Часть 6: Модули Excalibrus DDR2
Мы продолжаем цикл статей, посвященный изучению важнейших характеристик модулей памяти DDR2 на низком уровне с помощью универсального тестового пакета RightMark Memory Analyzer. Цель этого исследования заключается в предоставлении информации о совместимости данного модуля памяти данного производителя с различным набором материнских плат, основанных на различных чипсетах. В настоящей статье рассмотрены 256-МБ модулеи памяти Excalibrus DDR2-533 (которые, как выяснилось позже, оказались инженерными сэмплами, о чем ниже).
Информация о производителе модуля
Производитель модуля: Excalibrus Technologies
Производитель микросхем модуля: Samsung Semiconductor
Сайт производителя модуля (российское предст-во): www.excalibrus.ru/
Сайт производителя микросхем: www.samsung.com/Products/Semiconductor/
Внешний вид модуля
Фото модуля памяти
Фото микросхемы памяти
Part Number модуля и микросхемы
Расшифровка Part Number модуля
Описание системы назначения Part Number модулей памяти Excalibrus: www.excalibrus.ru/product03.shtml
| Поле | Значение | Расшифровка |
|---|---|---|
| 1 | E | Наименование производителя: «E» = Excalibrus |
| 2 | K | Тип памяти: «K» = DDR2 |
| 3 | Тип модуля (отсутствует) | |
| 4-7 | 4300 | Скорость: «4300» = DDR2-533 |
| 8-10 | 256 | Емкость: «256» = 256 МБ |
| 11 | B | Тип оболочки микросхемы: «B» = BGA (TSCP) |
| 12-15 | 32M8 | Организация микросхем: «32M8» = 32M x8 |
| 16-17 | SP | Код производителя микросхем: «SP» = Samsung |
| 18 | S | Техническая информация |
Расшифровка Part Number микросхемы
- Описание технических характеристик (data sheet) 256-Мбит микросхем памяти DDR2 Samsung
- Описание общей системы назначения Part Number микросхем памяти Samsung
| Поле | Значение | Расшифровка |
|---|---|---|
| 1 | K | Тип устройства: «K» = память |
| 2 | 4 | Подтип устройства: «4» = DRAM |
| 3 | T | Мини-классификация: «T» = DDR2 |
| 4-5 | 56 | Емкость: «56» = 256Mbit |
| 6-7 | 08 | Ширина внешнего интерфейса микросхем памяти: 08 = x8 |
| 8 | 3 | Количество внутренних банков: «3» = 4 банка |
| 9 | Q | Интерфейс, VDD, VDDQ: «Q» = SSTL, 1.8V, 1.8V |
| 10 | F | Поколение: «F» = 7-е поколение |
| 11 | — | Разделитель (всегда «—») |
| 12 | G | Упаковка: «G» = FBGA |
| 13 | C | Температурный режим / энергопотребление: «C» = нормальное |
| 14-15 | D5 | Скоростные характеристики: «D5» = DDR2-533 (266 МГц, 4-4-4) |
| 16-18 | (пусто) | Зарезервировано (Customer List Reference) |
Технические характеристики микросхем модуля выглядят стандартно для микросхем модулей памяти DDR2-533, рассчитанных на функционирование при частоте 266 МГц.
