stringtranslate.com

DDR3 SDRAM

Синхронная динамическая память произвольного доступа с двойной скоростью передачи данных 3 ( DDR3 SDRAM ) — это тип синхронной динамической памяти произвольного доступа (SDRAM) с интерфейсом с высокой пропускной способностью (« двойная скорость передачи данных »), который используется с 2007 года. более высокоскоростной преемник DDR и DDR2 и предшественник чипов синхронной динамической оперативной памяти (SDRAM) DDR4 . DDR3 SDRAM не совместима ни вперед , ни назад с любыми более ранними типами оперативной памяти (ОЗУ) из-за различных напряжений сигнализации, таймингов и других факторов.

DDR3 — это спецификация интерфейса DRAM. Фактические массивы DRAM, в которых хранятся данные, аналогичны предыдущим типам и имеют аналогичную производительность. Основным преимуществом DDR3 SDRAM по сравнению с ее непосредственным предшественником DDR2 SDRAM является ее способность передавать данные в два раза быстрее (в восемь раз быстрее, чем ее внутренние массивы памяти), что обеспечивает более высокую пропускную способность или пиковую скорость передачи данных.

Стандарт DDR3 допускает емкость чипов DRAM до 8 гигабит (Гбит) и до четырех рангов по 64 бита каждый, что в сумме составляет максимум 16  гигабайт (ГБ) на модуль DDR3 DIMM. Из-за аппаратного ограничения, которое не было устранено до Ivy Bridge-E в 2013 году, большинство старых процессоров Intel поддерживают только чипы до 4 Гбит для модулей DIMM емкостью 8 ГБ (наборы микросхем Intel Core 2 DDR3 поддерживают только до 2 Гбит). Все процессоры AMD правильно поддерживают полную спецификацию модулей DIMM DDR3 емкостью 16 ГБ. [1]

История

В феврале 2005 года Samsung представила первый прототип чипа памяти DDR3. Компания Samsung сыграла важную роль в разработке и стандартизации DDR3. [2] [3] В мае 2005 года Дези Роден, председатель комитета JEDEC , заявил, что DDR3 находилась в разработке «около 3 лет». [4]

DDR3 была официально запущена в 2007 году, но не ожидалось, что продажи превзойдут DDR2 до конца 2009 года или, возможно, начала 2010 года, по словам стратега Intel Карлоса Вайсенберга, выступавшего на ранней стадии их внедрения в августе 2008 года. [5 ] ( Те же сроки проникновения на рынок были указаны компанией по исследованию рынка DRAMeXchange годом ранее, в апреле 2007 года, [6] и Дези Роденом в 2005 году. [4] ) Основной движущей силой более широкого использования DDR3 было новое ядро Процессоры i7 от Intel и процессоры Phenom II от AMD, оба из которых имеют внутренние контроллеры памяти: первый требует DDR3, второй рекомендует его. В январе 2009 года компания IDC заявила, что продажи DDR3 составят 29% от общего количества единиц DRAM, проданных в 2009 году, а к 2011 году эта цифра увеличится до 72%. [7]

Преемник

В сентябре 2012 года JEDEC опубликовал окончательную спецификацию DDR4. [8] Основные преимущества DDR4 по сравнению с DDR3 включают более высокий стандартизированный диапазон тактовых частот и скоростей передачи данных [9] и значительно более низкое напряжение .

Спецификация

Обзор

Физическое сравнение DDR , DDR2 и DDR3 SDRAM

По сравнению с памятью DDR2 память DDR3 потребляет меньше энергии. Некоторые производители также предлагают использовать транзисторы с двойным затвором для уменьшения утечки тока. [10]

Согласно JEDEC , [11] :111  1,575 В следует считать абсолютным максимумом, когда стабильность памяти является первоочередным фактором, например, в серверах или других критически важных устройствах. Кроме того, JEDEC утверждает, что модули памяти должны выдерживать напряжение до 1,80 В [а] , прежде чем они получат необратимое повреждение, хотя от них не требуется правильная работа на этом уровне. [11] : 109 

Еще одним преимуществом является буфер предварительной выборки , глубина которого составляет 8 пакетов. Напротив, буфер предварительной выборки DDR2 имеет глубину 4 пакета, а буфер предварительной выборки DDR имеет глубину 2 пакета. Это преимущество обеспечивает технологию, обеспечивающую скорость передачи данных DDR3.

