ЭВМHISTORY
Статьи. Обзоры. Истории
ЭВМHISTORY: история и развитие процессоров, чипсетов, звуковых систем, оперативной памяти, видеоадаптеров и т.д.

Компоненты ПК | DDR SDRAM



ddr, double, data, rate, synchronous, dynamic, random, access, memory

DDR SDRAM (от англ. 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.

Является прямым наследником SDR SDRAM. В новой технологии была использована возможность удвоения скорости передачи данных с помощью следующего трюка: одно слово передаётся по фронту (началу) тактового импульса, другое — по спаду (окончанию). Память DDR использовалась в системах на базе Intel Pentium 4 и AMD Athlon.

В маркетинговых целях DDR SDRAM продвигалась с удвоенной частотой (относительно реальной) в названии. Например, DDR-400 на самом деле работала на тактовой частоте 200 МГц.


Как работает


Самый простой способ увеличения максимальной пропускной способности памяти заключается в увеличении частоты работы памяти. Однако на практике реализовать это совсем непросто. Дело в том, что быстродействие памяти определяется быстродействием составляющих ее простейших конденсаторов. Быстродействие конденсаторов, то есть скорость их переключения, зависит от их размеров, определяемых технологическим процессом изготовления микросхем. В данном случае уместна определенная аналогия между тактовой частотой процессора и памяти — причины, ограничивающие рост частоты, одни и те же.

Поэтому наряду с банальным увеличением частоты работы памяти для увеличения её пропускной способности часто используют иные приемы, такие как пакетный режим передачи и организация чередующихся банков, о которых мы уже упоминали. Однако более кардинальным способом увеличения пропускной способности памяти стал переход к стандарту DDR. Синхронная динамическая память DDR SDRAM, пришедшая на смену памяти SDRAM, обеспечивает в два раза большую пропускную способность.

Аббревиатура DDR (Double Data Rate) в названии памяти означает удвоенную скорость передачи данных. По аналогии обычную SDRAM-память называют памятью SDR (Single Data Rate), то есть памятью с одинарной скоростью передачи.

Основным сдерживающим звеном увеличения тактовой частоты работы памяти является само ядро памяти (массив элементов хранения). Однако, кроме ядра памяти, в модуле присутствуют и буферы промежуточного хранения (I/O Logic), через которые ядро памяти обменивается данными с шиной памяти. Эти буферы имеют значительно более высокое быстродействие, нежели само ядро, и тактовую частоту работы самой шины памяти и буферов обмена можно легко увеличить. Именно такой способ и используется в DDR-памяти.

В обычной SDRAM-памяти ядро и буферы обмена работают в синхронном режиме на одной и той же частоте. Передача каждого бита из буфера происходит с каждым тактом работы ядра памяти.

В DDR-памяти каждый буфер ввода-вывода передает два бита за один такт, то есть фактически работает на удвоенной тактовой частоте, оставаясь при этом полностью синхронизированным с ядром памяти. Такой режим работы возможен в случае, если эти два бита доступны буферу ввода-вывода на каждом такте работы памяти. Для этого требуется, чтобы каждая команда чтения приводила к передаче из ядра памяти в буфер сразу двух бит. С этой целью используются две независимые линии передачи от ядра памяти к буферам ввода-вывода, откуда биты поступают на шину данных в требуемом порядке.

Поскольку при таком способе организации работы памяти происходит предвыборка двух бит перед передачей их на шину данных, его также называют Pre-fetch 2 (предвыборка 2). Для того чтобы осуществить синхронизацию работы ядра памяти и буферов ввода-вывода, используется одна и та же тактовая частота (одни и те же тактирующие импульсы). Только если в самом ядре памяти синхронизация осуществляется по положительному фронту тактирующего импульса, то в буфере ввода-вывода для синхронизации используется как положительный, так и отрицательный фронт тактирующего импульса. Таким образом, передача двух бит в буфер ввода-вывода по двум раздельным линиям осуществляется по положительному фронту тактирующего импульса, а их выдача на шину данных происходит как по положительному, так и по отрицательному фронту тактирующего импульса. Это обеспечивает в два раза более высокую скорость работы буфера и соответственно вдвое большую пропускную способность памяти.

Все же остальные принципиальные моменты DDR-памяти не изменились: структура нескольких независимых банков позволяет совмещать выборку данных из одного банка с установкой адреса в другом банке, то есть можно одновременно иметь две открытые страницы. Доступ к этим страницам чередуется (bank interleaving), что приводит к устранению задержек и обеспечивает создание непрерывного потока данных. DDR-память настраивается в процессе работы путем установки соответствующих регистров, как и SDRAM-память. Кроме того, DDR-память, как и SDRAM, предназначена для работы с системными частотами 100 и 133, 166 и 200, 216, 250 и 266 МГц. DDR-память, работающую на частоте 100 МГц, иногда обозначают как DDR200, подразумевая при этом, что «эффективная» частота памяти составляет 200 МГц (данные передаются два раза за такт). Аналогично при работе памяти на частоте 133 МГц используют обозначение DDR266, при частоте 166 МГц — DDR333, при частоте 200 МГц — DDR400 и т.д. Нетрудно рассчитать и пропускную способность DDR-памяти. Учитывая, что ширина шины данных составляет 8 байт, для памяти DDR200 получим 1,6 Гбайт/с (200 МГц Ѕ 8 байт); для памяти DDR266 — 2,1 Гбайт/с; для памяти DDR333 — 2,7 Гбайт/с, для памяти DDR400 — 3,2 Гбайт/с, для памяти DDR433 — 3,5 Гбайт/с, для памяти DDR500 — 4,0 Гбайт/с и для памяти DDR533 — 4,3 Гбайт/с.

Хотя обозначение типа DDR200, DDR266, DDR333 и т.д. кажется вполне логичным и понятным, официально принято другое обозначение этой памяти. В названии используется не «эффективная» частота, а пиковая пропускная способность, то есть память DDR200 обозначается как DDR PC1600, DDR266 — как DDR PC2100, DDR333 — как PC2700, а DDR400 — как PC3200. Кроме частоты, память, характеризуется схемой тайминга (tCL—tRCD—tRP). Для памяти DDR200 тайминг всегда 2-2-2, а вот для остальных типов памяти тайминг может быть различным. К примеру, встречаются тайминги 3-3-3, 2,5-3-3, 2-3-3 и 2,5-2-2.

В настоящее время наиболее распространенной является память DDR400. Кроме того, во всех современных чипсетах частота шины памяти не превосходит 400 МГц, а память типа DDR433, DDR500 и DDR533 является нестандартизованной.

Возникает логичный вопрос: если эти типы памяти не поддерживаются материнскими платами и не стандартизированы, то зачем они вообще нужны?

Дело в том, что памяти типа DDR433, DDR500 и DDR533 отличаются от остальных типов памяти только способностью работать на более высоких частотах ядра памяти, что, во-первых, не препятствует ее использованию и на более низких частотах, а во-вторых, позволяет применять при разгоне (оверклокинге) системы. Кроме того, более важным преимуществом памяти DDR433, DDR500 и DDR533, является то, что тайминги, указываемые на эти типы памяти, относятся именно к частотам 433, 500 или 533 МГц. Но при использовании этих типов памяти на частоте 400 МГц возможно уменьшение таймингов памяти (идеальный случай соответствует таймингу 2-2-2), что можно рассматривать как своеобразный разгон памяти.

© greenmile

Источники:

Audiophilesoft.Ru,
Compress.Ru (автор Сергей Пахомов).


В начало


Компоненты ПК | DDR SDRAM



Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика