Что такое ддр на оперативной памяти
DDR SDRAM
DDR SDRAM (от англ. Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory — синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных) — тип компьютерной памяти, используемой в вычислительной технике в качестве оперативной и видеопамяти. Пришла на смену памяти типа SDRAM.
При использовании DDR SDRAM достигается удвоенная скорость работы, нежели в SDRAM, за счёт считывания команд и данных не только по фронту, как в SDRAM, но и по спаду тактового сигнала. За счёт этого удваивается скорость передачи данных без увеличения частоты тактового сигнала шины памяти. Таким образом, при работе DDR на частоте 100 МГц мы получим эффективную частоту 200 МГц (при сравнении с аналогом SDR SDRAM). В спецификации JEDEC [1] есть замечание, что использовать термин «МГц» в DDR некорректно, правильно указывать скорость «миллионов передач в секунду через один вывод данных».
Специфическим режимом работы модулей памяти является двухканальный режим.
Содержание
Описание
Микросхемы памяти DDR SDRAM выпускаются в корпусах TSOP и (освоено позднее) корпусах типа BGA (FBGA), производятся по нормам 0,13 и 0,09-микронного техпроцесса:
Ширина шины памяти составляет 64 бита, то есть по шине за один такт одновременно передаётся 8 байт. В результате получаем следующую формулу для расчёта максимальной скорости передачи для заданного типа памяти: (тактовая частота шины памяти) x 2 (передача данных дважды за такт) x 8 (число байтов передающихся за один такт). Например, чтобы обеспечить передачу данных дважды за такт, используется специальная архитектура «2n Prefetch». Внутренняя шина данных имеет ширину в два раза больше внешней. При передаче данных сначала передаётся первая половина шины данных по фронту тактового сигнала, а затем вторая половина шины данных по спаду.
Помимо удвоенной передачи данных, DDR SDRAM имеет несколько других принципиальных отличий от простой памяти SDRAM. В основном, они являются технологическими. Например, был добавлен сигнал QDS, который располагается на печатной плате вместе с линиями данных. По нему происходит синхронизация при передаче данных. Если используется два модуля памяти, то данные от них приходят к контроллеру памяти с небольшой разницей из-за разного расстояния. Возникает проблема в выборе синхросигнала для их считывания, и использование QDS успешно это решает.
JEDEC устанавливает стандарты для скоростей DDR SDRAM, разделённых на две части: первая для чипов памяти, а вторая для модулей памяти, на которых, собственно, и размещаются чипы памяти.
Чипы памяти
В состав каждого модуля DDR SDRAM входит несколько идентичных чипов DDR SDRAM. Для модулей без коррекции ошибок (ECC) их количество кратно 4, для модулей с ECC — формула 4+1.
Спецификация чипов памяти
Характеристики чипов
Модули памяти
Модули DDR SDRAM выполнены в форм-факторе DIMM. На каждом модуле расположено несколько одинаковых чипов памяти и конфигурационный чип SPD. На модулях регистровой (registered) памяти также располагаются регистровые чипы, буферизующие и усиливающие сигнал на шине, на модулях нерегистровой (небуферизованной, unbuffered) памяти их нет.
Характеристики модулей
Чипы, как видно из их характеристики, имеют 4- или 8-ми битную шину данных. Чтобы обеспечить более широкую полосу (например, DIMM требует 64 бита и 72 бита для памяти с ECC), чипы связываются в ранги. Ранг памяти имеет общую шину адреса и дополняющие друг друга линии данных. На одном модуле может размещаться несколько рангов. Но если нужно больше памяти, то добавлять ранги можно и дальше, установкой нескольких модулей на одной плате и используя тот же принцип: все ранги сидят на одной шине, только чип селекты разные — у каждого свой. Большое количество рангов электически нагружает шину, точнее контроллер и чипы памяти, и замедляет их работу. Отсюда начали применять многоканальную архитектуру, которая позволяет также независимо обращаться к нескольким модулям.
Характеристики модулей и чипов, из которых они состоят, связаны.
Объём модуля равен произведению объёма одного чипа на число чипов. При использовании ECC это число дополнительно умножается на коэффициент 9/8, так как на каждый байт приходится один бит избыточности для контроля ошибок. Таким образом, один и тот же объём модуля памяти можно набрать большим числом (36) маленьких чипов или малым числом (9) чипов большего объёма.
