Мы продолжаем изучение важнейших характеристик высокоскоростных модулей DDR2 на низком уровне с помощью универсального тестового пакета RightMark Memory Analyzer. Совсем недавно мы рассмотрели двухканальный комплект модулей памяти Kingston high-end серии HyperX, рассчитанный на функционирование в нестандартном режиме «DDR2-900», сегодня же будет рассмотрено похожее предложение, но укладывающееся в рамки стандарта JEDEC — двухканальный комплект модулей памяти Kingston HyperX DDR2-800 высокой емкости (суммарный объем 2 ГБ), обладающих, как утверждает производитель, низкими задержками.Информация о производителе модуля
Производитель модуля: Kingston Technology
Производитель микросхем модуля: Elpida Memory, Inc.
Сайт производителя модуля:
www.kingston.com/hyperx/products/khx_ddr2.asp
Сайт производителя микросхем модуля:
www.elpida.com/en/products/ddr2.htmlВнешний вид модуля
Фото модуля памяти
Со снятыми радиаторами:
Фото микросхемы памяти
Расшифровка Part Number модуля
Руководство по расшифровке Part Number модулей памяти DDR2 на сайте производителя отсутствует. В краткой технической документации модулей с Part Number KHX6400D2LLK2/2G указывается, что продукт представляет собой комплект из двух модулей с низкими задержками (Low Latency, отсюда сокращение «LL») объемом 1 ГБ каждый, имеющих конфигурацию 128M x 64 и основанных на 16 микросхемах с конфигурацией 64M x8. Производитель гарантирует 100% стабильную работу модулей в штатном режиме DDR2-800 при таймингах 4-4-4-12 и питающем напряжении 2.0 В, но в микросхеме SPD в качестве режима по умолчанию прописан режим DDR2-800 со стандартными таймингами 5-5-5-15 и напряжением питания 1.8 В.
Расшифровка Part Number микросхемы
Как и в ранее исследованных Kingston HyperX DDR2-900, в настоящих модулях памяти использованы микросхемы с оригинальной маркировкой их реального производителя (Elpida), что позволяет нам изучить их характеристики в том числе, воспользовавшись описанием технических характеристик (data sheet) 512-Мбит чипов памяти DDR2 Elpida, применяемых в данных модулях.
| Поле | Значение | Расшифровка |
|---|---|---|
| 0 | — | Производитель (отсутствует, «E» = Elpida Memory) |
| 1 | — | Тип (отсутствует, «D» = монолитное устройство) |
| 2 | E | Код продукта: «E» = DDR2 |
| 3 | 51 | Емкость/количество логических банков: «51» = 512М/4 банка |
| 4 | 08 | Ширина внутренней шины данных: «08» = x8 |
| 5 | A | Протокол питания: «A» = SSTL 1.8V |
| 6 | G | Ревизия кристалла: «G» |
| 7 | — | Код упаковки (отсутствует, «SE» = FBGA) |
| 8 | 6E | Скорость компонента: «6E» = DDR2-667 (5-5-5) |
| 9 | E | Код охраны окружающей среды: «E» = без использования свинца |
В маркировке рассматриваемых микросхем Elpida, как обычно, отсутствуют поля, характеризующие производителя (Elpida Memory) и тип устройства (монолитное), а также код упаковки устройства (FBGA). Как видно из приведенных в таблице характеристик, микросхемы модуля имеют конфигурацию 64M x8 (полная емкость — 512 Мбит) и рассчитаны на функционирование в «медленном» режиме DDR2-667 (при таймингах 5-5-5), соответствующем первой ревизии стандарта DDR2-667. Заметим, что такие же микросхемы (но другого производителя) применяются в еще более высокоскоростных модулях Kingston HyperX DDR2-900, рассмотренных нами ранее. По-видимому, в обоих случаях можно говорить о тщательном отборе производителем модулей микросхем DDR2-667, обладающих наилучшими показателями скорости и надежности функционирования, вместо использования реальных микросхем скоростной категории DDR2-800.Данные микросхемы SPD модуля
Описание общего стандарта SPD:
Описание специфического стандарта SPD для DDR2:
| Параметр | Байт | Значение | Расшифровка |
|---|---|---|---|
| Фундаментальный тип памяти | 2 | 08h | DDR2 SDRAM |
| Общее количество адресных линий строки модуля | 3 | 0Eh | 14 (RA0-RA13) |
| Общее количество адресных линий столбца модуля | 4 | 0Ah | 10 (CA0-CA9) |
| Общее количество физических банков модуля памяти | 5 | 61h | 2 физических банка |
| 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 | 25h | 2.50 нс (400.0 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 | 0Ch | BL = 4, 8 |