Данные микросхемы SPD модуля
Описание общего стандарта SPD:
Описание специфического стандарта SPD для DDR2:
- JEDEC Standard No. 21-C, 4.1.2.10 — Appendix X: Specific SPDs for DDR2 SDRAM (Revision 1.0)
- JC-45 Appendix X: Specific PD's for DDR2 SDRAM (Revision 1.1)
| 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 | 60h | 1 физический банк |
| 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 | 3Dh | 3.75 нс (266.7 МГц) |
| Тип конфигурации модуля | 11 | 00h | Non-ECC |
| Тип и способ регенерации данных | 12 | 02h | 7.8125 мс — 0.5x сокращенная регенерация |
| 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 = 3, 4, 5 |
| 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 | 00h | Не определено |
| Минимальное время подзарядки данных в строке (tRP) | 27 | 3Ch | 15.0 нс 4, CL = 5, 4 |
| Минимальная задержка между активизацией соседних строк (tRRD) | 28 | 1Eh | 7.5 нс 2, CL = 5, 4 |
| Минимальная задержка между RAS# и CAS# (tRCD) | 29 | 3Ch | 15.0 нс 4, CL = 5, 4 |
| Минимальная длительность импульса сигнала RAS# (tRAS) | 30 | 2Dh | 45.0 нс 12, CL = 5, 4 |
| Емкость одного физического банка модуля памяти | 31 | 40h | 256 МБ |
| Период восстановления после записи (tWR) | 36 | 3Ch | 15.0 нс 4, CL = 5, 4 |
| Внутренняя задержка между командами WRITE и READ (tWTR) | 37 | 1Eh | 7.5 нс 2, CL = 5, 4 |
| Внутренняя задержка между командами READ и PRECHARGE (tRTP) | 38 | 1Eh | 7.5 нс 2, CL = 5, 4 |
| Минимальное время цикла строки (tRC) | 41, 40 | 3Ch, 00h | 60.0 нс 16, CL = 5, 4 |
| Период между командами саморегенерации (tRFC) | 42, 40 | 4Bh, 00h | 75.0 нс 20, CL = 5, 4 |
| Максимальная длительность периода синхросигнала (tCKmax) | 43 | 80h | 8.0 нс |
| Номер ревизии SPD | 62 | 10h | Ревизия 1.0 |
| Контрольная сумма байт 0-62 | 63 | 51h | 81 (верно) |
| Идентификационный код производителя по JEDEC | 64-71 | 00h | Не определено |
| Part Number модуля | 73-90 | — | KLBB68K-38OP4-SAA |
| Дата изготовления модуля | 93-94 | 04h, 00h | 2004 год (номер недели не определен) |
| Серийный номер модуля | 95-98 | 00h, 00h, 00h, 00h | Не определено |
Содержимое SPD выглядит не вполне типично. Прежде всего, рассматриваемый модуль способен функционировать при трех различных задержках CAS# (5, 4 и 3), однако значения периода синхросигнала прописаны только для первых двух (CL X = 5 и CL X-1 = 4) и составляет 3.75 нс (частота 266.7 МГц). Схема таймингов памяти для этих случаев может быть записана как 5-4-4-12 и 4-4-4-12. Временной цикл, соответствующий минимальному значению tCL (CL X-2 = 3), в данных SPD не определен, таким образом, модуль как бы не рассчитан на функционирование при частотах, отличных от 266.7 МГц. Во-вторых, внимания заслуживает отсутствие кода производителя (байты 64-71), что намного более типично для модулей класса No Name, нежели Brand-модулей. На самом деле, разгадка проста — производителю Excalibrus Technologies пока не присвоен код производителя по классификации JEDEC (в использованной на момент тестирования ревизии документа: JEP106P, датированной маем 2004 года). Наконец, прописанный в SPD Part Number (байты 73-90), мягко говоря, отличается от указанного на самом модуле. А если копать дальше, довольно быстро выясняется, что он соответствует формату номеров модулей памяти... KingMax DDR2! (для примера, исследованные ранее модули KingMax DDR2-533 имеют Part Number KLBB68K-38MP4-MAA). Нестыковочки, как говорится, налицо. Что ж, нам остается только надеяться, что указанные проблемы были устранены производителем до начала производства и массовых поставок серийных образцов модулей (о чем вновь ниже).
