Изучаем параметры DDR3
Рассмотрение диапазона таймингов, напряжений, частот, а также отличий от предыдущих типов – вот что является темой данной статьи.
DDR3
Стандарт Double Data Rate 3 является логическим продолжением цепочки SDR-DDR-DDR2. Как многие знают, отличие DDR от SDR состояло в том, что передача данных по интерфейсу происходила на обоих фронтах опорной частоты, а не по положительному фронту, как у SDR. Таким образом, за один такт передавалось вдвое больше информации. Чтобы информацию с вдвое большей скоростью передать контроллеру, она должна и поступать их чипов вдвое быстрее. Это реализовано с помощью удвоения внутренней ширины модуля памяти. При этом за одну команду чтения мы получаем сразу n единиц данных. Такая архитектура была названа n-prefetch. Общая формула расчёта – 2^n prefetch, где n – поколение устройства памяти. У DDR1 одной командой передаётся 2 единицы данных, у DDR2 – 4, соответственно у DDR3 – 8. При этом минимальное значение Burst Length (параметра, определяющего длину считываемого за раз пакета данных) соответственно равно 2, 4 и 8.
Понятно, что с переходом на новое поколение количество данных, передаваемых интерфейсом за такт, не меняется, иначе менялось бы название (QDR, ODR). Меняется только ширина внутренней шины модуля. Таким образом, в модуле DDR 400 опорная частота составляет 200МГц (DDR), частота чипов 200МГц (2n-prefetch). В модулях DDR2-800 опорная частота равна 400МГц (DDR), внутренняя частота чипов – 200МГц (4n-prefetch). В модуле DDR3-800 опорная частота равна 400МГц, а частота чипов – 100МГц (8n-prefetch).
Отсюда становится ясно, почему всё время растут тайминги памяти. Если чипам нужно 10нс для тайминга CL (это CL=2 на DDR400), то в модуле DDR2-800 этот тайминг будет равняться 4, при той же частоте чипов, т.к. абсолютное значение времени не изменилось (10нс), а относительное (из-за уменьшения вдвое длительности одного такта) увеличилось вдвое. Для DDR3-1600 этот тайминг уже будет составлять 8 тактов. Хочется добавить по поводу таймингов при одинаковой частоте интерфейса – DDR2-800 и DDR3-800, к примеру. Тайминги у них равны, а вся разница вытекает из обкатанности одного процесса к моменту выпуска другого поколения, то есть из-за сравнения необкатанной новой технологии и обкатанной старой.
От слов к делу.
Основные нововведения:
Частоты 800/1066/1333/1600МГц
Напряжение питания 1.5В
Дифференциальный фронт сигнала
Burst Length 4(Burst terminate), 8
Динамическая терминация сигнала на чипе (Dynamic ODT)
Поддержка программируемого CAS Latency в (4), 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 тактов
Поддержка программируемого Additive Latency в режимах 0, CL-1, CL-2.
Программируемый CAS Write Latency (CWL) в 5, 6, 7, 8 тактов
Переключение BL на лету
8 логических банков
Наличие встроенного термодатчика (является нововведением для десктопной платформы, но уже было реализовано в FB-DIMM).
Выбор мощности сигналов с помощью EMRS
Поддержка Auto Self Refresh
8 бит предвыборка
На данный момент представлены чипы двух плотностей – 512Mbit и 1Gbit.
Разными производителями выпущены модули от 256MB до 2GB. В скором времени планируется наладить выпуск 16ГБ модулей, в первую очередь для серверного рынка.