Общая разрядность модуля равна произведению разрядности одного чипа на число чипов и равна произведению числа рангов на 64 (72) бита. Таким образом, увеличение числа чипов или использование чипов x8 вместо x4 ведёт к увеличению числа рангов модуля.
| Объём модуля | Количество чипов | Объём чипа | Организация | Количество строк (рангов) |
|---|---|---|---|---|
| 1 Гб | 36 | 256 Мбит | 64М x 4 | 2 |
| 1 Гб | 18 | 512 Мбит | 64М x 8 | 2 |
| 1 Гб | 18 | 512 Мбит | 128М x 4 | 1 |
В данном примере сравниваются возможные компоновки модуля серверной памяти объёмом 1 Гб. Из представленных вариантов следует предпочесть первый или третий, так как они используют чипы x4, поддерживающие продвинутые методы исправления ошибок и защиты от сбоев. При необходимости использовать одноранговую память остаётся доступен только третий вариант, однако в зависимости от текущей стоимости чипов объёмом 256 Мбит и 512 Мбит он может оказаться дороже первого.
Спецификация модулей памяти
| Спецификация | Тактовая частота шины памяти | Максимальная теоретическая пропускная способность памяти | |
|---|---|---|---|
| в одноканальном режиме | в двухканальном режиме | ||
| PC1600* (DDR200) | 100 МГц | 1600 Мбайт/сек | 3200 Мбайт/сек |
| PC2100* (DDR266) | 133 МГц | 2133 Мбайт/сек | 4267 Мбайт/сек |
| PC2400 (DDR300) | 150 МГц | 2400 Мбайт/сек | 4800 Мбайт/сек |
| PC2700* (DDR333) | 166 МГц | 2667 Мбайт/сек | 5333 Мбайт/сек |
| PC3200* (DDR400) | 200 МГц | 3200 Мбайт/сек | 6400 Мбайт/сек |
| PC3500 (DDR433) | 217 МГц | 3467 Мбайт/сек | 6933 Мбайт/сек |
| PC3700 (DDR466) | 233 МГц | 3733 Мбайт/сек | 7467 Мбайт/сек |
| PC4000 (DDR500) | 250 МГц | 4000 Мбайт/сек | 8000 Мбайт/сек |
| PC4200 (DDR533) | 267 МГц | 4267 Мбайт/сек | 8533 Мбайт/сек |
Примечание 1: стандарты, помеченные символом «*», официально сертифицированы JEDEC. Остальные типы памяти не сертифицированы JEDEC, хотя их и выпускали многие производители памяти, а большинство выпускавшихся в последнее время материнских плат поддерживали данные типы памяти.
Примечание 2: выпускались модули памяти, работающие и на более высоких частотах (до 350 МГц, DDR700), но эти модули не пользовались большим спросом и выпускались в малом объёме, кроме того, они имели высокую цену.
Размеры модулей также стандартизированы JEDEC.
Надо заметить, что нет никакой разницы в архитектуре DDR SDRAM с различными частотами, например, между PC1600 (работает на частоте 100МГц) и PC2100 (работает на частоте 133МГц). Просто стандарт говорит о том, на какой гарантированной частоте работает данный модуль.
Модули памяти DDR SDRAM можно отличить от обычной SDRAM по числу выводов (184 вывода у модулей DDR против 168 выводов у модулей с обычной SDRAM) и по ключу (вырезы в области контактных площадок) — у SDRAM два, у DDR — один. Согласно JEDEC, модули DDR400 работают при напряжении питания 2,6 В, а все более медленные — при напряжении 2,5 В. Некоторые скоростные модули для достижения высоких частот работают при больших напряжениях, до 2,9 В.
Большинство последних чипсетов с поддержкой DDR позволяли использовать модули DDR SDRAM в двухканальном, а некоторые чипсеты и в четырёхканальном режиме. Данный метод позволяет увеличить в 2 или 4 раза соответственно теоретическую пропускную способность шины памяти. Для работы памяти в двухканальном режиме требуется 2 (или 4) модуля памяти, рекомендуется использовать модули, работающие на одной частоте и имеющие одинаковый объём и тайминги (ещё лучше использовать абсолютно одинаковые модули).
Сейчас модули DDR практически вытеснены модулями типов DDR2 и DDR3, которые в результате некоторых изменений в архитектуре позволяют получить бо́льшую пропускную способность подсистемы памяти. Ранее главным конкурентом DDR SDRAM являлась память типа RDRAM (Rambus), однако ввиду наличия некоторых недостатков со временем была практически вытеснена с рынка.
Примечания
Литература
В. Соломенчук, П. Соломенчук Железо ПК. — 2008. — ISBN 978-5-94157-711-8
Гук М. Ю. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. — Питер, 2006. — 1072 с.
