În 2016 RAM generația DDR4 s-a impus ferm pe piață, devenind nu o tehnologie promițătoare, dar costisitoare, ci o tehnologie completă. soluție accesibilă. Prețurile pentru cipurile DDR3 și DDR4 sunt aproape comparabile, în timp ce acestea din urmă sunt atractive, deoarece au viteze de ceas mai mari. Puțini oameni știu cum diferă memoria DDR3 de DDR4, dar vânzătorii prezintă adesea noul produs ca avantaj clar. Este așa? Să încercăm să ne dăm seama.
Evoluții memorie DDR 4 au fost începute, deși nu în anii antichității cu barbă, ci relativ demult. Primele mișcări în acest sens au fost făcute de JEDEC în 2005-2006, când majoritatea PC-urilor de acasă erau încă bazate pe DDR de prima generație. Cu toate acestea, cipurile noi (și plăcile care le susțin) au intrat în vânzare în masă abia în 2014-2015, când Intel a introdus procesoare pentru socket 1151. De atunci, dezbaterea nu s-a domolit care memorie este mai bună - DDR3 sau DDR4.
Numere și papagali
Principalul argument în favoarea noii memorie DDR4 sunt caracteristicile sale teoretice. Astfel, limita vitezelor de memorie a crescut: segmentul de masă era dominat anterior de memoria DDR3 cu frecvențe de 1333, 1600 și 1866 MHz (mai precis, nu megaherți, ci milioane de transferuri pe secundă, deoarece toate tipurile de memorie DDR pot simultan transferați 2 octeți de date pe ciclu de ceas) și multe altele frecvente inalte au fost acceptate doar în modul overclocking și nu de toate procesoarele. Memoria DDR4 are viteze minime la nivelul acelorași 1866 sau chiar 2133 MHz (MT/s). Aritmetica simplă arată că DDR4 1866 transferă de 1,5 ori mai multe date simultan decât DDR3 1333.
Și acum - despre latență
Când luați în considerare parametrii de viteză, este important să rețineți că numele complet al memoriei (abreviere) arată ca DDR3/DDR4 SDRAM. Reducerea memoriei RAM în acest caz, indică faptul că aceasta este o memorie cu acces aleatoriu. În general, aceste cuvinte abstruse înseamnă că memoria este concentrată pe accesul aleatoriu la date în întreaga matrice de memorie, toate celulele. Adică, controlerul poate accesa orice celulă goală, pentru a scrie date acolo sau în orice celulă ocupată - pentru a le citi de acolo. Acest lucru nu se întâmplă instantaneu, dar anumit timp, care se măsoară în cicluri de ceas. Această valoare este indicată în specificații ca latență CAS (CL) și este denumită în mod colocvial timings.
O caracteristică importantă (și un dezavantaj important) a memoriei este faptul că pe măsură ce frecvența ceasului crește, crește și întârzierea. De exemplu, pentru memoria DDR de 400 MHz de prima generație, valoarea tipică CL a fost de 2,5 cicluri de ceas. Dacă împărțiți timpul (1 secundă) la numărul de tick-uri (400 de milioane), durata ceasului este de 2,5 ns (nanosecunde). 2,5 cicluri de ceas de 2,5 ns reprezintă 6,25 ns în total. Rezultatul trebuie înmulțit cu 2, deoarece întârzierea, ca și transmisia, are loc pe 2 margini. Astfel, între trimiterea unei cereri de citire a unei celule și citirea acesteia, memoria DDR 400 durează 12,5 ns.
Cea mai populară viteză a memoriei DDR3 este de 1600 MHz, iar latența tipică este de 9 cicluri de ceas. Dacă împărțiți o secundă în 1600 de milioane de cicluri de ceas, se dovedește că durează 0,625 ms pe ciclu de ceas. Înmulțirea număr dat cu 9, obținem 5,625 ns și înmulțim cu 2. Adică, latența memoriei DDR3 1600 este de 11,25 ns - doar cu 10% mai mică decât cea a vechiului DDR.