| Количество логических банков каждой микросхемы в модуле | 17 | 04h | 4 |
| Поддерживаемые длительности задержки CAS# (CL) | 18 | 38h | CL = 5, 4, 3 |
| 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 | 50h | 5.00 нс (200.0 МГц) |
| Минимальное время подзарядки данных в строке (tRP) | 27 | 32h | 12.5 нс 5.0, CL = 5 3.3, CL = 4 2.5, CL = 3 |
| Минимальная задержка между активизацией соседних строк (tRRD) | 28 | 1Eh | 7.5 нс 3.0, CL = 5 2.0, CL = 4 1.5, CL = 3 |
| Минимальная задержка между RAS# и CAS# (tRCD) | 29 | 32h | 12.5 нс 5.0, CL = 5 3.3, CL = 4 2.5, CL = 3 |
| Минимальная длительность импульса сигнала RAS# (tRAS) | 30 | 27h | 39.0 нс 15.6, CL = 5 10.4, CL = 4 7.8, CL = 3 |
| Емкость одного физического банка модуля памяти | 31 | 80h | 512 МБ |
| Период восстановления после записи (tWR) | 36 | 3Ch | 15.0 нс 6, CL = 5 4, CL = 4 3, CL = 3 |
| Внутренняя задержка между командами WRITE и READ (tWTR) | 37 | 1Eh | 7.5 нс 3.0, CL = 5 2.0, CL = 4 1.5, CL = 3 |
| Внутренняя задержка между командами READ и PRECHARGE (tRTP) | 38 | 1Eh | 7.5 нс 3.0, CL = 5 2.0, CL = 4 1.5, CL = 3 |
| Минимальное время цикла строки (tRC) | 41, 40 | 33h, 30h | 51.5 нс 20.6, CL = 5 13.7, CL = 4 10.3, CL = 3 |
| Период между командами саморегенерации (tRFC) | 42, 40 | 69h, 30h | 105.0 нс 42, CL = 5 28, CL = 4 21, CL = 3 |
| Максимальная длительность периода синхросигнала (tCKmax) | 43 | 80h | 8.0 нс |
| Номер ревизии SPD | 62 | 12h | Ревизия 1.2 |
| Контрольная сумма байт 0-62 | 63 | 31h | 49 (верно) |
| Идентификационный код производителя по JEDEC | 64-71 | 7Fh, 98h | Kingston |
| Part Number модуля | 73-90 | 00h...00h | Не определено |
| Дата изготовления модуля | 93-94 | 06h, 0Fh | 2006 год, 15 неделя |
| Серийный номер модуля | 95-98 | 5Ah, 15h, 8Eh, 29h | 298E155Ah |
Содержимое SPD выглядит несколько нестандартно, по всей видимости — ввиду нацеленности на использование уменьшенных задержек. Поддерживаются три различных значения задержки сигнала CAS# — 5, 4 и 3. Первому (CL X = 5) соответствует режим функционирования DDR2-800 (время цикла 2.5 нс) со схемой таймингов 5-5-5-15.6 (с округлением — 5-5-5-16), что примерно совпадает со значениями, заявленными производителем в документации модулей (5-5-5-15 при DDR2-800). Второму значению tCL (CL X-1 = 4) соответствует, как ни странно, режим не DDR2-667, но DDR2-533 (время цикла 3.75 нс). Схема таймингов для этого случая не представляется целыми значениями и может быть записана как 4-3.3-3.3.-10.4, что при округлении превратится в схему 4-4-4-11. Наконец, третьему значению задержки сигнала CAS# (CL X-2 = 3) соответствует режим DDR2-400, вновь с нецелой схемой таймингов 3-2.5-2.5-7.8, превращающейся при округлении в 3-3-3-8. Из особенностей данных SPD можно отметить сравнительно большое, но достаточно часто встречающееся в высокоскоростных модулях минимальное время цикла регенерации tRFC = 105.0 нс. Номер ревизии SPD, идентификационный код производителя, дата изготовления и серийный номер модуля указаны верно, но в то же время, информация о Part Number модуля отсутствует.Конфигурация тестового стенда
- Процессор: Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73 ГГц (Prescott N0, 2 МБ L2)
- Чипсет: Intel 975X
- Материнская плата: ASUS P5WD2-E Premium, версия BIOS 0404 от 03/22/2006
- Память: 2x1024 МБ Kingston HyperX DDR2-800 Low Latency
Тесты производительности
В первой серии тестов использовалась схема таймингов, выставляемая в настройках BIOS по умолчанию (Memory Timings: «by SPD»). Тестирование осуществлялось в двух скоростных режимах — DDR2-667 при частотах FSB 200 и 266 МГц (множители памяти 1.67 и 1.25, соответственно) и DDR2-800 при частотах FSB 200 и 266 МГц (множители памяти 2.0 и 1.5, соответственно). Напомним, что, начиная с нашего предыдущего исследования, в тестах модулей памяти используется новая версия тестового пакета RMMA 3.65, в которой по умолчанию выбран больший размер тестируемого блока памяти (32 МБ), что позволяет в большей степени устранить влияние сравнительно большого 2-МБ L2-кэша процессора Pentium 4 Extreme Edition.
