какие тайминги выставить для ddr2 800

Исследование основных характеристик модулей памяти

Мы продолжаем изучение важнейших характеристик высокоскоростных модулей DDR2 на низком уровне с помощью универсального тестового пакета RightMark Memory Analyzer. Совсем недавно мы рассмотрели двухканальный комплект модулей памяти Kingston high-end серии HyperX, рассчитанный на функционирование в нестандартном режиме «DDR2-900», сегодня же будет рассмотрено похожее предложение, но укладывающееся в рамки стандарта JEDEC — двухканальный комплект модулей памяти Kingston HyperX DDR2-800 высокой емкости (суммарный объем 2 ГБ), обладающих, как утверждает производитель, низкими задержками.Информация о производителе модуля

Производитель модуля: Kingston Technology
Производитель микросхем модуля: Elpida Memory, Inc.
Сайт производителя модуля:
www.kingston.com/hyperx/products/khx_ddr2.asp
Сайт производителя микросхем модуля:
www.elpida.com/en/products/ddr2.htmlВнешний вид модуля

Фото модуля памяти

Со снятыми радиаторами:

Фото микросхемы памяти

Расшифровка Part Number модуля

Руководство по расшифровке Part Number модулей памяти DDR2 на сайте производителя отсутствует. В краткой технической документации модулей с Part Number KHX6400D2LLK2/2G указывается, что продукт представляет собой комплект из двух модулей с низкими задержками (Low Latency, отсюда сокращение «LL») объемом 1 ГБ каждый, имеющих конфигурацию 128M x 64 и основанных на 16 микросхемах с конфигурацией 64M x8. Производитель гарантирует 100% стабильную работу модулей в штатном режиме DDR2-800 при таймингах 4-4-4-12 и питающем напряжении 2.0 В, но в микросхеме SPD в качестве режима по умолчанию прописан режим DDR2-800 со стандартными таймингами 5-5-5-15 и напряжением питания 1.8 В.

Расшифровка Part Number микросхемы

Как и в ранее исследованных Kingston HyperX DDR2-900, в настоящих модулях памяти использованы микросхемы с оригинальной маркировкой их реального производителя (Elpida), что позволяет нам изучить их характеристики в том числе, воспользовавшись описанием технических характеристик (data sheet) 512-Мбит чипов памяти DDR2 Elpida, применяемых в данных модулях.

В маркировке рассматриваемых микросхем Elpida, как обычно, отсутствуют поля, характеризующие производителя (Elpida Memory) и тип устройства (монолитное), а также код упаковки устройства (FBGA). Как видно из приведенных в таблице характеристик, микросхемы модуля имеют конфигурацию 64M x8 (полная емкость — 512 Мбит) и рассчитаны на функционирование в «медленном» режиме DDR2-667 (при таймингах 5-5-5), соответствующем первой ревизии стандарта DDR2-667. Заметим, что такие же микросхемы (но другого производителя) применяются в еще более высокоскоростных модулях Kingston HyperX DDR2-900, рассмотренных нами ранее. По-видимому, в обоих случаях можно говорить о тщательном отборе производителем модулей микросхем DDR2-667, обладающих наилучшими показателями скорости и надежности функционирования, вместо использования реальных микросхем скоростной категории DDR2-800.Данные микросхемы SPD модуля

Тесты производительности

В первой серии тестов использовалась схема таймингов, выставляемая в настройках BIOS по умолчанию (Memory Timings: «by SPD»). Тестирование осуществлялось в двух скоростных режимах — DDR2-667 при частотах FSB 200 и 266 МГц (множители памяти 1.67 и 1.25, соответственно) и DDR2-800 при частотах FSB 200 и 266 МГц (множители памяти 2.0 и 1.5, соответственно). Напомним, что, начиная с нашего предыдущего исследования, в тестах модулей памяти используется новая версия тестового пакета RMMA 3.65, в которой по умолчанию выбран больший размер тестируемого блока памяти (32 МБ), что позволяет в большей степени устранить влияние сравнительно большого 2-МБ L2-кэша процессора Pentium 4 Extreme Edition.

