Мы продолжаем изучение важнейших характеристик высокоскоростных модулей DDR2 на низком уровне с помощью универсального тестового пакета RightMark Memory Analyzer. Наше сегодняшнее исследование посвящено двухканальному комплекту high-end модулей Kingston серии HyperX, рассчитанных на функционирование в неофициальном режиме «DDR2-900» (PC2-7200). Комплект поставляется в 512-МБ, 1-ГБ и 2-ГБ вариантах, которые отличаются друг от друга исключительно объемом. Ранее мы уже исследовали модули Kingston этой серии (на примере модулей KHX6000D2K2/1G скоростной категории «DDR2-750»), тем не менее, в то время мы еще не тестировали модули в высокоскоростных режимах DDR2-667, DDR2-800 и выше — главным образом, по причине отсутствия необходимости использования этих режимов (которое в общем-то сохраняется и по сей день). В настоящей статье мы изучим поведение рассматриваемых модулей (на примере 1-ГБ варианта) как в стандартных режимах DDR2-667 и DDR2-800, так и проверим их работоспособность в неофициальном, но заявленном производителем режиме «DDR2-900».Информация о производителе модуля
Производитель модуля: Kingston Technology
Производитель микросхем модуля: Infineon
Сайт производителя модуля:
www.kingston.com/hyperx/products/khx_ddr2.asp
Сайт производителя микросхем модуля: тутВнешний вид модуля
Фото модуля памяти
Фото микросхемы памяти
Расшифровка Part Number модуля
Руководство по расшифровке Part Number модулей памяти DDR2 на сайте производителя отсутствует. В краткой технической документации модулей с Part Number KHX7200D2K2/1G указывается, что продукт представляет собой комплект из двух модулей объемом 512МБ каждый, имеющих конфигурацию 64M x 64 и основанных на микросхемах с конфигурацией 64M x 8. Модули принадлежат к неофициальной скоростной категории «DDR2-900» и способны функционировать в указанном режиме при величине задержки CAS# = 5. Производитель гарантирует 100% стабильную работу модулей в режиме DDR2-900 при таймингах 5-5-5-15 и питающем напряжении 2.0 В, но в микросхеме SPD в качестве режима по умолчанию прописан стандартный DDR2-667 с таймингами 5-5-5-15 и напряжением питания 1.8 В.
Расшифровка Part Number микросхемы
В отличие от предыдущих высокоскоростных модулей серии HyperX (KHX6000D2K2/1G), в настоящих модулях использованы микросхемы с оригинальной маркировкой их реального производителя (Infineon), что позволяет нам изучить их характеристики в том числе, воспользовавшись последней версией номенклатуры компонентов DRAM, находящейся на сайте производителя.
| Поле | Значение | Расшифровка |
|---|---|---|
| 0 | HYB | Префикс: «HYB» = компоненты памяти |
| 1 | 18 | Питающее напряжение: «18» = 1.8 В |
| 2 | T | Тип памяти: «T» = DDR2 SDRAM |
| 3 | 256 | Емкость микросхемы: «256» = 256 Мбит |
| 4 | 80 | Логическая организация: «80» = x8 |
| 5 | O | Вариант продукта: «O» = стандартный продукт |
| 6 | A | Ревизия кристалла: «A» |
| 7 | F | Упаковка: «F» = FBGA |
| 8 | 3S | Скоростные характеристики: «3S» = DDR2-667, тайминги 5-5-5 |
По приведенным характеристикам видно, что модули основаны на 256-Мбит микросхемах с организацией 32M x8. Самое интересное, что используемые микросхемы рассчитаны на режим DDR2-667, более того, его вариацию с более медленными таймингами 5-5-5 (более «быстрому» DDR2-667 с таймингами 4-4-4 соответствует маркировка «3»), что достаточно резко контрастирует с характеристиками, заявленными производителем модулей (DDR2-900, 5-5-5-15), однако может служить объяснением, почему «в микросхеме SPD в качестве режима по умолчанию прописан стандартный DDR2-667 с таймингами 5-5-5-15 и напряжением питания 1.8 В».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 | 61h | 2 физических банка |