Модули DDR3 могут передавать данные со скоростью 800–2133  МТ /с, используя как нарастающий, так и спадающий фронт тактовой частоты ввода-вывода 400–1066 МГц . Это вдвое превышает скорость передачи данных DDR2 (400–1066 МТ/с при использовании тактовой частоты ввода-вывода 200–533 МГц) и в четыре раза выше скорости DDR (200–400 МТ/с при использовании тактовой частоты ввода-вывода 100–200 МГц). . Высокопроизводительная графика была первоначальным фактором таких требований к пропускной способности, когда требуется высокоскоростная передача данных между кадровыми буферами .

Поскольку герц является мерой циклов в секунду, и ни один цикл сигнала не повторяется чаще, чем любая другая передача, описание скорости передачи в МГц технически неверно, хотя и очень распространено. Это также вводит в заблуждение, поскольку различные тайминги памяти даются в тактовых единицах, что составляет половину скорости передачи данных.

DDR3 использует тот же стандарт электрической сигнализации, что и DDR и DDR2, терминированную логику серии Stub , хотя и с разными таймингами и напряжениями. В частности, DDR3 использует SSTL_15. [13]

В феврале 2005 года компания Samsung продемонстрировала первый прототип памяти DDR3 емкостью 512 МБ и пропускной способностью 1,066 Гбит/с . [2] Продукты в виде материнских плат появились на рынке в июне 2007 года [14] на базе чипсета Intel P35 «Bearlake» с модулями DIMM и пропускной способностью до DDR3-1600 (PC3-12800). [15] Intel Core i7 , выпущенный в ноябре 2008 года, подключается непосредственно к памяти, а не через набор микросхем. Процессоры Core i7, i5 и i3 изначально поддерживали только DDR3. Процессоры AMD Phenom II X4 с сокетом AM3 , выпущенные в феврале 2009 года, были первыми, кто поддерживал DDR3 (при этом поддерживая DDR2 для обратной совместимости).  

Двухрядные модули памяти

Двухканальные модули памяти DDR3 (DIMM) имеют 240 контактов и электрически несовместимы с DDR2. Ключевая выемка, расположенная по-разному в модулях DIMM DDR2 и DDR3, предотвращает их случайную перестановку. Мало того, что они имеют разные ключи, DDR2 имеет закругленные выемки сбоку, а модули DDR3 имеют квадратные выемки сбоку. [16] Модули SO-DIMM DDR3 имеют 204 контакта. [17]

Для микроархитектуры Skylake компания Intel также разработала пакет SO-DIMM под названием UniDIMM , который может использовать чипы DDR3 или DDR4. Встроенный контроллер памяти ЦП может работать с любым из них. Назначение модулей UniDIMM — обеспечить переход с DDR3 на DDR4, когда цена и доступность могут сделать желательным переключение типа оперативной памяти. Модули UniDIMM имеют те же размеры и количество контактов, что и обычные модули SO-DIMM DDR4, но вырез расположен по-другому, чтобы избежать случайного использования в несовместимом разъеме SO-DIMM DDR4. [18]

Задержки

Задержки DDR3 численно выше, поскольку тактовые циклы шины ввода-вывода, с помощью которых они измеряются, короче; Фактический временной интервал аналогичен задержкам DDR2, около 10 нс. Есть некоторое улучшение, поскольку в DDR3 обычно используются более современные производственные процессы, но это не связано напрямую с переходом на DDR3.

Задержка CAS (нс) = 1000 × CL (циклы) ÷ тактовая частота (МГц) = 2000 × CL (циклы) ÷ скорость передачи (MT/с)

В то время как типичные задержки для устройств JEDEC DDR2-800 составляли 5-5-5-15 (12,5 нс), некоторые стандартные задержки для устройств JEDEC DDR3 включают 7-7-7-20 для DDR3-1066 (13,125 нс) и 8-7-7-20 для DDR3-1066 (13,125 нс) 8-8-24 для DDR3-1333 (12 нс).