В режиме DDR2-667 BIOS материнской платы в качестве значений таймингов по умолчанию выставила схему 5-5-5-13 («наугад», т.к. соответствующие данные отсутствуют в SPD), тогда как в режиме DDR2-800 по умолчанию выставляется схема 5-5-5-16, соответствующая рассмотренным выше данным SPD.

Скоростные показатели модулей достаточно высоки — максимальная реальная ПСП составляет примерно 6.4-6.5 ГБ/с при 200-МГц FSB и 8.2-8.6ГБ/с при 266-МГц FSB, т.е. практически достигает теоретического максимума ПС процессорной шины (и даже несколько превосходит его, т.к. некоторое влияние L2-кэша процессора все же присутствует). Задержки при доступе в память, как обычно, уменьшаются при переходе как к более скоростным режимам (от DDR2-667 к DDR2-800), так и к более высокой частоте системной шины (от 200-МГц к 266-МГц FSB). Минимальная латентность памяти в режиме DDR2-800 при частоте системной шины 266 МГц находится в интервале от 45.5 нс (псевдослучайный обход, аппаратная предвыборка включена) до 116.6 нс (случайный обход, аппаратная предвыборка отключена), что несколько уступает значениям, полученным ранее на более «топовых» модулях Kingston HyperX DDR2-900.

Тесты стабильности

Значения таймингов, за исключением t_CL, варьировались «на ходу» благодаря встроенной в тестовый пакет RMMA возможности динамического изменения поддерживаемых чипсетом настроек подсистемы памяти. Устойчивость функционирования подсистемы памяти определялась с помощью вспомогательной утилиты RightMark Memory Stability Test, входящей в состав тестового пакета RMMA.

Минимальные значения таймингов, которые нам удалось достичь в режиме DDR2-667 при использовании рекомендованного производителем повышенного питающего напряжения 2.0 В, как ни странно, выглядят весьма скромно — 3-4-4 (изменение параметра t_RAS в данном случае игнорируется). Напомним, что с модулями Kingston HyperX DDR2-900 в указанных условиях нам удалось достичь гораздо более «экстремальную» схему 3-3-2. Еще хуже обстоят дела в режиме DDR2-800 — минимальной возможной (устойчивой) оказалась лишь схема 4-5-4-12, что даже выше по сравнению с «официально» заявленной производителем схемой 4-4-4-12. Что интересно, параметр t_RAS в данном случае вносит решающий вклад в устойчивость функционирования подсистемы памяти — его уменьшение приводило к немедленному «зависанию» системы.

Как обычно, выставление «экстремальных» схем таймингов лишь незначительно увеличивает пропускную способность подсистемы памяти и отчетливо проявляет себя лишь в величинах латентностей истинно случайного доступа к памяти. Максимальный эффект снижения задержек достигается в режиме DDR2-667 и составляет порядка 9 нс, т.е. примерно 8%.Итоги

Исследованные модули Kingston HyperX DDR2-800 (PC2-6400) высокой емкости с «низкими задержками» способны функционировать в скоростных режимах DDR2-667 и DDR2-800 при номинальных условиях (т.е. стандартных схемах таймингов, вроде 5-5-5-15 для режима DDR2-800) и характеризуются высокой производительностью в указанных режимах. В то же время, «разгонный потенциал» модулей по таймингам явно оставляет желать лучшего, что с трудом позволяет говорить о них как о модулях класса «Low Latency». Минимально возможная схема таймингов в режиме DDR2-667, не приводящая к потере устойчивости функционирования подсистемы памяти, составляет всего 3-4-4 (при рекомендованном питающем напряжении 2.0 В), а в режиме DDR2-800 — 4-5-4-12, что «не дотягивает» даже до значений 4-4-4-12, официально заявленных производителем в документации. По крайней мере, на используемой в тестах материнской плате (ASUS P5WD2-E), надежно зарекомендовавшей себя для тестирования высокоскоростных модулей памяти DDR2.

