Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory - синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных) - тип компьютерной памяти , используемой в вычислительной технике в качестве оперативной и видеопамяти. Пришла на смену памяти типа SDRAM .

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

Спецификация модулей памяти

Спецификация	Тактовая частота шины памяти	Максимальная теоретическая пропускная способность памяти
		в одноканальном режиме	в двухканальном режиме
PC1600* (DDR200)	100 МГц	1600 Мбайт/сек	3200 Мбайт/сек
PC2100* (DDR266)	133 МГц	2133 Мбайт/сек	4267 Мбайт/сек
PC2400 (DDR300)	150 МГц	2400 Мбайт/сек	4800 Мбайт/сек
PC2700* (DDR333)	166 МГц	2667 Мбайт/сек	5333 Мбайт/сек
PC3200* (DDR400)	200 МГц	3200 Мбайт/сек	6400 Мбайт/сек
PC3500 (DDR433)	217 МГц	3467 Мбайт/сек	6933 Мбайт/сек
PC3700 (DDR466)	233 МГц	3733 Мбайт/сек	7467 Мбайт/сек
PC4000 (DDR500)	250 МГц	4000 Мбайт/сек	8000 Мбайт/сек
PC4200 (DDR533)	267 МГц	4267 Мбайт/сек	8533 Мбайт/сек

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.

Типы динамической памяти с произвольным доступом (DRAM)
Асинхронная	FPM RAM · EDO RAM
Синхронная

Рынок комплектующих постоянно пополняется новыми разработками и инновациями с завидной регулярностью, отчего у многих пользователей, чьи средства явно не позволяют своевременно обзавестись новым железом, появляются сомнения в мощности и производительности своего компьютера в целом. Во все времена обсуждение уймы вопросов на технических форумах про актуальность своих комплектующих не стихает никогда. При этом вопросы касаются не только лишь процессора, видеокарты, но даже и оперативной памяти. Однако, даже невзирая на всю динамику развития компьютерного железа, актуальность технологий предыдущих поколений не утрачивается настолько же быстро. В том числе это касается и компонентов

DDR2-память: от первых дней на рынке до заката популярности

DDR2 - это второе поколение с произвольным доступом (от англ. Synchronous Dynamic random access memory - SDRAM), или же, в привычной для любого пользователя формулировке, следующее после DDR1 поколение оперативной памяти, получившей широкое распространение в сегменте персональных компьютеров.

Будучи разработанным в далёком 2003 году, полноценно закрепиться на рынке новый тип смог лишь к концу 2004-го - только на тот момент появились чипсеты с поддержкой DDR2. Активно разрекламированное маркетологами, второе поколение было представлено как чуть ли не в два раза более мощная альтернатива.

Что стоит в первую очередь выделить из различий, это способность работать на значительно более высокой частоте, передавая данные дважды за один такт. С другой стороны, стандартным негативным моментом поднятия частот является увеличение времени задержки при работе.

Наконец, к середине 2000-х новый тип основательно ущемил позиции предыдущего, первого, и лишь только к 2010 году DDR2 была значимым образом потеснена пришедшей на замену новинкой DDR3.

Особенности устройства

Распространяемые модули ОЗУ DDR2 (в обыденной речи принявшие название "плашки") обладали некоторыми отличительными особенностями и разновидностями. И хоть обилием вариаций новый для своего времени откровенно не поражал, однако даже внешние различия сразу же бросались в глаза любому покупателю с первого взгляда:

• Односторонняя/двухсторонняя планка-модуль SDRAM, на котором микросхемы расположены с одной или двух сторон соответственно.
• DIMM - стандартный на сегодняшний день форм-фактор для SDRAM (синхронная динамическая оперативная память, коей и является DDR2). Массовое использование в компьютерах общего предназначения началось ещё с конца 90-х годов, чему главным образом способствовало появление процессора Pentium II.
• SO-DIMM - укороченный форм-фактор модуля SDRAM, разработанный специальным образом для портативных компьютеров. Плашки SO-DIMM DDR2 для ноутбука обладали несколькими существенными отличиями от стандартных DIMM. Это модуль с меньшими физическими размерами, пониженным энергопотреблением и, как следствие, меньшим по сравнению со стандартным DIMM-фактором уровнем производительности. Пример модуля ОЗУ DDR2 для ноутбука можно увидеть на фото ниже.

Помимо всех вышеперечисленных особенностей, следует отметить также довольно посредственную "оболочку" плашек тех времён - почти все они за редким исключением тогда были представлены лишь стандартными платами с микросхемами. Маркетинг в сегменте компьютерного железа тогда лишь только-только начинал раскручиваться, поэтому в продаже попросту не было образцов с привычными уже для современных модулей оперативки радиаторами самых различных размеров и оформления. До сих пор они выполняют прежде всего функцию декоративную, нежели задачу отвода выделяемого тепла (что, в принципе, не свойственно оперативной памяти типа DDR).

На фото, размещенном ниже, можно видеть, как выглядят модули ОЗУ DDR2-667 с радиатором.

Ключик совместимости

DDR2-память по своей конструкции имеет крайне важное отличие от предыдущей DDR - отсутствие обратной совместимости. В образцах второго поколения прорезь в зоне контакта планки с разъёмом для оперативной памяти на материнской плате уже была расположена по-иному, из-за чего вставить плашку DDR2 в разъём, рассчитанный на DDR, физически невозможно без поломки одного из компонентов.

Параметр объёма

Для серийных материнских плат (любая для домашнего/офисного пользования материнская плата) DDR2-стандарт мог предложить максимальный объём 16 гигабайт. Для серверных решений лимит объёма доходил до 32 гигабайт.

Стоит также обратить внимание ещё на один технический нюанс: минимальный объём одной плашки составляет 1 Гб. Помимо этого, на рынке представлены ещё два варианта модулей DDR2: 2Gb и 8Gb. Таким образом, чтобы получить максимально возможный запас оперативной памяти этого стандарта, пользователю придётся устанавливать две планки по 8 Гб либо четыре по 4 Гб соответственно.

Частота передачи данных

Этот параметр отвечает за способность шины памяти пропускать как можно больше информации за единицу времени. Большее значение частоты - больше данных возможно будет предать, и тут DDR2-память существенно обогнала предыдущее поколение, которое могло работать в диапазоне от 200 до 533 МГц максимум. Ведь минимальная частота планки DDR2 - это 533 МГц, а топовые экземпляры, в свою очередь, могли похвастаться разгоном до 1200 МГц.

Однако с ростом частоты памяти закономерно поднимались и тайминги, от которых не в последнюю очередь зависит производительность памяти.

О таймингах

Тайминг - это временной интервал с момента запроса данных до считывания их с оперативной памяти. И чем больше увеличивалась частота модуля, тем дольше оперативке требовалось времени на совершение операций (не до колоссальных задержек, разумеется).