Frecvența tipică a memoriei DDR4 acceptată procesoare moderne, este 2133 MHz. Cea mai comună valoare a latenței CAS este de 15 cicluri. 2133 milioane de cicluri pe secundă înseamnă că se cheltuiesc 0,469 ns pe ciclu de ceas. Dacă înmulțiți durata ciclului de ceas cu 15 (latență) și înmulțiți cu 2, se dovedește că populara memorie DDR4 2133 are o latență de 14 ns. Acesta este mai mult (cu același 10%) decât DDR 400 acoperit cu mușchi, care se îndreaptă către coșul de gunoi al istoriei!
Desigur, nu te poți baza pe întârzieri ca singura caracteristică. ÎN modul liniar scris și citit noua memorie DDR4 este semnificativ mai rapid decât predecesorii săi. Acest lucru compensează parțial timpul de întârziere aproape neschimbat, cu toate acestea, tocmai din cauza lor, pe măsură ce vitezele cresc, performanța sistemului nu crește proporțional, iar diferența dintre ddr3 și ddr4 rămâne nu foarte semnificativă.
Ce este în practică?
O comparație între DDR3 și DDR4 în teorie arată că noua memorie este vizibil mai rapidă decât predecesorii săi în modul de citire și scriere liniară (secvențială), dar nu diferă semnificativ de acestea în ceea ce privește întârzierile de acces (5-7 ns). Cu toate acestea, numerele brute nu reflectă întotdeauna imaginea reală.
Testarea DDR3 vs DDR4 a fost efectuată în mod repetat de la introducerea procesoarelor Intel SkyLake care acceptă ambele tipuri de memorie. Din păcate, în prezent nu avem o placă de bază pe socketul 1151 pentru memorie DDR3 la îndemână, dar testele din resursa anandtech.com ne permit să comparăm clar ambele tipuri de memorie în practică. Pentru testare au fost folosite cipuri de memorie DDR4 2133 CL15 și DDR3 1866 CL9. Procesor banc de testare - actual Intel Core i7 6700K .
Testul în modul single-threaded în benchmark-ul Cinerbench a arătat rezultate aproape egale; DDR3 a câștigat cu o marjă de 1 punct, dar aceasta a fost în limita erorii statistice.
În testarea multi-threaded, în același program, decalajul a fost de 3 puncte, arătând că DDR3 este mai bun decât DDR4, dar aceasta este o diferență nesemnificativă.
DDR4 SDRAM este o nouă generație de memorie RAM. Standardul descrie dispozitivul de memorie în fiecare detaliu, dar foarte puțin sau nimic nu se spune despre care sunt, de fapt, diferențele față de memoria generației anterioare sau ce avantaje promite trecerea la DDR4 (probabil, în speranța imaginației cititori :-)) .
În această postare voi încerca să subliniez principalele diferențe dintre DDR3 și DDR4 și ce avantaje aduce acesta pentru utilizatori finali nou standard memorie.
Volum și productivitate crescute
Una subtilă, dar în același timp diferenta importanta, constă în modul în care sunt organizate cipurile de memorie.Un cip DDR4 de 8Gb x4 constă de obicei din 4 grupuri de bănci, câte 4 bănci în fiecare grup. Fiecare bancă a unui astfel de cip conține 131.072 (2 17) rânduri, câte 512 octeți fiecare. Pentru comparație, cipul DDR3 de 8Gb x4 conține 8 bănci independente, 65.536 (2 16) rânduri pe bancă, 2048 octeți pe rând. Cu același volum, un cip DDR4 are de două ori mai multe bănci și linii de memorie mult mai scurte. Aceasta înseamnă că noua memorie poate comuta între băncile de memorie mult mai rapid decât ar putea DDR3. În special, pentru cipurile DDR4 de 8Gb x4 declarate compatibile cu 1600 MT/s, indicatorul tFAW (Four-bank Activation Window) este de 20ns, adică jumătate din cel al DDR3 (40ns). Aceasta înseamnă că cipurile de memorie DDR4 se pot deschide șiruri arbitrareîn bănci diferite de două ori mai rapid decât DDR3.