| 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 | 30h | 3.00 нс (333.3 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 | 0Ch | BL = 4, 8 |
| Количество логических банков каждой микросхемы в модуле | 17 | 04h | 4 |
| Поддерживаемые длительности задержки CAS# (CL) | 18 | 38h | CL = 5, 4, 3 |
| 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 | 50h | 5.00 нс (200.0 МГц) |
| Минимальное время подзарядки данных в строке (tRP) | 27 | 3Ch | 15.0 нс 5, CL = 5 4, CL = 4 3, CL = 3 |
| Минимальная задержка между активизацией соседних строк (tRRD) | 28 | 1Eh | 7.5 нс 2.5, CL = 5 2.0, CL = 4 1.5, CL = 3 |
| Минимальная задержка между RAS# и CAS# (tRCD) | 29 | 3Ch | 15.0 нс 5, CL = 5 4, CL = 4 3, CL = 3 |
| Минимальная длительность импульса сигнала RAS# (tRAS) | 30 | 2Dh | 45.0 нс 15, CL = 5 12, CL = 4 9, CL = 3 |
| Емкость одного физического банка модуля памяти | 31 | 40h | 256 МБ |
| Период восстановления после записи (tWR) | 36 | 3Ch | 15.0 нс 5, CL = 5 4, CL = 4 3, CL = 3 |
| Внутренняя задержка между командами WRITE и READ (tWTR) | 37 | 1Eh | 7.5 нс 2.5, CL = 5 2.0, CL = 4 1.5, CL = 3 |
| Внутренняя задержка между командами READ и PRECHARGE (tRTP) | 38 | 1Eh | 7.5 нс 2.5, CL = 5 2.0, CL = 4 1.5, CL = 3 |
| Минимальное время цикла строки (tRC) | 41, 40 | 3Ch, 00h | 60.0 нс 20, CL = 5 16, CL = 4 12, CL = 3 |
| Период между командами саморегенерации (tRFC) | 42, 40 | 69h, 00h | 105.0 нс 35, CL = 5 28, CL = 4 21, CL = 3 |
| Максимальная длительность периода синхросигнала (tCKmax) | 43 | 80h | 8.0 нс |
| Номер ревизии SPD | 62 | 12h | Ревизия 1.2 |
| Контрольная сумма байт 0-62 | 63 | 31h | 49 (верно) |
| Идентификационный код производителя по JEDEC | 64-71 | 7Fh, 98h | Kingston |
| Part Number модуля | 73-90 | 00h...00h | Не определено |
| Дата изготовления модуля | 93-94 | 06h, 07h | 2006 год, 7 неделя |
| Серийный номер модуля | 95-98 | 68h, 1Dh, 66h, 44h | 44661D68h |
Содержимое SPD выглядит достаточно стандартно. Поддерживаются три различных значения задержки сигнала CAS# — 5, 4 и 3. Первому (CL X = 5) соответствует режим функционирования DDR2-667 (время цикла 3.0 нс) со схемой таймингов 5-5-5-15, что совпадает со значениями, заявленными производителем в документации модулей. Второму значению tCL (CL X-1 = 4), как обычно, соответствует режим DDR2-533 с таймингами 4-4-4-12, и, наконец, третьему (CL X-2 = 3) — режим DDR2-400 с таймингами 3-3-3-9. Из особенностей можно отметить сравнительно большое, но достаточно часто встречающееся и в скоростных модулях минимальное время цикла регенерации tRFC = 105.0 нс. Номер ревизии SPD, идентификационный код производителя, дата изготовления и серийный номер модуля указаны верно, но в то же время, информация о Part Number модуля отсутствует.Конфигурация тестового стенда
- Процессор: Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73 ГГц (Prescott N0, 2 МБ L2)
- Чипсет: Intel 975X
- Материнская плата: ASUS P5WD2-E Premium, версия BIOS 0206 от 12/21/2005
- Память: 2x512 МБ Kingston HyperX DDR2-900
Тесты производительности
В первой серии тестов использовалась схема таймингов, выставляемая в настройках BIOS по умолчанию (Memory Timings: «by SPD»). Тестирование осуществлялось в трех скоростных режимах — DDR2-667 при частотах FSB 200 и 266 МГц (множители памяти 1.67 и 1.25, соответственно), DDR2-800 при частотах FSB 200 и 266 МГц (множители памяти 2.0 и 1.5), а также в режиме «DDR2-900» с разгоном по частоте системной шине до 225 и 270 МГц (множители памяти 2.0 и 1.67, соответственно).