Измеряется параметр в наносекундах. Наиболее влияющим на производительность является тайминг латентности (CAS latency), который в спецификациях обозначается как CL* (вместо * может быть указано любое число, и чем оно меньше - тем оперативное будет работать шина памяти). В некоторых случаях тайминги планок указываются трёхсимвольной комбинацией (к примеру, 5-5-5), однако наиболее критичным параметром будет как раз-таки первое число - им всегда обозначена латентность памяти. Если же тайминги указаны в четырёхзначной комбинации, в которой последнее значение разительно больше всех остальных (к примеру, 5-5-5-15), то это указана длительность общего рабочего цикла в наносекундах.

Старичок, не теряющий формы

Своим появлением второе поколение вызвало немало шума в компьютерных кругах, что и обеспечило ей немалую популярность и отличные продажи. DDR2, как и предшествующее ей поколение, могла передавать данные по обоим срезам, однако более быстрая шина с возможностью передачи данных значительно повысила её работоспособность. К тому же положительным моментом было и более высокая энергоэффективность - на уровне 1,8 В. И если на общей картине энергопотребления компьютера это едва ли хоть как-то сказывалось, то на срок службы (особенно при интенсивной работе железа) это влияло сугубо положительно.

Однако технологии перестали быть таковыми, если бы не развивались в дальнейшем. Именно это и случилось с появлением следующего поколения DDR3 в 2007 году, задачей которого было постепенное, но уверенное вытеснение с рынка устаревающей DDR2. Однако действительно ли это "устаревание" означает полную неконкурентоспособность с новой технологией?

Один на один с третьим поколением

Помимо традиционной обратной несовместимости, DDR3 представлял ряд нескольких технических нововведений в стандарты оперативной памяти:

• Максимально поддерживаемый объём для серийных материнских плат увеличился с 16 до 32 Гб (при этом показатель одного модуля мог достигать 16 Гб вместо прежних 8).
• Более высокие частоты передачи данных, минимум которых составляет 2133 МГц, а максимум - 2800 МГц.
• Наконец, стандартное для каждого нового поколения уменьшенное энергопотребление: 1,5 В против 1,8 В у второго поколения. Помимо этого, на основе DDR3 были разработаны ещё две модификации: DDR3L и LPDDR3, потребляющие 1,35 В и 1,2 В соответственно.

Вместе с новой архитектурой также повысились тайминги, однако падение производительности от этого нивелируется более высокими рабочими частотами.

Как решит покупатель

Покупатель - не инженер-разработчик; помимо технических характеристик покупателю не менее важна будет и цена самого продукта.

На старте продаж нового поколения любого компьютерного железа его стоимость стандартно окажется более высокой. Та же самая оперативная память нового типа поначалу приходит на рынок с очень большой ценовой разницей по сравнению с предыдущим.

Однако же прирост в производительности между поколениями в большинстве приложений если и вообще не отсутствует, то составляет просто смешные показатели, явно не достойные больших переплат. Единственный верный момент для перехода на новое поколение оперативки - максимальное падение его ценника до уровня предыдущего (такое в сегменте продаж SDRAM происходит всегда, это же было в случае с DDR2 и DDR3, это же сейчас произошло в случае с DDR3 и новенькой DDR4). И только лишь тогда, когда цена переплаты между последним и предыдущим поколением будет составлять самый минимум (что адекватно для небольшого прироста производительности), то только в этой ситуации можно задумываться о замене оперативной памяти.

В свою очередь, владельцам компьютеров с DDR2-памятью обзаводиться новым типом оперативки рациональнее всего только при основательном апгрейде с соответствующей поддерживающего этот самый новый тип, и новой материнской платой (и то на сегодняшний день имеет смысл апгрейдиться до уровня компонентов, поддерживающих DDR4-память: ее нынешняя цена находится наравне с DDR3, а прирост между четвёртым и вторым поколением будет куда более ощутимым, нежели между третьим и вторым).

В ином же случае, если подобный апгрейд пользователем совершенно никак не запланирован, то вполне можно обойтись той же DDR2, цена на которую сейчас относительно низкая. Достаточно будет лишь увеличить при необходимости общий объём оперативки аналогичными модулями. Допустимые лимиты памяти этого типа даже сегодня с лихвой покрывают все нужды большинства юзеров (в большинстве случаев достаточно будет установки дополнительного модуля DDR2 2Gb), а отставание в производительности со следующими поколениями совершенно некритичными.

Минимальные цены на модули оперативной памяти (учтены только образцы проверенных брендов Hynix, Kingston и Samsung) могут варьироваться в зависимости от региона проживания покупателя и выбранного им магазина.

Сейчас актуальным стандартом оперативной памяти является DDR4, но в использовании все еще находится множество компьютеров с DDR3, DDR2 и даже DDR. Из-за такого оперативной памяти многие пользователи путаются и забывают какая именно оперативная память используется на их компьютере. Решению этой проблемы и будет посвящена данная статья. Здесь мы расскажем, как узнать какая оперативная память используется на компьютере DDR, DDR2, DDR3 или DDR4.

Если у вас есть возможность открыть компьютер и осмотреть его комплектующие, то всю необходимую информацию вы можете получить с наклейки на модуле оперативной памяти.

Обычно на наклейке можно найти надпись с названием модуля памяти. Это название начинается с букв «PC» после которых идут цифры, и оно указывает на тип данного модуля оперативной памяти и его пропускную способность в мегабайтах за секунду (МБ/с).

Например, если на модуле памяти написано PC1600 или PC-1600, то это модуль DDR первого поколения с пропускной способностью в 1600 МБ/с. Если на модуле написано PC2‑ 3200, то это DDR2 с пропускной способностью в 3200 МБ/с. Если PC3 – то это DDR3 и так далее. В общем, первая цифра после букв PC указывает на поколение DDR, если этой цифры нет, то это простой DDR первого поколения.

В некоторых случаях на модулях оперативной памяти указывается не название модуля, а тип оперативной памяти и его эффективная частота. Например, на модуле может быть написано DDR3 1600. Это означает что это модуль DDR3 c эффективной частотой памяти 1600 МГц.

Для того чтобы соотносить названия модулей с типом оперативной памяти, а пропускную способность с эффективной частотой можно использовать таблицу, которую мы приводим ниже.

Название модуля	Тип оперативной памяти
PC-1600	DDR-200
PC-2100	DDR-266
PC-2400	DDR-300
PC-2700	DDR-333
PC-3200	DDR-400
PC-3500	DDR-433
PC-3700	DDR-466
PC-4000	DDR-500
PC-4200	DDR-533
PC-5600	DDR-700
PC2-3200	DDR2-400
PC2-4200	DDR2-533
PC2-5300	DDR2-667
PC2-5400	DDR2-675
PC2-5600	DDR2-700
PC2-5700	DDR2-711
PC2-6000	DDR2-750
PC2-6400	DDR2-800
PC2-7100	DDR2-888
PC2-7200	DDR2-900
PC2-8000	DDR2-1000
PC2-8500	DDR2-1066
PC2-9200	DDR2-1150
PC2-9600	DDR2-1200
PC3-6400	DDR3-800
PC3-8500	DDR3-1066
PC3-10600	DDR3-1333
PC3-12800	DDR3-1600
PC3-14900	DDR3-1866
PC3-17000	DDR3-2133
PC3-19200	DDR3-2400
PC4-12800	DDR4-1600
PC4-14900	DDR4-1866
PC4-17000	DDR4-2133
PC4-19200	DDR4-2400
PC4-21333	DDR4-2666
PC4-23466	DDR4-2933
PC4-25600	DDR4-3200

Использование специальных программ

Если же ваши модули оперативной памяти уже установлены в компьютер, то вы можете узнать к какому типу они относятся с помощью специальных программ.

