Мы продолжаем цикл статей, посвященный изучению важнейших характеристик модулей памяти DDR2 на низком уровне с помощью универсального тестового пакета RightMark Memory Analyzer. Цель этого исследования заключается в предоставлении информации о совместимости данного модуля памяти данного производителя с различным набором материнских плат, основанных на различных чипсетах. В настоящей статье рассмотрены 256-МБ модулеи памяти Excalibrus DDR2-533 (которые, как выяснилось позже, оказались инженерными сэмплами, о чем ниже). Информация о производителе модуля
Производитель модуля: Excalibrus Technologies
Производитель микросхем модуля: Samsung Semiconductor
Сайт производителя модуля (российское предст-во): www.excalibrus.ru/
Сайт производителя микросхем: www.samsung.com/Products/Semiconductor/Внешний вид модуля
Фото модуля памяти
Фото микросхемы памяти
Part Number модуля и микросхемыРасшифровка Part Number модуля
Описание системы назначения Part Number модулей памяти Excalibrus: www.excalibrus.ru/product03.shtml
Поле | Значение | Расшифровка |
---|---|---|
1 | E | Наименование производителя: «E» = Excalibrus |
2 | K | Тип памяти: «K» = DDR2 |
3 | Тип модуля (отсутствует) | |
4-7 | 4300 | Скорость: «4300» = DDR2-533 |
8-10 | 256 | Емкость: «256» = 256 МБ |
11 | B | Тип оболочки микросхемы: «B» = BGA (TSCP) |
12-15 | 32M8 | Организация микросхем: «32M8» = 32M x8 |
16-17 | SP | Код производителя микросхем: «SP» = Samsung |
18 | S | Техническая информация |
Расшифровка Part Number микросхемы
- Описание технических характеристик (data sheet) 256-Мбит микросхем памяти DDR2 Samsung
- Описание общей системы назначения Part Number микросхем памяти Samsung
Поле | Значение | Расшифровка |
---|---|---|
1 | K | Тип устройства: «K» = память |
2 | 4 | Подтип устройства: «4» = DRAM |
3 | T | Мини-классификация: «T» = DDR2 |
4-5 | 56 | Емкость: «56» = 256Mbit |
6-7 | 08 | Ширина внешнего интерфейса микросхем памяти: 08 = x8 |
8 | 3 | Количество внутренних банков: «3» = 4 банка |
9 | Q | Интерфейс, VDD, VDDQ: «Q» = SSTL, 1.8V, 1.8V |
10 | F | Поколение: «F» = 7-е поколение |
11 | | Разделитель (всегда «») |
12 | G | Упаковка: «G» = FBGA |
13 | C | Температурный режим / энергопотребление: «C» = нормальное |
14-15 | D5 | Скоростные характеристики: «D5» = DDR2-533 (266 МГц, 4-4-4) |
16-18 | (пусто) | Зарезервировано (Customer List Reference) |
Технические характеристики микросхем модуля выглядят стандартно для микросхем модулей памяти DDR2-533, рассчитанных на функционирование при частоте 266 МГц. Данные микросхемы SPD модуля
Описание общего стандарта SPD:
Описание специфического стандарта SPD для DDR2:
- JEDEC Standard No. 21-C, 4.1.2.10 — Appendix X: Specific SPDs for DDR2 SDRAM (Revision 1.0)
- JC-45 Appendix X: Specific PD's for DDR2 SDRAM (Revision 1.1)
Параметр | Байт | Значение | Расшифровка |
---|---|---|---|
Фундаментальный тип памяти | 2 | 08h | DDR2 SDRAM |
Общее количество адресных линий строки модуля | 3 | 0Dh | 13 (RA0-RA12) |
Общее количество адресных линий столбца модуля | 4 | 0Ah | 10 (CA0-CA9) |
Общее количество физических банков модуля памяти | 5 | 60h | 1 физический банк |
Внешняя шина данных модуля памяти | 6 | 40h | 64 бит |
Уровень питающего напряжения | 8 | 05h | SSTL 1.8V |
Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при максимальной задержке CAS# (CL X) | 9 | 3Dh | 3.75 нс (266.7 МГц) |
Тип конфигурации модуля | 11 | 00h | Non-ECC |
Тип и способ регенерации данных | 12 | 02h | 7.8125 мс 0.5x сокращенная регенерация |
