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 модулей Kingston DDR-533 высокопроизводительной «оверклокерской» серии HyperX. Информация о производителе модуля
Производитель модуля: Kingston Technology
Производитель микросхем модуля: Hynix Semiconductor
Сайт производителя модуля: www.kingston.com/hyperx/products/khx.asp
Сайт производителя микросхем:
www.hynix.com/eng/02_products/01_dram/index.jspВнешний вид модуля
Фото модуля памяти
Фото микросхемы памяти
Расшифровка Part Number модуля
Описание (data sheet) модулей Kingston HyperX DDR-533 не содержит информации о расшифровке отдельных составляющих Part Number модулей. В документации приводятся лишь краткие технические характеристики рассматриваемого модуля.
| Поле | Значение | Расшифровка |
|---|---|---|
| 0 | KHX4300/512 | Емкость модуля: 512 МБ Организация модуля: 64М x64 Питающее напряжение: Vdd: 2.7(+/-)0.1V, Vddq: 2.7(+/-)0.1V Тайминги (tCL-tRCD-tRP-tRAS): 3-4-4-8 |
Расшифровка Part Number микросхемы
Описание общей системы назначения Part Number микросхем памяти Hynix:
www.hynix.com/eng/02_products/01_dram/down/DDR.pdf
| Поле | Значение | Расшифровка |
|---|---|---|
| 0-1 | HY | Код производителя: «HY» = Hynix Memory |
| 2-3 | 5D | Семейство продукта: «5D» = DDR SDRAM |
| 4 | U | Техпроцесс/питающее напряжение: «U» = VDD 2.5V, VDDQ 2.5V |
| 5-6 | 56 | Емкость и регенерация: «56» = 256М, 8K регенерация |
| 7-8 | 8 | Организация: «8» = x8 |
| 9 | 2 | Количество банков: 2 |
| 10 | 2 | Интерфейс: «2» = SSTL_2 |
| 11 | C | Поколение микросхем: «C» = 4-е поколение |
| 12 | Энергопотребление: (пробел) = нормальное | |
| 13 | T | Тип упаковки: «T» = TSOP |
| 14 | Тип упаковки кристалла: (пробел) = один кристалл | |
| 15 | Материал упаковки: (пробел) = обычный | |
| 16 | — | (прочерк) |
| 17-18 | D5 | Скорость/тайминги: «D5» = DDR500, 3-4-4 |
| 19 | Температурный режим: (пробел) = обычный (0 — 70°C) |
Согласно расшифровке маркировки микросхем, в данных модулях используются микросхемы DDR-500, рассчитанные на функционирование при таймингах 3-4-4. Впрочем, значение вида «DDR-533» в таблице расшифровки Part Number микросхем памяти Hynix не предусмотрено. 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 | 02h | 2 физических банка |
| 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 | 50h | 5.0 нс (200.0 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 | 10h | CL = 3.0 |
| Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при уменьшенной задержке CAS# (CL X-0.5) | 23 | 60h | 6.0 нс (166.7 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 3.60, CL = 3.0 |
| Минимальная задержка между активизацией соседних строк (tRRD) | 28 | 28h | 10.0 нс 2.00, CL = 3.0 |
| Минимальная задержка между RAS# и CAS# (tRCD) | 29 | 48h | 18.0 нс 3.60, CL = 3.0 |
| Минимальная длительность импульса сигнала RAS# (tRAS) | 30 | 28h | 40.0 нс 8.00, CL = 3.0 |
| Емкость одного физического банка модуля памяти | 31 | 40h | 256 МБ |
| Минимальное время цикла строки (tRC) | 41 | 3Ch | 60.0 нс 12.00, CL = 3.0 |
| Период между командами саморегенерации (tRFC) | 42 | 46h | 70.0 нс 14.00, CL = 3.0 |
| Максимальная длительность периода синхросигнала (tCKmax) | 43 | 28h | 10.0 нс |
| Номер ревизии SPD | 62 | 10h | Ревизия 1.0 |
| Контрольная сумма байт 0-62 | 63 | 93h | 147 (верно) |
| Идентификационный код производителя по JEDEC (показаны только первые значимые байты) | 64-71 | FFh, 98h | Kingston |
