DDR3 SDRAM

Allikas: Vikipeedia

DDR3 SDRAM (double-data-rate three synchronous dynamic random access memory) on üks tänapäeval kasutusel olevatest dünaamilistest muutmäludest, millel on kiire ülekandekiirusega liides. See on üks paljudest dünaamilise muutmälu või sellega seotud liidese tehnoloogiatest, mis on kasutusel juba varastest 1970datest ja see ei ole otseselt ühilduv ühegi vanema tüübiga, isegi mitte DDR2 SDRAMiga. See on tingitud erinevatest signaalipingetest, ajastustest ja teistest teguritest.

DDR3 on DRAMi liidese täpsustus. Tegelikud DRAM andmemassiivid, mis andmeid talletavad, on sarnased vanemate tüüpidega, millel on sarnane jõudlus.

Peamine DDR3 kasutegur selle eelkäija DDR2 ees on võime andmeid edastada kaks korda kiiremini (8× kiiremini oma sisemise mälu massiividest). See võimaldab kiiremat ja suuremat andmeedastusmahtu. Lisaks lubab DDR3-standard kiibi mahuks kuni 8 gigabitti, võimaldades sedasi mälumooduli suuruseks kuni 16 gigabaiti (kasutades 16 kiipi).

Kasutades kahte edastust tsükli kohta neljakordistatud kellaga, võib 64 bitti lai DDR3 moodul saavutada edastuskiiruse kuni 64 korda kiirema mälu kellast MB/sekundites.

Ülevaade[muuda | redigeeri lähteteksti]

DDR3, DDR2 ja DDR mälude võrdlus, tähelepanu on juhitud ühendussälgu asukohtadele

DDR3 mälu tarbib 30% vähem voolu võrreldes DDR2 mooduliga, kuna DDR3 1,5 V toitepinge on madalam kui DDR2 1,8 V või DDR 2,5V. 1,5 V toitepinge töötab hästi koos 90-nanomeetrise tootmistehnoloogiaga, mida kasutati algsetes DDR3 kiipides. Mõned tootjad on välja pakkunud, et nad kasutaks edasi "kaksikvärava" transistoreid (dual-gate transistors), et vähendada voolulekkeid.

Vastaval JEDEC'le on maksimaalne soovituslik pinge 1,575 volti ja seda peaks arvestama kui absoluutset maksimumi, kui mälu stabiilsus kõige tähtsam on, näiteks serverites või teistes kriitilise tähtsusega seadmetes. Lisaks määrab JEDEC, et mälumoodulid peavad vastu pidama kuni 1,975 voldisele pingele enne püsivate kahjustuste tekkimist, kuid ei ole nõutav, et nad sellisel pingel korrektselt töötaksid.

JEDEC tutvustas DDR3L standardit madala toitepingega DDR3 mälu jaoks, seda kasutavad näiteks DDR3L-800, DDR3L-1066, DDR3L-1333 ja DDR3L-1600. DDR3L mälud töötavad 1,35 voldisel pingel. See tähendab, et need mälud kasutavad 15% vähem voolu kui DDR3 ja 40% vähem voolu kui DDR2 mälud. DDR3L mooduleid märgistati kui "PC3L".

Põhiline DDR3 kasutegur tuleneb tema suuremast andmeedastusmahust, mida võimaldab 8-burst-deep prefetch buffer, võrreldes DDR2'e 4-burst ja DDR'i 2-burst puhvritega. DDR3 moodulid suudavad andmeid kanda kiirusel 800–2133 MT/s, kasutades selleks 400–1066 MHz I/O kella tõusvaid ja langevaid servi. Edasimüüjad teevad kohati vea, märkides I/O kella MT/s taktsageduseks MHz. MT/s on tavaliselt kahekordne MHz'st tänu „double-sampling“ule. Võrdluseks on DDR2'e praegusteks andmeedastuskiiruseks 400–1066 MT/s kasutades 200–533 MHz I/O kella ja DDR'i 200–400 MT/s, mis põhineb 100–200MHz I/O kellal. Kõrge jõudlusega graafika oli esimene, mis sellist andmeedastuskiirust nõudis. Vaja oli kiiret andmeedastuskiirust kaadripuhvrite (framebuffer) vahel.

Esimesi DDR3 prototüüpe tutvustati 2005. aasta algul. Tooted emaplaatide näol ilmusid turule 2007. aasta juunis. Need põhinesid Inteli P35 „Bearlake“ kiibistikul, mille DIMM'id (Dual in-line memory module) toetasid kuni DDR3-1600 (PC3-12800) andmeedastust. Intel Core i7 protsessor, mis lasti välja novembris 2008, suhtleb mäluga otse, ilma kiibistiku abita. Core i7 toetab ainult DDR3 tüüpi mälusid. AMD esimesed AM3 pesaga Phenom II X4 protsessorid, mis anti välja veebruaris 2009, olid AMD esimesed DDR3 toega protsessorid.

