Исследование основных характеристик модулей памяти DDR

Часть 1: Модули Kingmax DDR-466


Мы продолжаем цикл статей, посвященный изучению важнейших характеристик модулей памяти на низком уровне с помощью тестового пакета RightMark Memory Analyzer. Объектом нашего очередного исследования выступит пара цветных модулей Kingmax DDR-466 высокопроизводительной «оверклокерской» серии (hard-core series) со стильным, оригинальным дизайном.

Информация о производителе модуля

Производитель модуля: Kingmax Inc.
Производитель чипов модуля: Kingmax Inc.
Сайт производителя модуля: www.kingmax.com/product/color.htm
Сайт производителя чипов: N/A

Внешний вид модуля

Фото модуля памяти

Фото чипа памяти

Part Number модуля и чипа

Расшифровка Part Number модуля

Описание (data sheet) модулей Kingmax DDR-466 не содержит информации о расшифровке отдельных составляющих Part Number модулей. В документации приводятся лишь краткие технические характеристики, соответствующие тому или иному Part Number. Характеристики рассматриваемого модуля приведены ниже.

Поле Значение Расшифровка
0 MPYB62D-38KS4G Емкость модуля: 256 МБ
Организация модуля: 32М x64
Пропускная способность: 3.7 ГБ/с
Период синхросигнала: 4.3 нс
Скорость передачи данных: 466 МТ/с
Тайминги (tCL-tRCD-tRP): 3.0-4-4

Данные микросхемы SPD модуля

Описание общего стандарта SPD:
JEDEC Standard No. 21-C, 4.1.2 — SERIAL PRESENCE DETECT STANDARD, General Standard

Описание специфического стандарта SPD для DDR:
JEDEC Standard No. 21-C, 4.1.2.4 — Appendix D, Rev. 1.0: SPD’s for DDR SDRAM

Параметр Байт Значение Расшифровка
Фундаментальный тип памяти 2 07h DDR 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 01h 1 физический банк
Внешняя шина данных модуля памяти 6, 7 40h, 00h 64 бит
Уровень питающего напряжения 8 04h SSTL 2.5V
Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при максимальной задержке CAS# (CL X) 9 43h 4.3 нс (232.5 МГц)
Тип конфигурации модуля 11 00h Non-ECC
Тип и способ регенерации данных 12 82h 7.8125 мс — 0.5x сокращенная саморегенерация
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 0Eh BL = 2, 4, 8
Количество логических банков каждой микросхемы в модуле 17 04h 4
Поддерживаемые длительности задержки CAS# (CL) 18 18h CL = 2.5, 3.0
Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при уменьшенной задержке CAS# (CL X-0.5) 23 50h 5.00 нс (200.0 МГц)
Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при уменьшенной задержке CAS# (CL X-1.0) 25 00h Не определено
Минимальное время подзарядки данных в строке (tRP) 27 48h 18.0 нс
4.19, CL = 3.0
3.60, CL = 2.5
Минимальная задержка между активизацией соседних строк (tRRD) 28 28h 10.0 нс
2.33, CL = 3.0
2.00, CL = 2.5
Минимальная задержка между RAS# и CAS# (tRCD) 29 48h 18.0 нс
4.19, CL = 3.0
3.60, CL = 2.5
Минимальная длительность импульса сигнала RAS# (tRAS) 30 28h 40.0 нс
9.30, CL = 3.0
8.00, CL = 2.5
Емкость одного физического банка модуля памяти 31 40h 256 МБ
Минимальное время цикла строки (tRC) 41 3Ch 60.0 нс
13.95, CL = 3.0
12.00, CL = 2.5
Период между командами саморегенерации (tRFC) 42 46h 70.0 нс
16.28, CL = 3.0
14.00, CL = 2.5
Максимальная длительность периода синхросигнала (tCKmax) 43 30h 12.0 нс
Номер ревизии SPD 62 00h Ревизия 0.0
Контрольная сумма байт 0-62 63 AFh 175 (верно)
Идентификационный код производителя по JEDEC (показаны только первые значимые байты) 64-71 7Fh, 7Fh,
7Fh, 25h
Kingmax Semiconductor
Part Number модуля 73-90 MPYB62D-38KS4G-MAAR
Дата изготовления модуля 93-94 04h, 00h 2004 год
Серийный номер модуля 95-98 00h, 00h,
00h, 00h
Не определено

