Мы продолжаем цикл статей, посвященный изучению важнейших характеристик модулей памяти DDR на низком уровне с помощью универсального тестового пакета RightMark Memory Analyzer. Очередной экземпляр, попавший в поле нашего исследования 1-ГБ пара модулей (специально «подогнанных друг к другу» для работы в двухканальном режиме) DDR-400 серии +XBL (eXtreme Bandwidth and Latency), предназначенной для оверклокеров, энтузиастов и геймеров. Отличительная особенность этой серии низкие задержки при работе в родном, официальном режиме DDR-400 (2-2-2-5), а также способность работать при частотах вплоть до 266 МГц, т.е. в неофициальных режимах DDR-433, DDR-466, DDR-500 и DDR-533.Информация о производителе модуля
Производитель модуля: Patriot Memory (подразделение PDP Systems, Inc.)
Производитель микросхем модуля: неизвестен
Сайт производителя модуля: www.patriotmem.comВнешний вид модуля
Фото модуля памяти
![](memdb/patriot_ddr400_xblk/front_back_view.jpg)
Внешний вид модулей памяти, покрытых обычным алюминиевым теплоотводом красного цвета, вполне привычен для модулей памяти DDR Patriot.Part Number модуля
![](memdb/patriot_ddr400_xblk/part_number.jpg)
Руководство по расшифровке Part Number модулей памяти DDR серии +XBL на сайте производителя отсутствует. В кратком техническом описании (datasheet) модулей с Part Number PDC1G3200+XBLK указывается, что продукт представляет собой комплект из двух «подогнанных» друг к другу модулей DDR-400 суммарным объемом 1ГБ, способных функционировать в широком интервале частот от 200 МГц (DDR-400, PC3200) до 266 МГц (DDR-533, PC4200) и в номинальном режиме DDR-400 характеризуются очень низкими задержками 2-2-2-5. Рекомендуемые схемы таймингов и рабочие напряжения для каждого из режимов приведены ниже в таблице. Производитель отмечает, что модули проходят 100% тестирование в каждом из указанных режимов при указанных условиях, т.е. фактически гарантирует стабильность их работы во всех перечисленных режимах.
Скоростной режим | Тайминги | Питающее напряжение |
---|---|---|
PC3200 (DDR-400) | 2-2-2-5 | 2.6 2.7V |
PC3500 (DDR-433) | 2-3-3-6 | 2.6 2.7V |
PC3700 (DDR-466) | 2-3-3-6 | 2.7 2.8V |
PC4000 (DDR-500) | 2.5-3-3-7 | 2.75 2.85V |
PC4200 (DDR-533) | 3-4-4-8 | 2.75 2.85V |
Описание общего стандарта SPD:
JEDEC Standard No. 21-C, 4.1.2 — SERIAL PRESENCE DETECT STANDARD, General Standard
Описание специфического стандарта SPD для DDR:
JEDEC Standard No. 21-C, 4.1.2.4 Appendix D, Rev. 1.0: SPD’s for DDR SDRAM
Параметр | Байты | Значение | Расшифровка |
---|---|---|---|
Фундаментальный тип памяти | 2 | 07h | DDR 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 | 02h | 2 физических банка |
Внешняя шина данных модуля памяти | 6, 7 | 40h, 00h | 64 бит |
Уровень питающего напряжения | 8 | 04h | SSTL 2.5V |
Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при максимальной задержке CAS# (CL X) | 9 | 50h | 5.0 нс (200.0 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 | 0Eh | BL = 2, 4, 8 |
Количество логических банков каждой микросхемы в модуле | 17 | 04h | 4 |
Поддерживаемые длительности задержки CAS# (CL) | 18 | 04h | CL = 2.0 |
Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при уменьшенной задержке CAS# (CL X-0.5) | 23 | 50h | 5.0 нс (200.0 МГц) |
Минимальная длительность периода синхросигнала (tCK) при уменьшенной задержке CAS# (CL X-1.0) | 25 | 00h | Не определено |
Минимальное время подзарядки данных в строке (tRP) | 27 | 28h | 10.0 нс 2, CL = 2.0 |
Минимальная задержка между активизацией соседних строк (tRRD) | 28 | 28h | 10.0 нс 2, CL = 2.0 |