Самый простой вариант - это воспользоваться бесплатной программой CPU-Z. Для этого запустите CPU-Z на своем компьютере и перейдите на вкладку «Memory». Здесь в левом верхнем углу окна будет указан тип оперативной памяти, который используется на вашем компьютере.

Также на вкладке «Memory» можно узнать эффективную частоту, на которой работает ваша оперативная память. Для этого нужно взять значение «DRAM Frequency» и умножить его два. Например, на скриншоте внизу указана частота 665.1 МГц, умножаем ее на 2 и получаем эффективную частоту 1330,2 МГц.

Если вы хотите узнать какие конкретно модули оперативной памяти установлены на вашем компьютере, то эту информацию можно получить на вкладке «SPD».

Здесь можно узнать, сколько модулей памяти установлено, кто их производитель, на каких частотах они могут работать и многое другое.

Оперативная память используется для временного хранения данных, необходимых для работы операционной системы и всех программ. Оперативной памяти должно быть достаточно, если ее не хватает, то компьютер начинает тормозить.

Плата с чипами памяти называется модулем памяти (или планкой). Память для ноутбука, кроме размера планок, ни чем не отличается от памяти для компьютера, поэтому при выборе руководствуйтесь теми же рекомендациями.

Для офисного компьютера достаточно одной планки DDR4 на 4 Гб с частотой 2400 или 2666 МГц (стоит почти одинаково).
Оперативная память Crucial CT4G4DFS824A

Для мультимедийного компьютера (фильмы, простые игры) лучше взять две планки DDR4 с частотой 2666 МГц по 4 Гб, тогда память будет работать в более быстром двухканальном режиме.
Оперативная память Ballistix BLS2C4G4D240FSB

Для игрового компьютера среднего класса можно взять одну планку DDR4 на 8 Гб с частотой 2666 МГц с тем, чтобы в будущем можно было добавить еще одну и лучше если это будет ходовая модель попроще.
Оперативная память Crucial CT8G4DFS824A

А для мощного игрового или профессионального ПК нужно сразу брать набор из 2 планок DDR4 по 8 Гб, при этом будет вполне достаточно частоты 2666 МГц.

2. Сколько нужно памяти

Для офисного компьютера, предназначенного для работы с документами и выхода в интернет, с головой достаточно одной планки памяти на 4 Гб.

Для мультимедийного компьютера, который можно будет использовать для просмотра видео в высоком качестве и нетребовательных игр, вполне хватит 8 Гб памяти.

Для игрового компьютера среднего класса вариантом минимум является 8 Гб оперативки.

Для мощного игрового или профессионального компьютера необходимо 16 Гб памяти.

Больший объем памяти может понадобиться только для очень требовательных профессиональных программ и обычным пользователям не нужен.

Объем памяти для старых ПК

Если вы решили увеличить объем памяти на старом компьютере, то учтите, что 32-разрядные версии Windows не поддерживают более 3 Гб оперативной памяти. То есть, если вы установите 4 Гб оперативной памяти, то операционная система будет видеть и использовать только 3 Гб.

Что касается 64-разрядных версий Windows, то они смогут использовать всю установленную память, но если у вас старый компьютер или есть старый принтер, то на них может не оказаться драйверов под эти операционные системы. В таком случае, перед покупкой памяти, установите 64-х разрядную версию Windows и проверьте все ли у вас работает. Так же рекомендую заглянуть на сайт производителя материнской платы и посмотреть какой объем модулей и общий объем памяти она поддерживает.

Учтите еще, что 64-разрядные операционные системы расходуют в 2 раза больше памяти, например Windows 7 х64 под свои нужды забирает около 800 Мб. Поэтому 2 Гб памяти для такой системы будет мало, желательно не менее 4 Гб.

Практика показывает, что современные операционные системы Windows 7,8,10 полностью раскрываются при объеме памяти 8 Гб. Система становится более отзывчивой, программы быстрее открываются, а в играх исчезают рывки (фризы).

3. Типы памяти

Современная память имеет тип DDR SDRAM и постоянно совершенствуется. Так память DDR и DDR2 уже является устаревшей и может использоваться только на старых компьютерах. Память DDR3 уже не целесообразно использовать на новых ПК, на смену ей пришла более быстрая и перспективная DDR4.

Учтите, что выбранный тип памяти должен поддерживать процессор и материнская плата.

Также новые процессоры, из соображений совместимости, могут поддерживать память DDR3L, которая отличается от обычной DDR3 пониженным напряжением с 1.5 до 1.35 В. Такие процессоры смогут работать и с обычной памятью DDR3, если у вас она уже есть, но производители процессоров это не рекомендуют из-за повышенной деградации контроллеров памяти, рассчитанных на DDR4 с еще более низким напряжением 1.2 В.

Тип памяти для старых ПК

Устаревшая память DDR2 стоит в несколько раз дороже более современной памяти. Планка DDR2 на 2 Гб стоит в 2 раза дороже, а планка DDR2 на 4 Гб в 4 раза дороже планки DDR3 или DDR4 аналогичного объема.

Поэтому, если вы хотите существенно увеличить память на старом компьютере, то возможно более оптимальным вариантом будет переход на более современную платформу с заменой материнской платы и если необходимо процессора, которые будут поддерживать память DDR4.

Подсчитайте во сколько вам это обойдется, возможно выгодным решением будет продать старую материнскую плату со старой памятью и приобрести новые, пусть не самые дорогие, но более современные комплектующие.

Разъемы материнской платы для установки памяти называются слотами.

Каждому типу памяти (DDR, DDR2, DDR3, DDR4) соответствует свой слот. Память DDR3 можно установить только в материнскую плату со слотами DDR3, DDR4 – со слотами DDR4. Материнские платы, поддерживающие старую память DDR2 уже не производят.

5. Характеристики памяти

Основными характеристиками памяти, от которых зависит ее быстродействие, являются частота и тайминги. Скорость работы памяти не оказывает такого сильного влияния на общую производительность компьютера как процессор. Тем не менее, часто можно приобрести более быструю память не на много дороже. Быстрая память нужна прежде всего для мощных профессиональных компьютеров.

5.1. Частота памяти

Частота оказывает наибольшее значение на скорость работы памяти. Но перед ее покупкой необходимо убедиться, что процессор и материнская плата так же поддерживают необходимую частоту. В противном случае реальная частота работы памяти будет ниже и вы просто переплатите за то, что не будет использоваться.