Ширина внешнего интерфейса шины данных (тип организации) используемых микросхем памяти | 13 | 08h | x8 |
Ширина внешнего интерфейса шины данных (тип организации) используемых микросхем памяти ECC-модуля | 14 | 00h | Не определено |
Длительность передаваемых пакетов (BL) | 16 | 0Ch | BL = 4, 8 |
Количество логических банков каждой микросхемы в модуле | 17 | 04h | 4 |
Поддерживаемые длительности задержки CAS# (CL) | 18 | 38h | CL = 3, 4, 5 |
Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при уменьшенной задержке CAS# (CL X-1) | 23 | 3Dh | 3.75 нс (266.7 МГц) |
Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при уменьшенной задержке CAS# (CL X-2) | 25 | 00h | Не определено |
Минимальное время подзарядки данных в строке (tRP) | 27 | 3Ch | 15.0 нс 4, CL = 5, 4 |
Минимальная задержка между активизацией соседних строк (tRRD) | 28 | 1Eh | 7.5 нс 2, CL = 5, 4 |
Минимальная задержка между RAS# и CAS# (tRCD) | 29 | 3Ch | 15.0 нс 4, CL = 5, 4 |
Минимальная длительность импульса сигнала RAS# (tRAS) | 30 | 2Dh | 45.0 нс 12, CL = 5, 4 |
Емкость одного физического банка модуля памяти | 31 | 40h | 256 МБ |
Период восстановления после записи (tWR) | 36 | 3Ch | 15.0 нс 4, CL = 5, 4 |
Внутренняя задержка между командами WRITE и READ (tWTR) | 37 | 1Eh | 7.5 нс 2, CL = 5, 4 |
Внутренняя задержка между командами READ и PRECHARGE (tRTP) | 38 | 1Eh | 7.5 нс 2, CL = 5, 4 |
Минимальное время цикла строки (tRC) | 41, 40 | 3Ch, 00h | 60.0 нс 16, CL = 5, 4 |
Период между командами саморегенерации (tRFC) | 42, 40 | 4Bh, 00h | 75.0 нс 20, CL = 5, 4 |
Максимальная длительность периода синхросигнала (tCKmax) | 43 | 80h | 8.0 нс |
Номер ревизии SPD | 62 | 10h | Ревизия 1.0 |
Контрольная сумма байт 0-62 | 63 | 51h | 81 (верно) |
Идентификационный код производителя по JEDEC | 64-71 | 00h | Не определено |
Part Number модуля | 73-90 | | KLBB68K-38OP4-SAA |
Дата изготовления модуля | 93-94 | 04h, 00h | 2004 год (номер недели не определен) |
Серийный номер модуля | 95-98 | 00h, 00h, 00h, 00h | Не определено |
Содержимое SPD выглядит не вполне типично. Прежде всего, рассматриваемый модуль способен функционировать при трех различных задержках CAS# (5, 4 и 3), однако значения периода синхросигнала прописаны только для первых двух (CL X = 5 и CL X-1 = 4) и составляет 3.75 нс (частота 266.7 МГц). Схема таймингов памяти для этих случаев может быть записана как 5-4-4-12 и 4-4-4-12. Временной цикл, соответствующий минимальному значению tCL (CL X-2 = 3), в данных SPD не определен, таким образом, модуль как бы не рассчитан на функционирование при частотах, отличных от 266.7 МГц. Во-вторых, внимания заслуживает отсутствие кода производителя (байты 64-71), что намного более типично для модулей класса No Name, нежели Brand-модулей. На самом деле, разгадка проста производителю Excalibrus Technologies пока не присвоен код производителя по классификации JEDEC (в использованной на момент тестирования ревизии документа: JEP106P, датированной маем 2004 года). Наконец, прописанный в SPD Part Number (байты 73-90), мягко говоря, отличается от указанного на самом модуле. А если копать дальше, довольно быстро выясняется, что он соответствует формату номеров модулей памяти... KingMax DDR2! (для примера, исследованные ранее модули KingMax DDR2-533 имеют Part Number KLBB68K-38MP4-MAA). Нестыковочки, как говорится, налицо. Что ж, нам остается только надеяться, что указанные проблемы были устранены производителем до начала производства и массовых поставок серийных образцов модулей (о чем вновь ниже). Конфигурации тестовых стендов и ПО