Количество банков составляет 8, что означает использование тайминга tFAW на всех модулях. Напряжение по спецификации составляет 1,5В. Модули, предназначенные для разгона или разогнанные производителем, будут работать традиционно при большем напряжении. Согласно даташиту Hynix DDR3 SDRAM Unbuffered DIMMs Based on 1Gb Z ver., максимальное допустимое напряжение составляет 1.975В, то есть модули будут работать при напряжениях до 2,0В. Оверклокеры-экстремалы будут использовать и большие значения, но очень маловероятно, что для постоянного использования напряжение будет превышать 2,1В. Об этом можно судить как по процентному соотношению напряжения при разгоне DDR2, так и вольтмодам GDDR3. Частоты этого типа памяти, как я писал ранее будут начинаться с 800МГц и дойдут до 1600МГц. Отсюда, кстати, можно сделать интересное наблюдение – частота чипов не меняется с течением времени. У DDR внутренняя частота была в диапазоне 100-200МГц (DDR200-DDR400), у DDR2 – то же самое, начиналось со 100 и заканчивалось 200МГц (DDR2-400 – DDR2-800). Стандарт DDR3 продолжает эту тенденцию со своим диапазоном частот DDR3-800 – DDR3-1600 (реальная внутренняя те же 100-200МГц). Стало быть, DDR4, наиболее вероятно, будет работать на частотах интерфейса от DDR4-1600 до DDR4-3200. Это ниже, чем рамки частот GDDR. Связано это с более жесткими ограничениями на подаваемую чипам мощность и требованиями к охлаждению и таймингам. Исследование вопроса диапазона частот GDDR разных версий и DDR во внештатном режиме может быть исследовано позднее.
Наличие термодатчика позволит обычным пользователям узнать условия работы модулей памяти. Эта функция перекочевала из серверного рынка, где крайне важна стабильность системы и проработан детальный механизм троттлинга (замедления) чипа при превышении допустимой температуры. Также меняются такие характеристики как обновление памяти и другое, направленное на повышение стабильности горячего модуля и его охлаждение. Но в декстопной платформе маловероятно, что обычный пользователь станет интересоваться такого рода информацией. Другое дело — оверклокер, который разгоняет с повышение напряжения до 30% и выше, ставит водяное охлаждение или обкладывает их сухим льдом. Для проверки эффективности охлаждения и послужит этот механизм при нормальной его реализации (то есть с возможностью удобного считывания такого рода данных). Почти наверняка интерфейсом передачи станет шина Smbus, по которой также передаётся информация SPD модулей.
Теперь об одном из важнейших параметров нового типа памяти – таймингах. Все принятые стандартом схемы таймингов сведены в таблицу. Соответствие режимов CL-X и CWL-X с частотами дано для установления обратной совместимости различных модулей.
Назначение и описание всех таймингов можно найти в моей статье «Что такое тайминги?»
Отсюда видно, что уже расписаны параметры для будущих 8Гб чипов. А также факт, что подтайминги вроде WR, WTR и другие не поменялись относительно DDR2. Разница лишь в основных таймингах. Именно они и будут определять расстановку сил DDR3 vs DDR2 и привлекательность новинки. Модули уже начали появляться в продаже, но нормальных обзоров с изменением таймингов и разгоном проведено не было.
Использованная литература:
1. JEDEC STANDARD DDR2 SDRAM SPECIFICATION JESD79-2C
2. Samsung DDR3 SDRAM Specification revision 0.1
3. Samsung 512Mb E-die DDR3 SDRAM Specification
4. Hynix DDR3 SDRAM Unbuffered DIMMs Based on 1Gb Z ver.
FAQ по DDR3
Первоначально идея использования ёмких 1 Гбит и 2 Гбит чипов преследовала цель уменьшить количество слотов на плате до двух без необходимости жертвовать количеством поддерживаемой памяти. Однако типичный покупатель всё же по-прежнему предпочитает апгрейдиться, осообенно пока память недёшева. Именно поэтому типичная материнская плата по-прежнему будет обладать четырьмя слотами DDR3 DIMM.
Когда поддержка DDR3 будет реализована компанией AMD?