Недорогие материнские платы поддерживают более низкую максимальную частоту памяти, например для DDR4 это 2400 МГц. Материнские платы среднего и высокого класса могут поддерживать память с более высокой частотой (3400-3600 МГц).

А вот с процессорами дело обстоит иначе. Старые процессоры с поддержкой памяти DDR3 могут поддерживать память с максимальной частотой 1333, 1600 или 1866 МГц (в зависимости от модели). Для современных процессоров с поддержкой памяти DDR4 максимально поддерживаемая частота памяти может составлять 2400 МГц или выше.

Процессоры Intel 6-го поколения и выше, а также процессоры AMD Ryzen поддерживают память DDR4 с частотой 2400 МГц или выше. При этом в их модельном ряду есть не только мощные дорогие процессоры, но и процессоры среднего и бюджетного класса. Таким образом, вы можете собрать компьютер на самой современной платформе с недорогим процессором и памятью DDR4, а в будущем поменять процессор и получить высочайшую производительность.

Основной на сегодня является память DDR4 2400 МГц, которая поддерживается наиболее современными процессорами, материнскими платами и стоит столько же как DDR4 2133 МГц. Поэтому приобретать память DDR4 с частотой 2133 МГц сегодня не имеет смысла.

Какую частоту памяти поддерживает тот или иной процессор можно узнать на сайтах производителей:

По номеру модели или серийному номеру очень легко найти все характеристики любого процессора на сайте:

Или просто введите номер модели в поисковой системе Google или Яндекс (например, «Ryzen 7 1800X»).

5.2. Память с высокой частотой

Теперь я хочу затронуть еще один интересный момент. В продаже можно встретить оперативную память гораздо более высокой частоты, чем поддерживает любой современный процессор (3000-3600 МГц и выше). Соответственно, многие пользователи задаются вопросом как же такое может быть?

Все дело в технологии, разработанной компанией Intel, eXtreme Memory Profile (XMP). XMP позволяет памяти работать на более высокой частоте, чем официально поддерживает процессор. XMP должна поддерживать как сама память, так и материнская плата. Память с высокой частотой просто не может существовать без поддержки этой технологии, но далеко не все материнские платы могут похвастаться ее поддержкой. В основном это более дорогие модели выше среднего класса.

Суть технологии XMP заключается в том, что материнская плата автоматически увеличивает частоту шины памяти, благодаря чему память начинает работать на своей более высокой частоте.

У компании AMD существует подобная технология, называемая AMD Memory Profile (AMP), которая поддерживалась старыми материнскими платами для процессоров AMD. Эти материнские платы обычно поддерживали и модули XMP.

Приобретать более дорогую память с очень высокой частотой и материнскую плату с поддержкой XMP есть смысл для очень мощных профессиональных компьютеров, оснащенных топовым процессором. В компьютере среднего класса это будут выброшенные на ветер деньги, так как все упрется в производительность других комплектующих.

В играх частота памяти оказывает небольшое влияние и переплачивать особого смысла нет, достаточно будет взять на 2400 МГц, ну или на 2666 МГц если разница в цене будет небольшая.

Для профессиональных приложений можно взять память с частотой повыше – 2666 МГц или если хотите и позволяют средства на 3000 МГц. Разница в производительности тут больше чем в играх, но не кардинальная, так что загоняться с частотой памяти особого смысла нет.

Еще раз напоминаю, что ваша материнская плата должна поддерживать память требуемой частоты. Кроме того, иногда процессоры Intel начинают работать нестабильно при частоте памяти выше 3000 МГц, а у Ryzen этот предел составляет около 2900 МГц.

Таймингами называются задержки между операциями чтения/записи/копирования данных в оперативной памяти. Соответственно чем эти задержки меньше, тем лучше. Но тайминги оказывают гораздо меньшее влияние на скорость работы памяти, чем ее частота.

Основных таймингов, которые указываются в характеристиках модулей памяти всего 4.

Из них самой главной является первая цифра, которая называется латентность (CL).

Типичная латентность для памяти DDR3 1333 МГц – CL 9, для памяти DDR3 с более высокой частотой – CL 11.

Типичная латентность для памяти DDR4 2133 МГц – CL 15, для памяти DDR4 с более высокой частотой – CL 16.

Не стоит приобретать память с латентностью выше указанной, так как это говорит об общем низком уровне ее технических характеристик.

Обычно, память с более низкими таймингами стоит дороже, но если разница в цене не значительная, то предпочтение следуют отдать памяти с более низкой латентностью.

5.4. Напряжение питания

Память может иметь различное напряжение питания. Оно может быть как стандартным (общепринятым для определенного типа памяти), так и повышенным (для энтузиастов) или наоборот пониженным.

Это особенно важно если вы хотите добавить память на компьютер или ноутбук. В таком случае напряжение новых планок должно быть таким же, как и у имеющихся. В противном случае возможны проблемы, так как большинство материнских плат не могут выставлять разное напряжение для разных модулей.

Если напряжение выставится по планке с более низким вольтажом, то другим может не хватить питания и система будет работать не стабильно. Если напряжение выставится по планке с более высоким вольтажом, то память рассчитанная на меньшее напряжение может выйти из строя.

Если вы собираете новый компьютер, то это не так важно, но чтобы избежать возможных проблем совместимости с материнской платой и заменой или расширением памяти в будущем, лучше выбирать планки со стандартным напряжением питания.

Память, в зависимости от типа, имеет следующие стандартные напряжения питания:

• DDR — 2.5 В
• DDR2 — 1.8 В
• DDR3 — 1.5 В
• DDR3L — 1.35 В
• DDR4 — 1.2 В

Я думаю, вы обратили внимание на то, что в списке есть память DDR3L. Это не новый тип памяти, а обычная DDR3, но с пониженным напряжением питания (Low). Именно такая память нужна для процессоров Intel 6-го поколения и выше, которые поддерживают как память DDR4, так и DDR3. Но лучше в таком случае все же собирать систему на новой памяти DDR4.

6. Маркировка модулей памяти

Модули памяти маркируются в зависимости от типа памяти и ее частоты. Маркировка модулей памяти типа DDR начинается с PC, затем идет цифра, обозначающая поколение и скорость в мегабайтах в секунду (Мб/с).

По такой маркировке неудобно ориентироваться, достаточно знать тип памяти (DDR, DDR2, DDR3, DDR4), ее частоту и латентность. Но иногда, например на сайтах объявлений, можно увидеть маркировку, переписанную с планки. Поэтому, чтобы вы могли сориентироваться в таком случае, я приведу маркировку в классическом виде, с указанием типа памяти, ее частоты и типичной латентности.