Тестовый стенд №1
- Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
- Чипсет: Intel 925X
- Материнская плата: Gigabyte 8ANXP-D, версия BIOS F1 от 06/07/2004
- Память: 2x256 МБ Excalibrus DDR2-533
- Видео: Leadtek PX350 TDH, nVidia PCX5900
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
- Драйверы: nVidia Forceware 62.01, Intel Chipset Utility 6.0.1.1002, DirectX 9.0c
Тестовый стенд №2
- Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
- Чипсет: Intel 925X
- Материнская плата: MSI 925X Neo, версия BIOS от 06/18/2004
- Память: 2x256 МБ Excalibrus DDR2-533
- Видео: Leadtek PX350 TDH, nVidia PCX5900
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
- Драйверы: nVidia Forceware 62.01, Intel Chipset Utility 6.0.1.1002, DirectX 9.0c
Тестовый стенд №3
- Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
- Чипсет: Intel 915P
- Материнская плата: MSI 915P Neo2, версия BIOS V1.3B0 от 09/08/2004
- Память: 2x256 МБ Excalibrus DDR2-533
- Видео: Leadtek PX350 TDH, nVidia PCX5900
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
- Драйверы: nVidia Forceware 62.01, Intel Chipset Utility 6.0.1.1002, DirectX 9.0c
Тестовый стенд №4
- Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
- Чипсет: Intel 915P
- Материнская плата: ECS PF4 Extreme, версия BIOS от 06/01/2004
- Память: 2x256 МБ Excalibrus DDR2-533
- Видео: Leadtek PX350 TDH, nVidia PCX5900
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
- Драйверы: nVidia Forceware 62.01, Intel Chipset Utility 6.0.1.1002, DirectX 9.0c
Тестовый стенд №5
- Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
- Чипсет: Intel 915G
- Материнская плата: MSI 915G Combo, версия BIOS 080011 от 07/14/2004
- Память: 2x256 МБ Excalibrus DDR2-533
- Видео: Leadtek PX350 TDH, nVidia PCX5900
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
- Драйверы: nVidia Forceware 62.01, Intel Chipset Utility 6.0.1.1002, DirectX 9.0c
Тестовый стенд №6
- Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
- Чипсет: Intel 925XE
- Материнская плата: ECS PF21 Extreme, версия BIOS от 12/07/2004
- Память: 2x256 МБ Excalibrus DDR2-533
- Видео: Leadtek PX350 TDH, nVidia PCX5900
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
- Драйверы: nVidia Forceware 62.01, Intel Chipset Utility 6.0.1.1002, DirectX 9.0c
Тестовый стенд №7
- Процессор: Intel Pentium 4 3.6 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2), реальная частота 3.73 ГГц (266x14)
- Чипсет: Intel 925XE
- Материнская плата: ECS PF21 Extreme, версия BIOS от 12/07/2004
- Память: 2x256 МБ Excalibrus DDR2-533
- Видео: Leadtek PX350 TDH, nVidia PCX5900
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
- Драйверы: nVidia Forceware 62.01, Intel Chipset Utility 6.0.1.1002, DirectX 9.0c
Согласно принятой нами методике, тестирование модулей памяти проводится в двух режимах. Первая серия тестов (производительности подсистемы памяти) проводится в штатном режиме, т.е. при стандартной частоте (в нашем случае 266.7 МГц) и со стандартными значениями таймингов, устанавливаемыми BIOS-ом материнской платы по умолчанию по данным микросхемы SPD (Memory Timings: «by SPD»). Вторая серия тестов (стабильности) осуществляется в «экстремальном» режиме при сохранении штатной частоты, но выставлении минимально возможных значений таймингов для данного модуля на данной материнской плате.