Источник

Память для Core 2 Duo, часть 3. Обзор модулей DDR2-800

В первую очередь отметим, что именно DDR2-800 SDRAM в большинстве случаев следует считать лучшим выбором для использования в платформах, основанных на процессоре Core 2 Duo. Как было показано нами в статье «Выбор памяти для платформы Core 2 Duo», наивысшую производительность в разогнанных системах можно получить при синхронном тактовании процессорной шины и шины памяти. А если учесть, что наиболее типичный разгон процессоров с ядром Conroe происходит при частотах FSB порядка 400 МГц, то именно оверклокерскую DDR2-800 SDRAM можно рекомендовать для приобретения большинству энтузиастов. Тем более что, как показывает практика, многие модули памяти PC2-6400, оказываются, способны не только на работу при частоте 800 МГц с достаточно агрессивными таймингами, но и зачастую могут быть разогнаны до более высоких скоростей при некотором увеличении задержек.

Конечно, учитывая обнаруженную нами ранее универсальность быстрых модулей, отрицать возможность их эффективного применения в разогнанных системах не следует. Как показали тесты, быстрые оверклокерские модули, рассчитанные на эксплуатацию при частоте 1 ГГц и выше, способны функционировать и с достаточно агрессивными таймингами при частотах около 800 МГц. Однако не следует упускать из виду важный ценовой фактор. Модули PC2-6400 SDRAM стоят ощутимо дешевле гигагерцовой и более быстрой памяти. Именно поэтому такие модули оказываются наиболее популярными среди основной массы оверклокеров.

Надо сказать, что высокая эффективность синхронного тактования процессорной шины и шины памяти – не единственный аргумент в пользу оверклокерских DIMM со средней скоростью. Проведённые нами тесты выявили, что далеко не все LGA775 материнские платы, совместимые с процессорами Core 2 Duo, способны обеспечить стабильное функционирование модулей памяти при частотах около 1 ГГц и выше. Например, определённые проблемы возникают у плат на базе набора логики i975X, в частности, у популярной среди оверклокеров ASUS P5W DH Deluxe. В результате, PC2-8000 и более быстрая память может быть полноценно использована и реально востребована только в системах на базе набора логики Intel P965, что значительно сужает сферу применимости такой высокочастотной памяти.

Кстати, отчасти именно поэтому тесты оверклокерской DDR2 SDRAM в платформах на базе Core 2 Duo мы проводим, используя материнскую плату ASUS P5B Deluxe, в основе которой лежит набор логики Intel P965 Express. Данная системная плата даёт возможность раскрыть потенциал памяти в Core 2 Duo системах наилучшим образом, поскольку более новый чипсет от Intel лучше оптимизирован для работы со скоростной DDR2 SDRAM. Вместе с этим следует отметить, что в Socket AM2 системах DDR2 память обычно разгоняется ещё лучше. Но, по озвученным в предыдущих частях нашего тестирования причинам, в настоящем материале нас интересует эксплуатация оверклокерской DDR2 SDRAM именно в системах с процессором Core 2 Duo.

реклама

К вышесказанному остаётся добавить то, что контроллер памяти нового набора логики Intel P965 имеет ряд особенностей по сравнению с предшествующими и конкурирующими контроллерами памяти. Дело в том, что при разработке этого нового чипсета инженеры уделили внимание наделению контроллера памяти значительной интеллектуальностью: в нём впервые реализованы алгоритмы внеочередного исполнения команд, целью которых является более эффективное использование открытых в памяти страниц. Это, в конечном итоге, позволяет повысить КПД полосы пропускания DDR2 SDRAM и снизить латентности при работе с данными. Таким образом, контроллер памяти iP965 во многом отличается по свойствам и своей архитектуре от аналогичных блоков, встроенных в другие процессоры и чипсеты.

Возвращаясь к основной цели данного материала, состоящей в тестировании двухгигабайтных комплектов оверклокерскиx модулей памяти PC2-6400 SDRAM, напомним состав используемой нами тестовой системы:

Набор тестов, который мы употребляли для проверки стабильности памяти, был стандартен и включал три приложения: Memtest86, S&M и Prime95. Исследование характеристик памяти проводилось при штатном для них напряжении питания, указанном производителем модулей DDR2 SDRAM.