Как и в случае с предыдущими поколениями памяти, после выпуска первоначальных версий стала доступна более быстрая память DDR3. Память DDR3-2000 с задержкой 9-9-9-28 (9 нс) была доступна одновременно с выпуском Intel Core i7 в конце 2008 года [19] , а более поздние разработки сделали DDR3-2400 широко доступной (с CL 9– 12 циклов = 7,5–10 нс) и доступны скорости до DDR3-3200 (с CL 13 циклов = 8,125 нс).

Потребляемая мощность

Потребляемая мощность отдельных микросхем SDRAM (или, в более широком смысле, модулей DIMM) варьируется в зависимости от многих факторов, включая скорость, тип использования, напряжение и т. д. Dell Power Advisor подсчитал, что модули RDIMM ECC DDR1333 емкостью 4 ГБ потребляют около 4 Вт каждый. [20] Напротив, более современная, ориентированная на настольные компьютеры часть объемом 8 ГБ, DDR3/1600 DIMM, рассчитана на 2,58 Вт, хотя и значительно быстрее. [21]

Модули

* необязательный

DDR3-xxx обозначает скорость передачи данных и описывает чипы DDR, тогда как PC3-xxxx обозначает теоретическую пропускную способность (с усеченными двумя последними цифрами) и используется для описания собранных модулей DIMM. Пропускная способность рассчитывается путем расчета количества передач в секунду и умножения на восемь. Это связано с тем, что модули памяти DDR3 передают данные по шине шириной 64 бита, а поскольку байт состоит из 8 бит, это соответствует 8 байтам данных на одну передачу.

При двух передачах за цикл учетверенного тактового сигнала 64- битный модуль DDR3 может достичь скорости передачи, в 64 раза превышающей тактовую частоту памяти. Поскольку данные передаются по 64 бита за раз на каждый модуль памяти, DDR3 SDRAM обеспечивает скорость передачи (тактовая частота памяти) × 4 (для множителя тактовой частоты шины) × 2 (для скорости передачи данных) × 64 (количество передаваемых битов) / 8 (количество битов в байте). Таким образом, при тактовой частоте памяти 100 МГц DDR3 SDRAM обеспечивает максимальную скорость передачи данных 6400 МБ/с .

Скорость передачи данных (в МТ/с ) в два раза превышает тактовую частоту шины ввода-вывода (в МГц ) из-за двойной скорости передачи данных в памяти DDR. Как объяснялось выше, пропускная способность в МБ/с — это скорость передачи данных, умноженная на восемь.

CL — такты CAS Latency , между отправкой адреса столбца в память и началом данных в ответ

tRCD – тактовые циклы между активацией строки и чтением/записью

tRP – тактовые циклы между предварительной зарядкой строки и активацией

Дробные частоты обычно округляются в меньшую сторону, но обычно округляется до 667, поскольку точное число составляет 666 2 ⁄ 3 и округляется до ближайшего целого числа. Некоторые производители также округляют до определенной точности или вместо этого округляют в большую сторону. Например, память PC3-10666 может быть указана как PC3-10600 или PC3-10700. [23]

Примечание. Все перечисленные выше элементы обозначены JEDEC как JESD79-3F. [11] : 157–165  Все скорости передачи данных ОЗУ между этими перечисленными спецификациями или выше не стандартизированы JEDEC — часто это просто оптимизация производителя с использованием чипов с более высоким допуском или перенапряжением. Из этих нестандартных спецификаций самая высокая зарегистрированная скорость была эквивалентна DDR3-2544 по состоянию на май 2010 года. [24]

Альтернативное наименование: по маркетинговым причинам модули DDR3 часто неправильно маркируются префиксом PC (вместо PC3), за которым следует скорость передачи данных. Согласно этому соглашению PC3-10600 указан как PC1333. [25]

Обнаружение последовательного присутствия

Память DDR3 использует обнаружение последовательного присутствия . [26] Обнаружение последовательного присутствия (SPD) — это стандартизированный способ автоматического доступа к информации о модуле памяти компьютера с использованием последовательного интерфейса. Обычно он используется во время самотестирования при включении питания для автоматической настройки модулей памяти.