O comparație între DDR3 și DDR4 arată că cel mai mare modul DDR3 care ar putea fi proiectat teoretic ar avea o dimensiune de 128 GB (folosind un QDP (pachet quad die) și matrițe de 8 Gb) (Figura 1). Pentru DDR4, folosind cristale de 16 Gb și ambalare cu opt straturi de cristale într-un cip, este teoretic posibil să se creeze un modul de memorie cu o capacitate de până la 512 GB. Numărul de pini de pe modulele DDR4 a crescut la 284 pentru a aborda această cantitate de memorie. Fiecare cip de memorie DDR4 poate fi un teanc de 2, 4 sau 8 cipuri DRAM. Stiva cu 8 straturi este descrisă în addendumul la specificație și va necesita, cel mai probabil, utilizarea TSV (prin silicon via) pentru implementarea sa practică.
În general, toate aceste modificări au ca scop crearea de module de memorie de capacitate mai mare și creșterea performanței.
Figura 1. Comparația modulelor DDR3 și DDR4
Eficiență energetică îmbunătățită
O altă parte importantă a specificației DDR4 este îmbunătățirea eficienței energetice în comparație cu DDR3. Pe lângă reducerea tensiunii I/O de la 1,35V la 1,2V, noul standard specifică și utilizarea unui nivel de tensiune mai mare în interiorul cipurilor (linia de cuvinte DRAM 2,5V), care oferă acces rapid V modul activși curent de scurgere scăzut în pasiv.S-a schimbat și implementarea electrică a interfeței de intrare/ieșire a datelor. Interfață nouă se numește dren pseudo-deschis (POD, „scurgere pseudo-deschisă”) și principala sa diferență este că nu curge curent în circuit atunci când un nivel inalt Voltaj. Interfețele electrice ale DDR3 și DDR4 sunt prezentate în Figura 2.
Figura 2. Interfețe I/O de date electrice pentru DDR3 și DDR4.
Reducerea tensiunii I/O, schimbarea interfeței electrice și reducerea lungimii liniilor din băncile de memorie duc la o reducere semnificativă a consumului de energie în comparație cu DDR3. Estimări preliminare ei vorbesc despre un câștig de 30%. Deși, desigur, acest lucru depinde de natura acceselor la memorie, de procesul tehnic și de mulți alți factori. Un astfel de câștig poate fi folosit pentru a crește frecvența ceasului și, în consecință, viteza de funcționare, sau pentru a economisi puțină energie pentru aceeași performanță.
Fiabilitate
De asemenea, multe modificări importante se referă la fiabilitatea (RAS) a DDR4. De exemplu, specificația vorbește despre detectarea și corectarea de către cipurile de memorie a erorilor asociate cu controlul parității comenzilor și adreselor.Un alt exemplu este că cipurile DDR4 au un mod de testare a conexiunii. Acest mod permite controlerului de memorie să verifice legăturile electrice(și găsiți linii „întrerupte”), mult mai rapid decât înainte și fără a utiliza secvențe de inițializare.
Modulul DDR4 poate fi configurat și pentru a elimina comenzile care conțin erori de paritate. În DDR3, astfel de comenzi au fost sărite și au ajuns la cipurile de memorie, făcând mult mai dificilă recuperarea după defecțiuni.
Și ca exemplu al uneia dintre „caracteristicile” opționale pe care le conține specificația, putem da o verificare sume de control pentru datele care sunt scrise în memorie.