Тесты производительности
Как отмечалось выше, модули памяти Excalibrus DDR2-533 могут функционировать на частоте 266.7 МГц при двух различных схемах таймингов, 5-4-4-12 и 4-4-4-12. В первой серии тестов все материнские платы автоматически выставили схему таймингов 4-4-4-12, как наиболее типичную для данного типа памяти.
Параметр* | Стенд 1 | Стенд 2 | Стенд 3 | Стенд 4 | Стенд 5 | Стенд 6 | Стенд 7** |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Тайминги | 4-4-4-12 | | 4-4-4-12 | 4-4-4-12 | | | 4-4-4-12 |
Средняя ПСП на чтение, МБ/с | 4913 | | 4804 | 4790 | | | 6941 |
Средняя ПСП на запись, МБ/с | 1942 | | 2027 | 2030 | | | 2256 |
Макс. ПСП на чтение, МБ/с | 6470 | | 6493 | 6447 | | | 8254 |
Макс. ПСП на запись, МБ/с | 4287 | | 4324 | 4309 | | | 5693 |
Минимальная латентность*** псевдослучайного доступа, нс | 48.5 | | 50.7 | 50.8 | | | 43.1 |
Максимальная латентность*** псевдослучайного доступа, нс | 55.7 | | 57.9 | 58.9 | | | 50.5 |
Минимальная латентность*** случайного доступа, нс | 117.9 | | 121.7 | 122.4 | | | 105.7 |
Максимальная латентность*** случайного доступа, нс | 136.9 | | 140.3 | 141.0 | | | 123.2 |
*жирным шрифтом отмечены наилучшие показатели (при прочих равных условиях)
**частота FSB 266.7 МГц
***размер блока 16 МБ, методика №1
Прежде всего, следует отметить неработоспособность модулей на трех из семи используемых моделей материнских плат. Наиболее вероятная причина этого явления неспособность некоторых BIOS выставить корректные значения таймингов по содержимому SPD модулей (возможно, в связи с отсутствием в последнем значения времени цикла, соответствующего CL X-2). Косвенным подтверждением этого является факт, что плата ECS PF21 Extreme отказывалась функционировать с данными модулями при стандартных настройках (стенд №6), но заработала с предварительно выставленными вручную установками таймингов (4-4-4-12), необходимых для функционирования в режиме 266.7-МГц системной шины (стенд №7).
Переходя к самим характеристикам подсистемы памяти, заметный отрыв упомянутой выше платы (стенд №7) обусловлен благодаря чипсету i925XE, способному функционировать при частоте FSB 266.7 МГц. С одной стороны, это увеличивает пиковую теоретическую ПС процессорной шины до 8.33 ГБ/с, с другой стороны обеспечивает синхронный режим работы подсистемы памяти (соотношение частот FSB:DRAM = 1:1).
Среди плат с пока что превалирующей 200-МГц системной шиной на чипсетах 915-й и 925-й серии по большинству параметров лидирует Gigabyte 8ANXP-D (стенд №1), остальные модели показывают примерно равный результат.
Тесты стабильности
Значения таймингов памяти варьировались «на ходу» при помощи встроенной в тестовый пакет RMMA функциональности изменения настроек подсистемы памяти. Устойчивость функционирования последней в более «жестком» режиме определялась с помощью специальной вспомогательной утилиты TestMem.
Минимальные значения таймингов, которые нам удалось выставить на материнских платах (из числа «совместимых» с данными модулями памяти) 4-3-4 (в скобках заметим, что значение последнего тайминга (tRAS), прописанное в конфигурационных регистрах чипсета, данными модулями игнорируется; его можно выставить любым от 4 до 15 без каких-либо очевидных изменений. Подобное поведение не является чем-то принципиально новым, мы уже неоднократно сталкивались с ним в наших предыдущих исследованиях).
