopinj SDRAM dhe DDR. Tensioni i funksionimit është ulur përsëri. Ndërsa modulet DDR funksiononin me një tension prej 2.5 V, zgjidhjet DDR2 funksiononin me një diferencë potenciale prej 1.8 V.

Në përgjithësi, këtu përfundojnë të gjitha ndryshimet midis DDR2 dhe DDR. Në fillim, modulet DDR2 u karakterizuan nga vonesa të larta, gjë që i bëri ata inferiorë në performancë ndaj moduleve DDR me të njëjtën frekuencë. Sidoqoftë, situata shpejt u kthye në normale: prodhuesit reduktuan vonesat dhe lëshuan grupe më të shpejta të RAM-it. Frekuenca maksimale DDR2 arriti një 1300 MHz efektive.

Pozicione të ndryshme kyçe për modulet DDR, DDR2 dhe DDR3

Kalimi nga DDR2 në DDR3 ndoqi të njëjtën qasje si kalimi nga DDR në DDR2. Sigurisht, transmetimi i të dhënave në të dy skajet e sinjalit të orës është ruajtur dhe xhiroja teorike është dyfishuar. Modulet DDR3 ruajtën arkitekturën 2n-prefetch dhe morën paraprakisht 8-bit (DDR2 kishte 4-bit). Në të njëjtën kohë, goma e brendshme u bë tetë herë më e madhe se ajo e jashtme. Për shkak të kësaj, edhe një herë, me ndryshimin e gjeneratave të kujtesës, u rritën koha e saj. Tensioni nominal i funksionimit për DDR3 është reduktuar në 1.5 V, duke i bërë modulet më efikase në energji. Vini re se, përveç DDR3, ka memorie DDR3L (shkronja L do të thotë Low), e cila funksionon me një tension të reduktuar në 1.35 V. Vlen gjithashtu të përmendet se modulet DDR3 rezultuan të jenë as fizikisht dhe as elektrikisht të pajtueshëm me ndonjë nga gjeneratat e mëparshme të memories.

Sigurisht, çipat DDR3 kanë marrë mbështetje për disa teknologji të reja: për shembull, kalibrimin automatik të sinjalit dhe përfundimin dinamik të sinjalit. Megjithatë, në përgjithësi, të gjitha ndryshimet janë kryesisht sasiore.

DDR4 - një tjetër evolucion

Më në fund, arrijmë te memoria krejt e re DDR4. Shoqata JEDEC filloi zhvillimin e standardit në vitin 2005, por vetëm në pranverën e këtij viti pajisjet e para dolën në shitje. Siç thuhet në një njoftim për shtyp të JEDEC, gjatë zhvillimit, inxhinierët u përpoqën të arrinin performancën dhe besueshmërinë më të lartë, duke rritur efikasitetin energjetik të moduleve të reja. Epo, këtë e dëgjojmë çdo herë. Le të shohim se çfarë ndryshimesh specifike ka marrë memoria DDR4 në krahasim me DDR3.

Në këtë foto mund të gjurmoni evolucionin e teknologjisë DDR: si ndryshuan treguesit e tensionit, frekuencës dhe kapacitetit

Një nga prototipet e para DDR4. Mjaft e çuditshme, këto janë module laptopë

Si shembull, merrni parasysh një çip DDR4 8 GB me një autobus të gjerë të dhënash 4-bit. Një pajisje e tillë përmban 4 grupe bankash, 4 banka secila. Brenda çdo banke ka 131,072 (2 17) rreshta me një kapacitet prej 512 bajt secili. Për krahasim, mund të jepni karakteristikat e një zgjidhjeje të ngjashme DDR3. Ky çip përmban 8 banka të pavarura. Çdo bankë përmban 65,536 (2 16) rreshta, dhe çdo rresht përmban 2048 byte. Siç mund ta shihni, gjatësia e secilës linjë të një çipi DDR4 është katër herë më e vogël se gjatësia e një linje DDR3. Kjo do të thotë që DDR4 skanon bankat më shpejt se DDR3. Në të njëjtën kohë, kalimi midis vetë bankave gjithashtu ndodh shumë më shpejt. Le të theksojmë menjëherë se për çdo grup bankash ekziston një zgjedhje e pavarur e operacioneve (aktivizimi, lexim, shkrim ose rigjenerim), i cili lejon rritjen e efikasitetit dhe gjerësisë së brezit të memories.

Përparësitë kryesore të DDR4: konsumi i ulët i energjisë, frekuenca e lartë, kapaciteti i madh i moduleve të memories