Копейкин М. В., Спиридонов В. В., Шумова Е. О. Организация ЭВМ и систем. (Память ЭВМ): Учебн. Пособие. — СПб, 20064. — 153 с.
Как узнать тип оперативной памяти: DDR, DDR2, DDR3 или DDR4
Что такое оперативная память
Оперативная память (RAM, ОЗУ) является одним из ключевых компонентов не только для стационарных ПК, но и для ноутбуков, планшетов, и даже игровых приставок. Если чип памяти внезапно будет извлечен, то скорость работы устройства упадет в разы. Представьте, что посреди перелета через Евразию вас пересадили с самолета на поезд, ощущения будут примерно такими же. Даже недостаток памяти в 1 Гб скажется на производительности ПК.
Чтобы понять задачу устройства в компьютерном “биоме”, нужно сравнить его с другими компонентами, отвечающими за хранение информации. Изучив комплектацию разных компьютеров в интернет-магазинах, мы видим три типа устройств памяти: RAM, SSD и HDD. Каждое устройство имеет свои подтипы, но нас интересует только их назначение.
Другими словами, RAM выступает “реактивным” накопителем, обрабатывающим то колоссальное количество информации различных приложений, с которыми не может справиться ни один другой тип памяти.
Поскольку ОЗУ является кратковременной памятью, она не предназначена для долгосрочной работы с одним процессом. Поэтому, закрывая его, оперативная память “забывает” все использованные ранее данные и незамедлительно переключается на новую задачу. Эта особенность делает ОЗУ идеальным устройством для обработки множества высокоскоростных задач, которые на нее перенаправляет операционная система.
Каковы основные характеристики оперативной памяти и зачем их знать
Итак, чем больше объём оперативной памяти, тем лучше, и именно поэтому пользователи нередко устанавливают на ПК дополнительный модуль ОЗУ. Однако нельзя вот так просто взять, пойти в магазин, купить любую память и подключить её к материнской плате. Если она будет выбрана неправильно, компьютер не сможет работать или ещё хуже, это приведёт к тому, что ОЗУ попросту выйдет из строя. Поэтому так важно знать её ключевые характеристики. К таковым относятся:
Если вы устанавливаете дополнительную память, то она должна иметь те же объём, тип и частоту, что и основная. Если же производится полная замена оперативной памяти, внимание нужно обращать на поддержку заменяемой ОЗУ материнской платой и процессором с одним лишь нюансом. Если на ПК используются процессоры Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, соответствие частоты памяти и материнской платы необязательно, потому что у всех этих процессоров контроллер ОЗУ располагается в самом процессоре, а не в северном мосту материнской платы. То же самое касается процессоров AMD.
Обозначение и маркировка на планке ОЗУ
Вообще, на планке памяти, обычно, всегда присутствует наклейка со всей необходимой информацией: производитель, объем памяти, скорость работы, типа памяти, тайминги.
Рассмотрю на примере одной из планок (дабы они все аналогичные, и разобрав одну — по остальным вы разберетесь и без меня ☝).
2GB 1Rx8 PC3-12800S-11-11-8B2 — что означают эти цифры:
Маркировка на планке памяти
Кстати, при помощи таблицы ниже, вы можете перевести обозначение PC3-12800 — в стандартное название — DDR3-1600 (что кстати, также порой указывается на планках ОЗУ).
Таблица со спецификацией стандартов (DDR3)
Стандартное названиеЧастота шины, МГцЭффективная (удвоенная) скорость, млн. передач/сНазвание модуляПиковая скорость передачи данных при 64-битной шине данных в одноканальном режиме, МБ/с
| DDR3‑800 | 400 | 800 | PC3‑6400 | 6400 |
| DDR3‑1066 | 533 | 1066 | PC3‑8500 | 8533 |
| DDR3‑1333 | 667 | 1333 | PC3‑10600 | 10667 |
| DDR3‑1600 | 800 | 1600 | PC3‑12800 | 12800 |
| DDR3‑1866 | 933 | 1866 | PC3‑14900 | 14933 |
| DDR3‑2133 | 1066 | 2133 | PC3‑17000 | 17066 |
| DDR3‑2400 | 1200 | 2400 | PC3‑19200 | 19200 |
DDR4 — спецификация стандартов
DDR2, DDR3, DDR4 как отличить?
Довольно часто приходится слышать вопросы, как различать память разных типов, например, DDR2, DDR3, DDR4 (особенно начинающие пользователи бояться при покупке доп. памяти к себе на ПК).
Вообще, самый простой вариант — используйте и читайте маркировку на планке с памятью. Если на самой планке нет маркировки, мой совет — вообще откажитесь от покупки такой памяти!