Минимальная задержка между RAS# и CAS# (tRCD) | 29 | 28h | 10.0 нс 2, CL = 2.0 |
Минимальная длительность импульса сигнала RAS# (tRAS) | 30 | 19h | 25.0 нс 5, CL = 2.0 |
Емкость одного физического банка модуля памяти | 31 | 40h | 256 МБ |
Минимальное время цикла строки (tRC) | 41 | 37h | 55.0 нс 11, CL = 2.0 |
Период между командами саморегенерации (tRFC) | 42 | 41h | 65.0 нс 13, CL = 2.0 |
Максимальная длительность периода синхросигнала (tCKmax) | 43 | 28h | 10.0 нс |
Номер ревизии SPD | 62 | 00h | Не определено |
Контрольная сумма байт 0-62 | 63 | F4h | 244 (верно) |
Идентификационный код производителя по JEDEC (показаны только первые значимые байты) | 64-71 | 7Fh, 7Fh, 7Fh, 7Fh, 02h | PDP Systems |
Part Number модуля | 73-90 | 01h, 64h, 08h | Неверно |
Дата изготовления модуля | 93-94 | 00h, 00h | Не определено |
Серийный номер модуля | 95-98 | 00h, 00h, 00h, 00h | Не определено |
Содержимое микросхемы SPD выглядит несколько необычно. По данным байта 18, модули поддерживают всего одно значение задержки CAS# = 2. Этому, главному значению задержки сигнала CAS# (CL X), соответствует период синхросигнала 5 нс, т.е. функционирование модулей в режиме DDR-400. Схема таймингов для этого случая совпадает с указанной в техническом описании 2-2-2-5, что по идее должно гарантировать выставление именно этих таймингов по умолчанию BIOS-ами большинства материнских плат. Тем не менее, в байте 23 по непонятной причине прописано и второе, уменьшенное значение задержки CAS# (CL X-0.5, т.е. по идее, неофициальная для DDR величина tCL = 1.5), которому, тем не менее, соответствует тот же самый период синхросигнала 5 нс, т.е. режим DDR-400. Схема таймингов для второго случая, если бы она поддерживалась стандартом, записывалась бы как 1.5-2-2-5. К слову об отклонении от стандарта, среди прочих особенностей содержимого SPD рассматриваемых модулей можно отметить неопределенный номер ревизии SPD «0.0», а также отсутствие данных о Part Number модуля (вместо него приводится некая последовательность байтов 01h, 64h и 08h, непереводимая в текстовый вид), а также их дате изготовления и серийном номере. Код производителя (PDP Systems), тем не менее, указан верно.Конфигурации тестовых стендов
Тестовый стенд №1
- Процессор: AMD Athlon 64 4000+, 2.4 ГГц (ClawHammer, 1 МБ L2)
- Чипсет: NVIDIA nForce4 SLI X16
- Материнская плата: ASUS A8N32SLI Deluxe, версия BIOS 0502 от 10/06/2005
- Память: 2x512 МБ Patriot DDR-400+XBLK (в режиме DDR-400)
Тестовый стенд №2
- Процессор: AMD Athlon 64 4000+, 2.4 ГГц (ClawHammer, 1 МБ L2)
- Чипсет: NVIDIA nForce4 SLI X16
- Материнская плата: ASUS A8N32SLI Deluxe, версия BIOS 0502 от 10/06/2005
- Память: 2x512 МБ Corsair XMS PC3200, DDR-400
Тестовый стенд №3
- Процессор: AMD Athlon 64 3500+, 2.0 2.2 ГГц (Venice, 512 КБ L2)
- Чипсет: ATI Radeon Xpress 200 CrossFire
- Материнская плата: ECS RD480-A939, версия BIOS 1.1b от 13/02/2006
- Память: 2x512 МБ Patriot DDR-400+XBLK (в режиме «DDR-500»)
Тестовый стенд №4
- Процессор: AMD Athlon 64 FX-57, 2.0 2.8 ГГц (San Diego, 1 МБ L2)
- Чипсет: ATI Radeon Xpress 200 CrossFire
- Материнская плата: ECS RD480-A939, версия BIOS 1.1b от 13/02/2006
- Память: 2x512 МБ Patriot DDR-400+XBLK (в режиме «DDR-500»)
Тесты в режиме DDR-400
Первая серия тестов проводилась в стандартном скоростом режиме DDR-400 (стенд №1). Для сопоставления полученных результатов с чем-либо мы провели те же самые тесты с использованием давно имеющейся в распоряжении нашей тестовой лаборатории пары 512-МБ модулей Corsair DDR-400, обладающих столь же низкими таймингами 2-2-2-5 (стенд №2).