В режиме DDR2-667 BIOS материнской платы в качестве значений таймингов по умолчанию выставила схему 5-5-5-13 («наугад», т.к. соответствующие данные отсутствуют в SPD), тогда как в режиме DDR2-800 по умолчанию выставляется схема 5-5-5-16, соответствующая рассмотренным выше данным SPD.
| Параметр / Режим | DDR2-667 | DDR2-800 | ||
|---|---|---|---|---|
| Частота FSB, МГц | 200 | 266 | 200 | 266 |
| Тайминги | 5-5-5-13 | 5-5-5-13 | 5-5-5-16 | 5-5-5-16 |
| Средняя ПСП на чтение, МБ/с | 5387 | 6406 | 5617 | 6875 |
| Средняя ПСП на запись, МБ/с | 2056 | 2252 | 2321 | 2465 |
| Макс. ПСП на чтение, МБ/с | 6491 | 8232 | 6528 | 8541 |
| Макс. ПСП на запись, МБ/с | 4282 | 5660 | 4279 | 5679 |
| Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс | 56.6 | 50.0 | 52.5 | 45.5 |
| Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс | 66.2 | 57.3 | 61.7 | 53.0 |
| Минимальная латентность случайного доступа*, нс | 118.8 | 105.3 | 106.0 | 95.4 |
| Максимальная латентность случайного доступа*, нс | 143.8 | 123.9 | 130.2 | 115.5 |
| Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс (без аппаратной предвыборки) | 87.0 | 78.2 | 80.3 | 70.4 |
| Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс (без аппаратной предвыборки) | 113.7 | 96.5 | 107.3 | 90.1 |
| Минимальная латентность случайного доступа*, нс (без аппаратной предвыборки) | 119.6 | 105.5 | 106.2 | 95.9 |
| Максимальная латентность случайного доступа*, нс (без аппаратной предвыборки) | 145.5 | 125.0 | 133.7 | 116.6 |
*размер блока 32 МБ
Скоростные показатели модулей достаточно высоки — максимальная реальная ПСП составляет примерно 6.4-6.5 ГБ/с при 200-МГц FSB и 8.2-8.6ГБ/с при 266-МГц FSB, т.е. практически достигает теоретического максимума ПС процессорной шины (и даже несколько превосходит его, т.к. некоторое влияние L2-кэша процессора все же присутствует). Задержки при доступе в память, как обычно, уменьшаются при переходе как к более скоростным режимам (от DDR2-667 к DDR2-800), так и к более высокой частоте системной шины (от 200-МГц к 266-МГц FSB). Минимальная латентность памяти в режиме DDR2-800 при частоте системной шины 266 МГц находится в интервале от 45.5 нс (псевдослучайный обход, аппаратная предвыборка включена) до 116.6 нс (случайный обход, аппаратная предвыборка отключена), что несколько уступает значениям, полученным ранее на более «топовых» модулях Kingston HyperX DDR2-900.