Toate acestea și alte caracteristici au ca scop asigurarea unei creșteri a frecvențelor de operare și a volumelor de memorie (asociată cu o creștere a numărului de erori în funcționare), garantând în același timp o funcționare stabilă.
Cu mai mult performanta ridicatași eficiența energetică, memoria DDR4 ar trebui să-și ocupe cu ușurință locul în serverele multi-core și sistemele desktop în 2014. Și apoi, datorită prețului mai mic pe unitatea de volum pe lângă alte avantaje, DDR4 ar trebui să ajungă la alte dispozitive.
Memorie DDR3își pierde treptat poziția de cea mai răspândită și nu mai este recomandată pentru asamblarea de noi sisteme. Este o altă chestiune dacă sarcina este să se modernizeze ușor calculator învechit, și în interiorul buget limitat. Este clar că astfel de condiții exclud kiturile de memorie maxim overclockate din lista de opțiuni și nu sunt luate în considerare în recenzia noastră.
Este de remarcat faptul că în cadrul platformei Intel Nici cursa pentru megaherți nu prea are sens. Excepția aici sunt sarcinile destul de specifice care nu sunt de interes pentru majoritatea utilizatorilor. Pe de altă parte, diferența de preț pentru kiturile de memorie de aceeași dimensiune, dar cu frecvențe de ceas diferite este foarte mică (în intervalul de la 2133 la 3000 MHz, desigur). Deci, de ce să nu alegeți un set mai rapid de RAM pentru viitor?
Situația este complet diferită cu cea mai nouă platformă AMD. Datorită naturii arhitecturii sale interne, performanța procesoare Ryzen depinde direct de frecventa de operare Bus de memorie Infinity Fabric și, prin urmare, controlerul său. La rândul său, frecvența acestuia din urmă este „legată” de caracteristici modulele instalateși poate fi mărită prin overclocking.
O nuanta extrem de neplacuta in alegerea modulelor de memorie pt Ryzen este că nu orice kit va funcționa într-un astfel de sistem chiar și la valoarea nominală frecvența ceasului. Aici problema constă în arhitectura modulelor în sine. Pe scurt, recomandările se pot rezuma la două sfaturi: concentrați-vă pe stick-uri de memorie peer-to-peer și cele mai recente revizuire BIOS pentru placa de baza. Cu cât protocolul AGESA este mai nou, cu atât mai bine. Rețineți că memoria cu două ranguri cu Ryzen va funcționa întotdeauna la frecvențe mai mici și versiuni timpurii Protocolul specificat este „prietenos” doar pentru modulele construite pe cipuri Samsung. Și nu oricare, ci exclusiv generația B-Die.
Upgrade fericit!
Colectare computer nou Mulți oameni se gândesc la oportunitatea de a alege o platformă care acceptă un nou tip de RAM - DDR4. Să aflăm dacă merită să plătim în exces pentru DDR4 sau dacă DDR3 este încă competitiv și nu este cu mult inferior în performanță, care este diferența fundamentală dintre aceste tipuri de memorie.
DDR4 funcționează la o tensiune mai mică. 1,2 volți față de 1,5 pentru DDR3. Nu este mult și este o economie pentru computer de acasă se va dovedi a fi nesemnificativ. Dar în soluțiile de server și centrele de date, chiar și economisirea a 15 W de pe o singură platformă poate da un rezultat bun.
Marea diferență între tipurile de memorie este frecvența de funcționare. În DDR3 a început la 800 MHz și a ajuns la 2133 MHz. Modulele DDR4 încep să funcționeze la 2133 MHz. Din păcate, există și partea din spate creșterea frecvenței - creșterea întârzierii semnalului (timing).
Timpul indică timpul în care RAM scrie, citește sau efectuează o operațiune de întreținere a modulului. Se scrie de obicei sub forma 9-9-9-24, unde prima cifră se referă la citire, a doua la scriere, a treia la efectuarea unei acțiuni, iar a patra arată timpul pentru un ciclu complet al tuturor operațiilor. Cel mai adesea, doar numărul de citire este indicat ca sincronizare.