| Part Number модуля | 73-90 | — | K |
| Дата изготовления модуля | 93-94 | 04h, 19h | 2004 год, 25 неделя |
| Серийный номер модуля | 95-98 | 4Ch, 2Ah, C5h, FFh | FFC52A4Ch |
Содержимое микросхемы SPD модуля, за исключением некоторых представленных ниже деталей, выглядит типично. Поддерживаемое значение задержки сигнала CAS# всего одно — 3.0, которому соответствует стандартный (для DDR-400, как последнего сертифицированного стандарта JEDEC) период синхросигнала 5.0 нс. Следует подчеркнуть, что производителем использовано именно стандартное значение, что отличает его подход от подхода ряда других производителей (использования истинного, но «нестандартного» значения периода синхросигнала — например, 4.3 нс). Очевидно, это сделано с целью обеспечения 100% совместимости данного модуля с различными моделями материнских плат и версиями BIOS, некоторые из которых отказываются автоматически настраивать тайминги «нестандартных» модулей памяти. Схема таймингов для этого случая может быть записана как 3.0-3.6-3.6-8, реально (с учетом того, что tRCD, tRP и tRAS не могут принимать нецелые значения) — 3.0-4-4-8, что соответствует характеристикам модуля, приведенным в datasheet. Несмотря на заявленную поддержку единственного значения тайминга CL (3.0), содержимое поля периода синхросигнала при уменьшенной задержке CAS# (CL X-0.5 = 2.5) также заполнено, ему присвоено значение 6.0 нс, что отвечает функционированию модуля при частоте 166.7 МГц, то есть в режиме DDR-333. Среди прочих особенностей данных SPD следует отметить использование единственной буквы «K» в качестве идентификатора Part Number модуля (что, по-видимому, присуще всем модулям памяти Kingston), а также наличие правильных данных о дате изготовления и серийном номере модуля. 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 Kingston DDR-533
- 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 Kingston DDR-533
- 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 Kingston DDR-533
- 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 Kingston DDR-533
- 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 915G
- Материнская плата: Albatron PX915G Pro, версия BIOS от 05/26/2004
- Память: 2x256 МБ Kingston DDR-533
- 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 915P
- Материнская плата: Albatron PX915P Pro, версия BIOS от 05/26/2004
- Память: 2x256 МБ Kingston DDR-533
- Видео: ATI Radeon 9800Pro
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
- Драйверы: Intel Chipset Utility 6.0.1.1002
Тестовый стенд №7
- 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 Kingston DDR-533
- Видео: ATI Radeon 9800Pro
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
Тестовый стенд №8
- 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 Kingston DDR-533
- Видео: ATI Radeon 9800Pro
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
Согласно разработанной нами методике, тестирование модулей памяти осуществлялось в двух режимах. Первая серия тестов (тесты производительности) проводилась в штатном режиме (DDR-400), со стандартными значениями таймингов, выставляемыми в BIOS материнской платы по умолчанию по данным микросхемы SPD (Memory Timings: «by SPD»); вторая (тесты стабильности) — в «экстремальном» режиме, при сохранении штатной частоты, но выставлении минимально возможных значений таймингов для данного модуля на данной материнской плате.
