Современные типы памяти DDR, DDR2, DDR3 для настольных компьютеров. Модули оперативной памяти Использование модулей памяти

Если вам периодически приходится ковырять "железо", да ещё и старое, проблема для вас тоже актуальна. В этой заметке написано, как по внешнему виду и размерам определить тип оперативной памяти.

"Персоналки" эволюционировали быстро и в них последовательно применялось несколько разных и несовместимых между собой типов оперативной памяти. Естественно, Вы можете засунуть в свой компьютер только тот тип "оперативки", для которого на материнской плате есть подходящий слот.

Исторически первой была память SIMM на 30 контактов, её ставили на компьютеры с процессорами от 286 до 486, сейчас такая память вряд ли где-то используется. Линейный размер модуля памяти равен 89,03 мм, а выглядел он так:

В IBM-совместимых компьютерах также использовалась SIMM на 72 контакта с линейным размером модуля 108,2 мм. Существовало 2 типа таких модулей - FPM (Fast Page Mode) и EDO (Extended Data Out).

Память FPM ставилась на материнские платы компьютеров с 486 процессором и на первые Pentium"ы (примерно до 1995 года выпуска). После этого перешли на EDO . В отличие от FPM, EDO начинает выборку следующего блока памяти в то же время, когда отправляет предыдущий блок центральному процессору.

Конструктивно модули одинаковы, отличить их между собой можно только по маркировке. Персоналки, поддерживавшие EDO, обычно могли работать и с FPM, а вот обратной совместимости не было.

Примерно с 1996 года большинство производителей стали поддерживать тип памяти SDRAM , получивший название DIMM (Dual In-line Memory Module). Основное отличие DIMM - контакты, расположенные на разных сторонах модуля, независимы, а на SIMM они были замкнуты между собой и передавали одни и те же сигналы. В первых DIMM было 72 контакта, а в современных модулях DDR4, формально относящихся к этому же типу, аж 288 контактов.

Линейный размер модуля DIMM равен 133,8 мм. Стандартный 5.25-дюймовый слот памяти DIMM, кстати, имеет размер 133,35 мм.

Память DIMM была очень широко распространена примерно до 2001 года, её использовали большинство компьютеров Pentium и Celeron. После этого настало время DDR и память практически перестали называть "сим" или "дим".

RIMM - это отдельный стандарт оперативной памяти, появившийся в 1999 году. Архитектура памяти RIMM существенно отличается от DIMM/DDR, в персональных компьютерах память RIMM практически не применялась, а вот в игровых приставках Sony Playstation 2 и Nintendo 64 - да. Существуют 184-, 168- и 242-контактные RIMM.

DDR (Double Data Rate) стал следующим поколением SDRAM, впервые такие модули появились на рынке в 2001 году. Основное отличие между DDR и классическими SDRAM - для ускорения работы вместо удвоения тактовой частоты модули DDR передают данные дважды за один такт.

DDR2 - это более новый вариант DDR, теоретически в 2 раза более быстрый. Такая память появилась в 2003 году, а в 2004 стала уже весьма распространённой. Основное отличие DDR2 от DDR - способность работать на большей тактовой частоте, благодаря усовершенствованиям в конструкции. По внешнему виду DDR2 отличается от DDR количеством контактов, 240 против 184 у первого DDR. Линейный размер модуля не изменился.

Физически оперативная память изготавливается в виде БИС (больших интегральных схем) различных типов (SIMM, DIMM), имеющих различную информационную емкость (1, 4, 8, 16, 32 Мбайта и т.д.).

Модули SIMM могут иметь различное количество контактов: 30 (устаревшие) или 72.

Модули DIMM имеют 168 контактов. Необходимо иметь в виду, что различные системные платы имеют различные наборы разъемов для модулей оперативной памяти.

Основной характеристикой модулей оперативной памяти является время доступа к информации (считывания/записи данных). В современных модулях памяти время доступа обычно меньше 70 нc (70 * 10 9 с).

Конструкция модулей памяти

64-разрядные DIMM-модули (Dual In-line Memory Module) появились в 1997 году. У этого поколения модулей памяти насчитывается 168 контактов, расположенных с двух сторон текстолитовой платы (по 84 кон такта с каждой стороны).