Тесты стабильности
Значения таймингов, за исключением tCL, варьировались «на ходу» благодаря встроенной в тестовый пакет RMMA возможности динамического изменения поддерживаемых чипсетом настроек подсистемы памяти. Устойчивость функционирования подсистемы памяти определялась с помощью вспомогательной утилиты RightMark Memory Stability Test, входящей в состав тестового пакета RMMA.
| Параметр / Режим | DDR2-667 | DDR2-800 | ||
|---|---|---|---|---|
| Частота FSB, МГц | 200 | 266 | 200 | 266 |
| Тайминги | 3-4-4 (2.0 V) | 3-4-4 (2.0 V) | 4-5-4-12 (2.0 V) | 4-5-4-12 (2.0 V) |
| Средняя ПСП на чтение, МБ/с | 5537 | 6798 | 5652 | 6990 |
| Средняя ПСП на запись, МБ/с | 2260 | 2465 | 2358 | 2613 |
| Макс. ПСП на чтение, МБ/с | 6501 | 8331 | 6515 | 8632 |
| Макс. ПСП на запись, МБ/с | 4282 | 5664 | 4281 | 5675 |
| Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс | 53.1 | 46.1 | 49.3 | 44.4 |
| Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс | 62.5 | 53.3 | 59.0 | 51.8 |
| Минимальная латентность случайного доступа*, нс | 109.6 | 95.4 | 105.5 | 92.7 |
| Максимальная латентность случайного доступа*, нс | 133.9 | 114.9 | 129.7 | 112.7 |
| Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс (без аппаратной предвыборки) | 81.9 | 70.9 | 75.2 | 68.5 |
| Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс (без аппаратной предвыборки) | 107.9 | 93.2 | 102.0 | 88.4 |
| Минимальная латентность случайного доступа*, нс (без аппаратной предвыборки) | 110.4 | 95.9 | 105.8 | 93.1 |
| Максимальная латентность случайного доступа*, нс (без аппаратной предвыборки) | 136.6 | 116.7 | 132.6 | 113.6 |
*размер блока 32 МБ
Минимальные значения таймингов, которые нам удалось достичь в режиме DDR2-667 при использовании рекомендованного производителем повышенного питающего напряжения 2.0 В, как ни странно, выглядят весьма скромно — 3-4-4 (изменение параметра tRAS в данном случае игнорируется). Напомним, что с модулями Kingston HyperX DDR2-900 в указанных условиях нам удалось достичь гораздо более «экстремальную» схему 3-3-2. Еще хуже обстоят дела в режиме DDR2-800 — минимальной возможной (устойчивой) оказалась лишь схема 4-5-4-12, что даже выше по сравнению с «официально» заявленной производителем схемой 4-4-4-12. Что интересно, параметр tRAS в данном случае вносит решающий вклад в устойчивость функционирования подсистемы памяти — его уменьшение приводило к немедленному «зависанию» системы.
Как обычно, выставление «экстремальных» схем таймингов лишь незначительно увеличивает пропускную способность подсистемы памяти и отчетливо проявляет себя лишь в величинах латентностей истинно случайного доступа к памяти. Максимальный эффект снижения задержек достигается в режиме DDR2-667 и составляет порядка 9 нс, т.е. примерно 8%.Итоги
Исследованные модули Kingston HyperX DDR2-800 (PC2-6400) высокой емкости с «низкими задержками» способны функционировать в скоростных режимах DDR2-667 и DDR2-800 при номинальных условиях (т.е. стандартных схемах таймингов, вроде 5-5-5-15 для режима DDR2-800) и характеризуются высокой производительностью в указанных режимах. В то же время, «разгонный потенциал» модулей по таймингам явно оставляет желать лучшего, что с трудом позволяет говорить о них как о модулях класса «Low Latency». Минимально возможная схема таймингов в режиме DDR2-667, не приводящая к потере устойчивости функционирования подсистемы памяти, составляет всего 3-4-4 (при рекомендованном питающем напряжении 2.0 В), а в режиме DDR2-800 — 4-5-4-12, что «не дотягивает» даже до значений 4-4-4-12, официально заявленных производителем в документации. По крайней мере, на используемой в тестах материнской плате (ASUS P5WD2-E), надежно зарекомендовавшей себя для тестирования высокоскоростных модулей памяти DDR2.
Средняя текущая цена (количество предложений) в московской рознице:
| Модули памяти Kingston HyperX DDR2-800 2x1ГБ | Н/Д(1) |
| Модули памяти Kingston HyperX DDR2-800LL 2x1ГБ | Н/Д(0) |