Тесты производительности
| Параметр* | Стенд 1 (PAT) | Стенд 1 | Стенд 2 | Стенд 3 (PAT) | Стенд 4 | Стенд 5 | Стенд 6 | Стенд 7 | Стенд 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Тайминги | 2.5-3- 3-7 | 3.0-4- 4-8 | 3.0-4- 4-8 | 3.0-4- 4-8 | 3.0-4- 4-8 | 3.0-4- 4-8 | 3.0-4- 4-8 | 2.5-4- 4-6 | 3.0-4- 4-8 |
| Средняя ПСП на чтение, МБ/с | 5343 | 4732 | 4357 | 4918 | 4433 | 4454 | 4456 | 4104 | 3910 |
| Средняя ПСП на запись, МБ/с | 1822 | 1635 | 1617 | 1735 | 1855 | 1847 | 1848 | 2644 | 2478 |
| Макс. ПСП на чтение, МБ/с | 6305 | 6188 | 6172 | 6163 | 6181 | 6210 | 6217 | 6230 | 6204 |
| Макс. ПСП на запись, МБ/с | 4269 | 4248 | 4220 | 4231 | 4256 | 4256 | 4267 | 6201 | 6234 |
| Минимальная латентность** псевдослучайного доступа, нс | 45.9 | 54.7 | 60.0 | 50.1 | 55.0 | 54.6 | 54.7 | 33.7 | 36.2 |
| Максимальная латентность** псевдослучайного доступа, нс | 54.1 | 65.2 | 70.4 | 61.4 | 64.0 | 63.8 | 63.7 | 37.7 | 40.2 |
| Минимальная латентность** случайного доступа, нс | 98.5 | 118.7 | 129.3 | 111.2 | 138.0 | 137.9 | 137.6 | 86.9 | 74.4 |
| Максимальная латентность** случайного доступа, нс | 119.3 | 137.7 | 149.2 | 135.3 | 161.5 | 161.6 | 161.0 | 92.1 | 78.5 |
*жирным шрифтом отмечены наилучшие показатели (при прочих равных условиях)
**Размер блока 16 МБ
В первой серии тестов большинство материнских плат выставило корректные значения таймингов (3.0-4-4-8), заявленные производителем и записанные в микросхеме SPD (в этом, отчасти, и заключается преимущество описанного выше «стандартного» подхода к прописыванию данных SPD для «нестандартных» модулей). Исключением оказались лишь платы Albatron PX865PE Pro (стенд №1) при включении PAT — очевидно, использование более низких таймингов (в нашем случае — 2.5-3-3-7) является одной из составных частей (но не главной) режима «Performance Mode», реализованного в данной материнской плате. Примерно также, но руководствуясь непонятными соображениями, поступает материнская плата ASUS A8V Deluxe (стенд №7), используя по умолчанию схему таймингов 2.5-4-4-6.
Среди платформ, основанных на Pentium 4 (стенды №1-6) наилучший результат по большинству параметров наблюдается на Albatron PX865PE Pro (стенд №1) при включении режима PAT. Причем достигается это не столько благодаря PAT и использованию более скоростной схемы таймингов — ибо та же самая плата при отключении PAT и использовании «стандартных» таймингов занимает третье место, второе же достается плате ASUS P5P800 (стенд №3), в которой также задействован режим PAT. Несколько уступает им плата ASUS P4P800-VM (стенд №2), основанная на чипсете i865G против i865P, тогда как платы с чипсетами 915-й серии (стенды №4-6) заметно им уступают, особенно по величинам латентности памяти, располагаясь тем самым на последних местах.
Прямое сравнение результатов, полученных на платформе Athlon 64 с вышеприведенными результатами, разумеется, некорректно, поэтому придется ограничиться лишь сопоставлением результатов, полученных на двух платах — ASUS A8V Deluxe (стенд №7) и Gigabyte K8NS Ultra-939 (стенд №8). Несмотря на то, что контроллер памяти, как известно, интегрирован в процессор, различия между платами все же имеются, причем значительные и довольно странные. По большинству параметров первенство достается плате A8V Deluxe (стенд №7), тогда как по величинам латентности случайного доступа лидером является Gigabyte K8NS Ultra-939 (стенд №8). В свое время, рассматривая более серьезные странности в поведении плат с чипсетами VIA K8T800Pro и NVIDIA nForce3 250 (вплоть до полной неработоспособности модулей памяти на одной из плат, но отличным функционированием — на другой), мы предположили, что различия, по всей видимости, связаны с различными способами настройки интегрированного контроллера памяти Athlon 64, выполняемой на этапе BIOS POST.