DDR3 DIMM mälumoodulitel on 240 kontakti, need on elektriliselt mitteühilduvad DDR2 moodulitega ja neil on ühendussälk teises kohas. DDR3 SO-DIMM mälumoodulitel on 204 kontakti.

GDDR3, millel on küll sarnane nimi, kuid täiesti erinev tehnoloogia, on kasutusel videokaartides. GDDR3'le on mõnikord valesti viidatud kui DDR3'le.

Latentsused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kui tavalised latentsused JEDEC DDR2 moodulitel olid 5-5-5-15, siis mõned standardlatentsused JEDEC DDR3 moodulitel on 7-7-7-20 DDR3-1066 jaoks ja 7-7-7-24 DDR3-1333 jaoks.

DDR3 latentsused on numbriliselt suuremad, kuna I/O siini kella tsüklid, milles neid mõõdetakse, on väiksemad. Tegelik ajaintervall on sarnane DDR2 latentsusele (ligikaudu 10 ns). On mõningad edasiarendused, kuna DDR3 kasutab hilisemaid tootmisvõtteid, aga see ei ole otseselt seotud DDR3 kasutusele võtmisega.

Nagu varasemate mälu generatsioonidega, tulid DDR3 kiiremad variandid kasutusele pärast algvariante. DDR3-2000 mälu koos 9-9-9-28 latentsusega (9 ns) oli kättesaadav umbes samal ajal kui Intel tõi välja Core i7. CAS (column adress strobe) latentsus 9 1000MHz (DDR3-2000) juures on 9 ns, kuid CAS latentsus 7 667MHz juures (DDR3-1333) on 10,5 ns.

Näide:

(CAS ÷ Sagedus (MHz)) × 1000 = X ns

(7 ÷ 667) × 1000 = 10,4948 ns

Laiendused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Intel Corporation tutvustas ametlikult eXtreme Memory Profile (XMP) täiendust 23. märtsil 2007, et oleks võimalik rakendada jõudlus laiendeid traditsioonilise JEDEC SPD täienduste jaoks DDR3 SDRAM'le.

Moodulid[muuda | redigeeri lähteteksti]

JEDECi standard moodulid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Standardi nimetus

 

Mälu kell

(MHz)

Tsükkli aeg

(ns)

I/O taktsagedus

(MHz)

Andme määr

(MT/s)

Mooduli nimetus

 

Ülekande kiiruse tipp

(MB/s)

Ajastused

(CL-nRCD-nRP)

DDR3-800D
DDR3-800E
100 10 400 800 PC3-6400 6400 5-5-5
6-6-6
DDR3-1066E
DDR3-1066F
DDR3-1066G
133 71/2 533 1066 PC3-8500 8533 6-6-6
7-7-7
8-8-8
DDR3-1333F*
DDR3-1333G
DDR3-1333H
DDR3-1333J*
166 6 667 1333 PC3-10600 10 667 7-7-7
8-8-8
9-9-9
10-10-10
DDR3-1600G*
DDR3-1600H
DDR3-1600J
DDR3-1600K
200 5 800 1600 PC3-12800 12 800 8-8-8
9-9-9
10-10-10
11-11-11
DDR3-1866J*
DDR3-1866K
DDR3-1866L
DDR3-1866M*
233 42/7 933 1866 PC3-14900 14 933 10-10-10
11-11-11
12-12-12
13-13-13
DDR3-2133K*
DDR3-2133L
DDR3-2133M
DDR3-2133N*
266 33/4 1066 2133 PC3-17000 17 066 11-11-11
12-12-12
13-13-13
14-14-14

* vabatahtlik

Märkus: Kõik eespool välja toodud on määratud JEDEC'ga nagu JESD79-3D. Kõik andmemäärad mis on nende vahel või üle välja toodud spetsifikatsioonide, ei ole standardis JEDEC'i poolt vaid on tavaliselt lihtsalt tootjate pool optimeeritud, kasutades vastupidavamaid kiipe. Nendest mitte standard näitajatest on kiireimaks registreeritud DDR3-2544, seisuga Mai 2010.