Содержимое микросхемы SPD модуля выглядит не вполне стандартно. Поддерживаемые значения задержки сигнала CAS# — 3.0 и 3.0. Первому значению (CL X = 3.0) соответствует нестандартное время цикла — 4.3 нс (тем не менее, совпадающее с заявленным в спецификации Kingmax), т.е. функционирование модуля при частоте примерно 233 МГц (DDR-466). Схема таймингов для этого случая может быть записана как 3.0-4.2-4.2-9.3, реально (с учетом того, что tRCD, tRP и tRAS не могут принимать нецелые значения) — 3.0-4-4-9 (что вновь совпадает со значениями, приведенными выше в расшифровке Part Number). Второму значению задержки CAS# (CL X-0.5 = 2.5) соответствует стандартный (для DDR-400) временной цикл в 5.0 нс. Схема таймингов во втором случае записывается в виде 2.5-3.6-3.6-8 (реально — 2.5-4-4-8).

Конфигурации тестовых стендов и ПО

Тестовый стенд №1

  • Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, Socket 478)
  • Чипсет: Intel 865PE
  • Материнская плата: Albatron PX865PE Pro, версия BIOS от 03/01/2004
  • Память: 2x256 МБ Kingmax DDR-466
  • Видео: ATI Radeon 9800Pro
  • HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
  • Драйверы: Intel Chipset Utility 6.0.1.1002

Тестовый стенд №2

  • Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, Socket 478)
  • Чипсет: Intel 865G
  • Материнская плата: ASUS P4P800-VM, версия BIOS 1012.002 от 03/22/2004
  • Память: 2x256 МБ Kingmax DDR-466
  • Видео: ATI Radeon 9800Pro
  • HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
  • Драйверы: Intel Chipset Utility 6.0.1.1002

Тестовый стенд №3

  • Процессор: Intel Pentium 4 2.8 ГГц (ядро Prescott, LGA775)
  • Чипсет: Intel 865PE
  • Материнская плата: ASUS P5P800, версия BIOS 1001.007 от 07/08/2004
  • Память: 2x256 МБ Kingmax DDR-466
  • Видео: ATI Radeon 9800Pro
  • HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
  • Драйверы: Intel Chipset Utility 6.0.1.1002

Тестовый стенд №4

  • Процессор: Intel Pentium 4 2.8 ГГц (ядро Prescott, LGA775)
  • Чипсет: Intel 915G
  • Материнская плата: ASUS P5GD1-VM, версия BIOS 1003.001 от 07/14/2004
  • Память: 2x256 МБ Kingmax DDR-466
  • Видео: ATI Radeon 9800Pro
  • HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
  • Драйверы: Intel Chipset Utility 6.0.1.1002

Тестовый стенд №5

  • Процессор: Intel Pentium 4 2.8 ГГц (ядро Prescott, LGA775)
  • Чипсет: Intel 915P
  • Материнская плата: ASUS P5GD1, версия BIOS 1003.002 от 06/09/2004
  • Память: 2x256 МБ Kingmax DDR-466
  • Видео: ATI Radeon 9800Pro
  • HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
  • Драйверы: Intel Chipset Utility 6.0.1.1002

Тестовый стенд №6

  • Процессор: Intel Pentium 4 2.8 ГГц (ядро Prescott, LGA775)
  • Чипсет: Intel 915G
  • Материнская плата: Albatron PX915G Pro, версия BIOS от 05/26/2004
  • Память: 2x256 МБ Kingmax DDR-466
  • Видео: ATI Radeon 9800Pro
  • HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
  • Драйверы: Intel Chipset Utility 6.0.1.1002

Тестовый стенд №7

  • Процессор: Intel Pentium 4 2.8 ГГц (ядро Prescott, LGA775)
  • Чипсет: Intel 915P
  • Материнская плата: Albatron PX915P Pro, версия BIOS от 05/26/2004
  • Память: 2x256 МБ Kingmax DDR-466
  • Видео: ATI Radeon 9800Pro
  • HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
  • Драйверы: Intel Chipset Utility 6.0.1.1002

