DDR SDRAM

Allikas: Vikipeedia
Lauaarvuti DDR1-266
DDR1-400

DDR SDRAM (Double data rate synchronous dynamic random access memory) on arvuti põhimälu mikroskeem.

Võttes võrdluseks single data rate (SDR) SDRAM-i, teeb DDR SDRAM kasutajaliides võimalikuks kiiremini andmeid saata tänu nende ajastamisele ning kella signaalide rangemale kontrollile. Et saada kätte õiget ajastust, peavad rakendused tihti kasutama skeeme nagu näiteks faasi keskne silmus ja ise-kalibreerimine.

Liides kasutab topelt pumpamist (double pumping; saadab andmeid kellasignaali tõusval ja langeval serval), et võimaldada aeglasemat taktsagedust. Üheks taktsageduse all hoidmise eeliseks on ohutusnõudete vähenemine mälu ja kontrolleri vahel.

„Double data rate“ viitab sellele, et DDR saavutab teatud sagedusel peaaegu kahekordse ülekandekiiruse samal ajal, kui SDR vajab selleks topelt pumpamist.

Kui saatmine toimub 64 bitti ajaühikus (antud juhul on selleks pool takti), siis DDR SDRAM annab andmeedastuskiiruseks (mälu siini taktsagedus) ×2 (kahekordsel määral) ×64 (saadetud bittide arv) / 8 (bittide arv baidis). Seega, siini sagedusel 100 MHz, annab DDR SDRAM maksimaalseks edastuskiiruseks 1600 MB/s.

Alates aastast 1996 kuni 2000. aasta juunini arendas JEDEC välja DDR (Double Data Rate) SDRAM spetsifikatsiooni (JESD79). JEDEC seadis DDR SDRAM andmete mahule standardid, lahutades selle kaheks osaks. Esimene spetsifikatsioon on mälu kiipidele ja teine mälu moodulitele. DDR SDRAM-i (DDR1 SDRAM) vahetavad välja uuemad mälud nagu DDR2 SDRAM ja DDR3 SDRAM.

DDR1 mälu maksimaalne andmete edastamise kiirus on 3200 MB sekundis. See on oluliselt kiirem kui vanem standard SDRAM, kuid on aeglasem kui DDR2 ja DDR3. Kiireim mälu on 2009. aastal PC3-12800 DDR3-SDRAM, mille andmeedastuskiiruseks on 12 800 MB sekundis.[1]

Spetsifikatsioon[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kiibid ja moodulid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Nimi

 

Mälu kiirus

(MHz)

Tsükli aeg

(ns)

I/O siini töötamis sagedus

(MHz)

Andme määr

(MT/s)

VDDQ

(V)

Mooduli nimi

 

Maks. laadimise kiirus

(MB/s)

Ajastus

(CL-tRCD-tRP)

DDR-200 100 10 100 200 2,5±0,2 PC-1600 1600
DDR-266 133 7,5 133 266 2,5±0,2 PC-2100 2133
DDR-333 166 6 166 333 2,5±0,2 PC-2700 2667
DDR-400A
DDR-400B
DDR-400C
200 5 200 400 2,6±0,1 PC-3200 3200 2,5-3-3
3-3-3
3-4-4

NB: See tabel on kinnitatud JESD79F-iks JEDEC-i poolt. Pakendite suurused, mille sees DDR SDRAM on toodetud, on samuti standardiseeritud JEDEC-i poolt.

Erinevate kiirustega DDR SDRAM-idel pole ülesehituselt mingeid erinevusi. Näiteks PC-1600, mis on mõeldud töötama kiirusel 100 MHz ja PC-2100 133 MHz. See number näitab lihtsalt, millistel kiirustel see kiip on garanteeritud töötama. Seega DDR SDRAM on garanteeritud töötama madalamatel kiirustel, aga suudab töötada ka suurematel kiirustel nendest, millel oli mõeldud töötama. Töökiiruse muutmist nimetatakse alakiirendamiseks või ülekiirendamiseks.

DDR SDRAM-id, mis on mõeldud lauaarvutitele, tuntud ka kui DIMM-id, omavad 184 ühendust (erinevalt SDRAM-i 168 ja DDR2 SDRAM-i 240 ühendusele) ja neid on võimalik eristada SDRAM DIMM-st täkete arvu järgi (DDR SDRAM omab ühte, SDRAM kahte). DDR SDRAM sülearvutitele, SO-DIMM, omab 200 ühendust, mis on sama palju kui DDR2 SO-DIMM-il. Nendel kahel variandil on väga sarnased täkked ja nende sisestamisel peab olem hoolas, kui pole kindel, kumma variandiga tegu. DDR SDRAM-id töötavad pingel 2,5 V, erinevalt SDRAM-ist (3,3 V). See võib märgatavalt vähendada elektri tarbimist. Kiibid ja moodulid DDR-400 ja PC-3200 standardiga kasutavad nominaalset pinget 2,6 V.

Paljud uued kiibistikud kasutavad kaksik-kanali konfiguratsiooni, mis kahe- või neljakordistab efektiivset ülekandekiirust.

Kiibi omadused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kiip

DRAM sagedus

Kiipide mahtu mõõdetakse megabittides või megabaitides, näiteks 256 Mbit või 32 MB kiibi kohta. Peaaegu kõik emaplaadid tunnevad ära 1 GB mooduleid, kui nad kasutavad madala tihedusega 64M×8 mooduleid. Kui kasutatakse 128M×4 1GB mooduleid, siis need arvatavasti ei tööta. Standardid ei luba seda.