Как видно по приведенной ниже таблице, для режима DDR2-667 BIOS материнской платы выставила корректные значения таймингов по умолчанию — 5-5-5-15, тогда как для режимов DDR2-800 и DDR2-900 по умолчанию используются более консервативные тайминги 5-6-6-18, выставленные BIOS-ом платы «наугад» в связи с отсутствием в SPD данных для более скоростного официального режима DDR2-800.
| Параметр / Режим | DDR2-667 | DDR2-800 | DDR2-900 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Частота FSB, МГц | 200 | 266 | 200 | 266 | 225 | 270 |
| Тайминги | 5-5-5-15 | 5-5-5-15 | 5-6-6-18 | 5-6-6-18 | 5-6-6-18 | 5-6-6-18 |
| Средняя ПСП на чтение, МБ/с | 5406 | 6425 | 5605 | 6859 | 6253 | 7110 |
| Средняя ПСП на запись, МБ/с | 2144 | 2377 | 2216 | 2513 | 2597 | 2743 |
| Макс. ПСП на чтение, МБ/с | 6813 | 8614 | 6853 | 8923 | 7640 | 9096 |
| Макс. ПСП на запись, МБ/с | 4282 | 5685 | 4282 | 5697 | 4808 | 5770 |
| Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс | 56.3 | 49.9 | 52.5 | 45.5 | 46.9 | 43.1 |
| Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс | 65.8 | 57.0 | 61.8 | 53.0 | 55.4 | 50.3 |
| Минимальная латентность случайного доступа*, нс | 114.5 | 101.8 | 107.5 | 94.8 | 96.0 | 89.1 |
| Максимальная латентность случайного доступа*, нс | 138.7 | 120.2 | 131.6 | 113.6 | 117.5 | 107.9 |
| Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс (без аппаратной предвыборки) | 86.5 | 77.4 | 80.6 | 70.5 | 72.3 | 66.6 |
| Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс (без аппаратной предвыборки) | 112.6 | 97.0 | 106.6 | 90.2 | 95.8 | 85.8 |
| Минимальная латентность случайного доступа*, нс (без аппаратной предвыборки) | 115.4 | 102.8 | 108.9 | 96.0 | 97.3 | 90.2 |
| Максимальная латентность случайного доступа*, нс (без аппаратной предвыборки) | 141.1 | 122.4 | 136.4 | 115.9 | 120.4 | 109.5 |
*размер блока 16 МБ
Скоростные показатели модулей выглядят весьма неплохо — максимальные значения ПСП в официальных режимах составляют примерно 6.8 ГБ/с и 8.9 ГБ/с при частоте FSB 200 и 266 МГц, соответственно, что типично для высокоскоростных модулей, функционирующих совместно с процессором, оснащенным 2-МБ L2-кэшем. По задержкам модули также не уступают своим высокоскоростным аналогам от других производителей. Как обычно, задержки уменьшаются при использовании как более скоростных режимов (переходе от DDR2-667 к DDR2-800 и DDR2-900), так и более высокой частоты системной шины (переходе от 200-МГц к 266/270-МГц FSB). Таким образом, минимальная латентность памяти проявляется в режиме «DDR2-900» при частоте системной шины 270 МГц и находится в интервале от 43.1 нс (псевдослучайный обход, аппаратная предвыборка включена) до 109.5 нс (случайный обход, аппаратная предвыборка отключена).
Тесты стабильности
Значения таймингов, за исключением tCL, варьировались «на ходу» благодаря встроенной в тестовый пакет RMMA возможности динамического изменения поддерживаемых чипсетом настроек подсистемы памяти. Устойчивость функционирования подсистемы памяти определялась с помощью вспомогательной утилиты RightMark Memory Stability Test, входящей в состав тестового пакета RMMA.