Тестовый стенд №8

  • Процессор: AMD Athlon 64 3500+ (ядро NewCastle, 2.2 ГГц, Socket 939)
  • Чипсет: VIA K8T800Pro
  • Материнская плата: ASUS A8V Deluxe, версия BIOS 1005.027 от 06/17/2004
  • Память: 2x256 МБ Kingmax DDR-466
  • Видео: ATI Radeon 9800Pro
  • HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb

Тестовый стенд №9

  • Процессор: AMD Athlon 64 3500+ (ядро NewCastle, 2.2 ГГц, Socket 939)
  • Чипсет: NVIDIA nForce3 250
  • Материнская плата: Gigabyte K8NS Ultra-939, версия BIOS F2 от 09/24/2004
  • Память: 2x256 МБ Kingmax DDR-466
  • Видео: ATI Radeon 9800Pro
  • HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb

Тестовый стенд №10

  • Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, Socket 478)
  • Чипсет: Intel 865PE
  • Материнская плата: Albatron PX865PE Lite Pro, версия BIOS от 02/10/2004
  • Память: 2x256 МБ Kingmax DDR-466
  • Видео: ATI Radeon 9800Pro
  • HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
  • Драйверы: Intel Chipset Utility 6.0.1.1002

Тестовый стенд №11

  • Процессор: AMD Athlon 64 3400+ (ядро ClawHammer, 2.2 ГГц, Socket 754)
  • Чипсет: VIA K8T800
  • Материнская плата: ABIT KV8-MAX3, версия BIOS 2.2 от 06/29/2004
  • Память: 2x256 МБ Kingmax DDR-466
  • Видео: ATI Radeon 9800Pro
  • HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb

Тестовый стенд №12

  • Процессор: AMD Athlon 64 3400+ (ядро ClawHammer, 2.2 ГГц, Socket 754)
  • Чипсет: NVIDIA nForce3 250
  • Материнская плата: EPOX 8KDA3J, версия BIOS от 07/16/2004
  • Память: 2x256 МБ Kingmax DDR-466
  • Видео: ATI Radeon 9800Pro
  • HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb

Результаты тестирования

Согласно разработанной нами методике, тестирование модулей памяти осуществлялось в двух режимах. Первая серия тестов (тесты производительности) проводилась в штатном режиме, со стандартными значениями таймингов, выставляемыми в BIOS материнской платы по данным микросхемы SPD; вторая (тесты стабильности) — в «экстремальном» режиме, при выставлении минимально возможных значений таймингов для данного модуля на данной материнской плате.

Тесты в двухканальном режиме

Тесты производительности

Первая серия тестов в двухканальном режиме проводилась при «стандартных» настройках — функционирование памяти в режиме DDR-400, значения таймингов — «by SPD». Легко заметить, что различные BIOS различных материнских плат трактуют информацию, прошитую в этой микросхеме, несколько по-разному. Большинство из них «сходятся» на значениях 2.5-4-4-8, которые, как было показано выше, являются подлинными для функционирования рассматриваемых модулей при частоте 200 МГц. Включение PAT (стенд №1) несколько «задирает» тайминги (до 2.5-3-3-7), тогда как интегрированный контроллер памяти AMD64 (стенд №8) игнорирует значение tRAS и выставляет свое собственное (2.5-4-4-6). Правда, забегая немного вперед, отметим, что без особых успехов — по всей видимости, модули Kingmax DDR-466 (как и большинство других модулей) попросту игнорируют значение данного параметра, выставленное в настройках чипсета, и используют некоторое собственное значение. Довольно неожиданным является результат, показанный платой Gigabyte K8NS Ultra-939 с чипсетом nForce3 250 (стенд №9)... вернее, его отсутствие! Модули памяти просто отказались работать в связке с данной моделью, по не совсем понятным пока причинам, учитывая, что контроллер памяти является составной частью процессора AMD Athlon 64, а не чипсета. Остается только предполагать, что BIOS этой системной платы выставляет какие-либо настройки интегрированного контроллера памяти (например, режим чередования банков памяти), отличные от тех, которые используются BIOS-ом платы ASUS A8V Deluxe (стенд №8).

Переходим к самим результатам тестов. Среди однотипных конфигураций (стенды №1 — 7, исключая систему с процессором AMD) лидерство как по ПСП, так и по латентности достается Albatron PX865PE Pro (стенд №1) при включении режима PAT. Второе место достается ASUS P5P800 (стенд №3), в которой также задействован режим ускорения производительности подсистемы памяти. Если мысленно отложить в сторонку эти результаты, мы увидим, что почти все платформы, основанные на Pentium 4, показывают более-менее равный результат: максимальная ПСП на чтение в интервале 6150-6200 МБ/с, латентность псевдослучайного доступа к памяти — в интервале 55-65 нс. Но не обошлось без исключений: ASUS P4P800-VM (стенд №2) явно отстает по латентности (60-70 нс).