Для идентификации типа модуля по объему памяти и типу используемых микросхем на нем устанавливается микросхема флэш-памяти с записанной в нее служебной информацией (SPD - Serial Presense Detect), доступ к которой происходит по интерфейсу 12С. Чтобы нельзя было установить неподходящий тип DlMM-модуля, в текстолитовой плате делается несколько прорезей (ключей). Для механической идентификации различных DIMM-модулей используется сдвиг положения двух ключей в текстолитовой плате модуля, расположенных среди контактных площадок. Основное назначение этих ключей - не дать установить в разъем DIMM-модуль с неподходящим напряжением питания микросхем памяти. Кроме того, левый ключ определяет наличие или отсутствие буфера данных.

Для модулей DDR SDRAM число контактов увеличено до 184.

На работу с такими модулями рассчитаны последние модификации процессоров Pentium 4 и Celeron, а также Athlon и Duron.

Для идентификации напряжения питания модулей DDR SDRAM служат соответствующие ключи.

На модулях типа Registered DIMM (с буферизацией данных) между контактами и микросхемами DRAM всегда устанавливается одна или две микросхемы временного хранения данных.

В низкопрофильных модулях микросхемы буферизации устанавливаются в середине модуля.

Виды оперативной памяти.

Так же память делиться не только по размеру но и по частоте.

Существуют три вида оперативной памяти:

DDR,
DDR2,
DDR3.

Частоты у них такие:

DDR - от 200 до 400 МГц,

DDR2 - от 533 до 1200 МГц,

DDR3 - от 800 до 2400 МГц.

Существует несколько распространенных видов модулей памяти, использующихся в современных компьютерах и компьютерах выпущенных несколько лет назад, но еще работающих в домах и офисах.
Для многих пользователей отличить их как по внешнему виду, так и по производительности - это большая проблема.
В этой статье мы рассмотрим основные особенности разных модулей памяти.

FPM

FPM (Fast Page Mode) - вид динамической памяти.
Его название соответствует принципу работы, так как модуль позволяет быстрее получать доступ к данным которые находятся на той же странице, что и данные, переданные во время предыдущего цикла.
Эти модули использовались на большинстве компьютеров с процессорами 486 и в ранних системах с процессорами Pentium, ориентировочно в 1995 году.

EDO

Модули EDO (Extended Data Out) появились в 1995 году как новый тип памяти для компьютеров с процессорами Pentium.
Это модифицированный вариант FPM.
В отличие от своих предшественников, EDO начинает выборку следующего блока памяти в то же время, когда отправляет предыдущий блок центральному процессору.

SDRAM

SDRAM (Synchronous DRAM) - вид памяти со случайным доступом, работающий на столько быстро, чтобы его можно было синхронизировать с частотой работы процессора, исключая режимы ожидания.
Микросхемы разделены на два блока ячеек так, чтобы во время обращения к биту в одном блоке шла подготовка к обращению к биту в другом блоке.

Если время обращения к первой порции информации составляло 60 нс, все последующие интервалы удалось сократить до 10 нс.
Начиная с 1996 года большинство чипсетов Intel стали поддерживать этот вид модулей памяти, сделав его очень популярным вплоть до 2001 года.

SDRAM может работать на частоте 133 МГц, что почти в три раза быстрее, чем FPM и в два раза быстрее EDO.
Большинство компьютеров с процессорами Pentium и Celeron, выпущенных в 1999 году использовали именно этот вид памяти.

DDR

DDR (Double Data Rate) стал развитием SDRAM.
Этот вид модулей памяти впервые появился на рынке в 2001 году.
Основное отличие между DDR и SDRAM заключается в том, что вместо удвоения тактовой частоты для ускорения работы, эти модули передают данные дважды за один такт.
Сейчас это основной стандарт памяти, но он уже начинает уступать свои позиции DDR2.

DDR2

DDR2 (Double Data Rate 2) - более новый вариант DDR, который теоретически должен быть в два раза более быстрым.
Впервые память DDR2 появилась в 2003 году, а чипсеты, поддерживающие ее - в середине 2004.