Компания AMD, в числе других лидеров компьютерной индустрии, объявила о поддержке и планах перехода на память DDR3, однако лишь в отдалённой перспективе. Исследования в области поддержки DDR3 компания AMD ведёт в близком сотрудничестве с SimpleTech. Уже достоверно известно, что интегрированные контроллеры памяти процессоров AMD с рабочим названием Barcelona будут поддерживать модули DDR2-1066. Модули DDR2-1066 сейчас проходят процедуру стандартизации в организации JEDEC, и AMD планирует именно с помощью продления жизни DDR2 отсрочить переход на DDR3. Вспомните, та же самая ситуация складывалась и при переходе на DDR2, тогда AMD также достаточно долго не могла распрощаться с DDR. Ожидается, что впервые память DDR3 будет поддерживаться процессорами AMD под разъём AM3, и показаны такие чипы будут не ранее третьего квартала 2008 года. Сейчас специалисты AMD называют переход на массовое использование памяти DDR3 в настольных системах преждевременным – мол, мы подождём 2009 года, когда этот тип памяти станет достаточно массовым и относительно недорогим. Хотя, уже есть информация, что тестирование и валидация чипов компанией AMD, начавшаяся в 2007 году, «встанет на крыло» уже в 2008 году. Что ж, компании Intel вновь предложена роль «локомотива индустрии» в проталкивании новых стандартов. С другой стороны, нельзя не признать, что такое положение – за счёт предложения действительно передовых технологий и производительных решений, регулярно помогает ей, что называется, «снимать сливки». Так что же AMD? Увы, новое процессорное ядро с рабочим названием Griffin, появление которого можно ожидать в начале 2008 года, также будет обладать лишь встроенным контроллером памяти DDR2 — хоть и продвинутым, сдвоенным, с двумя независимыми режимами работы, но, тем не менее, без малейшего намёка на поддержку DDR3. Поскольку производственный цикл процессоров AMD в целом худо-бедно укладывается в 18-месячный цикл, так, приблизительно, и получится, что чипы AMD обзаведутся поддержкой DDR3 не ранее 2009 года, а то и позже. Какие чипсеты с поддержкой DDR3 от Intel можно ожидать в ближайшее время? Что и когда ожидается в рознице? Разумеется, в числе первых системных плат с поддержкой DDR3 стоит ожидать новинки на чипсетах нового поколения Intel 3 Series — те что носили собирательное рабочее название Intel Bearlake. Эти чипсеты будут поддерживать новые процессоры Intel Core c FSB 1333 МГц и новую оперативную память DDR3-1333. Впрочем, сразу стоит оговориться, что не каждый чипсет из семи, ожидаемых в серии Bearlake — X38, P35, G35, G33, G31, Q35 и Q31, будет работать с DDR3 (равно как и с новыми FSB 1333 МГц процессорами) – традиционно, речь идёт лишь о чипсетах для High-end и Mainstream рынка.
Выбираем оперативную память DDR3 для компьютера: разбор характеристик и сравнение популярных моделей
Оперативная память, или ОЗУ, является энергозависимым запоминающим устройством, в котором хранятся различные типы данных, обрабатываемых процессором. По сути, ОЗУ представляет собой набор конденсаторов и транзисторов. На конденсаторах накапливается заряд, тур управляется с помощью транзистора. Таким образом, формируется набор данных в зависимости от того, заряжен конденсатор или нет.
Сама аббревиатура DDR означает удвоенную скорость передачи данных памяти типа SDRAM. Стандарт DDR3 пришёл на смену DDR2, что логично. По сравнению с предыдущим типом, новинка имела больший размер подкачки, сокращение энергопотребления и уменьшение техпроцесса, которое позволило разместить на схеме большее количество элементов. Помимо стандартного варианта DDR3, существует и DDR3L, а также DDR3U, которые отличаются уменьшенным энергопотреблением. Серверная оперативная память DDR3 обычно несовместима с десктопными версиями и обладает большим объёмом, частотой, а также стоимостью.
Чем отличается оперативная память DDR3 от DDR4
Стандарт DDR4 впервые появился в 2011 году. А массово начал наполнять рынки с 2015 г. По сравнению с DDR3, он обладает удвоенным числом внутренних банков, большей пропускной способностью и надёжностью из-за новых механизмов контроля. Что касается физической совместимости, то с предыдущим типом память DDR4 несовместима. То есть, ставить планку DDR4 в разъём DDR3 не получится, и наоборот.