Corsair TWIN2X2048-6400C4

Компания Corsair – постоянный участник всех тестирований оверклокерской памяти, проводимых нашим сайтом. Это совершенно неудивительно, так как продукты этого производителя разнообразны как по своей стоимости, так и по характеристикам. Надо сказать, что Corsair предлагает энтузиастам два варианта наборов модулей общей ёмкостью 2 Гбайта со штатной частотой 800 МГц: TWIN2X2048-6400С3 и TWIN2X2048-6400С4. Первый вариант является более дорогим и рассчитан на работу при таймингах 3-4-3-9, в то время как второй использует набор задержек 4-4-4-12. Нам на тесты достался более демократичный с точки зрения цены вариант с менее агрессивными таймингами, который к тому же более доступен в розничной продаже.

Источник

Что такое тайминги и как они влияют на скорость оперативной памяти

Содержание

Содержание

Выбор оперативной памяти в игровую сборку может обернуться кошмаром, если начать разбираться в тонкостях ее работы. Требования современных игровых и рабочих задач диктуют свои условия, поэтому память — теперь чуть ли не самая важная и сложная часть в сборке компьютера. Среди многочисленных моделей нужно выбрать единственный подходящий вариант и это пугает. Причем самое сложное в этом — почему память с меньшей частотой работает быстрее и показывает больше кадров в играх, чем та, у которой частота выше. Для этого нужно разобраться, в чем все-таки измеряется скорость памяти и какие параметры влияют на нее.

Мощность компьютера измеряется величиной FLOPS, которая обозначает количество вычислительных операций за секунду. По причине того, что компьютеры могут одновременно выполнять миллионы операций, к флопсам добавляют приставку «гига».

В привычной же обстановке мы можем путать мощность и частоту, поэтому считаем производительность компьютеров не гигафлопсами, а максимальной рабочей частотой. Это проще в рядовых ситуациях, когда говорящие знают тему хорошо и соотносят мощность с герцами в уме автоматически.

В то же время, такое языковое упрощение вносит коррективы в понимание практической части вопроса. Вырывая контекст из форумов, рядовой пользователь и правда думает, что мощность памяти можно выразить в герцах. Просто потому, что гонка за частотой стала трендом среди любителей и энтузиастов. Это и мешает неопытному человеку понять, почему его высокочастотный процессор может проиграть тому, у которого на несколько сотен герц меньше. Все просто — у одного два ядра и четыре потока, а у другого четыре настоящих. И это большая разница.

Оперативная память и ее скорость

Оперативная память состоит из тысяч элементов, связанных между собой в чипах-микросхемах. Их называют банками (bank), которые хранят в себе строчки и столбцы с электрическим зарядом. Сам электрический заряд — это информация (картинки, программы, текст в буфере обмена и много чего еще). Как только системе понадобились данные, банка отдает заряд и ждет команды на заполнение новыми данными. Этим процессом руководит контроллер памяти.

Для аналогии, сравним работу оперативной памяти и работу кафе. Чипы можно представить в виде графинов с томатным соком. Каждый наполнен соком и мякотью спелых помидоров (электрический заряд, информация). В кафе приходит клиент (пользователь компьютера) и заказывает сок (запускает игру). Бармен (контроллер, тот, кто управляет банками) принимает заказ, идет на кухню (запрашивает информацию у банок), наливает сок (забирает игровые файлы) и несет гостю, а затем возвращается и заполняет графин новым соком (новой информацией о том, что запустил пользователь). Так до бесконечности.

Тайминги — качество

Работа памяти, вопреки стереотипу, измеряется не только герцами. Быстроту памяти принято измерять в наносекундах. Все элементы памяти работают в наносекундах. Чем чаще они разряжаются и заряжаются, тем быстрее пользователь получает информацию. Время, за которое банки должны отрабатывать задачи назвали одним словом — тайминг (timing — расчет времени, сроки). Чем меньше тактов (секунд) в тайминге, тем быстрее работают банки.

