Исследование основных характеристик модулей памяти

Часть 1: Модули Micron DDR2


Мы предлагаем вашему вниманию новый цикл статей, посвященный изучению важнейших характеристик модулей памяти на низком уровне. Для этой цели мы будем использовать разработанный нами универсальный тестовый пакет RightMark Memory Analyzer, новая версия которого была недавно анонсирована. Цель такого исследования состоит в том, чтобы предоставить всем заинтересованным читателям информацию о совместимости данного модуля памяти данного производителя с различным набором материнских плат, построенных на тех или иных чипсетах. Под «совместимостью» модуля памяти с материнской платой здесь и далее будем понимать баланс между максимальной производительностью и стабильностью функционирования модуля, достижимыми на данной материнской плате. Естественно, что, чем большую производительность модуля памяти (т.е., большую реальную пропускную способность и меньшую латентность) при сохранении ее стабильности мы можем достичь на данной материнской плате, в сравнении с другими — при прочих равных условиях — тем более оправданным можно считать выбор данной комбинации модуля памяти и материнской платы.

Кстати, отметим, что именно такую информацию в дальнейшем планируется предоставлять автоматически — это будет являться частью функциональности нашей базы данных (каталога) по модулям памяти, которая пока что находится в стадии разработки. Основной функцией этой базы данных будет являться поиск оптимальной материнской платы для данного модуля (как было отмечено выше, критерием поиска является баланс производительности и стабильности), и наоборот. Расширение базы данных будет обеспечиваться за счет добавления результатов тестов — как наших собственных, так и полученных от наших пользователей — напомним, что возможность отправки результатов была реализована в версии 3.2 нашего тестового пакета RightMark Memory Analyzer.

Таким образом, настоящую статью можно рассматривать своего рода воплощением идеи того, какую информацию следует предоставлять пользователям по запросу из нашей базы данных. В связи с этим, нами активно приветствуются любые замечания и предложения, конструктивная критика со стороны наших читателей по поводу того, каким образом нам следует предоставлять подобную информацию с целью ее максимальной информативности и удобства для восприятия. А мы, тем временем, приступим к рассмотрению нашего сегодняшнего образца модуля памяти.

Информация о производителе модуля

Производитель модуля: Micron Technology, Inc.
Производитель чипов модуля: Micron Technology, Inc.
Сайт производителя модуля: www.micron.com/products/modules/ddr2sdram/
Сайт производителя чипов: www.micron.com/products/dram/ddr2sdram/

Внешний вид модуля

Фото модуля памяти

Фото чипа памяти

Part Number модуля и чипа

Расшифровка Part Number модуля

Описание системы назначения Part number модулей памяти и чипов Micron:
www.micron.com/numberguide/

ПолеЗначениеРасшифровка
0MTКод производителя:
MT = Micron Technology
116Количество чипов памяти
2HПротокол:
H = SSTL 1.8V DDR2 SDRAM
3TFСемейство продукта:
TF = DDR2 FBGA
464Глубина модуля, бит
564Ширина модуля, бит
6AРазновидность модуля:
A = 168-pin/184-pin/240-pin unbuffered DIMM
7GКод упаковки:
G = свинецсодержащая пайка, одно- или двухбанковый DIMM
8-53EСкоростные характеристики модуля:
-53E = DDR2-533, PC2-4300, тайминги 4-4-4
9BНомер ревизии кристалла
102Номер ревизии печатной платы

Расшифровка Part Number чипа

Код FBGAPart Number
Z9BQTMT47H32M8FP-37E ES

Вследствие ограничений по размеру FBGA-упаковки, чипы памяти Micron имеют сокращенную маркировку, отличную от от их полного Part Number-а. Так, маркировка чипов рассматриваемого модуля памяти Z9BQT преобразуется в Part Number вида MT47H32M8FP-37E ES. Преобразование сокращенной формы записи Part Number любого чипа памяти Micron в полную можно осуществить по адресу www.micron.com/decoder/