Конфигурации тестовых стендов и ПО
Тестовый стенд №1
- Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
- Чипсет: Intel 925X
- Материнская плата: Gigabyte 8ANXP-D, версия BIOS F1 от 06/07/2004
- Память: 2x256 МБ Excalibrus DDR2-533
- Видео: Leadtek PX350 TDH, nVidia PCX5900
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
- Драйверы: nVidia Forceware 62.01, Intel Chipset Utility 6.0.1.1002, DirectX 9.0c
Тестовый стенд №2
- Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
- Чипсет: Intel 925X
- Материнская плата: MSI 925X Neo, версия BIOS от 06/18/2004
- Память: 2x256 МБ Excalibrus DDR2-533
- Видео: Leadtek PX350 TDH, nVidia PCX5900
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
- Драйверы: nVidia Forceware 62.01, Intel Chipset Utility 6.0.1.1002, DirectX 9.0c
Тестовый стенд №3
- Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
- Чипсет: Intel 915P
- Материнская плата: MSI 915P Neo2, версия BIOS V1.3B0 от 09/08/2004
- Память: 2x256 МБ Excalibrus DDR2-533
- Видео: Leadtek PX350 TDH, nVidia PCX5900
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
- Драйверы: nVidia Forceware 62.01, Intel Chipset Utility 6.0.1.1002, DirectX 9.0c
Тестовый стенд №4
- Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
- Чипсет: Intel 915P
- Материнская плата: ECS PF4 Extreme, версия BIOS от 06/01/2004
- Память: 2x256 МБ Excalibrus DDR2-533
- Видео: Leadtek PX350 TDH, nVidia PCX5900
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
- Драйверы: nVidia Forceware 62.01, Intel Chipset Utility 6.0.1.1002, DirectX 9.0c
Тестовый стенд №5
- Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
- Чипсет: Intel 915G
- Материнская плата: MSI 915G Combo, версия BIOS 080011 от 07/14/2004
- Память: 2x256 МБ Excalibrus DDR2-533
- Видео: Leadtek PX350 TDH, nVidia PCX5900
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
- Драйверы: nVidia Forceware 62.01, Intel Chipset Utility 6.0.1.1002, DirectX 9.0c
Тестовый стенд №6
- Процессор: Intel Pentium 4 3.4 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
- Чипсет: Intel 925XE
- Материнская плата: ECS PF21 Extreme, версия BIOS от 12/07/2004
- Память: 2x256 МБ Excalibrus DDR2-533
- Видео: Leadtek PX350 TDH, nVidia PCX5900
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
- Драйверы: nVidia Forceware 62.01, Intel Chipset Utility 6.0.1.1002, DirectX 9.0c
Тестовый стенд №7
- Процессор: Intel Pentium 4 3.6 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2), реальная частота 3.73 ГГц (266x14)
- Чипсет: Intel 925XE
- Материнская плата: ECS PF21 Extreme, версия BIOS от 12/07/2004
- Память: 2x256 МБ Excalibrus DDR2-533
- Видео: Leadtek PX350 TDH, nVidia PCX5900
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
- Драйверы: nVidia Forceware 62.01, Intel Chipset Utility 6.0.1.1002, DirectX 9.0c
Результаты тестирования
Согласно принятой нами методике, тестирование модулей памяти проводится в двух режимах. Первая серия тестов (производительности подсистемы памяти) проводится в штатном режиме, т.е. при стандартной частоте (в нашем случае — 266.7 МГц) и со стандартными значениями таймингов, устанавливаемыми BIOS-ом материнской платы по умолчанию по данным микросхемы SPD (Memory Timings: «by SPD»). Вторая серия тестов (стабильности) осуществляется в «экстремальном» режиме — при сохранении штатной частоты, но выставлении минимально возможных значений таймингов для данного модуля на данной материнской плате.
Тесты производительности
Как отмечалось выше, модули памяти Excalibrus DDR2-533 могут функционировать на частоте 266.7 МГц при двух различных схемах таймингов, 5-4-4-12 и 4-4-4-12. В первой серии тестов все материнские платы автоматически выставили схему таймингов 4-4-4-12, как наиболее типичную для данного типа памяти.