Параметр | Стенд 1 | Стенд 2 |
---|---|---|
Тайминги | 2-2-2-5 | 2-2-2-5 |
Средняя ПСП на чтение, МБ/с | 4385 | 4387 |
Средняя ПСП на запись, МБ/с | 2562 | 2541 |
Макс. ПСП на чтение, МБ/с | 6399 | 6415 |
Макс. ПСП на запись, МБ/с | 6196 | 6194 |
Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс | 31.4 | 31.5 |
Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс | 35.2 | 35.3 |
Минимальная латентность случайного доступа*, нс | 57.9 | 57.9 |
Максимальная латентность случайного доступа*, нс | 62.1 | 62.1 |
*размер блока 16 МБ
Результаты тестов достаточно очевидны и не нуждаются в пояснениях: модули DDR-400 серии +XBLK от Patriot в стандартном режиме DDR-400 обладают отличными скоростными характеристиками. По многим параметрам они не уступают, если и вовсе не оказываются идентичными высокоскоростным модулям Corsair DDR-400 с таймингами 2-2-2-5.
«Тесты стабильности», т.е. тесты модулей в более экстремальных условиях с «разгоном по таймингам» в данном случае не проводим по той простой причине, что значения таймингов 2-2-2-5 на платформе AMD Athlon 64 далее уменьшать просто некуда. Вместо этого, переходим к рассмотрению результатов гораздо более интересной серии тестов в режиме «DDR-500».
Тесты в режиме «DDR-500»
Мы не зря взяли название этого режима в кавычки во-первых, строгого соответствия ему (т.е. функционированию модулей памяти при 250 МГц) здесь нет, во-вторых, частота памяти зависит от частоты процессора.
Какова причина проведения этих тестов? Как известно, последняя ревизия «E» процессоров AMD Athlon 64/FX поддерживает новые, «неофициальные» (они официально не указаны в документации AMD, по всей вероятности, поскольку сами режимы не утверждены стандартом JEDEC) режимы функционирования подсистемы памяти с предельной частотой в 233 и 250 МГц, которые можно задать в BIOS-ах недавних моделей материнских плат, например, ECS RD480-A939. «Предельной» именно потому, что реальная частота зависит от частоты процессора/контроллера памяти (она получается делением ее на некоторый целый делитель) и, как правило, всегда оказывается меньшей по сравнению с этим пределом (MemClk limit).
Таким образом, с последней ревизией процессоров AMD и надлежащей поддержкой со стороны BIOS материнских плат мы теперь можем реально использовать более скоростную, нестандартную память DDR «по ее прямому назначению», не прибегая при этом к разгону остальных компонентов системы посредством повышения частоты FSB. Поскольку рассматриваемые модули поддерживают частоты вплоть до 266 МГц (DDR-533), мы решили незамедлительно воспользоваться ими для тестирования новых режимов работы двухканального контроллера памяти AMD64, интегрированного в процессоры AMD Athlon 64/FX.
Итак, в теории все выглядит хорошо, однако на деле оно оказывается не так, как того можно было бы ожидать. Проблема заключается в уже отмеченной выше неизбежной установке частоты памяти в зависимости от частоты процессора путем ее деления на некоторую целую константу. С одной стороны, это приводит к непостоянству частоты памяти во времени при динамическом изменении частоты процессора с помощью удобной, нужной и полезной технологии AMD Cool`n'Quiet, либо (если по каким-либо причинам эта технология не используется) просто к зависимости частоты памяти от данной конкретной модели процессора, рассчитанного на функционирование при данной конкретной максимальной частоте. С другой стороны (что более важно), тесты показывают, что в неофициальном режиме «DDR-500» процессор зачастую выбирает не тот делитель, который наиболее близко соответствовал бы заданному пределу, а больший, что соответствует меньшей частоте памяти. Все это отражено в приведенной ниже таблице с результатами.