Такты. Если нам необходимо забраться на вершину по лестнице со 100 ступеньками, мы совершим 100 шагов. Если нам нужно забраться на вершину быстрее, можно идти через ступеньку. Это уже в два раза быстрее. А можно через две ступеньки. Это будет в три раза быстрее. Для каждого человека есть свой предел скорости. Как и для чипов — какие-то позволяют снизить тайминги, какие-то нет.

Частота — количество

Теперь, что касается частоты памяти. В работе ОЗУ частота влияет не на время, а на количество информации, которую контроллер может утащить за один подход. Например, в кафе снова приходит клиент и требует томатный сок, а еще виски со льдом и молочный коктейль. Бармен может принести сначала один напиток, потом второй, третий. Клиент ждать не хочет. Тогда бармену придется нести все сразу за один подход. Если у него нет проблем с координацией, он поставит все три напитка на поднос и выполнит требование капризного клиента.

Аналогично работает частота памяти: увеличивает ширину канала для данных и позволяет принимать или отдавать больший объем информации за один подход.

Тайминги плюс частота — скорость

Соответственно, частота и тайминги связаны между собой и задают общую скорость работы оперативной памяти. Чтобы не путаться в сложных формулах, представим работу тандема частота/тайминги в виде графического примера:

Разберем схему. На торговом центре есть два отдела с техникой. Один продает видеокарты, другой — игровые приставки. Дефицит игровой техники довел клиентов до сумасшествия, и они готовы купить видеокарту или приставку, только чтобы поиграть в новый Assassin’s Creed. Условия торговли такие: зона ожидания в отделе первого продавца позволяет обслуживать только одного клиента за раз, а второй может разместить сразу двух. Но у первого склад с видеокартами находится в два раза ближе, чем у второго с приставками. Поэтому он приносит товар быстрее, чем второй. Однако, второй продавец будет обслуживать сразу двух клиентов, хотя ему и придется ходить за товаром в два раза дальше. В таком случае, скорость работы обоих будет одинакова. А теперь представим, что склад с приставками находится на том же расстоянии, что и у первого с видеокартами. Теперь продавец консолей начнет работать в два раза быстрее первого и заберет себе большую часть прибыли. И, чем ближе склад и больше клиентов в отделе, тем быстрее он зарабатывает деньги.

Так, мы понимаем, как взаимодействует частота с таймингами в скорости работы памяти.

Соответственно, чем меньше метров проходит контроллер до банок с электрическим зарядом, тем быстрее пользователь получает информацию. Если частота памяти позволяет доставить больше информации при том же расстоянии, то скорость памяти возрастает. Если частота памяти тянет за собой увеличение расстояния до банок (высокие тайминги), то общая скорость работы памяти упадет.

Сравнить скорость разных модулей ОЗУ в наносекундах можно с помощью формулы: тайминг*2000/частоту памяти. Так, ОЗУ с частотой 3600 и таймингами CL14 будет работать со скоростью 14*2000/3600 = 7,8 нс. А 4000 на CL16 покажет ровно 8 нс. Выходит, что оба варианта примерно одинаковы по скорости, но второй предпочтительнее из-за большей пропускной способности. В то же время, если взять память с частотой 4000 при CL14, то это будет уже 7 нс. При этом пропускная способность станет еще выше, а время доставки информации снизится на 1 нс.

Строение чипа памяти и тайминги

В теории, оперативная память имеет скорость в наносекундах и мегабайтах в секунду. Однако, на практике существует не один десяток таймингов, и каждый задает время на определенную работу в микросхеме.

Они делятся на первичные, вторичные и третичные. В основном, для маркетинговых целей используется группа первичных таймингов. Их можно встретить в характеристиках модулей. Например:

Вот, как выглядят тайминги на самом деле:

Их намного больше и каждый за что-то отвечает. Здесь бармен с томатным соком не поможет, но попробуем разобраться в таймингах максимально просто.