Также, прежде чем покупать память, проверьте какая плашка вам подойдет (об этом выше), посмотрите, какая у вас уже стоит на ПК (и подберите аналог).
Статья о том, как правильно выбрать оперативную память для ноутбука
Кроме этого, обратите внимание, что планки разного типа (те же DDR2 и DDR3) отличаются еще и геометрией! На фото ниже представлена линейка и планки разных типов.
Ddr1 DDR2, DDR3 — как отличить планки (размер в см.)
Кстати, планка памяти для ноутбука короче, чем для стационарного компьютера. Обозначается она, обычно, SO-DIMM (для ПК просто DIMM).
Обратите внимание, что планку от ноутбука через спец. переходник можно поставить в компьютер, планку же от ПК поставить в ноутбук не удастся — она просто не влезет в компактный корпус устройства!
Планки памяти для ПК и ноутбука
Типы оперативной памяти
RAM — обобщенное понятие. В большинстве случаев его используют, обсуждая классический тип ОЗУ — DRAM (динамическая память с произвольным доступом). Для большинства же современных систем начали применять другой тип — SDRAM (синхронная динамическая память). Однако, терминология не имеет принципиального значения. У каждого типа есть свои тонкости, но они не принципиальны.
В 2019 году самым распространенным видом оперативной памяти является DDR4. Хотя на старых устройствах вы вполне можете найти модули DDR3. Цифры рядом с буквенным обозначением ОЗУ говорят нам о поколении оперативной памяти; а с повышением числового значения растет и пропускная способность устройства. Чем выше показатель МГц в характеристиках RAM, тем более высокая у нее производительность.
Другим типом оперативной памяти является VRAM. Особую популярность она приобрела в среде геймеров, поскольку отвечает за обработку графической составляющей приложений. Технически такая память называется Graphics DDR SDRAM. Или, в зависимости от поколения, например, GDDR5.
Отличия типов памяти
Оперативная память современности — это DDR (данные передаются с двойной скоростью), цифра в названии разновидностей (DDR2, DDR3 или DDR4) означает порядковый номер поколения, чем она выше, тем новее и соответственно мощнее ОЗУ. DDR и DDR2 давно устарели, DDR3 тоже уже сняты с производства, но продолжают использоваться во многих ПК, DDR4 – ОЗУ последнего поколения. Отличия оперативной памяти по типам я привёл в таблице ниже.
| Наименование | Год выпуска | Напряжение | Объём | Частота |
| DDR | 2000 (не применялась до 2002) | 2,5 В и 2,6 В | не более 1 ГБ | 100-200 МГц |
| DDR2 | 2004 | 1,8 В | до 2 ГБ | 533 МГц |
| DDR3 | 2007 | 1,5 В и 1,65 В | до 8 ГБ | базовая 1066 МГц, но может быть и 1600 МГц |
| DDR4 | 2013 | 1,05 В, 1,2 В или 1,35 В | до 32 ГБ и это, вероятно, ещё не предел | база от 2133 МГц |
Как узнать, сколько оперативной памяти, средствами Windows
Выше мы вкратце разобрали, как определить, какая оперативная память стоит на компьютере путём визуального осмотра модуля, теперь давайте узнаем, как узнать её объём средствами операционной системы. В Windows 7/10 для этого есть встроенная утилита msinfo32.exe. Нажатием клавиш Win+R вызовите диалоговое окошко «Выполнить», введите команду msinfo32 и нажмите Enter.
В основном разделе открывшегося окна сведений о системе найдите пункт «Установленная оперативная память (RAM)» и посмотрите её объём в Гб.
Вместо утилиты msinfo32.exe для определения объёма ОЗУ можно воспользоваться другим встроенным компонентом – средством диагностики DirectX. Запускается он командой dxdiag, объём памяти отображается в мегабайтах на первой вкладке «Система».
Визуальный осмотр
Самый простой способ узнать основные параметры установленной в компьютере оперативной памяти – это осмотреть модуль уже установленного ОЗУ. Для этого предварительно необходимо отключить питание компьютера, после чего снять крышку и вытащить планку (для ее извлечения потребуется ослабить зажимы с обеих сторон). На ней должна быть наклейка с ключевой информацией об ОЗУ.
Плюсы визуального осмотра:
Минусы визуального осмотра:
Средствами BIOS
Через среду BIOS или UEFI можно определить основные параметры оперативной памяти, установленной в компьютере. Для этого нужно до начала загрузки операционной системы, то есть сразу после включения компьютера, нажимать Del, чтобы перейти в настройки BIOS. Далее действовать придется в зависимости от версии BIOS или UEFI:
Chipset. Обратите внимание: в различных версиях BIOS место расположения информации об оперативной памяти может отличаться.