Интересно, что тесты показывают незначительное увеличение быстродействия памяти DDR4, в отличие от DDR3, в задачах, связанных с повседневной работой, веб-сёрфингом, работой с документами, просмотром видео и т.д. Однако в более специализированных задачах (рендеринг-видео, игры, компилирование и моделирование) память формата DDR4 с большими частотами показывает себя во всей красе.
Как выбрать оперативную память DDR3 для компьютера
Для того чтобы выбрать ОЗУ, недостаточно просто купить первую попавшуюся в планку и воткнуть её в материнскую плату. Для стабильной и оптимизированный работы требуется правильно подобрать количество каналов, частоты, объём и тайминги. Об этом и многих других существующих нюансах мы расскажем дальше.
Какую выбрать частоту оперативной памяти DDR3
Частота ОЗУ характеризует количество данных, способных пройти через канал за единицу времени. Чем выше этот показатель, тем быстрее будет происходить обмен данными между платой и процессором. Частота имеет свои нюансы. Перед покупкой стоит убедиться в том, что материнская плата способна работать на максимальной частоте оперативной памяти. Помимо этого, частоты 2 планок памяти должны быть одинаковы, так как материнская плата может понизить общую частоту до минимального значения.
Как выбрать объём памяти DDR3
С объёмом всё немного проще: чем больше значение, тем лучше. Однако стоит учитывать, что 32-битные операционные системы не умеют работать с ОЗУ объёмом больше 4 Гб. Даже если установить 16 Гб в систему, ОС увидит только 3 из них.
Какие тайминги лучше для оперативной памяти DDR3
Тайминги ОЗУ также называются латентностью. Они характеризуют временную задержку сигнала на участке между процессором и ОЗУ. Обычно тайминги отражаются в спецификации оперативной памяти четырьмя цифрами. Если не углубляться в технические подробности, то каждая из цифр показывает отдельный тип задержки при обращении к памяти. При выборе стоит руководствоваться правилом: чем меньше задержка, тем лучше.
Лучшие модули оперативной памяти DDR3, по мнению редакции
Мы решили собрать небольшой обзор на несколько вариантов ОЗУ, которые, по нашему мнению, считаются наиболее оптимальными.
HyperX HX324C11SRK2/16
HyperX HX324C11SRK2/16 выполнена в стильном красном корпусе Это комплект модулей из 2 штук. Каждая планка имеет по 8 ГБ. Максимально заявленная частота составляет 2 400 МГц. А максимальная пропускная способность − 19200 мб/с. Тайминги памяти не самые маленькие. Однако ОЗУ имеет собственные профили XMP на два вида частот, с помощью которых можно регулировать производительность своей системы. Купить эту оперативную память DDR3 на 8 ГБ для ПК можно за 13 600 руб.
Ballistix BLT2CP4G3D1608DT1TX0CEU
Фирменный цвет Ballistix − жёлтый Этот набор также состоит из двух планок по 4 Гб. Частота ОЗУ составляет 1600 МГц. Пропускная способность − 12800. Тайминги в этом варианте минимальны, и каждый из них составляет 8. То есть, это недорогое решение с потенциалом для разгона. Стоимость комплекта составляет 5 200 руб.
Оперативная память на 4 Gb Kingston KVR16N11S8/4
Этот модуль выглядит как обычная плата Комплект состоит из одного модуля на 4 Гб, с частотой в 1600 МГц. Работает планка с таймингами 11/11/11. Купить эту оперативную память DDR3 на 4 Gb для ПК можно за 2 000 руб.
Оперативная память DDR3 Hynix DDR3 1333 DIMM 2Gb
На плате заметно выделяются чипы с самой памятью Такой объём используется довольно редко и на старых системах. Об этом говорит и малая частота в 1333 МГц. Купить эту оперативную память DDR3 в 2 Гб можно по цене 900 руб.
Corsair CMZ16GX3M2A1600C10
Плата от Corsair выглядит стильно Ещё один комплект из двух модулей по 8 ГБ. Частота не самая высокая — 1600 МГц, а пропускная способность — 12800 Мб/с. Тайминги распределились так: 10/10/10/27. Напряжение составляет 1,5 В. Купить этот комплект можно за 9 000 руб.
