A DDR3 születése

Idővel azonban a DDR2-re is az a sors várt, ami anno a DDR-re: a gyártók a sebességet ezúttal is olyan módszerekkel tornázták feljebb, melyek már nem fértek bele a JEDEC követelményrendszerébe. Először csökkentek a késleltetési értékek, pl. a bevezetés után a DDR2-800-as modulok jórészt magas, 5-5-5-15-ös késleltetéssel rendelkeztek, ma pedig már találunk 4-3-3-10-es modulokat is egyes gyártók kínálatában (ugyanez lejátszódott az alacsonyabb órajelű DDR2-esekkel is). Az extrém alacsony késleltetések mellett a moduloknak magasabb gyári feszültségre volt szüksége, majd a technológia fejlődésével megjelentek a még magasabb órajelű DDR2-memóriák is (DDR2-1200-1300), melyek még extrémebb feszültséget igényelnek (2,3-2,4V az 1,8V helyett). Ezeknek külső hőelvezető hűtőbordára van szüksége a stabil működéshez, így elkerülhetetlenné és szükségessé vált a DDR memóriaszabvány harmadik generációjának kifejlesztése.

Miután láttuk, hogy a DDR2 hogyan volt képes a DDR-hez képest megnövelni órajeleit, nem nehéz kitalálni, hogy mi játszódott le a DDR3 esetében: gyakorlatilag ugyanez. Megfelezték a memóriacellák órajelét, viszont a belső adatbusz sebességét megduplázták, vagyis a DDR3 memóriacellái órajelenként 8 adatbitet továbbítanak az IO-pufferbe (8n-prefetch). Az új memóriaszabvány ott kezdi el az órajelhajhászást, ahol a DDR2 abbahagyta, azaz DDR3-800-as értéken, és a JEDEC DDR3-1600-ban határozta meg a maximumot, persze az általuk jegyzett specifikációk határain belül, aminek legfontosabb idevonatkozó része a gyári feszültség, ami a DDR3 esetében 1,5V. Az előnyök-hátrányok is megegyeznek a DDR-DDR2 váltásnál megismertekkel: azonos sávszélesség eléréséhez a DDR3-nak fele olyan gyors memóriacellákra van szüksége, vagyis csökken a fogyasztás (ami különösen notebookok esetében nyer értelmet). Ugyanakkor azonos memóriacella-órajelekkel duplaakkora sávszélesség érhető el, természetesen a DDR3 javára (DDR2-800 vs. DDR3-1600, mindkettő 200 MHz-es memóriacellákat használ). Immár a hátrányok is kézenfekvőek: a DDR3 késleltetési értékei a DDR2-höz képest tovább romlottak, ami már eleve komoly hátrányban volt a DDR-hez képest, így az elérési idő nőtt. Összességében és lényegében a DDR2 és a DDR3 elődjénél magasabb elérhető sávszélességet biztosít alacsonyabb működési feszültség és rosszabb késleltetési értékek mellett.

A 20%-kal alacsonyabb működési feszültség mellett további újításként lehet felfogni a memóriacellák sűrűségének megnövekedését, aminek egyenes következménye a nagyobb memóriamodulok megjelenése (akár 8 GB-os is, ha a gyártók is úgy akarják), illetve újítás még a jeltovábbítási algoritmus megváltozását. A DDR3 modulok a DDR2-vel ellentétben úgynevezett "fly-by" topológiát alkalmaznak; ennek lényege, hogy a parancsokat/címzési műveleteket a memóriachipek egymás után kapják meg, és nem egyazon időben, mint a DDR2 esetén. Ezzel a módszerrel erősödik a jelátvitel, amire lényegében a magas órajelek elérése miatt van szükség, ám nő a késleltetés. Érdemes még megemlíteni, hogy a DDR3 modulokon megjelenhetnek a hőmérő szenzorok is (opcionális), amit főleg a tuningosok fognak örömmel fogadni. Azt már mondanunk sem kell, hogy bár a DDR3 modulok is 240 érintkezővel rendelkeznek, a DDR2-től fizikailag eltérő kialakításuk miatt nem mennek bele a DDR2 foglalatba, és ez igaz fordítva is, tehát egy újabb indok, amiért "érdemes" alaplapot cserélni.

Miután nagyjából megismertük a memóriák működési elvét, lássuk, mire is számíthatunk. Tesztünkben főleg a DDR3-ra, annak különböző órajeleire és késleltetési variánsaira fektetjük a hangsúlyt, de azért a DDR2 sem olyan régi még, hogy hirtelen feledésbe merüljön, ezért az előző memóriaszabványt is leteszteltük. Ezúttal 11 különböző hardverelem fog versengeni, de ezek nem alaplapok vagy processzorok lesznek, hanem memóriák különböző órajelekkel és időzítésekkel. A DDR2-t csak 800 és 1066 MHz-en teszteltük le összesen három különböző időzítés mellett, ez így kellőképpen reprezentatív átlagfelhasználói szemmel is. A DDR3-at nyolc beállításban teszteltük, a 800-as órajelet csak kétfajta időzítés mellett, mert ez a memóriatípus nem lesz elterjedt, legfeljebb az OEM gyártók körében. Az 1066-os és 1333-as memóriákat három-három különböző időzítéssel teszteltük, és a későbbiekben esik szó némi tuningról is.

Következő táblázatunkban feltüntettük a most tesztelésre jelentkező memóriákat különböző órajelekkel és időzítésekkel, továbbá a velük elérhető maximális sávszélességet és az elérési időt is, ugyanis ez is komolyan beleszól a végeredménybe. A sávszélesség kiszámítása a következőképpen történik:

• DDR1 = memória eredeti órajele x 2 x 8 vagy IO-puffer órajele x 2 x 8 = sávszélesség (MB/s)
• DDR2 = memória eredeti órajele x 4 x 8 vagy IO-puffer órajele x 2 x 8 = sávszélesség (MB/s)
• DDR3 = memória eredeti órajele x 8 x 8 vagy IO-puffer órajele x 2 x 8 = sávszélesség (MB/s)

Ugyanakkor könnyen kiszámolhatjuk az elérési időt is, amire szükségünk is lesz. Ennek képlete valahogy így néz ki:

• (1000 / memória valódi órajele (100-200 MHz) x CAS Latency) / 1 (DDR) vagy 2 (DDR2) vagy 4 (DDR3) = elérési idő (ns)

Látva a táblázatot, ezek után felvetődik a kérdés, hogy a DDR3 a mindennapi használat során képes lesz-e felmutatni érzékelhető teljesítménytöbbletet? Természetesen némi előnnyel jár az, hogy jóval magasabb a maximálisan elérhető sávszélesség, de ha a számok mögé nézünk, láthatjuk, hogy bizony-bizony a DDR3-1066 tipikus időzítésekkel (7-7-7-20) éppen pariban van egy 5-5-5-15-ös késleltetési értékekkel rendelkező DDR2-800-as memóriával, és még nem esett szó a 4-4-4-12-esről, ami további 2,5 ns-ot farag le az elérési időből. Vajon a nüansznyi 1-2, netán 3 ns-os különbségek jelentenek valamit a mindennapi használat során?

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!