Как и следовало ожидать, система на базе Athlon 64 (ASUS A8V Deluxe, стенд №8), так сказать, стоит особняком. Ее отличительные особенности — значительно большая максимальная реальная ПСП на запись, и значительно меньшая латентность псевдослучайного доступа (всего 34-38 нс).

Тесты стабильности

Вторая серия тестов проводилась с минимально возможными значениями таймингов, не приводящими к сбоям в работе подсистемы памяти.

Из данных таблицы четко видно, что в настройках конфигурационных регистров чипсета можно выставить любое значение тайминга tRAS (до 4 включительно) без нарушения стабильности работы подсистемы памяти. Значение остальных таймингов едино для всех протестированных систем — 2.0-3-3. Отметим, что исследуемые модули способны работать и при более низких таймингах — 2.0-3-2, но это практически немедленно сопровождалось возникновением ошибок чтения/записи (следует отметить, что количество таких ошибок было значительно меньше на стенде №8 с процессором Athlon 64). Что касается низкоуровневых характеристик подсистемы памяти — легко заметить, что ее перевод в «экстремальный» режим ни привел к изменением в «расстановке сил» — лидерство по ПСП и латентности (среди «равных», т.е. исключая систему на базе процессора AMD) по-прежнему достается стендам №1 и №3 при включении режима PAT, остальные платы показывают «средний» результат, за исключением ASUS P4P800-VM (стенд №2), проигрывающей по латентности псевдослучайного доступа к памяти.

Тесты в одноканальном режиме

Тесты производительности

Условия первой серии тестов в одноканальном режиме те же, что и в двухканальном — все настройки «по умолчанию». Albatron PX865PE Lite Pro (стенд №10) ведет себя аналогично «двухканальной» модели (стенд №1) — при включении режима PAT выставляются чуть более «жесткие» тайминги 2.5-3-3-7. Чипсет nForce 3 250 нам вновь преподносит сюрприз, на этот раз полная неработоспособность наблютается на EPOX 8KDA3J (стенд №12). Сравнивать величины в данном случае довольно бессмысленно — они выявят лишь очевидные различия в характеристиках подсистемы памяти при задействовании режима PAT и без такового, а также не менее очевидные различия между интегрированным контроллером памяти AMD64 и контроллером, находящимся в чипсете i865PE.

Тесты стабильности

Тесты стабильности в одноканальном режиме привносят некоторые отличия от уже имеющихся результатов тестов в двухканальном режиме. А именно, на системе с процессором Athlon 64 нам удалось выставить тайминги памяти 2.0-3-2 без потери устойчивости! (напомним, что в двухканальном режиме такая конфигурация сопровождалась лишь снижением количества ошибок).

Итоги

Прежде всего, следует остановиться на вопросе совместимости модулей памяти Kingmax DDR-466 с материнскими платами, основанными на тех или иных чипсетах. Итак, данные модули не рекомендуется использовать совместно с материнскими платами, основанными на чипсетах серии NVIDIA nForce3 (причем как в одноканальном, так и в двухканальном режиме) — ибо в этом случае весьма велик риск неустойчивой работы (а то и полной неработоспособности) подсистемы памяти. Что касается остальных протестированных материнских плат и чипсетов (VIA K8T800/Pro, i865PE/G, i915P/G), можно сказать, что они демонстрируют примерно равный результат по стабильности (в частности, по минимальным таймингам). Среди явных лидеров по производительности подсистемы памяти следует выделить Albatron PX865PE Pro (стенд №1) и ASUS P5P800 (стенд №3) благодаря возможности включения PAT, тогда как худший результат показала модель ASUS P4P800-VM (стенд №2), характеризующаяся большими величинами латентности памяти.

Модули памяти Kingmax DDR-466 предоставлены компанией PatriArch Approved Memory
Материнские платы Albatron и ASUS предоставлены компанией OLDI
Материнская плата Epox 8KDA3J предоставлена компанией MERLION




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.