| Длина строки | Тип памяти | Латентность псевдослучайного доступа, нс | ||
| Минимальная | Средняя* | Максимальная | ||
| 64 байта | DDR-400 | 28.0 | 31.4 | 31.6 |
| DDR2-533 | 29.3 | 30.5 | 34.8 | |
| 128 байт | DDR-400 | 46.6 | 54.6 | 54.6 |
| DDR2-533 | 51.9 | 52.7 | 58.9 | |
*латентность в условиях отсутствия разгрузки шины L2-RAM
Сравнивать «некорректные» величины, полученные при 64-байтном размере шага, которые, к тому же, весьма близки между собой, вряд ли имеет особый смысл — скорее можно считать, что они просто приведены для полноты картины. Гораздо интереснее сопоставить между собой более «объективные» значения, полученные при обходе цепочки с шагом, равным «эффективной» длине строки (128 байт). Результаты этих тестов вновь никак нельзя назвать неожиданными — очевидно, что по латентности DDR2 явно проигрывает DDR. На этот раз различие (если не учитывать «средние» значения, полученные в условиях отсутствия разгрузки шины) находится в пределах 8-11% в пользу DDR — несколько меньше, чем это было в двухканальном режиме (15-16%). Что, в общем-то, означает, что задействование двухканальности сказывается на латентности DDR2 чуть сильнее по сравнению с DDR.
Представленные результаты тестирования едва ли можно назвать «сенсационными», сколь бы то ни было оправдывающими использование памяти типа DDR2 на данный момент. Можно констатировать лишь нижеследующее: максимальная реальная ПСП памяти типа DDR2-533 действительно соответствует заявленному в спецификации значению порядка 4.3 ГБ/с в одноканальном режиме, и превышает ПСП памяти типа DDR-400 в том же одноканальном режиме. Тем не менее, это никак нельзя считать ее неоспоримым преимуществом. Хотя бы по той простой причине, что уже реально существующие на сегодняшний день чипсеты Intel i915/i925, поддерживающие DDR2, превосходно поддерживают двухканальный режим работы памяти. Что делает «одноканальную DDR2» совершенно непривлекательным вариантом, по сравнению хотя бы с той же «двухканальной DDR». Таким образом, основной вывод, который был сделан раньше, продолжает оставаться в силе — использование DDR2 оправдает себя, как минимум, не ранее того момента, когда появятся первые процессоры с частотой шины 1067 МГц и выше, что позволит преодолеть ограничение, накладываемое скоростью шины процессора на реальную пропускную способность подсистемы памяти в двухканальном режиме ее функционирования.
DDR2 - грядущая замена DDR. Теоретические основы и первые результаты низкоуровневого тестирования
DDR2 — новый стандарт памяти, утвержденный JEDEC (Joint Electronic Device Engineering Council), в состав которого входят многие производители микросхем и модулей памяти, а также чипсетов. Ранние версии стандарта были опубликованы уже в марте 2003 года, окончательно он был утвержден лишь в январе 2004 года и получил наименование DDR2 SDRAM SPECIFICATION, JESD79-2, ревизия A (JESD79-2A). DDR2 основывается на хорошо известной и зарекомендовавшей себя технологии DDR (Double Data Rate). Можно даже сказать так: «DDR2 начинается там, где заканчивается DDR». Другими словами, первые DDR2 будут работать на частотах, являющихся пределом для текущего поколения памяти DDR-400 (стандарт PC3200, тактовая частота 200 МГц), а ее дальнейшие варианты существенно его превзойдут. Первым поколением памяти DDR2, уже производимым в настоящее время такими вендорами, как Samsung, Infineon, Micron, Crucial, Kingston и Corsair, являются ее разновидности DDR2-400 и DDR2-533, работающие на частотах 200 МГц и 266 МГц, соответственно. Далее ожидается появление нового поколения модулей DDR2-667 и DDR2-800, хотя отмечается, что они вообще вряд ли появятся и, тем более, получат широкое распространение даже к концу этого года.
Справедливости ради стоит заметить, что память типа DDR2, как таковая, появилась уже довольно давно — конечно же, имеется в виду память на видеокартах. Тем не менее, эта разновидность DDR2 (называемая GDDR2), на самом деле, является особым типом памяти, разработанным специально для рынка видеокарт и слегка отличающимся от «десктопного» варианта DDR2, которому и посвящен настоящий обзор.