Эта память, также как DDR, передает два набора данных за такт.
Основное отличие DDR2 от DDR - способность работать на значительно большей тактовой частоте, благодаря усовершенствованиям в конструкции.
Но измененная схема работы, позволяющая добиться высоких тактовых частот, в то же время увеличивает задержки при работе с памятью.

DDR3

DDR3 SDRAM (синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных, третье поколение) - это тип оперативной памяти, используемой в вычислительной технике в качестве оперативной и видео-памяти.
Пришла на смену памяти типа DDR2 SDRAM.

У DDR3 уменьшено на 40% потребление энергии по сравнению с модулями DDR2, что обусловлено пониженным (1,5 В, по сравнению с 1,8 В для DDR2 и 2,5 В для DDR) напряжением питания ячеек памяти.
Снижение напряжения питания достигается за счёт использования 90-нм (вначале, в дальнейшем 65-, 50-, 40-нм) техпроцесса при производстве микросхем и применения транзисторов с двойным затвором Dual-gate (что способствует снижению токов утечки).

Модули DIMM с памятью DDR3 механически не совместимы с такими же модулями памяти DDR2 (ключ расположен в другом месте), поэтому DDR2 не могут быть установлены в слоты под DDR3 (это сделано с целью предотвращения ошибочной установки одних модулей вместо других - эти типы памяти не совпадают по электрическим параметрам).

RAMBUS (RIMM)

RAMBUS (RIMM) - это вид памяти, который появился на рынке в 1999 году.
Он основан на традиционной DRAM, но с кардинально измененной архитектурой.
Дизайн RAMBUS делает обращение к памяти более «разумным», позволяя получать предварительный доступ к данным, немного разгружая центральный процессор.

Основная идея, использованная в этих модулях памяти, заключается в получении данных небольшими пакетами, но на очень высокой тактовой частоте.
Например, SDRAM может передавать 64 бит информации при частоте 100 МГц, а RAMBUS - 16 бит при частоте 800 МГц.
Эти модули не стали успешными, так как у Intel было много проблем с их внедрением.
Модули RDRAM появились в игровых консолях Sony Playstation 2 и Nintendo 64.

Перевод: Владимир Володин

Всё больше подробностей появляется в Сети о процессорах Comet Lake-S компании Intel.

Разьем Intel LGA1200 для процессоров ПК

Выход процессоров Intel Core Comet Lake 10-го поколения для настольных ПК и материнских плат на базе чипсетов 400-й серии (Z490, W480, Q470 и H410) ожидается во второй половине 2020 года.

В данной статье мы рассмотрим 3 вида современной оперативной памяти для настольных компьютеров:

• DDR - является самым старым видом оперативной памяти, которую можно еще сегодня купить, но ее рассвет уже прошел, и это самый старый вид оперативной памяти, который мы рассмотрим. Вам придется найти далеко не новые материнские платы и процессоры которые используют этот вид оперативной памяти, хотя множество существующих систем используют DDR оперативную память. Рабочее напряжение DDR - 2.5 вольт (обычно увеличивается при разгоне процессора), и является наибольшим потребителем электроэнергии из рассматриваемых нами 3 видов памяти.
• DDR2 - это наиболее распространенный вид памяти, который используется в современных компьютерах. Это не самый старый, но и не новейший вид оперативной памяти. DDR2 в общем работает быстрее чем DDR, и поэтому DDR2 имеет скорость передачи данных больше чем в предыдущей модели (самая медленная модель DDR2 по своей скорости равна самой быстрой модели DDR). DDR2 потребляет 1.8 вольт и, как в DDR, обычно увеличивается напряжение при разгоне процессора
• DDR3 - быстрый и новый тип памяти. Опять же, DDR3 развивает скорость больше чем DDR2, и таким образом самая низкая скорость такая же как и самая быстрая скорость DDR2. DDR3 потребляет электроэнергию меньше других видов оперативной памяти. DDR3 потребляет 1.5 вольт, и немного больше при разгоне процессора

Таблица 1: Технические характеристики оперативной памяти по стандартам JEDEC

JEDEC - Joint Electron Device Engineering Council (Объединенный инженерный совет по электронным устройствам)

Важнейшей характеристикой, от которой зависит производительность памяти, является ее пропускная способность, выражающаяся как произведение частоты системной шины на объем данных, передаваемых за один такт. Современная память имеет шину шириной 64 бита (или 8 байт), поэтому пропускная способность памяти типа DDR400, составляет 400 МГц х 8 Байт = 3200 Мбайт в секунду (или 3.2 Гбайт/с). Отсюда, следует и другое обозначение памяти такого типа - PC3200. В последнее время часто используется двухканальное подключение памяти, при котором ее пропускная способность (теоретическая) удваивается. Таким образом, в случае с двумя модулями DDR400 мы получим максимально возможную скорость обмена данных 6.4 Гбайт/с.