Параметр | Стенд 3 | Стенд 4 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
Частота процессора, МГц | 2200 | 2000 | 2800 | 2400 | 2200 | 2000 |
Ожидаемая частота памяти, МГц (делитель частоты памяти) | 244 (/9) | 250 (/8) | 233 (/12) | 240 (/10) | 244 (/9) | 250 (/8) |
Фактическая частота памяти, МГц (делитель частоты памяти), по результатам тестов | 220 (/10) | 222 (/9) | 233 (/12) | 240 (/10) | 220 (/10) | 222 (/9) |
Тайминги | 2.5-3-3-8 | 2.5-3-3-8 | 2.5-3-3-8 | 2.5-3-3-8 | 2.5-3-3-8 | 2.5-3-3-8 |
Средняя ПСП на чтение, МБ/с | 3730 | 3809 | 4166 | 3922 | 3651 | 3743 |
Средняя ПСП на запись, МБ/с | 2838 | 2719 | 3056 | 2992 | 2749 | 2921 |
Макс. ПСП на чтение, МБ/с | 6915 | 7029 | 7193 | 7331 | 6695 | 6909 |
Макс. ПСП на запись, МБ/с | 6425 | 5825 | 7088 | 6902 | 6323 | 5755 |
Минимальная латентность псевдослучайного доступа, нс | 25.7 | 25.3 | 23.7 | 24.4 | 26.1 | 25.6 |
Максимальная латентность псевдослучайного доступа, нс | 29.8 | 29.3 | 27.0 | 28.4 | 30.2 | 29.6 |
Минимальная латентность случайного доступа*, нс | 63.7 | 61.8 | 58.4 | 60.0 | 64.5 | 62.5 |
Максимальная латентность случайного доступа*, нс | 68.1 | 64.6 | 62.0 | 63.7 | 69.0 | 65.3 |
*размер блока 16 МБ
Рассмотрим, для начала, результаты тестов на процессоре AMD Athlon 64 3500+ (стенд №3). В штатном частотном режиме (частота 2.2 ГГц) ожидаемая частота памяти могла бы составлять 244.4 (2200 / 9) МГц, реально же выбирается больший делитель (/10), снижающий ее частоту до 220 МГц (как если бы она была ограничена режимом DDR-466 кстати, тесты, проведенные в этом режиме ограничения частоты, действительно оказались аналогичными). Подтверждением этого является, в частности, величина максимальной реальной ПСП на чтение, составляющая 6915 МБ/с, тогда как теоретический предел 244-МГц шины памяти составляет 7820 МБ/с. Максимальная теоретическая ПСП 220-МГц шины памяти, равная 7040 МБ/с, оказывается гораздо ближе к наблюдаемой величине, т.е. в этом тесте наблюдается 98% эффективность утилизации шины памяти, вполне типичная для этого класса платформ.
Аналогичная картина наблюдается при понижении частоты процессора до 2 ГГц. Ожидаемая частота памяти в этом случае вообще могла бы оказаться предельной 250 (2000 / 8) МГц, тем не менее, и здесь выбирается больший делитель (/9), вновь ближе соответствующий режиму DDR-466, нежели DDR-500 реальная частота памяти оказывается равной 222.2 МГц. Как мы видим, это сопровождается некоторым дальнейшим увеличением максимальной реальной ПСП на чтение до 7029 МБ/с.
Переходим к результатам тестов с участием процессора Athlon 64 FX-57 (стенд №4), позволяющего использовать гораздо более широкий частотный диапазон. Штатный режим (частота 2800 МГц) позволяет достичь несколько большую частоту памяти по сравнению с тем, что мы видели выше. Более того, на этот раз действительное значение частоты совпало с ожидаемым 233.3 МГц (2800 / 12). Максимальная реальная ПСП в этом тесте составила 7193 МБ/с, т.е. примерно 96% от теоретического максимума (7467 МБ/с).