Выпуск 4

В выпуске 4 документа DDR3 Serial Presence Detect (SPD) (SPD4_01_02_11) добавлена ​​поддержка модулей DIMM для снижения нагрузки, а также модулей 16b-SO-DIMM и 32b-SO-DIMM.

Ассоциация твердотельных технологий JEDEC объявила о публикации 4-й версии документа DDR3 Serial Presence Detect (SPD) 1 сентября 2011 г. [27]

Расширение XMP

Корпорация Intel официально представила спецификацию eXtreme Memory Profile ( XMP ) 23 марта 2007 года, позволяющую энтузиастам расширить производительность традиционных спецификаций JEDEC SPD для DDR3 SDRAM. [28]

Варианты

Помимо обозначения полосы пропускания (например, DDR3-800D) и вариантов емкости, модули могут быть одним из следующих:

  1. Память ECC , которая имеет дополнительную полосу байтов данных, используемую для исправления мелких ошибок и обнаружения серьезных ошибок для повышения надежности. Модули с ECC обозначаются дополнительным ECC или E в их обозначении. Например: «PC3-6400 ECC» или PC3-8500E. [29]
  2. Регистровая или буферизованная память , которая улучшает целостность сигнала (и, следовательно, потенциально тактовую частоту и физическую емкость слота) за счет электрической буферизации сигналов с помощью регистра за счет дополнительных тактовых импульсов с увеличенной задержкой. Эти модули обозначаются дополнительной буквой R в их обозначении, например PC3-6400R. [30]
  3. Незарегистрированная (также известная как « небуферизованная ») ОЗУ может обозначаться дополнительной буквой U в обозначении. [30]
  4. Модули с полной буферизацией , которые обозначаются буквами F или FB и не имеют такого же положения выемки, как другие классы. Модули с полной буферизацией нельзя использовать с материнскими платами, предназначенными для зарегистрированных модулей, а различное положение выреза физически предотвращает их установку.
  5. Модули с уменьшенной нагрузкой , которые обозначаются LR и аналогичны регистровой/буферизованной памяти, таким образом, что модули LRDIMM буферизуют линии управления и данных, сохраняя при этом параллельный характер всех сигналов. Таким образом, память LRDIMM обеспечивает большую общую максимальную емкость памяти, одновременно решая некоторые проблемы производительности и энергопотребления памяти FB , вызванные необходимым преобразованием между последовательными и параллельными формами сигналов.

Типы памяти FBDIMM (полностью буферизованная) и LRDIMM (с уменьшенной нагрузкой) предназначены в первую очередь для управления величиной электрического тока, протекающего к микросхемам памяти и от них в любой момент времени. Они несовместимы с регистровой/буферизованной памятью, а материнские платы, которым они требуются, обычно не поддерживают никакой другой тип памяти.

Расширения DDR3L и DDR3U

Стандарт DDR3L ( DDR3 Low Volt) является дополнением к стандарту устройств памяти JESD79-3 DDR3, определяющим устройства с низким напряжением. [31] Стандарт DDR3L составляет 1,35 В, а модули имеют маркировку PC3L . Примеры включают DDR3L-800 (PC3L-6400), DDR3L-1066 (PC3L-8500), DDR3L-1333 (PC3L-10600) и DDR3L-1600 (PC3L-12800). Память, соответствующая спецификациям DDR3L и DDR3U, совместима с исходным стандартом DDR3 и может работать либо при более низком напряжении, либо при напряжении 1,50 В. [32] Однако устройства, которым явно требуется DDR3L и которые работают при напряжении 1,35 В, например системы, использующие мобильные версии процессоров Intel Core четвертого поколения несовместимы с памятью DDR3 1,50 В. [33] DDR3L отличается от стандарта мобильной памяти LPDDR3 и несовместим с ним .