Итак, «десктопная» DDR2-SDRAM рассматривается как эволюционная замена текущего поколения памяти — DDR. Принцип ее функционирования абсолютно тот же — передача данных (на уровне модуля памяти) осуществляется по 64-разрядной шине по обеим частям синхросигнала (восходящему — «фронту», и нисходящему — «срезу»), что обеспечивает удвоенную эффективную скорость передачи данных по отношению к ее частоте. Разумеется, при этом в DDR2 реализован ряд нововведений, которые позволяют осуществить скачок к гораздо более высоким частотам (а, следовательно, большей пропускной способности) и большим емкостям массивов микросхем, с одной стороны, и уменьшенному энергопотреблению модулей, - с другой. За счет чего это достигается, мы увидим позже, а пока обратимся к «макроскопическим» фактам. Модули памяти типа DDR2 производятся в новом форм-факторе, в виде 240-контактных модулей DIMM, электрически не совместимых со слотами для модулей памяти типа DDR (по количеству выводов, расстоянию между выводами и цоколевке модулей). Таким образом, стандарт DDR2 не предусматривает обратной совместимости с DDR.
В представленной ниже таблице приведены утвержденные соглашения о наименованиях и спецификации первых трех стандартов DDR2. Легко заметить, что DDR2-400 характеризуется такой же пропускной способностью, как и ныне существующий тип памяти DDR-400.
| Скорость | Скорость | Частота | Скорость | Пропускная | Пропускная |
| DDR2-400 | PC2-3200 | 200 МГц | 400 МТ/с | 3.2 ГБ/с | 6.4 ГБ/с |
| DDR2-533 | PC2-4300 | 266 МГц | 533 МТ/с | 4.3 ГБ/с | 8.6 ГБ/с |
| DDR2-667 | PC2-5300 | 333 МГц | 667 МТ/с | 5.3 ГБ/с | 10.6 ГБ/с |
Первые модули памяти DDR2 будут поставляться в вариантах 256 МБ, 512 МБ и 1 ГБ. Тем не менее, стандарт предусматривает возможность построения модулей существенно большей емкости — вплоть до 4 ГБ, которые, однако, являются специализированными модулями (не совместимыми с десктопными вариантами, по крайней мере, на данный момент). В дальнейшем ожидается появление модулей, обладающих еще большей емкостью.
Чипы DDR2 будут изготавливаться с использованием упаковки типа FBGA (Fine Ball Grid Array), более компактной, чем традиционный вариант TSOP-II, позволяющей достичь больших емкостей микросхем при меньшем размере и улучшенных электрических и термических характеристиках. Такой метод упаковки уже используется некоторыми производителями DDR в качестве варианта, но является рекомендованным к использованию с точки зрения стандарта JEDEC.
Потребляемое модулями DDR2 напряжение, согласно стандарту — 1.8 V, что значительно меньше по сравнению с напряжением питания устройств DDR (2.5 V). Вполне ожидаемым (хотя и не столь очевидным) следствием этого факта является уменьшение энергопотребления, что важно для производителей, как ноутбуков, так и крупных рабочих станций и серверов, где проблема рассеиваемой модулями памяти мощности занимает далеко не последнее место.
Стандарт DDR2 включает в себя несколько важных изменений спецификации DDR, связанных с передачей данных, которые позволяют достигать более высоких частот при более низкой потребляемой мощности. Как именно достигается снижение рассеиваемой мощности при одновременном увеличении скорости модулей, мы рассмотрим прямо сейчас.
Главным изменением в DDR2 является возможность выборки сразу 4 бит данных за такт (4n-prefetch), в противоположность 2-битной выборке (2n-prefetch), реализованной в DDR. По существу, это означает, что на каждом такте шины памяти DDR2 осуществляет пересылку 4 бит информации из логических (внутренних) банков микросхемы памяти в буферы ввода-вывода по одной линии интерфейса данных, тогда как обычная DDR способна переслать лишь 2 бита за такт на линию. Довольно закономерно возникает вопрос — если это так, то почему же тогда эффективная пропускная способность DDR2-400 оказывается такой же, как и у обычной DDR-400 (3.2 ГБ/с), а не удвоенной?
Для ответа на этот вопрос сначала рассмотрим, как работает обычная память типа DDR-400. В этом случае, как ядро памяти, так и буферы ввода-вывода функционируют на частоте 200 МГц, а «эффективная» частота внешней шины данных, благодаря технологии DDR, равна 400 МГц. По правилу 2n-prefetch, на каждом такте памяти (200 МГц) по каждой линии интерфейса данных в буфер ввода-вывода поступает 2 бита информации. Задачей этого буфера является мультиплексирование/демультиплексирование (MUX/DEMUX) потока данных — по-простому, «перегонка» узкого высокоскоростного потока в широкий низкоскоростной, и наоборот. Поскольку в микросхеме памяти типа DDR SDRAM логические банки имеют ширину шины данных, соединяющую их и усилитель уровня, в два раза шире, чем от защелок на чтение до внешнего интерфейса, буфер данных включает в себя мультиплексор типа 2-1. В общем случае, поскольку микросхемы памяти, в отличие от модулей, могут иметь разную ширину шины данных — обычно это x4/x8/x16/x32, применение такой схемы MUX/DEMUX (2-1), реализованной в DDR, означает, что внутренний поток данных шириной X и частотой передачи Y от массива преобразуется во внешний поток шириной X/2 и частотой 2Y. Это называется балансом по пиковой пропускной способности.