| Параметр* | Стенд 1 | Стенд 2 | Стенд 3 | Стенд 4 | Стенд 5 | Стенд 6 | Стенд 7** |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Тайминги | 4-4-4-12 | — | 4-4-4-12 | 4-4-4-12 | — | — | 4-4-4-12 |
| Средняя ПСП на чтение, МБ/с | 4913 | — | 4804 | 4790 | — | — | 6941 |
| Средняя ПСП на запись, МБ/с | 1942 | — | 2027 | 2030 | — | — | 2256 |
| Макс. ПСП на чтение, МБ/с | 6470 | — | 6493 | 6447 | — | — | 8254 |
| Макс. ПСП на запись, МБ/с | 4287 | — | 4324 | 4309 | — | — | 5693 |
| Минимальная латентность*** псевдослучайного доступа, нс | 48.5 | — | 50.7 | 50.8 | — | — | 43.1 |
| Максимальная латентность*** псевдослучайного доступа, нс | 55.7 | — | 57.9 | 58.9 | — | — | 50.5 |
| Минимальная латентность*** случайного доступа, нс | 117.9 | — | 121.7 | 122.4 | — | — | 105.7 |
| Максимальная латентность*** случайного доступа, нс | 136.9 | — | 140.3 | 141.0 | — | — | 123.2 |
*жирным шрифтом отмечены наилучшие показатели (при прочих равных условиях)
**частота FSB 266.7 МГц
***размер блока 16 МБ, методика №1
Прежде всего, следует отметить неработоспособность модулей на трех из семи используемых моделей материнских плат. Наиболее вероятная причина этого явления — неспособность некоторых BIOS выставить корректные значения таймингов по содержимому SPD модулей (возможно, в связи с отсутствием в последнем значения времени цикла, соответствующего CL X-2). Косвенным подтверждением этого является факт, что плата ECS PF21 Extreme отказывалась функционировать с данными модулями при стандартных настройках (стенд №6), но заработала с предварительно выставленными вручную установками таймингов (4-4-4-12), необходимых для функционирования в режиме 266.7-МГц системной шины (стенд №7).
Переходя к самим характеристикам подсистемы памяти, заметный отрыв упомянутой выше платы (стенд №7) обусловлен благодаря чипсету i925XE, способному функционировать при частоте FSB 266.7 МГц. С одной стороны, это увеличивает пиковую теоретическую ПС процессорной шины до 8.33 ГБ/с, с другой стороны — обеспечивает синхронный режим работы подсистемы памяти (соотношение частот FSB:DRAM = 1:1).
Среди плат с пока что превалирующей 200-МГц системной шиной на чипсетах 915-й и 925-й серии по большинству параметров лидирует Gigabyte 8ANXP-D (стенд №1), остальные модели показывают примерно равный результат.
Тесты стабильности
Значения таймингов памяти варьировались «на ходу» при помощи встроенной в тестовый пакет RMMA функциональности изменения настроек подсистемы памяти. Устойчивость функционирования последней в более «жестком» режиме определялась с помощью специальной вспомогательной утилиты TestMem.
Минимальные значения таймингов, которые нам удалось выставить на материнских платах (из числа «совместимых» с данными модулями памяти) — 4-3-4 (в скобках заметим, что значение последнего тайминга (tRAS), прописанное в конфигурационных регистрах чипсета, данными модулями игнорируется; его можно выставить любым — от 4 до 15 без каких-либо очевидных изменений. Подобное поведение не является чем-то принципиально новым, мы уже неоднократно сталкивались с ним в наших предыдущих исследованиях).