Стандарт DDR3U ( DDR3 Ultra Low Volt) составляет 1,25 В и имеет маркировку PC3U для своих модулей. [34]

Ассоциация твердотельных технологий JEDEC объявила о публикации JEDEC DDR3L 26 июля 2010 г. [35] и DDR3U в октябре 2011 г. [36]

Краткое описание функций

Компоненты

Модули

Технологические преимущества перед DDR2

Смотрите также

Примечания

  1. ^ До версии F в стандарте указывалось, что 1,975 В является абсолютным максимальным номиналом постоянного тока. [12]

Рекомендации

  1. ^ Катресс, Ян (11 февраля 2014 г.). «Я Intelligent Memory, чтобы выпустить незарегистрированные модули DDR3 емкостью 16 ГБ». anandtech.com . Проверено 20 апреля 2015 г.
  2. ^ ab «Samsung демонстрирует первый в мире прототип памяти DDR 3» . Физика.орг . 17 февраля 2005 г. Проверено 23 июня 2019 г.
  3. ^ «Наше гордое наследие с 2000 по 2009 год» . Самсунг Полупроводник . Samsung . Проверено 25 июня 2019 г.
  4. ^ аб Соболев, Вячеслав (31 мая 2005 г.). «JEDEC: стандарты памяти уже в пути». DigiTimes.com . Архивировано из оригинала 13 апреля 2013 года . Проверено 28 апреля 2011 г. JEDEC уже хорошо продвинулась в разработке стандарта DDR3, и мы работаем над ним уже около трех лет... Следуя историческим моделям, вы можете разумно ожидать такого же трехлетнего перехода на новую технологию, что и у вас. наблюдается в последних нескольких поколениях стандартной памяти
  5. ^ «IDF: «DDR3 не догонит DDR2 в 2009 году»» . pcpro.co.uk. 19 августа 2008 г. Архивировано из оригинала 2 апреля 2009 г. Проверено 17 июня 2009 г.
  6. ↑ Брайан, Гардинер (17 апреля 2007 г.). «Память DDR3 не станет массовой до 2009 года». ExtremeTech.com . Архивировано из оригинала 16 мая 2008 г. Проверено 17 июня 2009 г.
  7. ^ Солсбери, Энди (20 января 2009 г.). «Новый 50-нм техпроцесс сделает DDR3 быстрее и дешевле в этом году». ПКгеймер . Проверено 17 июня 2009 г.
  8. ^ «JEDEC объявляет о публикации стандарта DDR4 - JEDEC» . ДЖЕДЕК . Проверено 12 октября 2014 г.
  9. ↑ Шилов, Антон (16 августа 2010 г.). «Память следующего поколения DDR4 достигнет частоты 4,266 ГГц – отчет». XbitLabs.com . Архивировано из оригинала 19 декабря 2010 года . Проверено 3 января 2011 г.
  10. ^ Макклоски, Алан, Исследование: Часто задаваемые вопросы о DDR, заархивировано из оригинала 12 ноября 2007 г. , получено 18 октября 2007 г.
  11. ^ abc «Стандарт DDR3 SDRAM (версия F)» . ДЖЕДЕК. Июль 2012 года . Проверено 5 июля 2015 г.
  12. ^ «Стандарт DDR3 SDRAM (версия E)» (PDF) . ДЖЕДЕК. Июль 2010 года . Проверено 5 июля 2015 г.
  13. ^ Чанг, Джаси (2004). «Аспекты проектирования подсистемы памяти DDR3» (PDF) . Джедекс. п. 4. Архивировано из оригинала (PDF) 24 июля 2012 г. Проверено 12 августа 2020 г.
  14. ^ Содерстрем, Томас (5 июня 2007 г.). «Несбыточные мечты: сравнение шести материнских плат P35-DDR3». Аппаратное обеспечение Тома .
  15. ^ Финк, Уэсли (20 июля 2007 г.). «Суперталант и КОМАНДА: DDR3-1600 уже здесь!». АнандТех.
  16. ^ DocMemory (21 февраля 2007 г.). «Модуль памяти. Изображение 2007 г.». Архивировано из оригинала 6 июня 2017 г. Проверено 5 января 2022 г.
