Исследование основных характеристик модулей памяти

Часть 6: Модули Excalibrus DDR2


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 микросхемы

Расшифровка 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

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:


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

Результаты тестирования

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.

Модули памяти Excalibrus DDR2-533 предоставлены компанией Neo Group




Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.