G.SKILL F3-2400C10D-16GTX
Иногда кажется, что производители ОЗУ соревнуются между собой в дизайне Один из топовых комплектов ОЗУ. Общий объём составляет 16 Гб, то есть две планки по 8 Гб. Максимально возможная частота — 2400 МГц. Тайминги относительно невысокие — 10/12/12/31. Стоимость комплекта — 18 600 руб.
Kingston KVR16S11S8/4
Форм-фактор SODIMM значительно компактней своего старшего собрата DIMM Недорогая оперативная память на 4 Gb DDR3 для ноутбука по бюджетной цене. Состоит из одного модуля, частота которого составляет 1600 МГц при пропускной способности 12800 Мб/с. Тайминги средние — 11/11/11. Купить эту оперативную память DDR3 на 4 Gb для ноутбука можно за 2 200 руб.
Corsair CMSX8GX3M1A1600C10
Платы серого цвета довольно редко встречаются в электронных устройствах Оперативная память для ноутбука DDR3 на 8 Gb по цене 6 000 руб. Из характеристик можно выделить частоту в 1600 МГц, пропускную способность 12800 и тайминг CAS 10.
Как установить и настроить оперативную память DDR3
В самом процессе установки нет ничего сложного и страшного. Вставить плату неправильно в слот не получится в любом случае. Перед монтажом следует снять статическое напряжение с себя, например, коснувшись системного блока. Это позволит избежать повреждения модуля и элементов материнской платы во время работы. Каждый модуль оснащён ключом — прорезью на плате. С его помощью определяется правильность установки.
Он должен совпасть с перегородкой в слоте. Приложив память в слот, нужно сделать небольшое усилие до характерного щелчка. Этот звук означает, что защёлки встали в нужное положение и зафиксировали модуль. Сразу после установки ОЗУ можно будет работать в режиме по умолчанию, используя не самую эффективную частоту. Поэтому придётся сначала заглянуть в BIOS. Если она поддерживает профили XMP, то можно выбрать готовый, если нет, то надо выставить значения вручную.
Как разогнать оперативную память DDR3
На быстродействие ОЗУ в основном влияют два параметра: частота и тайминги. Разгонять можно как с помощью одного, так и другого. А можно и вовсе найти идеальное стабильное решение. маневрируя значениями между ними двумя.
Выбор метода разгона по частоте и таймингам
Увеличить частоту работы памяти можно с помощью FSB – повышения частоты системной шины. При этом увеличивается вся общая производительность. В разных версиях BIOS обозначаться они могут как соотношение 1:1, 1:2 или в процентах. Если же материнская плата поддерживает встроенные профили, то задача сильно упрощается. Устанавливать значения частоты вручную стоит постепенно, небольшими шагами. После каждого изменения необходимо загрузиться в операционную систему и проверить её на стабильность в производительных играх или тестах. Если система стабильна, можно пробовать повышать ещё. 
Стандартный интерфейс БИОС Повышение производительности с помощью таймингов можно также выполнить из-под BIOS, или используя специальные утилиты прямо в операционной системе. Основные 4 тайминга оказывают наибольшее влияние на производительность − это CL, tRCD, tRP, tRAS. Именно они указываются в спецификации к оперативной памяти. Для увеличения производительности их нужно уменьшать. Делать это нужно так же, как и с частотой постепенно, каждый раз проверяя стабильность системы. 
Устанавливать значения нужно постепенно, каждый раз проверяя стабильность Интересно, что иногда не самые быстрые тайминги памяти при разных частотах могут выдавать неплохие общие результаты. Поэтому после нахождения идеального стабильного значения можно немного поиграть с частотами и таймингами в разных направлениях и сравнить производительность.
Как выставить значения и поменять настройки
Чтобы правильно настроить производительность, необходимо изменить значения параметров частоты или таймингов. Сделать это можно через БИОС или же с помощью программ. Остановимся на обоих моментах подробнее.