Еще большую частоту памяти нам удалось достичь при понижении частоты процессора до 2.4 ГГц. И вновь ожидаемая частота памяти (240 МГц = 2400 / 10) совпала с реально наблюдаемой, которая проявила себя в виде еще большей максимальной реальной ПСП, равной 7331 МБ/с. Теоретический предел ПСП для 240 МГц составляет 7680 МБ/с, т.е. в этом тесте эффективность утилизации шины памяти составляет примерно 95.5%. Надо заметить, она несколько падает по мере увеличения частоты памяти, что, возможно, отражает реальный предел эффективности памяти DDR как таковой.
Дальнейшее понижение частоты процессора Athlon 64 FX-57 до 2200 и, далее, 2000 МГц, приводит к результатам, аналогичным тем, что мы наблюдали выше при исследовании процессора Athlon 64 3500+ (единственная разница, пожалуй, заключается в том, что на Athlon 64 FX-57 при этих частотах максимальная реальная ПСП, по не совсем понятным причинам, оказывается несколько хуже). А именно, устанавливаются значительно меньшие частоты памяти 220 и 222 МГц, по сравнению с ожидаемыми 244 и 250 МГц, соответственно. Складывается такое впечатление, что установка лимита частоты памяти в 250 МГц в настройках контроллера памяти AMD64 на самом деле ограничивает частоту памяти на уровне 240 МГц именно такой частотный предел нам удалось достичь в реальных условиях.Итоги
Исследованные модули памяти Patriot DDR-400+XBLK можно считать типичными высокоскоростными модулями DDR на сегодняшний день, в связи с доступностью топовых 2-ГБ высокоскоростных модулей уже среднего объема, не уступающих по своим скоростным характеристикам давно известной, аналогичной 1-ГБ паре модулей Corsair DDR-400.
В то же время, в отличие от последних, для Patriot DDR-400+XBLK производителем заявлена поддержка более высокоскоростных режимов от DDR-433 до DDR-533 включительно, которые нам отчасти удалось испытать в настоящем исследовании. Поскольку для этого испытания мы не прибегали к помощи разгона всех компонентов системы по частоте шины, а использовали новые, неофициальные режимы работы интегрированного контроллера памяти последней ревизии «E» процессоров AMD Athlon 64/FX, формально позволяющие использовать частоты памяти до 250 МГц, скажем несколько заключительных слов и о результатах этого исследования.
Итак, модули Patriot DDR-400+XBLK при повышенном напряжении (2.75V) действительно способны устойчиво функционировать при частотах до 240 МГц (более высокие частоты просто не проверялись), достигая при этом несколько меньшую в сравнении с режимом DDR-400, но все равно весьма высокую (порядка 95%) эффективность утилизации пропускной способности шины памяти. Тем не менее, несколько разочаровывает поведение самого контроллера памяти процессоров AMD64, который в ряде случаев использует большие, чем это нужно, делители частоты памяти. В связи с этим, реально наблюдаемая частота памяти находится в интервале примерно от 220 до 240 МГц, в зависимости от частоты процессора, но никак «не дотягивает» до положенных ей и формально возможных 250 МГц.
В то же время, поскольку использование нестандартных делителей частоты памяти все же относится к «твикингу» (использованию недокументированных функций), то в реальности оно чаще всего остается уделом энтузиастов и сочетается с классическим разгоном «по шине». И здесь новые делители действительно здорово помогают например, в случае со старшими процессорами, для которых рассчитывать на существенный разгон не приходится, так что элитная память остается «недоразогнанной». В таком случае, выбрав больший частотный предел (меньший делитель), можно дополнительно разогнать память и с большой вероятностью выбрать без остатка «запас прочности» даже у самых удачных модулей (причем агрессивные делители, соответствующие на номинальной частоте 250 МГц, в таком случае как раз и не нужны).
Средняя текущая цена (количество предложений) в московской рознице:
Модули памяти Patriot DDR-400+XBLK (PDC1G3200+XBLK) | Н/Д(0) |