Исследование основных характеристик модулей памяти

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

ПолеЗначениеРасшифровка
1EНаименование производителя: «E» = Excalibrus
2KТип памяти: «K» = DDR2
3 Тип модуля (отсутствует)
4-74300Скорость: «4300» = DDR2-533
8-10256Емкость: «256» = 256 МБ
11BТип оболочки микросхемы: «B» = BGA (TSCP)
12-1532M8Организация микросхем: «32M8» = 32M x8
16-17SPКод производителя микросхем: «SP» = Samsung
18SТехническая информация

Расшифровка Part Number микросхемы

ПолеЗначениеРасшифровка
1KТип устройства: «K» = память
24Подтип устройства: «4» = DRAM
3TМини-классификация: «T» = DDR2
4-556Емкость: «56» = 256Mbit
6-708Ширина внешнего интерфейса микросхем памяти: 08 = x8
83Количество внутренних банков: «3» = 4 банка
9QИнтерфейс, VDD, VDDQ: «Q» = SSTL, 1.8V, 1.8V
10FПоколение: «F» = 7-е поколение
11Разделитель (всегда «—»)
12GУпаковка: «G» = FBGA
13CТемпературный режим / энергопотребление: «C» = нормальное
14-15D5Скоростные 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:


ПараметрБайтЗначениеРасшифровка
Фундаментальный тип памяти208hDDR2 SDRAM
Общее количество адресных линий строки модуля30Dh13 (RA0-RA12)
Общее количество адресных линий столбца модуля40Ah10 (CA0-CA9)
Общее количество физических банков модуля памяти560h1 физический банк
Внешняя шина данных модуля памяти640h64 бит
Уровень питающего напряжения805hSSTL 1.8V
Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при максимальной задержке CAS# (CL X)93Dh3.75 нс (266.7 МГц)
Тип конфигурации модуля1100hNon-ECC
Тип и способ регенерации данных1202h7.8125 мс — 0.5x сокращенная регенерация
Ширина внешнего интерфейса шины данных (тип организации) используемых микросхем памяти1308hx8
Ширина внешнего интерфейса шины данных (тип организации) используемых микросхем памяти ECC-модуля1400hНе определено
Длительность передаваемых пакетов (BL)160ChBL = 4, 8
Количество логических банков каждой микросхемы в модуле1704h4
Поддерживаемые длительности задержки CAS# (CL)1838hCL = 3, 4, 5
Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при уменьшенной задержке CAS# (CL X-1)233Dh3.75 нс (266.7 МГц)
Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при уменьшенной задержке CAS# (CL X-2)2500hНе определено
Минимальное время подзарядки данных в строке (tRP)273Ch15.0 нс
4, CL = 5, 4
Минимальная задержка между активизацией соседних строк (tRRD)281Eh7.5 нс
2, CL = 5, 4
Минимальная задержка между RAS# и CAS# (tRCD)293Ch15.0 нс
4, CL = 5, 4
Минимальная длительность импульса сигнала RAS# (tRAS)302Dh45.0 нс
12, CL = 5, 4
Емкость одного физического банка модуля памяти3140h256 МБ
Период восстановления после записи (tWR)363Ch15.0 нс
4, CL = 5, 4
Внутренняя задержка между командами WRITE и READ (tWTR)371Eh7.5 нс
2, CL = 5, 4
Внутренняя задержка между командами READ и PRECHARGE (tRTP)381Eh7.5 нс
2, CL = 5, 4
Минимальное время цикла строки (tRC)41, 403Ch, 00h60.0 нс
16, CL = 5, 4
Период между командами саморегенерации (tRFC)42, 404Bh, 00h75.0 нс
20, CL = 5, 4
Максимальная длительность периода синхросигнала (tCKmax)4380h8.0 нс
Номер ревизии SPD6210hРевизия 1.0
Контрольная сумма байт 0-626351h81 (верно)
Идентификационный код производителя по JEDEC64-7100hНе определено
Part Number модуля73-90KLBB68K-38OP4-SAA
Дата изготовления модуля93-9404h, 00h2004 год (номер недели не определен)
Серийный номер модуля95-9800h, 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 1Стенд 2Стенд 3Стенд 4Стенд 5Стенд 6Стенд 7**
Тайминги4-4-4-124-4-4-124-4-4-124-4-4-12
Средняя ПСП на чтение, МБ/с4913480447906941
Средняя ПСП на запись, МБ/с1942202720302256
Макс. ПСП на чтение, МБ/с6470649364478254
Макс. ПСП на запись, МБ/с4287432443095693
Минимальная латентность*** псевдослучайного доступа, нс48.550.750.843.1
Максимальная латентность*** псевдослучайного доступа, нс55.757.958.950.5
Минимальная латентность*** случайного доступа, нс117.9121.7122.4105.7
Максимальная латентность*** случайного доступа, нс136.9140.3141.0123.2
*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 1Стенд 2Стенд 3Стенд 4Стенд 5Стенд 6Стенд 7**
Тайминги4-3-44-3-44-3-44-3-4
Средняя ПСП на чтение, МБ/с4952482848046948
Средняя ПСП на запись, МБ/с2018202721702428
Макс. ПСП на чтение, МБ/с6496651164788260
Макс. ПСП на запись, МБ/с4287432443095694
Минимальная латентность*** псевдослучайного доступа, нс48.350.550.843.1
Максимальная латентность*** псевдослучайного доступа, нс55.557.658.050.3
Минимальная латентность*** случайного доступа, нс114.7117.9118.6102.5
Максимальная латентность*** случайного доступа, нс133.9136.9137.7120.1
*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.

Модули памяти Excalibrus DDR2-533 предоставлены компанией Neo Group




17 марта 2005 Г.