DDR3-xxx tähistab andmeedastuskiirust ja kirjeldab puhast DDR kiipi, kuid PC3-xxxx tähistab teoreetilist andmete läbilaskevõimet (viimased kaks numbrit on kärbitud) ja seda kasutatakse valmisolevate DIMM moodulite kirjeldamiseks. Läbilaske võimet arvutatakse nii, et võetakse ülekanded sekundis ja korrutatakse need kaheksaga. See on sellepärast et DDR3 mälumoodulid kannavad andmeid siinil mis on 64 bitti lai ja kuna bait on 8 bitti, siis see võrdub 8 baidiga andmevooga iga ülekande kohta.

Lisaks andmemahule ja läbilaskevõimele, on mälumoodulid võimelised:

  1. Iseseisvalt rakendama ECC, mis on lisa andme baidi rada, mida kasutatakse väikeste vigade parandamiseks ja suurte vigade tuvastamiseks parema töökindluse jaoks. Mälumoodulid, millel on ECC, on ära tuntavad lisamärkega ECC või E nende nime taga. Näiteks : PC3-6400 ECC või PC3-8500E.
  2. Registreeruma, mis parandab signaali usaldusväärsust (ja seega ka potentsiaalselt taktsagedust ja füüsilist pesa suurust), puhverdades elektriliselt registriga signaale, ohverdades kella latentsust. Sellised mälumoodulid on tuvastatavad R'ga nende nime järel, kuid mitte-registreeritud (puhverdamata) RAM'i võib tuvastada U'ga selle nime järel. PC3-6400R on registreeritud PC3-6400 mälumoodul, PC3-6400R ECC on aga sama mudel ECC toega.
  3. Olema täiesti puhverdatud moodulid, mis on tuntavad F või FB lisandiga ja neil ei ole ühendussälk samas kohas. Täiesti puhverdatud mooduleid ei saa kasutada emaplaatidel, mis on valmistatud registreeritud mälumoodulite jaoks ja nende erinev ühendussälgu asukoht hoiab nende sisestamise füüsiliselt ära.

Omaduste kokkuvõte[muuda | redigeeri lähteteksti]

DDR3 SDRAM komponendid

  • Asünkroonse RESET kontakti tutvustus
  • Toetab süsteemi tasemel lennuaja hüvitist
  • On-DIMM peegel-sõbralik DRAM pinout
  • CAS kirjutus latentsus (CAS write latency) kella salve kohta
  • On-die I / O kalibreerimise mootor
  • Lugemise ja kirjutamise kalibreerimine

DDR3 moodulid

  • Lennu-pealt käsu/aadressi/kontroll siini koos on-DIMM lõpetamisega
  • Ülitäpsed kalibreerimise takistid
  • Ei ole tahapoole ühilduvad – DDR3 moodulid ei mahu DDR2 pesadesse; jõuga sundides võivad nad kahjustada DIMM ja / või emaplaati

Tehnoloogilised eelised võrreldes DDR2ga

  • Suurem läbilaske võime, kuni 2133 MT/s standardiseeritud moodulitel
  • Veidi paremad latentsused, mõõdetud nanosekundites
  • Suurem jõudlus vähema vooluga (pikem aku eluiga sülearvutitel)
  • Vähese voolutarbe parandatud omadused

Turu läbimurre[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kuigi DDR3 lasti välja 2007. aastal, siis ei oodatud, et DDR3 müüginumbrid kasvaksid suuremaks kui DDR2 omad enne 2009. aasta lõppu, või isegi 2010. aasta algul, rääkis Inteli strateeg Carlos Weissenberg nende välja laskmise varases staadiumis 2008. aasta augustis (samad vaated olid ka 2007. aasta aprillis turuuuringu kompaniil DRAMeXchange'l). Peamine DDR3 mälude kasutus hulga kasvu eestvedajateks on Inteli Core i7 ja AMD Phenom II protsessorid, mõlematel on sisemised mälu kontrollerid. Phenom II'le on soovituslikud DDR3 mälud, ja Core i7 ainult DDR3 toetabki. IDC teatas 2009. aasta jaanuaris, et DDR3 moodulid moodustavad 29% kogu DRAM'i moodulite müüginumbritest 2009. aastal, kasvades kuni 72%'ni 2011. aastaks.

Järeltulija[muuda | redigeeri lähteteksti]

Intel Developer Forum San Franciscos avalikustas, et DDR3 mälu järeltulijaks saab olema DDR4. See on momendil arendusjärgus ja arvatav väljatulek jääb aastasse 2012. Selle väljatoomisega oodatakse, et see töötab 1,2 voldi või vähemaga, võrreldes DDR3 1,5 voldiste kiipidega, ja et sellel on rohkem kui 2 miljardit andmeedastust sekundis.