ПолеЗначениеРасшифровка
0MTКод производителя:
MT = Micron Technology
147Семейство продукта:
47 = DDR2
2HТехнологический процесс:
H = SSTL 1.8V VDD CMOS
332M8Организация микросхем памяти: 256Мбит (32Мбит x8)
4 Версия устройства (отсутствует)
5FPКод упаковки:
FP = свинецсодержащая пайка, FBGA, 60-контактный 8x12
6-37EВремя доступа/период синхросигнала:
-37E = 3.75 нс (266.7 МГц), 4-4-4
7 Дополнительные варианты (отсутствует)
8 Температурный интервал функционирования:
(пробел) = 0..85oC
9ESОсобые условия:
ES = инженерный образец (engineering sample)

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 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)

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 памяти561h2 физических банка
Внешняя шина данных модуля памяти60x4064 бит
Уровень питающего напряжения80x05SSTL 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 данных1282h7.8125 мс — 0.5x сокращенная саморегенерация
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)1818hCL = 3, 4
Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при уменьшенной задержке CAS# (CL X-1)2350h5.00 нс (200.0 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 = 4
3, CL = 3
Минимальная задержка между активизацией соседних строк (tRRD)281Eh7.5 нс
2, CL = 4
1.5, CL = 3
Минимальная задержка между RAS# и CAS# (tRCD)293Ch15.0 нс
4, CL = 4
3, CL = 3
Минимальная длительность импульса сигнала RAS# (tRAS)302Dh45.0 нс
12, CL = 4
9, CL = 3
Емкость одного физического банка модуля памяти3140h256 МБ
Период восстановления после записи (tWR)363Ch15.0 нс
4, CL = 4
3, CL = 3
Внутренняя задержка между командами WRITE и READ (tWTR)371Eh7.5 нс
2, CL = 4
1.5, CL = 3
Внутренняя задержка между командами READ и PRECHARGE (tRTP)381Eh7.5 нс
2, CL = 4
1.5, CL = 3
Минимальное время цикла строки (tRC)41, 403Ch, 00h60.0 нс
16, CL = 4
12, CL = 3
Период между командами саморегенерации (tRFC)42, 404Bh, 00h75.0 нс
20, CL = 4
15, CL = 3
Максимальная длительность периода синхросигнала (tCKmax)4380h8.0 нс
Номер ревизии SPD6210hРевизия 1.0
Контрольная сумма байт 0-626311h17 (верно)
Идентификационный код производителя по JEDEC64-712Ch, FFh,
..., FFh
Micron
Part Number модуля73-9016HTF6464AG-53EB2
Дата изготовления модуля93-9404h, 0Bh2004 год, 11 неделя
Серийный номер модуля95-9810h, 23h,
19h, 1Ch
1C192310h

Анализ информации микросхемы SPD показывает, что данный модуль поддерживает значения длительности задержки сигнала CAS# (CL) в 4 и 3 такта. Первое соответствует временному циклу в 3.75 нс, таким образом, оно рекомендовано к использованию при частоте функционирования модуля 266 МГц, т.е. в режиме DDR2-533, второе — времени цикла 5.00 нс, т.е. функционированию модуля при 200 МГц в режиме DDR2-400. Соответствующие значения таймингов (tCL- tRCD-tRP-tRAS) могут быть записаны как 4-4-4-12 для собственного режима DDR2-533 и 3-3-3-9 при использовании модуля в режиме DDR2-400.

Интересно отметить, что значения tRAS (минимальной длительности сигнала RAS#) — указанное на маркировке модуля (10 тактов) и в его микросхеме SPD (12 тактов), не совпадают между собой. Что ж, будем надеяться, что подобная неразбериха присуща только инженерному образцу, который участвует в нашем сегодняшнем тестировании. Как бы там ни было, в наших тестах в настройках BIOS мы выбрали тайминги 4-4-4-11, тем самым, tRAS был установлен как среднее между двумя «рекомендованными» производителем значениями.