| Параметр / Режим | DDR2-667 | DDR2-800 | DDR2-900 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Частота FSB, МГц | 200 | 266 | 200 | 266 | 225 | 270 |
| Тайминги | 3-3-2 (2.0 V) | 3-3-2 (2.0 V) | 4-4-2 (2.0 V) | 4-4-2 (2.0 V) | 4-4-3 (2.0 V) | 4-4-3 (2.0 V) |
| Средняя ПСП на чтение, МБ/с | 5575 | 6839 | 5704 | 7045 | 6325 | 7324 |
| Средняя ПСП на запись, МБ/с | 2454 | 2829 | 2465 | 3111 | 2760 | 3191 |
| Макс. ПСП на чтение, МБ/с | 6843 | 8806 | 6868 | 9081 | 7705 | 9233 |
| Макс. ПСП на запись, МБ/с | 4282 | 5692 | 4282 | 5698 | 4808 | 5770 |
| Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс | 52.7 | 45.9 | 49.1 | 44.4 | 46.5 | 41.7 |
| Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс | 62.0 | 53.2 | 58.6 | 51.7 | 54.8 | 48.8 |
| Минимальная латентность случайного доступа*, нс | 100.8 | 89.8 | 96.8 | 87.3 | 89.9 | 82.0 |
| Максимальная латентность случайного доступа*, нс | 124.2 | 108.2 | 120.7 | 105.9 | 110.9 | 100.0 |
| Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс (без аппаратной предвыборки) | 81.2 | 71.0 | 74.7 | 68.5 | 71.1 | 64.5 |
| Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс (без аппаратной предвыборки) | 106.9 | 91.7 | 102.4 | 88.6 | 95.1 | 84.4 |
| Минимальная латентность случайного доступа*, нс (без аппаратной предвыборки) | 101.6 | 90.8 | 97.6 | 88.2 | 91.0 | 82.7 |
| Максимальная латентность случайного доступа*, нс (без аппаратной предвыборки) | 128.5 | 110.8 | 125.0 | 108.8 | 114.6 | 103.1 |
*размер блока 16 МБ
Минимальные значения таймингов, которые нам удалось достичь в режиме DDR2-667 при использовании рекомендованного производителем повышенного питающего напряжения 2.0 В, выглядят весьма солидно — 3-3-2 (как обычно, последний параметр tRAS не участвует в «разгонной» схеме, т.к. изменение его значения игнорируется). Меньший и, заметим, абсолютный рекорд — 3-2-2 (далее уменьшать тайминги просто некуда) при рекомендованном напряжении 2.1 В был поставлен лишь модулями Corsair XMS2-5400UL. То же самое можно сказать и о режиме DDR2-800 — минимальные тайминги у исследуемых модулей в этом случае составляют 4-4-2, чем вновь немного уступают модулям Corsair XMS2-5400UL с их рекордом 4-3-2. Наконец, не менее привлекательно выглядят минимально достижимые тайминги и в разогнанном неофициальном режиме «DDR2-900» — для устойчивого функционирования модулей оказалось достаточным, по сравнению с предыдущей схемой, увеличить на единицу величину tRP.
Как обычно, выставление «экстремальных» схем таймингов лишь незначительно увеличивает пропускную способность подсистемы памяти — поскольку она по-прежнему благополучно «упирается» в пропускную способность процессорной шины — максимально эффект от такого «разгона по таймингам» заметен лишь по величинам латентностей, да и то в случае истинно случайного доступа к памяти — уменьшение задержек составляет порядка 10%.Итоги
Исследованные модули Kingston HyperX DDR2-900 (PC2-7200) (на примере 1-ГБ двухканального комплекта) проявили себя в качестве высокоскоростных модулей класса high-end, способных функционировать как в официальных режимах DDR2-667 и DDR2-800, так и в неофициальном, но заявленном производителем режиме DDR2-900 (при сравнительно невысоком, по сравнению с номинальным, питающем напряжении 2.0 В). В исследованных режимах модули обладают достаточно высокими скоростными показателями и ощутимым «разгоном по таймингам» — в официальных режимах DDR2-667 и DDR2-800 они способны функционировать при таймингах 3-3-2 и 4-4-2 (что очень близко к рекордам, поставленным ранее модулями Corsair XMS2-5400UL), тогда как функционирование в режиме DDR2-900 требует увеличения этой схемы до также весьма «экстремальных» показателей 4-4-3.
Средняя текущая цена (количество предложений) в московской рознице:
| Модули памяти Kingston HyperX DDR2-900 | Н/Д(0) |