Но на максимальную производительность памяти также влияет такие важный параметры как "тайминги памяти".

Известно, что логическая структура банка памяти представляет собой двумерный массив - простейшую матрицу, каждая ячейка которой имеет свой адрес, номер строки и номер столбца. Чтобы считать содержимое произвольной ячейки массива, контроллер памяти должен задать номер строки RAS (Row Adress Strobe) и номер столбца CAS (Column Adress Strobe), из которых и считываются данные. Понятно, что между подачей команды и ее выполнением всегда будет какая-то задержка (латентность памяти), вот ее-то и характеризуют эти самые тайминги. Существует множество различных параметров, которые определяют тайминги, но чаще всего используются четыре из них:

• CAS Latency (CAS) - задержка в тактах между подачей сигнала CAS и непосредственно выдачей данных из соответствующей ячейки. Одна из важнейших характеристик любого модуля памяти;
• RAS to CAS Delay (tRCD) - количество тактов шины памяти, которые должны пройти после подачи сигнала RAS до того, как можно будет подать сигнал CAS;
• Row Precharge (tRP) - время закрытия страницы памяти в пределах одного банка, тратящееся на его перезарядку;
• Activate to Precharge (tRAS) - время активности строба. Минимальное количество циклов между командой активации (RAS) и командой подзарядки (Precharge), которой заканчивается работа с этой строкой, или закрытия одного и того же банка.

Если вы увидите на модулях обозначения "2-2-2-5" или "3-4-4-7", можете не сомневаться, это упомянутые выше параметры: CAS-tRCD-tRP-tRAS.

Стандартные значения CAS Latency для памяти DDR - 2 и 2.5 такта, где CAS Latency 2 означает, что данные будут получены только через два такта после получения команды Read. В некоторых системах возможны значения 3 или 1.5, а для DDR2-800, к примеру, последняя версия стандарта JEDEC определяет этот параметр в диапазоне от 4 до 6 тактов, при том, что 4 - экстремальный вариант для отборных "оверклокерских" микросхем. Задержка RAS-CAS и RAS Precharge обычно бывает 2, 3, 4 или 5 тактов, а tRAS - чуть больше, от 5 до 15 тактов. Естественно, чем ниже эти тайминги (при одной и той же тактовой частоте), тем выше производительность памяти. Например, модуль с латентностью CAS 2,5 обычно работает лучше, чем с латентностью 3,0. Более того, в целом ряде случаев быстрее оказывается память с меньшими таймингами, работающая даже на более низкой тактовой частоте.

В таблицах 2-4 предоставлены общие скорости памяти DDR, DDR2, DDR3 и спецификации:

Таблица 2: Общие скорости памяти DDR и спецификации

Таблица 3: Общие скорости памяти DDR2 и спецификации

Таблица 4: Общие скорости памяти DDR3 и спецификации

DDR3 можно назвать новичком среди моделей памяти. Модули памяти этого вида, доступны только около года. Эффективность этой памяти продолжает расти, только недавно достигла границ JEDEC, и вышла за эти границы. Сегодня DDR3-1600 (высшая скорость JEDEC) широко доступна, и все больше производителей уже предлагают DDR3-1800). Прототипы DDR3-2000 показаны на современном рынке, и в продажу должны поступить в конце этого года - начале следующего года.

Процент поступления на рынок модулей памяти DDR3, согласно с данными производителей, все еще небольшая, в пределах 1%-2%, и это значит, что DDR3 должен пройти длинный путь прежде чем будет соответствовать продажам DDR (все еще находиться в пределах 12%-16%) и это позволит DDR3 приблизиться к продажам DDR2. (25%-35% по показателям производителей).