DRAM organisatsioon

DRAM-i lugemine

Kirjalikul kujul 64M×4, kus 64M tähendab paigutatud ühikuid (64 miljonit), ×4 (hääldatakse "4") – bittide arv kiipide kohta, mis on võrdne bittide arvuga ühiku kohta. Need sisaldavad ×4, ×8 ja ×16 DDR kiipe. Kiibid ×4 võimaldavad kasutada arenenud veaparanduse funktsioone, nagu Chipkill, mälu puhastamine ja Intel SDDC, samas ×8 ja ×16 kiibid on mõnevõrra kallimad.

Moodulid ja nende suutlikus[muuda | redigeeri lähteteksti]

ECC vs non-ECC

Moodulid, mis omavad veaparanduskoodi, on märgistatud kui ECC. Moodulid, mis ei oma veaparanduskoodi, nimetatakse non-ECC. [2]

DRAM järgud (samuti tuntud kui read või küljed)[muuda | redigeeri lähteteksti]

Moodulitel võib olla 1, 2 või 4 järku, aga ainult 1 järk saab olla aktiivne igal ajahetkel. Kui moodulil on kaks või rohkem järke, siis mälukontroller peab perioodiliselt tegema „open-close“ ümberlülitamisi. Mitte ajada segamini ridu selle kontektis, kus rida kirjeldab kiibi sisemist ehitust. Küljed on ka segadust tekitav mõiste, sest siit võib järeldada, et see on seotud kiipide füüsilise paigutusega moodulil.

DRAM seadmete arv

Non–ECC ja ECC on arvukas oma kiipide poolest. Kiipe saab hõivata ühelt (single sided) või mõlemalt poolelt (dual sided). Maksimaalne kiipide arv DDR mooduli kohta on ECC-l 36 (9×4) ja non-ECC-l 32 (8×4).

Moodulite omadused ja seosed[muuda | redigeeri lähteteksti]

Mooduli maksimum mahutavus on toote ühe kiibi mahutuvusest kõikidest kiipidest. ECC moodulit tuleb korrutada 8/9, sest nad kasutavad veaparanduseks ühte bitti baidi kohta. Moodul lahtivõetuna moodustab 32 väikest kiipi või 16, 18 suurt kiipi.

Näide 1GB PC2100 DDR SDRAM moodul ECC
Suurus (GB) Kiipide arv Kiibi suurus (Mbit) Kiibi org. Järkude arv
1 36 256 64M×4 2
1 18 512 64M×8 2
1 18 512 128M×4 1

Võrdluseks on toodud siin erinevate serverite 1 GB mälud. Esiteks peab olema kindlasti ettevaatlik ostes 1 GB mälumoodulit, sest kõik variandid on müüa märkideta, on ta ×4 või ×8, üksik või topelt järguga.

On üldine arvamus, et mooduli järkude arv on võrdne külgedega. Nagu eespool andmed näitavad, siis see ei ole tõsi.

Alternatiivid[muuda | redigeeri lähteteksti]

DDR-ide võrdlus
DDR SDRAM Standard Mälu kiirus (MHz) Ülekande sagedus (MHz) Pinge (V)
DDR 100–200 200–400 2,5/2,6
DDR2 100–266 400–1066 1,8
DDR3 100–200 800–1600 1,5

DDR1 mälu on hakanud asendama DDR2 SDRAM, millel on mõningate muudatustega saadud suurem taktsagedus, kuid see tegutseb samal põhimõttel nagu DDR. DDR1 kaotab samas vaikselt oma kehtivuse ja standardiks on saanud juba DDR2. Samuti on uus standard DDR3 SDRAM, mis pakub veelgi suuremat jõudlust ja uusimaid funktsioone.

DDR-i puhvri sügavus on 2 bitti, samas kui DDR2 kasutab 4 bitti. DDR2 müük suurenes 2004. aasta lõpus, kui oli saadavad madala latentsusega mooduleid.

Mälutootjad on väitnud, et ebapraktiline oleks massiliselt toota DDR1 mälu, mille tõhus sagedus on üle 400 MHz. DDR2 on kättesaadav nii 400 MHz kui ka kõrgema sagedusega. RDRAM on eriti kallis alternatiiv DDR SDRAM-ile, ja enamik tootjaid on loobunud nende kiibistikust. DDR1 mälu hinnad on oluliselt suurenenud alates 2008. aastast. Samas DDR2 hinnad on jõudnud kõigi aegade madalaimale tasemele. Jaanuaris 2009 oli 1 GB DDR1 2–3 korda kallim kui 1 GB DDR2.

Ühilduvus[muuda | redigeeri lähteteksti]

DDR1 mälud ei ole asendatavad SDRAM, DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM-iga. Iga emaplaat nõuab oma õiget SDRAM'i. Need andmed saab kätte emaplaadi juhendist. Muutmälu peaks oma pessa minema sujuvalt ja mitte tugevalt pressides. DDR1, DDR2 ja DDR3 mäludel on erinev ühenduvus, st. kontaktid on erinevate kohtade peal.[3]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. Maksimaalne kiirus 11. detsember 2010.
  2. ECC ja non-ECC10.detsember 2010.
  3. Ühilduvus 10. detsember 2010.