Конфигурации тестовых стендов и ПО

Материнские платы на чипсетах серии Intel i915

Тестовый стенд №1

  • Процессор: Intel Pentium 4 3.6 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
  • Чипсет: Intel i915P
  • Материнская плата: Gigabyte 8GPNXP Duo, версия BIOS F2
  • Память: 2x512 МБ Micron DDR2-533, тайминги 4-4-4-11
  • 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 9.0b

Тестовый стенд №2

  • Процессор: Intel Pentium 4 3.6 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
  • Чипсет: Intel i915G
  • Материнская плата: Foxconn 915M03-G-8EKRS2, версия BIOS 5/29/2004
  • Память: 2x512 МБ Micron DDR2-533, тайминги 4-4-4-11
  • 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 9.0b

Тестовый стенд №3

  • Процессор: Intel Pentium 4 3.6 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
  • Чипсет: Intel i915G
  • Материнская плата: Foxconn 915M03-G-8EKRS2, версия BIOS 5/29/2004
  • Память: 2x512 МБ Micron DDR2-533, тайминги 4-4-4-11
  • Видео: Internal, 32 МБ
  • HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
  • Драйверы: Intel VGA 14.5, Intel Chipset Utility 6.0.1.1002, DirectX 9.0b

Тестовый стенд №4

  • Процессор: Intel Pentium 4 3.6 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
  • Чипсет: Intel i915G
  • Материнская плата: Intel D915GUX, версия BIOS 0234
  • Память: 2x512 МБ Micron DDR2-533, тайминги 4-4-4-11
  • 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 9.0b

Тестовый стенд №5

  • Процессор: Intel Pentium 4 3.6 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
  • Чипсет: Intel i915G
  • Материнская плата: Intel D915GUX, версия BIOS 0234
  • Память: 2x512 МБ Micron DDR2-533, тайминги 4-4-4-11
  • Видео: Internal, 32 МБ
  • HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36Gb
  • Драйверы: Intel VGA 14.5, Intel Chipset Utility 6.0.1.1002, DirectX 9.0b

Тестовый стенд №6

  • Процессор: Intel Pentium 4 3.6 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
  • Чипсет: Intel i915P
  • Материнская плата: ASUS P5GD2 Premium, версия BIOS 1004
  • Память: 2x512 МБ Micron DDR2-533, тайминги 4-4-4-11
  • 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 9.0b

Материнские платы на чипсетах серии Intel i925

Тестовый стенд №7

  • Процессор: Intel Pentium 4 3.6 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
  • Чипсет: Intel i925X
  • Материнская плата: Gigabyte 8ANXP-D, версия BIOS F2
  • Память: 2x512 МБ Micron DDR2-533, тайминги 4-4-4-11
  • 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 9.0b

Тестовый стенд №8

  • Процессор: Intel Pentium 4 3.6 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
  • Чипсет: Intel i925X
  • Материнская плата: Intel D925XCV, версия BIOS 0218
  • Память: 2x512 МБ Micron DDR2-533, тайминги 4-4-4-11
  • 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 9.0b

Тестовый стенд №9

  • Процессор: Intel Pentium 4 3.6 ГГц (ядро Prescott, 1 МБ L2)
  • Чипсет: Intel i925X
  • Материнская плата: ASUS P5AD2 Premium, версия BIOS 1004
  • Память: 2x512 МБ Micron DDR2-533, тайминги 4-4-4-11
  • 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 9.0b

Результаты тестирования

Материнские платы на чипсетах серии Intel i915

Параметр*Стенд 1Стенд 2Стенд 3Стенд 4Стенд 5Стенд 6Стенд 6 (PAT)
Средняя ПСП на чтение, МБ/с4782473645584729454847555185
Средняя ПСП на запись, МБ/с2024220522042212220022192246
Макс. ПСП на чтение, МБ/с6383638860736345606764256488
Макс. ПСП на запись, МБ/с4266424542454238423842604293
Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс**50.450.952.350.952.350.646.4
Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс**57.257.859.057.959.157.552.9
Минимальная латентность случайного доступа, нс**120.3121.0123.0121.3123.1120.5105.4
Максимальная латентность случайного доступа, нс**138.6139.4141.0139.7141.3139.0124.0