Тесты стабильности
Вторая серия тестов проводилась с минимально возможными значениями таймингов, не приводящими к сбоям в работе подсистемы памяти.
| Параметр* | Стенд 1 (PAT) | Стенд 1 | Стенд 2 | Стенд 3 (PAT) | Стенд 4 | Стенд 5 | Стенд 6 | Стенд 7 | Стенд 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Тайминги | 2.5-3- 3-5 | 2.5-3- 3-5 | 2.5-3- 3-5 | 2.5-3- 3-5 | 2.5-3- 3-4 | 2.5-3- 3-4 | 2.5-3- 3-4 | 2.5-3- 3-5 | 2.5-3- 3-5 |
| Средняя ПСП на чтение, МБ/с | 5343 | 4764 | 4396 | 4978 | 4495 | 4496 | 4489 | 4100 | 4064 |
| Средняя ПСП на запись, МБ/с | 1827 | 1808 | 1774 | 1862 | 1943 | 1957 | 2048 | 2671 | 2483 |
| Макс. ПСП на чтение, МБ/с | 6306 | 6269 | 6222 | 6274 | 6276 | 6255 | 6244 | 6277 | 6242 |
| Макс. ПСП на запись, МБ/с | 4269 | 4257 | 4228 | 4248 | 4256 | 4268 | 4268 | 6119 | 6238 |
| Минимальная латентность** псевдослучайного доступа, нс | 46.0 | 54.7 | 59.9 | 49.8 | 54.5 | 54.4 | 54.5 | 33.5 | 33.8 |
| Максимальная латентность** псевдослучайного доступа, нс | 54.0 | 62.4 | 67.9 | 57.8 | 63.5 | 63.5 | 63.6 | 37.6 | 37.8 |
| Минимальная латентность** случайного доступа, нс | 98.6 | 113.6 | 124.2 | 106.9 | 129.1 | 128.8 | 128.8 | 78.6 | 66.8 |
| Максимальная латентность** случайного доступа, нс | 119.3 | 133.6 | 143.7 | 129.9 | 153.9 | 153.5 | 153.6 | 83.5 | 70.8 |
*жирным шрифтом отмечены наилучшие показатели
**Размер блока 16 МБ
Легко заметить, что в настройках конфигурационных регистров чипсета можно выставить любое значение тайминга tRAS (до 4 включительно) без нарушения стабильности работы подсистемы памяти, что означает, что значение данного параметра данными модулями (как и большинством других) игнорируется, а вместо него используется некое собственное и никому неизвестное значение. Значение остальных таймингов едино для всех протестированных систем — 2.5-3-3, причем его никак нельзя назвать рекордным.
Перевод подсистемы памяти в «экстремальный» режим функционирования ни привел к изменениям в расстановке сил — как среди платформ с процессором Pentium 4 (стенды №1-6), так и Athlon 64 (стенды №7-8). Итоги
Протестированные модули памяти Kingston HyperX DDR-533 проявляют отличную совместимость с различными материнскими платами, основанными на чипсетах серий Intel 865P/G и 915P/G, VIA K8T800Pro и NVIDIA nForce 3, умеренную разгоняемость по таймингам (позволяют выставить тайминги 2.5-3-3 в режиме DDR-400) и хорошую стабильность функционирования в данных условиях. Среди лидеров по производительности подсистемы памяти можно отметить платы Albatron PX865PE Pro (стенд №1) и ASUS P5P800 (стенд №3), отчасти благодаря возможности включения PAT, тогда как худший результат с данными модулями показывают платы, основанные на чипсетах серии i915P/G — ASUS P5GD1-VM (стенд №4), Albatron PX915G Pro (стенд №5) и Albatron PX915P Pro (стенд №6).
Материнские платы ASUS и Albatron предоставлены компанией OLDI