| Параметр* | Стенд 1 | Стенд 2 | Стенд 3 | Стенд 4 | Стенд 5 | Стенд 6 | Стенд 7** |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Тайминги | 4-3-4 | — | 4-3-4 | 4-3-4 | — | — | 4-3-4 |
| Средняя ПСП на чтение, МБ/с | 4952 | — | 4828 | 4804 | — | — | 6948 |
| Средняя ПСП на запись, МБ/с | 2018 | — | 2027 | 2170 | — | — | 2428 |
| Макс. ПСП на чтение, МБ/с | 6496 | — | 6511 | 6478 | — | — | 8260 |
| Макс. ПСП на запись, МБ/с | 4287 | — | 4324 | 4309 | — | — | 5694 |
| Минимальная латентность*** псевдослучайного доступа, нс | 48.3 | — | 50.5 | 50.8 | — | — | 43.1 |
| Максимальная латентность*** псевдослучайного доступа, нс | 55.5 | — | 57.6 | 58.0 | — | — | 50.3 |
| Минимальная латентность*** случайного доступа, нс | 114.7 | — | 117.9 | 118.6 | — | — | 102.5 |
| Максимальная латентность*** случайного доступа, нс | 133.9 | — | 136.9 | 137.7 | — | — | 120.1 |
*жирным шрифтом отмечены наилучшие показатели (при прочих равных условиях)
**частота FSB 266.7 МГц
***размер блока 16 МБ, методика №1
Использование несколько более «скоростной» схемы таймингов (4-3-4) не изменяет общую картину производительности подсистемы памяти, которую мы увидели выше. Результат вполне ожидаем, учитывая одинаковые установки таймингов и частоты FSB на всех материнских платах.
Итоги
Исследованные модули памяти Excalibrus DDR2-533 проявляют хорошую производительность (максимальная реальная ПСП близка к теоретической), умеренную «разгоняемость по таймингам» (функционируют при уменьшении tRCD на единицу относительно номинала) и хорошую стабильностью функционирования в «разогнанных» условиях. Тем не менее, нельзя не отметить весьма посредственную совместимость с использованными в тестах материнских плат, основанных на чипсетах серии i915P/G и i925X/XE. Наилучшие характеристики подсистемы памяти (при 200-МГц частоте системной шины и прочих равных условиях) данные модули показывают на материнской плате Gigabyte 8ANXP-D.
Таким образом, проведенные нами исследования выявили ряд недостатков, присущих инженерным образцам DDR2-модулей, производимых компанией Excalibrus Technologies. Напомним, что со стороны SPD эти проблемы заключаются в отсутствии кода производителя, некорректности Part Number, а также отсутствии надлежащих данных, необходимых для функционирования модулей в наименее скоростном режиме.
Ниже приведен официальный комментарий Джоей Чена (Joey Chan), представителя международного департамента компании Excalibrus Technologies в Гонконге, по результатам наших исследований.
«Мы получили информацию от одного из наших дистрибьютеров в России и СНГ, касающуюся исследования модулей, проведенного Вашей тестовой лабораторией. Жалоба заключалась в том, что результаты тестирования наших DDR2-модулей оказались весьма плохими, что может негативно повлиять на имидж брэнда «Excalibrus».
В результате проверки сложившийся ситуации мы обнаружили, что предоставленные ими сэмплы оказались инженерными образцами. Поскольку стандарт DDR2 является новой спецификацией, мы выпустили инженерные сэмплы в самом начале прошлого года. В то время было доступно не так много материнских плат, поддерживающих DDR2, кроме того, сами модули DDR2 находились в стадии разработки. Эти старые инженерные образцы предназначались для внутреннего использования, они даже не содержали корректную информацию SPD. Для выхода на рынок DDR2 компания Excalibrus взяла в качестве образцов информацию SPD ряда других производителей/поставщиков модулей. Один из референсных Part Number указан в SPD этих инженерных сэмплов. Модули, прошедшие окончательное тестирование, содержат корректные данные SPD Excalibrus Technologies, подтверждающие их подлинность и качество.
Старые инженерные образцы были отправлены одному из наших партнеров в России по специальному запросу для внутреннего использования. Этот партнер не проинформировал представительство Excalibrus Technologies Ltd в Гонконге и не получил какое-либо подтверждение об отправке этих инженерных сэмплов более чем полугодовалой давности по сравнению с официально протестированными образцами.
Мы хотели бы проинформировать Вас о том, что Excalibrus Technologies продолжает тестирование и выпуск новых ревизий модулей, поступающих в массовое производство, которые отличаются от инженерных образцов, использованных в Вашем тестировании.»
С результатами тестов серийных образцов модулей Excalibrus DDR2-533 можно ознакомиться в материалах нашего следующего исследования.
