Исследование основных характеристик модулей памяти DDR

Часть 3: Модули Kingston DDR-533


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.jsp

Внешний вид модуля

Фото модуля памяти

Фото микросхемы памяти

Part Number модуля и микросхемы

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

Результаты тестирования

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).

Модули памяти Kingston DDR-533 предоставлены компанией АйТиСи (ITC)
Материнские платы ASUS и Albatron предоставлены компанией OLDI




Дополнительно

ВИКТОРИНА ASUSTOR

Процессор с какой архитектурой установлен в ASUSTOR AS6302T, благодаря которому производительно выросла на 30% по сравнению с прошлым поколением?

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.