DDR – устаревшая

• PC-2100 (DDR 266 МГц) — CL 2.5
• PC-2700 (DDR 333 МГц) — CL 2.5
• PC-3200 (DDR 400 МГц) — CL 2.5

DDR2 – устаревшая

• PC2-4200 (DDR2 533 МГц) — CL 5
• PC2-5300 (DDR2 667 МГц) — CL 5
• PC2-6400 (DDR2 800 МГц) — CL 5
• PC2-8500 (DDR2 1066 МГц) — CL 5

DDR3 – устаревающая

• PC3-10600 (DDR3 1333 МГц) — CL 9
• PC3-12800 (DDR3 1600 МГц) — CL 11
• PC3-14400 (DDR3 1866 МГц) — CL 11
• PC3-16000 (DDR3 2000 МГц) — CL 11

• PC4-17000 (DDR4 2133 МГц) — CL 15
• PC4-19200 (DDR4 2400 МГц) — CL 16
• PC4-21300 (DDR4 2666 МГц) — CL 16
• PC4-24000 (DDR4 3000 МГц) — CL 16
• PC4-25600 (DDR4 3200 МГц) — CL 16

Память DDR3 и DDR4 может иметь и более высокую частоту, но работать с ней могут только топовые процессоры и более дорогие материнские платы.

7. Конструкция модулей памяти

Планки памяти могут быть односторонние, двухсторонние, с радиаторами или без.

7.1. Размещение чипов

Чипы на модулях памяти могут размещаться с одной стороны платы (односторонние) и с двух сторон (двухсторонние).

Это не имеет значения если вы приобретаете память для нового компьютера. Если же вы хотите добавить память на старый ПК, то желательно, чтобы расположение чипов на новой планке было такое же как и на старой. Это поможет избежать проблем совместимости и повысит вероятность работы памяти в двухканальном режиме, о чем мы еще поговорим в этой статье.

Сейчас в продаже можно встретить множество модулей памяти с алюминиевыми радиаторами различного цвета и формы.

Наличие радиаторов может быть оправдано на памяти DDR3 с высокой частотой (1866 МГц и более), так как она сильнее греется. При этом в корпусе должна быть хорошо организована вентиляция.

Современная оперативка DDR4 с частотой 2400, 2666 МГц практически не греется и радиаторы на ней будут носить чисто декоративный характер. Они могут даже мешать, так как через некоторое время забьются пылью, которую из них трудно вычистить. Кроме того, стоить такая память будет несколько дороже. Так что, если хотите, на этом можно сэкономить, например, взяв отличную память Crucial на 2400 МГц без радиаторов.

Память с частотой от 3000 МГц имеет еще и повышенное напряжение питания, но тоже греется не сильно и в любом случае на ней будут радиаторы.

8. Память для ноутбуков

Память для ноутбуков отличается от памяти для стационарных компьютеров только размером модуля памяти и маркируется SO-DIMM DDR. Так же как и для стационарных компьютеров память для ноутбуков имеет типы DDR, DDR2, DDR3, DDR3L, DDR4.

По частоте, таймингам и напряжению питания память для ноутбуков не отличается от памяти для компьютеров. Но ноутбуки оснащаются только 1 или 2 слотами для памяти и имеют более жесткие ограничения максимального объема. Обязательно уточняйте эти параметры перед выбором памяти для конкретной модели ноутбука.

9. Режимы работы памяти

Память может работать в одноканальном (Single Channel), двухканальном (Dual Channel), трехканальном (Triple Channel) или четырехканальном режиме (Quad Channel).

В одноканальном режиме запись данных происходит последовательно в каждый модуль. В многоканальных режимах запись данных происходит параллельно во все модули, что приводит к значительному увеличению быстродействия подсистемы памяти.

Одноканальным режимом работы памяти ограничены только безнадежно устаревшие материнские платы с памятью DDR и первые модели с DDR2.

Все современные материнские платы поддерживают двухканальный режим работы памяти, а трехканальный и четырехканальный режим поддерживают только некоторые единичные модели очень дорогих материнских плат.

Главным условием работы двухканального режима является наличие 2 или 4 планок памяти. Для трехканального режима необходимо 3 или 6 планок памяти, а для четырехканального 4 или 8 планок.

Желательно, чтобы все модули памяти были одинаковыми. В противном случае работа в двухканальном режиме не гарантируется.

Если вы хотите добавить память на старый компьютер и ваша материнская плата поддерживает двухканальный режим, постарайтесь подобрать максимально идентичную по всем параметрам планку. Лучше всего продать старую и купить 2 новых одинаковых планки.

В современных компьютерах контроллеры памяти были перенесены с материнской платы в процессор. Теперь не так важно, чтобы модули памяти были одинаковыми, так как процессор в большинстве случаев все равно сможет активировать двухканальный режим. Это значит, что если вы в будущем захотите добавить память на современный компьютер, то не обязательно будет искать точь в точь такой же модуль, достаточно выбрать наиболее похожий по характеристикам. Но все же я рекомендую, что бы модули памяти были одинаковыми. Это даст вам гарантию ее быстрой и стабильной работы.

С переносом контроллеров памяти в процессор появились еще 2 режима двухканальной работы памяти – Ganged (спаренный) и Unganged (неспаренный). В случае если модули памяти одинаковые, то процессор может работать с ними в режиме Ganged, как и раньше. В случае, если модули отличаются по характеристикам, то для устранения перекосов в работе с памятью процессор может активировать режим Unganged. В целом скорость работы памяти в этих режимах практически одинаковая и не имеет никакой разницы.

Единственным недостатком двухканального режима является то, что несколько модулей памяти стоят дороже, чем один такого же объема. Но если вы не очень сильно стеснены в средствах, то покупайте 2 планки, скорость работы памяти будет значительно выше.

Если вам нужно, скажем 16 Гб оперативки, но вы пока не можете себе этого позволить, то можно приобрести одну планку на 8 Гб, чтобы в будущем добавить еще одну такую же. Но все же лучше приобретать две одинаковых планки сразу, так как потом может не получиться найти такую же и вы столкнетесь с проблемой совместимости.

10. Производители модулей памяти

Одним из лучших соотношений цена/качество на сегодня обладает память безукоризненно зарекомендовавшего себя бренда Crucial, у которого есть модули от бюджетных до геймерских (Ballistix).

Наравне с ним соперничает пользующийся заслуженной популярностью бренд Corsair, память которого стоит несколько дороже.

Как недорогую, но качественную альтернативу, особенно рекомендую польский бренд Goodram, у которого есть планки с низкими таймингами за невысокую цену (линейка Play).

Для недорогого офисного компьютера достаточно будет простой и надежной памяти производства AMD или Transcend. Они прекрасно себя зарекомендовали и с ними практически не бывает проблем.

Вообще, лидерами в производстве памяти считаются корейские компании Hynix и Samsung. Но сейчас модули этих брендов массово производятся на дешевых китайских фабриках и среди них очень много подделок. Поэтому я не рекомендую приобретать память этих брендов.

Исключением могут быть модули памяти Hynix Original и Samsung Original, которые производятся в Корее. Эти планки обычно синего цвета, их качество считается лучше чем в сделанных в Китае и гарантия на них бывает несколько выше. Но по скоростным характеристикам они уступают памяти с более низкими таймингами других качественных брендов.

