Neutrácejte zbytečně – výkonem stačí levnější DDR3 paměti | Kapitola 2
Seznam kapitol
Na rychlejším procesoru poběží kratší dobu výpočty, na lepší grafice pojedou rychleji hry a s větším množstvím RAM můžete pracovat ve více programech současně. Přemýšleli jste ale nad tím, jaký je přínos operační paměti s vyšší frekvencí a lepším časováním? Jasno v tom má málokdo, proto jsme vše důkladně proměřili a máme pro vás zajímavé výsledky.
Poznámka: Text této kapitoly je převzat ze staršího článku Honzy Černého Paměti DDR2 — velký přehled taktování a výkonu
Vyšší frekvence nabízí vyšší propustnost, ale i latence
U starších pamětí (vyjma RDRAM) se data dala číst pouze s náběžnou hranou pulzu — tedy jeden bit za jeden takt. Paměti DDR ale dokážou číst s náběžnou i sestupnou hranou pulzu, tedy zvládají dva bity za jeden pulz (proto se jmenují DDR — dual data rate). Aby se veškerý vývoj ubíral správným směrem a nevznikala různá zavádějící značení, dohlíží na dodržování standardů sdružení JEDEC. V současnosti má okolo 300 členů včetně největších výrobců polovodičů.
Hlavní nevýhodou původních DDR pamětí je nízká velikost pracovní frekvence I/O sběrnice (bavíme se o efektivní efektivní hodnotě SDR — single data rate) a vyšší napájecí napětí, se kterým je spojená vyšší spotřeba. Následující dvě generace přinesly několik vylepšení, nejvýznamnější z nich je to, že komunikují se sběrnicí procesoru dvakrát efektivněji (tedy již čtyřikrát v porovnání s původními SDR).
Každý další rok přibývají nové specifikace, vyplatí se upgradovat?
Aby nedocházelo při vysokých frekvencích k deformacím signálu, mají DDR2 a DDR3 zakončení sběrnice uvnitř čipu (On Die Termination). Hodnoty zakončovacího napětí a logických úrovní signálů můžete měnit u téměř každé moderní základní desky s kvalitním BIOSem. DDR2 narazily na svůj výkonnostní strop na 266 MHz (DDR2-1066) a cena rychlejší modulů (navíc neuznávaných sdružením JEDEC) mnohdy neodpovídala přidanému výkonu. Je tedy logické, že další zvyšování frekvence a snižování latencí by bylo velmi nákladné. Stačilo však mírně poupravit způsob komunikace, a to zdvojnásobením vyrovnávací paměti (I/O bufferu) uvnitř modulu. Jednodušeji vysvětleno: zatímco u DDR2 je stále ještě možné komunikovat se všemi čipy zároveň, DDR3 už komunikuje „čip po čipu“. I když nativně pracuje na stejné frekvenci, tváří se navenek jako 2× rychlejší. Vyrovnávací paměť uvnitř DDR3 tedy „simuluje“ paralelní čtení. Tato vyšší frekvence DDR3 zároveň kompenzuje vyšší latenci (způsobenou vyrovnávací pamětí).
Základní rodíl mezi verzemi paměťových modulů
Z dalších změn u DDR3 stojí za zmínku přechod na menší výrobní proces, s ním spojené snížené napájecí napětí a tím i nižší spotřeba (při srovnatelné frekvenci). Se zmíněným napájecím napětím je u integrovaného řadiče v moderních procesorech spojené jedno technologické omezení — úroveň signálu je totiž na hranici průrazného napětí procesoru. U prvních Athlonů 64 bylo (při přetaktování) celkem časté zničení procesoru, stačilo jen zvednutí napětí nad 2,8 V. Z toho důvodu Intel po integraci DDR3 řadiče do moderních procesorů architektur Nehalem a Sandy stanovil jako maximální povolené napětí pro paměti 1,65 V, což je pro mnohé paměťové moduly příliš málo a není zaručena plná kompatibilita. Pro hlubší pochopení problematiky doporučuji k prostudování několik starších článků (1, 2) kolegy Zdeňka Obermaiera.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