  17. ^ «204-контактная небуферизованная спецификация SODIMM DDR3 SDRAM» . ДЖЕДЕК. Май 2014 года . Проверено 5 июля 2015 г.
  18. ^ «Как Intel планирует перейти от DDR3 к DDR4 для массового рынка» . techpowerup.com . Проверено 19 марта 2018 г.
  19. ^ Шилов, Антон (29 октября 2008 г.). «Kingston выпускает первые в отрасли модули памяти с частотой 2 ГГц для платформ Intel Core i7». Лаборатории Xbit. Архивировано из оригинала 1 ноября 2008 г. Проверено 2 ноября 2008 г.
  20. ^ «Консультант по интеллектуальным решениям Dell Energy» . Essa.us.dell.com. Архивировано из оригинала 1 августа 2013 г. Проверено 28 июля 2013 г.
  21. ^ http://www.kingston.com/dataSheets/KVR16N11_8.pdf [ пустой URL-адрес PDF ]
  22. ^ Время цикла обратно пропорционально тактовой частоте шины ввода-вывода; например, 1/(100 МГц) = 10 нс за такт.
  23. ^ Pc3 10600 против pc3 10666. В чем разница - New-System-Build, Tomshardware.com, 13 ноября 2009 г. , получено 23 января 2012 г.
  24. ↑ Kingston DDR3 с частотой 2544 МГц на выставке Computex, News.softpedia.com, 31 мая 2010 г. , получено 23 января 2012 г.
  25. ^ Crucial Value CT2KIT51264BA1339 PC1333 4 ГБ ОЗУ (DDR3, CL9) Розничная торговля, www.amazon.co.uk, 10 мая 2016 г. , получено 10 мая 2016 г.
  26. ^ «Понимание таблицы обнаружения последовательного присутствия (SPD) DDR3» . simmtester.com . Проверено 12 декабря 2015 г.
  27. ^ «JEDEC объявляет о публикации версии 4 спецификации обнаружения последовательного присутствия DDR3» .
  28. ^ «Профиль памяти Intel Extreme (Intel XMP) Технология DDR3» (PDF) . Проверено 29 мая 2009 г.
  29. ^ Эволюция технологии памяти: обзор технологий системной памяти (PDF) , Hewlett-Packard, стр. 18, заархивировано из оригинала (PDF) 24 июля 2011 г.
  30. ^ ab «Что такое LR-DIMM, память LRDIMM? (DIMM со снижением нагрузки)» . simmtester.com . Архивировано из оригинала 3 сентября 2014 г. Проверено 29 августа 2014 г.
  31. ^ «Дополнение № 1 к JESD79-3 - 1,35 В DDR3L-800, DDR3L-1066, DDR3L-1333, DDR3L-1600 и DDR3L-1866» . Май 2013 . Проверено 8 сентября 2019 г.
  32. ^ «Дополнение № 1 к JESD79-3 — 1,35 В DDR3L-800, DDR3L-1066, DDR3L-1333, DDR3L-1600 и DDR3L-1866» . Май 2013 . Проверено 8 сентября 2019 г. Требования DDR3L VDD/VDDQ – Источник питания: работа DDR3L = от 1,283 В до 1,45 В; Режим DDR3 = от 1,425 В до 1,575 В. После инициализации для работы DDR3L режим DDR3 можно использовать только в том случае, если устройство находится в состоянии сброса, в то время как VDD и VDDQ изменяются для работы DDR3.
  33. ^ «Что такое память DDR3L?». Dell.com . Делл . 03.10.2016 . Проверено 4 октября 2016 г.
  34. ^ «Дополнение № 2 к JESD79-3, 1,25 В DDR3U-800, DDR3U-1066, DDR3U-1333 и DDR3U-1600» . Октябрь 2011 года . Проверено 8 сентября 2019 г.
  35. ^ «Спецификация будет способствовать снижению энергопотребления для бесчисленного количества бытовой электроники, сетевых и компьютерных продуктов» .
  36. ^ «Дополнение № 2 к JESD79-3, 1,25 В DDR3U-800, DDR3U-1066, DDR3U-1333 и DDR3U-1600» .
  37. ^ «DDR3: Часто задаваемые вопросы» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 29 декабря 2009 г. Проверено 18 августа 2009 г.

Внешние ссылки