Ну а для энтузиастов и любителей модинга есть доступные оверклокерские бренды GeIL, G.Skill, Team. Их память отличается низкими таймингами, высоким разгонным потенциалом, необычным внешним видом и стоит немного дешевле раскрученного бренда Corsair.

В продаже также есть большой ассортимент модулей памяти от очень популярного производителя Kingston. Память, продающаяся под бюджетным брендом Kingston, никогда не отличалась высоким качеством. Но у них есть топовая серия HyperX, пользующаяся заслуженной популярностью, которую можно рекомендовать к приобретению, однако цена на нее часто завышена.

11. Упаковка памяти

Лучше приобретать память в индивидуальной упаковке.

Обычно она более высокого качества и вероятность повреждения при транспортировке значительно ниже, чем у памяти, которая поставляется без упаковки.

12. Увеличение памяти

Если вы планируете добавить память на имеющийся компьютер или ноутбук, то сначала узнайте какой максимальный объем планок и общий объем памяти поддерживает ваша материнская плата или ноутбук.

Также уточните сколько слотов для памяти на материнской плате или в ноутбуке, сколько из них занято и какие планки в них установлены. Лучше сделать это визуально. Откройте корпус, выньте планки памяти, рассмотрите их и перепишите все характеристики (или сделайте фото).

Если по какой-то причине вы не хотите лезть в корпус, то посмотреть параметры памяти можно в программе на вкладке SPD. Таким образом вы не узнаете односторонняя планка или двухсторонняя, но можете узнать характеристики памяти, если на планке нет наклейки.

Есть базовая и эффективная частота памяти. Программа CPU-Z и многие подобные показывают базовую частоту, ее нужно умножать на 2.

После того, как вы узнаете до какого объема можете увеличить память, сколько свободных слотов и какая память у вас установлена, можно будет приступать к изучению возможностей по увеличению памяти.

Если все слоты для памяти заняты, то единственной возможностью увеличения памяти остается замена существующих планок на новые большего объема. А старые планки можно будет продать на сайте объявлений или сдать на обмен в компьютерный магазин при покупке новых.

Если свободные слоты есть, то можно добавить к уже существующим планкам памяти новые. При этом желательно, чтобы новые планки были максимально близки по характеристикам уже установленным. В этом случае можно избежать различных проблем совместимости и повысить шансы того, что память будет работать в двухканальном режиме. Для этого должны быть соблюдены следующие условия, в порядке важности.

1. Тип памяти должен совпадать (DDR, DDR2, DDR3, DDR3L, DDR4).
2. Напряжение питания всех планок должно быть одинаковым.
3. Все планки должны быть односторонние или двухсторонние.
4. Частота всех планок должна совпадать.
5. Все планки должны быть одинакового объема (для двухканального режима).
6. Количество планок должно быть четным: 2, 4 (для двухканального режима).
7. Желательно, чтобы совпадала латентность (CL).
8. Желательно, чтобы планки были того же производителя.

Проще всего начать выбор с производителя. Выбирайте в каталоге интернет-магазина планки того же производителя, объема и частоты, как установлены у вас. Убедитесь, что совпадает напряжение питания и уточните у консультанта односторонние они или двухсторонние. Если будет еще совпадать и латентность, то вообще хорошо.

Если вам не удалось найти похожие по характеристикам планки того же производителя, то выбирайте всех остальных из перечня рекомендуемых. Затем опять ищите планки нужного объема и частоты, сверяете напряжение питания и уточняете односторонние они или двухсторонние. Если вам не удалось найти похожие планки, то поищите в другом магазине, каталоге или на сайте объявлений.

Всегда лучший вариант это продать всю старую память и купить 2 новых одинаковых планки. Если материнская плата не поддерживает планки нужного объема, возможно придется купить 4 одинаковых планки.

13. Настройка фильтров в интернет-магазине

1. Зайдите в раздел «Оперативная память» на сайте продавца.
2. Выберите рекомендуемых производителей.
3. Выберите формфактор (DIMM — ПК, SO-DIMM — ноутбук).
4. Выберете тип памяти (DDR3, DDR3L, DDR4).
5. Выберите необходимый объем планок (2, 4, 8 Гб).
6. Выберите максимально поддерживаемую процессором частоту (1600, 1866, 2133, 2400 МГц).
7. Если ваша материнская плата поддерживает XMP, добавьте к выборке память с более высокой частотой (2666, 3000 МГц).
8. Отсортируйте выборку по цене.
9. Последовательно просматривайте все позиции, начиная с более дешевых.
10. Выберите несколько планок подходящих по частоте.
11. Если разница в цене для вас приемлема, берите планки с большей частотой и меньшей латентностью (CL).

Таким образом, вы получите оптимальную по соотношению цена/качество/скорость память за минимально возможную стоимость.

14. Ссылки

Оперативная память Corsair CMK16GX4M2A2400C16
Оперативная память Corsair CMK8GX4M2A2400C16
Оперативная память Crucial CT2K4G4DFS824A

Вот и вышли процессоры Intel Haswell-E. сайт уже успела протестировать топовый 8-ядерник Core i7-5960X , а также материнскую плату ASUS X99-DELUXE . И, пожалуй, главной «фишкой» новой платформы стала поддержка стандарта оперативной памяти DDR4.

Начало новой эпохи, эпохи DDR4

О стандарте SDRAM и модулях памяти

Первые модули SDRAM появились еще в 1993 году. Их выпустила компания Samsung. А уже к 2000 году память SDRAM за счет производственных мощностей корейского гиганта полностью вытеснила с рынка стандарт DRAM.

Аббревиатура SDRAM расшифровывается как Synchronous Dynamic Random Access Memory. Дословно это можно перевести как «синхронная динамическая память с произвольным доступом». Поясним значение каждой характеристики. Динамической память является потому, что в силу малой емкости конденсаторов она постоянно требует обновления. К слову, кроме динамической, также существует и статическая память, которая не требует постоянного обновления данных (SRAM). SRAM, например, лежит в основе кэш-памяти. Помимо динамической, память также является синхронной, в отличие от асинхронной DRAM. Синхронность заключается в том, что память выполняет каждую операцию известное число времени (или тактов). Например, при запросе каких-либо данных контроллер памяти точно знает, сколько времени они будут до него добираться. Свойство синхронности позволяет управлять потоком данных и выстраивать их в очередь. Ну и пару слов о «памяти с произвольным доступом» (RAM). Это означает, что единовременно можно получить доступ к любой ячейке по ее адресу на чтение или запись, причем всегда за одно и то же время вне зависимости от расположения.

Модуль памяти SDRAM

Если говорить непосредственно о конструкции памяти, то ее ячейками являются конденсаторы. Если заряд в конденсаторе есть, то процессор расценивает его как логическую единицу. Если заряда нет - как логический ноль. Такие ячейки памяти имеют плоскую структуру, а адрес каждой из них определяется как номер строки и столбца таблицы.

