Это небольшое приложение к нашим предыдущим результатам тестирования, показавшим весьма спорное преимущество нового типа памяти DDR2, относительно DDR призвано, по сути, «немного показать DDR2 в действии». А именно — достичь тех величин реальной пропускной способности, которые были бы максимально близки к заявленным в спецификации теоретическим значениям. Как этого можно добиться? — ответ весьма прост: для этого нужно сравнить DDR2-533 и DDR-400 в одноканальном режиме доступа, при котором теоретическая ПСП обеих типов памяти (4.3 ГБ/с и 3.2 ГБ/с, соответственно) заведомо ниже, чем предельная теоретическая пропускная способность шины процессора (6.4 ГБ/с). Именно этим мы и займемся.
Конфигурации тестовых стендов и ПО
Тестовый стенд №1
- Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, Socket 478, FSB 800/HT, 1 МБ L2)
- Материнская плата: ASUS P4C800 Deluxe на чипсете Intel 875P
- Память: 1x512 МБ PC3200 DDR SDRAM DIMM TwinMOS (тайминги 2.5-3-3-6)
Тестовый стенд №2
- Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, Socket 775, FSB 800/HT, 1 МБ L2)
- Материнская плата: ECS PF4 на чипсете Intel 915
- Память: 1x512 МБ PC2-4300 DDR2 SDRAM DIMM Samsung (тайминги 4-4-4-8)
Программное обеспечение
- Windows XP Professional SP1
- Intel Chipset Installation Utility 5.0.2.1003
- RightMark Memory Analyzer 3.1
Максимальная реальная пропускная способность памяти
Начнем с оценки главной характеристики памяти — ее пропускной способности. Ведь на существенное ее увеличение и направлен новый стандарт DDR2. Как и прежде, измерение максимальной реальной пропускной способности памяти проводилось с помощью подтеста Memory Bandwidth, пресетов Maximal RAM Bandwidth, Software Prefetch, MMX/SSE/SSE2, использующих метод оптимизации в виде предварительной выборки данных, которые будут востребованы позже, из оперативной памяти в L2 кэш процессора. Для оптимизации записи в память в этих тестах используется метод прямого сохранения данных (Non-Temporal Store), позволяющий исключить влияние подсистемы кэша процессора. Для наглядности приведем картину, полученную на платформе Prescott/DDR2 с использованием регистров SSE2.
Prescott/DDR2, максимальная реальная ПСП
Но интереснее, конечно же, взглянуть на сравнительные количественные характеристики, полученные в этой серии тестов.
| Тип памяти | Максимальная реальная пропускная способность, МБ/с | |
|---|---|---|
| Чтение (Software Prefetch) | Запись (Non-Temporal) | |
| DDR-400 | 3290.1 | 3167.3 |
| DDR2-533 | 4287.2 | 4093.7 |
Итак, наконец-то нам удалось максимально приблизиться к «заявленному» значению ПСП нового типа памяти DDR2-533! Максимальная реальная ПСП DDR2 при операциях чтения составила 4287.2 МБ/с (отметим, что частота шины памяти в обоих случаях завышена на 2-3%, что особенно хорошо видно из результатов тестирования DDR-400). Можно сказать, что она достигла своего предельного значения (которое на самом деле, несмотря на обозначение PC2-4300, составляет 4266.7 МБ/с = 533.3 МГц x 64 бит), причем — даже в таком, асинхронном режиме работы памяти. Эффективность операций записи в DDR2 несколько ниже — но здесь важно упомянуть, что почти такое же значение мы получили и в наших предыдущих тестах, в которых использовался двухканальный режим работы, и сказываются здесь, как мы уже отмечали, скорее всего, микроархитектурные особенности процессоров Prescott.
Латентность памяти
Методика измерений латентности, применительно к процессорам семейства Pentium 4, была подробно разработана, обоснована и описана ранее. Поэтому остановимся на ней лишь вкратце: в тесте латентности используется псевдослучайный режим обхода сравнительно большого блока памяти (4 МБ) с шагом в 64 байта (действительный размер строки L2- кэша процессоров Pentium 4) и 128 байт («эффективный» размер, связанный с аппаратной предвыборкой смежной строки из памяти в кэш во всех режимах обхода).
Для наглядности, представим графики разгрузки шины L2-RAM на платформе Prescott/DDR2, полученные с шагом 128 байт.
Prescott/DDR2, латентность памяти, длина строки 128 байт
Обращаясь к количественным оценкам, прежде всего, следует упомянуть, что значения латентности при использовании одноканального режима во всех случаях оказались несколько меньшими по сравнению с теми, которые были получены в двухканальном режиме. Собственно, было бы странно, если бы получилось обратное — ибо вполне очевидно, что «двухканальность» влечет за собой увеличение задержек при доступе в память (на уровне чипсета). Кстати, в связи с этим более «правильными» величинами латентности памяти (т.е. более близкими к «истинным» характеристикам) следует считать значения, полученные именно в одноканальном режиме.
| Длина строки | Тип памяти | Латентность псевдослучайного доступа, нс | ||
|---|---|---|---|---|
| Минимальная | Средняя* | Максимальная | ||
| 64 байта | DDR-400 | 28.0 | 31.4 | 31.6 |
| DDR2-533 | 29.3 | 30.5 | 34.8 | |
| 128 байт | DDR-400 | 46.6 | 54.6 | 54.6 |
| DDR2-533 | 51.9 | 52.7 | 58.9 | |
*латентность в условиях отсутствия разгрузки шины L2-RAM
Сравнивать «некорректные» величины, полученные при 64-байтном размере шага, которые, к тому же, весьма близки между собой, вряд ли имеет особый смысл — скорее можно считать, что они просто приведены для полноты картины. Гораздо интереснее сопоставить между собой более «объективные» значения, полученные при обходе цепочки с шагом, равным «эффективной» длине строки (128 байт). Результаты этих тестов вновь никак нельзя назвать неожиданными — очевидно, что по латентности DDR2 явно проигрывает DDR. На этот раз различие (если не учитывать «средние» значения, полученные в условиях отсутствия разгрузки шины) находится в пределах 8-11% в пользу DDR — несколько меньше, чем это было в двухканальном режиме (15-16%). Что, в общем-то, означает, что задействование двухканальности сказывается на латентности DDR2 чуть сильнее по сравнению с DDR.
Итоги
Представленные результаты тестирования едва ли можно назвать «сенсационными», сколь бы то ни было оправдывающими использование памяти типа DDR2 на данный момент. Можно констатировать лишь нижеследующее: максимальная реальная ПСП памяти типа DDR2-533 действительно соответствует заявленному в спецификации значению порядка 4.3 ГБ/с в одноканальном режиме, и превышает ПСП памяти типа DDR-400 в том же одноканальном режиме. Тем не менее, это никак нельзя считать ее неоспоримым преимуществом. Хотя бы по той простой причине, что уже реально существующие на сегодняшний день чипсеты Intel i915/i925, поддерживающие DDR2, превосходно поддерживают двухканальный режим работы памяти. Что делает «одноканальную DDR2» совершенно непривлекательным вариантом, по сравнению хотя бы с той же «двухканальной DDR». Таким образом, основной вывод, который был сделан раньше, продолжает оставаться в силе — использование DDR2 оправдает себя, как минимум, не ранее того момента, когда появятся первые процессоры с частотой шины 1067 МГц и выше, что позволит преодолеть ограничение, накладываемое скоростью шины процессора на реальную пропускную способность подсистемы памяти в двухканальном режиме ее функционирования.