Схематика чипов

Микросхемы памяти можно представить в виде поля для игры в морской бой или так:

В самом упрощенном виде иерархия чипа это: Rank — Bank — Row — Column. В ранках (рангах) хранятся банки. Банки состоят из строк (row) и столбцов (column). Чтобы найти информацию, контроллеру необходимо иметь координаты точки на пересечении строк и столбцов. По запросу, он активирует нужные строки и находит информацию. Скорость такой работы зависит от таймингов.

Первичные

CAS Latency (tCL) — главный тайминг в работе памяти. Указывает время между командой на чтение/запись информации и началом ее выполнения.

RAS to CAS Delay (tRCD) — время активации строки.

Row Precharge Time (tRP) — прежде чем перейти к следующей строке в этом же банке, предыдущую необходимо зарядить и закрыть. Тайминг обозначает время, за которое контроллер должен это сделать.

Row Active Time (tRAS) — минимальное время, которое дается контроллеру для работы со строкой (время, в течение которого она может быть открыта для чтения или записи), после чего она закроется.

Command Rate (CR) — время до активации новой строки.

Вторичные

Второстепенные тайминги не так сильно влияют на производительность, за исключением пары штук. Однако, их неправильная настройка может влиять на стабильность памяти.

Write Recovery (tWR) — время, необходимое для окончания записи данных и подачи команды на перезарядку строки.

Refresh Cycle (tRFC) — период времени, когда банки памяти активно перезаряжаются после работы. Чем ниже тайминг, тем быстрее память перезарядится.

Row Activation to Row Activation delay (tRRD) — время между активацией разных строк банков в пределах одного чипа памяти.

Write to Read delay (tWTR) — минимальное время для перехода от чтения к записи.

Read to Precharge (tRTP) — минимальное время между чтением данных и перезарядкой.

Four bank Activation Window (tFAW) — минимальное время между первой и пятой командой на активацию строки, выполненных подряд.

Write Latency (tCWL) — время между командой на запись и самой записью.

Refresh Interval (tREFI) — чтобы банки памяти работали без ошибок, их необходимо перезаряжать после каждого обращения. Но, можно заставить их работать дольше без отдыха, а перезарядку отложить на потом. Этот тайминг определяет количество времени, которое банки памяти могут работать без перезарядки. За ним следует tRFC — время, которое необходимо памяти, чтобы зарядиться.

Третичные

Эти тайминги отвечают за пропускную способность памяти в МБ/с, как это делает частота в герцах.

Эти отвечают за скорость чтения:

Эти отвечают за скорость копирования в памяти (tWTR):

Скорость чтения после записи (tRTP):

А эти влияют на скорость записи:

Скорость памяти во времени

Итак, мы разобрались, что задача хорошей подсистемы памяти не только в хранении и копировании данных, но и в быстрой доставке этих данных процессору (пользователю). Будь у компьютера хоть тысяча гигабайт оперативной памяти, но с очень высокими таймингами и низкой частотой работы, по скорости получится уровень неплохого SSD-накопителя. Но это в теории. На самом деле, любая доступная память на рынке как минимум соответствует требованиям JEDEC. А это организация, которая знает, как должна работать память, и делает это стандартом для всех. Аналогично ГОСТу для колбасы или сгущенки.

Стандарты JEDEC демократичны и современные игровые системы редко работают на таких низких настройках. Производители оставляют запас прочности для чипов памяти, чтобы компании, которые выпускают готовые планки оперативной памяти могли немного «раздушить» железо с помощью разгона. Так, появились заводские профили разгона XMP для Intel и DOHCP для AMD. Это «официальный» разгон, который даже покрывается гарантией производителя.

Профили разгона включают в себя информацию о максимальной частоте и минимальных для нее таймингах. Так, в характеристиках часто пишут именно возможности работы памяти в XMP режимах. Например, частоте 3600 МГц и CL16. Чаще всего указывают самый первый тайминг как главный.

Чем выше частота и ниже тайминги, тем круче память и выше производительность всей системы.

Так работает оперативная память с момента ее создания и до нашего времени.

Источник