De exemplu, memoria DDR3-1600 are un timp de citire de 13,75 nanosecunde, iar DDR4-2133 are un timp de citire de 14,06.
Compatibilitate cu memorie DDR4 și DDR3
Aceste tipuri de memorie sunt incompatibile din motive tehnice. Standardul de nouă generație are mai multe intrări și necesită mai puțină tensiune. În consecință, placa de bază acceptă doar un tip de memorie.
Crestăturile de pe DDR3 și DDR4 sunt amplasate în locuri diferite, ceea ce elimină posibilitatea instalării unui modul de memorie neacceptat pe placa de bază.
Principalele diferențe dintre DDR3 și DDR4
Să ne uităm la principalele diferențe:
- DDR3 acceptă doar densități de memorie de până la 8 GB, în timp ce DDR4 acceptă doar până la 16 GB.
- Frecvențele DDR4 sunt mult mai mari decât modulele DDR3. Acest lucru face ca modulele DDR4 să fie mai rapide prin creșterea vitezei de transfer.
- Cel mai mic prag de tensiune pentru versiunea DDR3 este de 1,35 V, iar pentru DDR4 este de 1,05.
- Modulele DDR3 au 240 de pini, iar DDR4 au 288.
- Crestăturile de pe module sunt în locuri diferite.
- Memoria DDR3 acceptă doar 8 bănci de memorie internă, în timp ce DDR4 acceptă 16 bănci.
În ciuda avantajelor noului tip de memorie, diferența de performanță a sistemului cu DDR3-2133 MHz și DDR4-2133 MHz într-un număr de aplicații și jocuri este de doar câteva procente, în timp ce prețul noua platforma va costa mult mai mult.
Deci, procesoare Intel Skylake Lucrați cu memorie DDR3 și DDR4. Dar nu este atât de simplu. Controlerul încorporat acceptă în mod oficial memoria DDR4-1866/2133 la 1,2 V sau DDR3L-1333/1600. Litera L din nume înseamnă Putere scăzută. Adică, tensiunea nu trebuie să depășească 1,35 V. Majoritatea memoriei „vechi” DDR3 funcționează la 1,5/1,65 V. Se pare că astfel de „creiere” nu sunt potrivite pentru cipurile Skylake. Deci Intel recomandă utilizarea exclusivă a DDR3L-1333/1600. Utilizarea DDR3 obișnuită, potrivit producătorului de cipuri, va duce în cele din urmă la CPU Defect.
După cum înțelegeți dumneavoastră, nu este posibil să verificați acest fapt pe termen scurt. Cu toate acestea, unele plăci de bază acceptă instalarea de memorie DDR3 obișnuită cu o tensiune de 1,5 V și mai mare. Există capcane. De exemplu, ASUS Z170-P D3, la instalarea kitului DDR3-2133 (1,65 V), setează automat acest kit la o tensiune de 1,48 V. Diferența de potențial este de 1,5 V și mai mare. BIOS-ul plăcii Semne în roșu aprins - semnalează că a fost atins un parametru critic care poate deteriora fierul de călcat. În același timp, lista de memorie acceptată ASUS Z170-P D3 include un numar mare de module care funcționează la 1,5/1,65 V. MSI nu are plăci bazate pe chipset-ul Z170 Express cu suport DDR3. ASRock și GIGABYTE au similare Soluții ASUS, există și dispozitive cu memorie de înaltă tensiune compatibilă garantată.
Deci cine minte: Intel, care în toate modurile posibileîncearcă să convingă cumpărătorul să cumpere DDR4 sau producători plăci de bază, agățați de orice oportunitate de a vinde PCB puțin mai avansat din punct de vedere tehnologic? Mi-e teamă că numai timpul va răspunde la această întrebare.