*жирным шрифтом отмечены наилучшие показатели
**Размер блока 16 МБ

Как уже отмечалось нами в предыдущем исследовании, использование нынешнего поколения процессоров и чипсетов с частотой FSB 800 МГц не позволяет достичь максимальных значений пропускной способности памяти типа DDR2-533 в двухканальном режиме. Тем не менее, даже в этом случае можно сделать определенные выводы относительно значений реальной ПСП, достижимых на различных материнских платах.

Среди материнских плат, основанных на чипсетах серии Intel i915, явным лидером абсолютно по всем показателям выступает ASUS P5GD2 Premium (стенд №6) при задействовании режима PAT (Turbo mode). Особенно серьезно это преимущество заметно по величинам средней реальной ПСП на чтение (5185 МБ/с) и латентности истинно случайного доступа к памяти (105.4 нс). Тем не менее, та же материнская плата с отключенным PAT уже несколько уступает Gigabyte 8GPNXP Duo (стенд №1), оснащенной тем же чипсетом i915P, которая располагается на втором месте по большинству параметров (за исключением, пожалуй, странного результата средней ПСП на запись в 2024 МБ/с, тогда как типичной является величина порядка 2200 МБ/с). Наконец, худший результат показали материнские платы на чипсете i915G — обе модели Foxconn 915M03-G-8EKRS2 (стенды №2, 3) и Intel 915GUX (стенды №4, 5), особенно при включении интегрированного видеоконтроллера (вызывающего снижение максимальной реальной ПСП и увеличение латентности памяти примерно на 4%). Причем, обратите внимание, насколько близкими являются характеристики модуля, снятые на обоих платах, как при задействовании интегрированного видео, так и без такового.

Материнские платы на чипсетах серии Intel i925

Параметр*Стенд 7Стенд 8Стенд 9Стенд 9 (PAT)
Средняя ПСП на чтение, МБ/с4949490649345366
Средняя ПСП на запись, МБ/с2261225623312388
Макс. ПСП на чтение, МБ/с6458640163996494
Макс. ПСП на запись, МБ/с4266423842604293
Минимальная латентность
псевдослучайного доступа, нс**
47.748.147.843.6
Максимальная латентность
псевдослучайного доступа, нс**
54.655.054.750.3
Минимальная латентность
случайного доступа, нс**
115.2116.2115.6100.6
Максимальная латентность
случайного доступа, нс**
133.6134.7134.0119.7

*жирным шрифтом отмечены наилучшие показатели
**Размер блока 16 МБ

Прежде всего следует отметить, что материнские платы на чипсете i925X по всем показателям в целом превосходят модели, построенные на i915P/G. Лидером и здесь выступает материнская плата от ASUS (P5AD2 Premium, стенд №9), но вновь лишь при включении режима PAT (Turbo mode), тогда как его отключение опускает рассматриваемую модель на третье место, уступая первенство Gigabyte 8ANXP-D (стенд №7). Худшим выбором среди материнских плат на чипсете i925X можно считать Intel D925XCV (стенд №8).

Итоги

Таким образом, с точки зрения максимальной производительности модулей DDR2 Micron (при прочих равных условиях) наилучшими оказываются материнские платы ASUS на чипсетах Intel i925X и i915P. Не сильно уступают им основанные на тех же чипсетах платы от Gigabyte — модели 8ANXP-D и 8GPNXP Duo. Ну и, наконец, наименее удачным вариантом с точки зрения максимальной производительности подсистемы памяти являются платы Intel 915GUX и Foxconn 915M03-G-8EKRS2 с чипсетом Intel i915G (показавшие практически равный результат), в особенности при включении интегрированного видеоконтроллера.




6 августа 2004 Г.