В каждом чипе находится несколько независимых массивов памяти, которые представляют собой таблицы. Их называют банками. В единицу времени можно работать только с одной ячейкой в банке, однако существует возможность работы сразу с несколькими банками. Записываемая информация необязательно должна храниться в одном массиве. Зачастую она разбивается на несколько частей и записывается в разные банки, причем процессор продолжает считать эти данные единым целым. Такой способ записи называется interleaving. В теории, чем больше в памяти таких банков, тем лучше. На практике модули с плотностью до 64 Мбит имеют два банка. С плотностью от 64 Мбит до 1 Гбит - четыре, а с плотностью 1 Гбит и выше - уже восемь.

Что такое банк памяти

И несколько слов о строении модуля памяти. Сам по себе модуль памяти представляет собой печатную плату с распаянными на ней чипами. Как правило, в продаже можно встретить устройства, выполненные в форм-факторах DIMM (Dual In-line Memory Module) или SO-DIMM (Small Outline Dual In-line Memory Module). Первый предназначается для использования в полноценных настольных компьютерах, а второй - для установки в ноутбуки. Несмотря на один и тот же форм-фактор, модули памяти разных поколений отличаются количеством контактов. Например, решение SDRAM имеет 144 пина для подключения к материнской плате, DDR - 184, DDR2 - 214 пинов, DDR3 - 240, а DDR4 - уже 288 штук. Конечно, речь в данном случае идет о DIMM-модулях. Устройства, выполненные в форм-факторе SO-DIMM, само собой имеют меньшее число контактов в силу своих меньших размеров. Например, модуль памяти DDR4 SO-DIMM подключается к «материнке» за счет 256 пинов.

Модуль DDR (внизу) имеет больше пинов, чем SDRAM (вверху)

Вполне очевидно и то, что объем каждого модуля памяти высчитывается как сумма емкостей каждого распаянного чипа. Чипы памяти, конечно, могут отличаться своей плотностью (или, проще говоря, объемом). К примеру, прошедшей весной компания Samsung наладила серийное производство чипов с плотностью 4 Гбит. Причем в обозримом будущем планируется выпуск памяти с плотностью 8 Гбит. Также модули памяти имеют свою шину. Минимальная ширина шины составляет 64 бит. Это означает, что за такт передается 8 байт информации. При этом нужно отметить, что также существуют 72-битные модули памяти, в которых «лишние» 8 бит отведены для технологии коррекции ошибок ECC (Error Checking & Correction). Кстати, ширина шины модуля памяти также является суммой ширин шин каждого отдельно взятого чипа памяти. То есть, если шина модуля памяти является 64-битной и на планке распаяно восемь чипов, то ширина шины памяти каждого чипа равна 64/8=8 бит.

Чтобы рассчитать теоретическую пропускную способность модуля памяти, можно воспользоваться следующей формулой: A*64/8=ПС, где «А» - это скорость передачи данных, а «ПС» - искомая пропускная способность. В качестве примера можно взять модуль памяти типа DDR3 с частотой 2400 МГц. В таком случае пропускная способность будет равняться 2400*64/8=19200 Мбайт/с. Именно это число имеется в виду в маркировке модуля PC3-19200.

Как же происходит непосредственно чтение информации из памяти? Сначала подается адресный сигнал в соответствующую строку (Row), а уже затем считывается информация из нужного столбца (Column). Информация считывается в так называемый усилитель (Sense Amplifiers) - механизм подзарядки конденсаторов. В большинстве случаев контроллер памяти считывает сразу целый пакет данных (Burst) с каждого бита шины. Соответственно, при записи каждые 64 бита (8 байт) делятся на несколько частей. К слову, существует такое понятие как длина пакета данных (Burst Length). Если эта длина равна 8, то за один раз передается сразу 8*64=512 бит.

Модули и чипы памяти также имеют такую характеристику, как геометрия, или организация (Memory Organization). Геометрия модуля показывает его ширину и глубину. Например, чип с плотностью 512 Мбит и разрядностью (шириной) 4 имеет глубину чипа 512/4=128М. В свою очередь, 128М=32М*4 банка. 32М - это матрица, содержащая 16000 строк и 2000 столбцов. Она может хранить 32 Мбит данных. Что касается самого модуля памяти, то почти всегда его разрядность составляет 64 бита. Глубина же легко высчитывается по следующей формуле: объем модуля умножается на 8 для перевода из байтов в биты, а затем делится на разрядность.

На маркировке без труда можно найти значения таймингов

Необходимо сказать несколько слов и о такой характеристике модулей памяти, как тайминги (задержки). В самом начале статьи мы говорили о том, что стандарт SDRAM предусматривает такой момент, что контроллер памяти всегда знает, сколько времени выполняется та или иная операция. Тайминги как раз и указывают время, требующееся на исполнение определенной команды. Это время измеряется в тактах шины памяти. Чем меньше это время, тем лучше. Самыми важными являются следующие задержки:

• TRCD (RAS to CAS Delay) - время, которое необходимо для активации строки банка. Минимальное время между командой активации и командой чтения/записи;
• CL (CAS Latency) - время между подачей команды чтения и началом передачи данных;
• TRAS (Active to Precharge) - время активности строки. Минимальное время между активацией строки и командой закрытия строки;
• TRP (Row Precharge) - время, необходимое для закрытия строки;
• TRC (Row Cycle time, Activate to Activate/Refresh time) - время между активацией строк одного и того же банка;
• TRPD (Active bank A to Active bank B) - время между командами активации для разных банков;
• TWR (Write Recovery time) - время между окончанием записи и подачей команды закрытия строки банка;
• TWTR (Internal Write to Read Command Delay) - время между окончанием записи и командой чтения.

Конечно, это далеко не все существующие в модулях памяти задержки. Можно перечислить еще добрый десяток всевозможных таймингов, но лишь указанные выше параметры существенно влияют на производительность памяти. Кстати, в маркировке модулей памяти и вовсе указываются только четыре задержки. Например, при параметрах 11-13-13-31 тайминг CL равен 11, TRCD и TRP - 13, а TRAS - 31 такту.

Со временем потенциал SDRAM достигла своего потолка, и производители столкнулись с проблемой повышения быстродействия оперативной памяти. Так на свет появился стандарт DDR.1

Пришествие DDR

Разработка стандарта DDR (Double Data Rate) началась еще в 1996 году и закончилась официальной презентацией в июне 2000 года. С приходом DDR уходящую в прошлое память SDRAM стали называть попросту SDR. Чем же стандарт DDR отличается от SDR?

После того как все ресурсы SDR были исчерпаны, у производителей памяти было несколько путей решения проблемы повышения производительности. Можно было бы просто наращивать число чипов памяти, тем самым увеличивая разрядность всего модуля. Однако это отрицательно сказалось бы на стоимости таких решений - уж очень дорого обходилась эта затея. Поэтому в ассоциации производителей JEDEC пошли иным путем. Было решено вдвое увеличить шину внутри чипа, а передачу данных осуществлять также на вдвое повышенной частоте. Кроме этого, в DDR предусматривалась передача информации по обоим фронтам тактового сигнала, то есть два раза за такт. Отсюда и берет свое начало аббревиатура DDR - Double Data Rate.