Через интерфейс БИОС
Разновидностей БИОС существует масса, и называться пункты в них могут по-разному. Для изменения частоты может понадобиться пункт «Memory Frequency», «CPU Clock Ratio» или схожие по смыслу. Вообще, мы рекомендуем вам выбирать способ разгона исходя из модели своей материнской платы, найдя её спецификации и руководства по настройке на официальном сайте производителя. Современные БИОС — UEFI просты в использовании Для установки значений таймингов придётся искать в БИОС что-то типа DRAM Timing Selectable или DRAM Configuration. Обычно эти пункты установлены в режим Auto, поэтому нужно переключить их в Manual. Это разблокирует имеющиеся тайминги для редактирования. 4 главных из них, наиболее влияющих на производительность, обычно выделены в отдельный блок. Теперь их можно менять, перезагружаясь каждый раз и проверяя систему на стабильность.
Через программу для разгона оперативной памяти DDR3
На самом деле, программы, которые бы действительно могли полноценно разгонять ОЗУ из под Windows, – редкость. В большинстве своём, это утилиты для разгона частоты системной шины. Можно выделить разве что программу MemSet, которая способна менять тайминги на лету из-под операционной системы. Однако, стоит сначала ознакомиться с перечнем поддерживаемых ею систем, так как работать она может не со всеми. Так выглядит программа MemSet Поэтому универсальное средство для разгона всего спектра присутствующих на рынке систем найти трудно. Мы рекомендуем использовать то программное обеспечение, которое поставляется с материнской платой, так как многие современные производители стараются упростить взаимодействие своих продуктов с пользователями. Это позволит использовать оптимизированный под конкретную сборку ПК методику разгона.
Отслеживание производительности программой для теста оперативной памяти DDR3
После каждого изменения параметров системы необходимо следить за тем, насколько её работа стабильна. Проверять это можно как с помощью игр, так и специальных утилит. Их существует несколько. Самая простая из них — MemTest. Эта маленькая программка проверяет ОЗУ на ошибки записи/чтения. Интерфейс её настолько прост, что даже особых навыков для её использования не потребуется. Достаточно ввести необходимый объём тестируемой памяти или же оставить весь имеющийся и нажать Start Testing. После проверки она сообщит, сколько процентов ошибок было найдено во время тестирования. Программа такая же маленькая, как и её окно Отдельный модуль для проверки стабильности системы в целом содержит и AIDA64 – программа для анализа и слежения за состоянием оборудования и системы. В настройках можно указать, какие из разделов нужно проверить: оперативную память, процессор или же графический адаптер.
Нюансы ремонта оперативной памяти DDR3
На самом деле максимальный ремонт, который сможет провести в домашних условиях неподготовленный пользователь, — это протереть контакты платы тряпочкой со спиртом. Во всех же остальных случаях придётся обращаться к услугам профессионалов или вовсе менять модуль на новый. Нестабильная работа ОЗУ обычно характеризуется небольшими подтормаживаниями системы, частыми беспричинными перезагрузками и «синими экранами смерти».
Сколько стоит оперативная память DDR3 – обзор цен модулей на 4, 8 и 16 ГБ
Для удобства всю информацию мы оформили в виде таблицы, где читатели нашего портала смогут сравнить характеристики и цены.
- Частота: 2400 МГц.
- Объём: 2 по 8 Гб.
- Пропускная способность: 19200.
- Частота: 1600 МГц.
- Объём: 2 по 4 Гб.
- Пропускная способность: 12800.
- Частота: 1600 МГц.
- Объём: 4 Гб.
- Пропускная способность: 12800.
Hynix DDR3 1333 DIMM 2Gb
- Частота: 1333 МГц.
- Объём: 2 Гб.
- Частота: 1600 МГц.
- Объём: 2 по 8 Гб.
- Пропускная способность: 12800.
- Частота: 2400 МГц.
- Объём: 2 по 8 Гб.
- Пропускная способность: 19200.
- Частота: 1600 МГц.
- Объём: 4 Гб.
- Пропускная способность: 12800.
- Частота: 1600 МГц.
- Объём: 8 Гб.
- Пропускная способность: 12800.
Если у вас есть накопленный опыт по работе и установке ОЗУ, то можете поделиться им в комментариях.