Плюсы определения параметров оперативной памяти средствами BIOS:
Минусы получения сведений об оперативной памяти средствами BIOS:
AIDA64
Одна из наиболее известных программ, которая позволяет просмотреть и провести диагностику всего оборудования, подключенного к компьютеру — AIDA64 Extreme. Это отличное решение для тех, кто хочет знать о своем ПК как можно больше. Также с помощью данного продукта можно узнать информацию и про операционную систему, установленное программное обеспечение, сеть и сторонние подключаемые устройства.
Утилита с простым интерфейсом, но хорошим функционалом.
HWiNFO64-32
Ещё одной универсальной программой для получения данных о системе, включая сведения об ОЗУ, является HWiNFO32-64.
Она обладает примерно теми же возможностями, что и AIDA64, однако отличается от неё возможностью бесплатного скачивания полноценной версии и наличием portable-версии, которую даже не придётся устанавливать на компьютер.
Все про оперативную память DDR
Оперативная память DDR или DDR SDRAM позволила сделать существенный скачок в развитии скорости передачи данных, да и вообще в работе персональных компьютеров.
Отличие от SDRAM
Оперативная память DDR это усовершенствованный стандарт память SDRAM и является ее логическим усовершенствованием.
Такой тип памяти работает со скоростью в два раза превышающую скорость работы памяти SDRAM.
Это было достигнуто за счет того, что передача данных в данном типе памяти осуществляется два раза за один цикл. Но ни как за счет удвоения частоты работы, как могут подумать многие.
Передача данных осуществляется два раза. В начале цикла первый раз, в конце цикла второй раз. При этом, как было уже сказано, ни частота, ни синхронизирующие сигналы не были изменены.
Сравнение работы памяти SDRAM и памяти DDR можно увидеть на скриншоте.
Оперативная память DDR впервые появилась в 2000 году, но системные платы и наборы микросхем, которые начали поддерживать этот стандарт, появились с запозданием в 2001 году.
Модуль DIMM памяти DDR уже был 184 контактный, соответственно установить его в старые системные платы, которые поддерживали стандарт PC133, уже не представлялось возможным.
Отличия разных типов модулей ОЗУ смотрите ниже.
Еще положительным моментом в работе памяти DDR, помимо удвоенной скорости работы, это напряжение с которой данная память работает. Равно оно 2,5 В. Что существенно уменьшило теплоотдачу при работе компьютера.
Ниже приведен скриншот, в котором можно посмотреть основные характеристики модулей памяти DDR.
Однако следует понимать, что данные значения относятся только к одной планки модуля.
Но уже тогда и естественно сейчас установленные в компьютер наборы микросхем поддерживают двух канальный режим работы оперативной памяти DDR.
Но для этого следует установить хотя бы два модуля, а лучше четыре, если позволяет системная плата.
Как добиться максимальной производительности компьютера
Наивысшая производительность компьютера может быть достигнута только тогда, когда пропускные возможности процессора и оперативной памяти совпадают.
Поэтому для того, чтобы добиться наивысшей производительности компьютера, нужно понимать какая память ОЗУ, в оптимальной комплектации, подойдет для конкретной модели процессора.
К примеру, у нас есть процессор Pentium 4, частота работы шины которого 800 МГц. Этот пример больше подходит для середины 2000 – х, но в принципе, его можно применить и к современным моделям компьютеров.
За одни такт данный процессор передает 8 байт информации. Но у него частота работы 800 МГц. Значит, умножаем 800 МГц на 8 и получаем цифру 6 400 Мбайт/с.
Так, с процессором мы разобрались. Теперь подбираем ОЗУ.
Так как память DDR работает в двух канальном режиме, то нам нужны два модуля памяти PC3200. Скорость передачи данных одного модуля 3200 Мбайт/с, а два модуля будут передавать 3200 умножаем на 2, равно 6400 Мбайт/с.
При этом будет происходить полный синхронный обмен данными между процессором и оперативной памятью, что предотвратить какие-либо задержки в работе компьютера.
Итак, мы рассмотрели основные характеристики оперативной памяти DDR и основные отличия ее от памяти SDRAM.
Научились правильно подбирать оперативную память компьютера и процессор для оптимальной работы системы.
В следующей статье рассмотрим DDR2, которая так же является еще одним связующим звеном в эволюции развития оперативной памяти компьютера.