Параметр* | Стенд 1 | Стенд 2 | Стенд 3 | Стенд 4 | Стенд 5 | Стенд 6 | Стенд 7** |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Тайминги | 4-3-4 | | 4-3-4 | 4-3-4 | | | 4-3-4 |
Средняя ПСП на чтение, МБ/с | 4952 | | 4828 | 4804 | | | 6948 |
Средняя ПСП на запись, МБ/с | 2018 | | 2027 | 2170 | | | 2428 |
Макс. ПСП на чтение, МБ/с | 6496 | | 6511 | 6478 | | | 8260 |
Макс. ПСП на запись, МБ/с | 4287 | | 4324 | 4309 | | | 5694 |
Минимальная латентность*** псевдослучайного доступа, нс | 48.3 | | 50.5 | 50.8 | | | 43.1 |
Максимальная латентность*** псевдослучайного доступа, нс | 55.5 | | 57.6 | 58.0 | | | 50.3 |
Минимальная латентность*** случайного доступа, нс | 114.7 | | 117.9 | 118.6 | | | 102.5 |
Максимальная латентность*** случайного доступа, нс | 133.9 | | 136.9 | 137.7 | | | 120.1 |
*жирным шрифтом отмечены наилучшие показатели (при прочих равных условиях)
**частота FSB 266.7 МГц
***размер блока 16 МБ, методика №1
Использование несколько более «скоростной» схемы таймингов (4-3-4) не изменяет общую картину производительности подсистемы памяти, которую мы увидели выше. Результат вполне ожидаем, учитывая одинаковые установки таймингов и частоты FSB на всех материнских платах. Итоги
Исследованные модули памяти Excalibrus DDR2-533 проявляют хорошую производительность (максимальная реальная ПСП близка к теоретической), умеренную «разгоняемость по таймингам» (функционируют при уменьшении tRCD на единицу относительно номинала) и хорошую стабильностью функционирования в «разогнанных» условиях. Тем не менее, нельзя не отметить весьма посредственную совместимость с использованными в тестах материнских плат, основанных на чипсетах серии i915P/G и i925X/XE. Наилучшие характеристики подсистемы памяти (при 200-МГц частоте системной шины и прочих равных условиях) данные модули показывают на материнской плате Gigabyte 8ANXP-D.
Таким образом, проведенные нами исследования выявили ряд недостатков, присущих инженерным образцам DDR2-модулей, производимых компанией Excalibrus Technologies. Напомним, что со стороны SPD эти проблемы заключаются в отсутствии кода производителя, некорректности Part Number, а также отсутствии надлежащих данных, необходимых для функционирования модулей в наименее скоростном режиме.
Ниже приведен официальный комментарий Джоей Чена (Joey Chan), представителя международного департамента компании Excalibrus Technologies в Гонконге, по результатам наших исследований.
«Мы получили информацию от одного из наших дистрибьютеров в России и СНГ, касающуюся исследования модулей, проведенного Вашей тестовой лабораторией. Жалоба заключалась в том, что результаты тестирования наших DDR2-модулей оказались весьма плохими, что может негативно повлиять на имидж брэнда «Excalibrus».
В результате проверки сложившийся ситуации мы обнаружили, что предоставленные ими сэмплы оказались инженерными образцами. Поскольку стандарт DDR2 является новой спецификацией, мы выпустили инженерные сэмплы в самом начале прошлого года. В то время было доступно не так много материнских плат, поддерживающих DDR2, кроме того, сами модули DDR2 находились в стадии разработки. Эти старые инженерные образцы предназначались для внутреннего использования, они даже не содержали корректную информацию SPD. Для выхода на рынок DDR2 компания Excalibrus взяла в качестве образцов информацию SPD ряда других производителей/поставщиков модулей. Один из референсных Part Number указан в SPD этих инженерных сэмплов. Модули, прошедшие окончательное тестирование, содержат корректные данные SPD Excalibrus Technologies, подтверждающие их подлинность и качество.
Старые инженерные образцы были отправлены одному из наших партнеров в России по специальному запросу для внутреннего использования. Этот партнер не проинформировал представительство Excalibrus Technologies Ltd в Гонконге и не получил какое-либо подтверждение об отправке этих инженерных сэмплов более чем полугодовалой давности по сравнению с официально протестированными образцами.
Мы хотели бы проинформировать Вас о том, что Excalibrus Technologies продолжает тестирование и выпуск новых ревизий модулей, поступающих в массовое производство, которые отличаются от инженерных образцов, использованных в Вашем тестировании.»
С результатами тестов серийных образцов модулей Excalibrus DDR2-533 можно ознакомиться в материалах нашего следующего исследования.