Модуль памяти DDR производства Kingston

С приходом стандарта DDR появились такие понятия, как реальная и эффективная частота памяти. К примеру, многие модули памяти DDR работали на скорости 200 МГц. Эта частота называется реальной. Но из-за того, что передача данных осуществлялась по обоим фронтам тактового сигнала, производители в маркетинговых целях умножали эту цифру на 2 и получали якобы эффективную частоту 400 МГц, которую и указывали в маркировке (в данном случае - DDR-400). При этом в спецификациях JEDEC указано, что использовать термин «мегагерц» для характеристики уровня производительности памяти и вовсе некорректно! Вместо него необходимо использовать «миллионы передач в секунду через один выход данных». Однако маркетинг - дело серьезное, указанные в стандарте JEDEC рекомендации мало кому были интересны. Поэтому новый термин так и не прижился.

Также в стандарте DDR впервые появился двухканальный режим работы памяти. Использовать его можно было при наличии четного числа модулей памяти в системе. Его суть заключается в создании виртуальной 128-битной шины за счет чередования модулей. В таком случае происходила выборка сразу 256 бит. На бумаге двухканальный режим может поднять производительность подсистемы памяти в два раза, однако на практике прирост скорости оказывается минимален и далеко не всегда заметен. Он зависит не только от модели оперативной памяти, но и от таймингов, чипсета, контроллера памяти и частоты.

Четыре модуля памяти работают в двухканальном режиме

Еще одним нововведением в DDR стало наличие сигнала QDS. Он располагается на печатной плате вместе с линиями данных. QDS был полезен при использовании двух и более модулей памяти. В таком случае данные приходят к контроллеру памяти с небольшой разницей во времени из-за разного расстояния до них. Это создает проблемы при выборе синхросигнала для считывания данных, которые успешно решает как раз QDS.

Как уже говорилось выше, модули памяти DDR выполнялись в форм-факторах DIMM и SO-DIMM. В случае DIMM количество пинов составляло 184 штуки. Для того чтобы модули DDR и SDRAM были физически несовместимы, у решений DDR ключ (разрез в области контактной площадки) располагался в ином месте. Кроме этого, модули памяти DDR работали с напряжением 2,5 В, тогда как устройства SDRAM использовали напряжение 3,3 В. Соответственно, DDR обладала меньшим энергопотреблением и тепловыделением в сравнении с предшественником. Максимальная частота модулей DDR составляла 350 МГц (DDR-700), хотя спецификациями JEDEC предусматривалась лишь частота 200 МГц (DDR-400).

Память DDR2 и DDR3

Первые модули типа DDR2 появились в продаже во втором квартале 2003 года. В сравнении с DDR, оперативная память второго поколения не получила существенных изменений. DDR2 использовала всю ту же архитектуру 2 n -prefetch. Если раньше внутренняя шина данных была вдвое больше, чем внешняя, то теперь она стала шире в четыре раза. При этом возросшую производительность чипа стали передавать по внешней шине с удвоенной частотой. Именно частотой, но не удвоенной скоростью передачи. В итоге мы получили, что если у DDR-400 чип работал на реальной частоте 200 МГц, то в случае DDR2-400 он функционировал со скоростью 100 МГц, но с вдвое большей внутренней шиной.

Также DDR2-модули получили большее количество контактов для присоединения к материнской плате, а ключ был перенесен в другое место для физической несовместимости с планками SDRAM и DDR. Вновь было снижено рабочее напряжение. Если модули DDR работали при напряжении 2,5 В, то решения DDR2 функционировали при разности потенциалов 1,8 В.

По большому счету, на этом все отличия DDR2 от DDR заканчиваются. Первое время модули DDR2 в отрицательную сторону отличались высокими задержками, из-за чего проигрывали в производительности планкам DDR с одинаковой частотой. Однако вскоре ситуация вернулась на круги своя: производители снижали задержки и выпускали более быстрые наборы оперативной памяти. Максимальная частота DDR2 достигала отметки эффективных 1300 МГц.

Различное положение ключа у модулей DDR, DDR2 и DDR3

При переходе от стандарта DDR2 к DDR3 использовался тот же самый подход, что и при переходе от DDR к DDR2. Само собой, сохранилась передача данных по обоим концам тактового сигнала, а теоретическая пропускная способность выросла в два раза. Модули DDR3 сохранили архитектуру 2 n -prefetch и получили 8-битную предвыборку (у DDR2 она была 4-битной). При этом внутренняя шина стала в восемь раз больше, чем внешняя. Из-за этого в очередной раз при смене поколений памяти увеличились ее тайминги. Номинальное рабочее напряжение для DDR3 было снижено до 1,5 В, что позволило сделать модули более энергоэффективными. Заметим, что, кроме DDR3, существует память типа DDR3L (буква L означает Low), которая работает с пониженным до 1,35 В напряжением. Также стоит отметить, что модули DDR3 оказались ни физически, ни электрически несовместимы с любым из предыдущих поколений памяти.

Конечно, чипы DDR3 получили поддержку некоторых новых технологий: например, автоматическую калибровку сигнала и динамическое терминирование сигналов. Однако в целом все изменения носят преимущественно количественный характер.

DDR4 - очередная эволюция

Наконец, мы добрались до совершенно новой памяти типа DDR4. Ассоциация JEDEC начала разработку стандарта еще в 2005 году, однако лишь весной этого года первые устройства появились в продаже. Как говорится в пресс-релизе JEDEC, при разработке инженеры пытались достичь наибольшей производительности и надежности, увеличив при этом энергоэффективность новых модулей. Что ж, такое мы слышим каждый раз. Давайте посмотрим, какие конкретно изменения получила память DDR4 в сравнении с DDR3.

На этой картинке можно проследить эволюцию технологии DDR: как менялись показатели напряжения, частоты и емкости

Один из первых прототипов DDR4. Как ни странно, это ноутбучные модули

В качестве примера рассмотрим 8-гигабайтный DDR4-чип с шиной данных шириной 4 бита. Такой девайс содержит 4 группы банков по 4 банка в каждой. Внутри каждого банка находятся 131 072 (2 17) строки емкостью 512 байт каждая. Для сравнения можно привести характеристики аналогичного DDR3-решения. Такой чип содержит 8 независимых банков. В каждом из банков находятся 65 536 (2 16) строк, а в каждой строке - 2048 байт. Как видите, длина каждой строки чипа DDR4 в четыре раза меньше длины строки DDR3. Это означает, что DDR4 осуществляет «просмотр» банков быстрее, нежели DDR3. При этом переключение между самими банками также происходит гораздо быстрее. Тут же отметим, что для каждой группы банков предусмотрен независимый выбор операций (активация, чтение, запись или регенерация), что позволяет повысить эффективность и пропускную способность памяти.

Основные преимущества DDR4: низкое энергопотребление, высокая частота, большой объем модулей памяти