Что выбрать DDR2 или DDR3 память? Сравнительное тестирование. — MegaObzor

Что выбрать ddr2 или ddr3 память? сравнительное тестирование.

Что такое «память с удвоенной скоростью передачи данных»?

Как вычислить пропускную способность памяти?

Пропускная способность памяти напрямую зависит от эффективной частоты и разрядности шины памяти.

Разрядность оперативной памяти характеризуется количеством бит, с которыми операция чтения из памяти или запись может быть выполнена одновременно. Современные модули памяти имеют разрядность 8 байт или 64 бита. В большинстве компьютеров сейчас используется либо двухканальный режим работы памяти (при использовании двух модулей памяти)

Чтобы рассчитать теоретическую пропускную способность, воспользуемся формулой:

ПСП = Эффективная частота * шину памяти (64 для одноканального режима и 128 для двухканального) и / 8.

Для примера, мои модули DDR4 G.Skill SNIPER X [F4-3600C19D-32GSXWB] 32 ГБ с эффективной частотой 3600 МГц. Чтобы узнать эффективную частоту нужно реальную частоту умножить на 2: 1800*2 = 3600.

Для двухканального режима работы 3600*128/8 = 57600 Мбайт/с.

Для одноканального режима работы 3600*64/8 = 28800 Мбайт/с.

Именно это число указывается при маркировке модуля «PC4-28800».

Чтобы узнать эффективную частоту видеопамяти, нужно реальную умножить на 4, это касается видеокарт с памятью GDDR5, в то время как для GDDR5X и GDDR6 реальную частоту нужно умножить на 8. 

Пример расчета пропускной способности памяти для видеокарт:

Для нашей видеокарты R290X реальная частота памяти равна 1250 МГц. Так как за такт в памяти GDDR5 передается в 4 раза больше данных, нужно умножить на 4, чтобы получить эффективную частоту. Так как шина памяти у видеокарты составляет 512 бит, умножаем на 512. 1250 МГц*4*512 = 2560000 Мегабит/с.

Для того, чтобы получить байты, нужно полученное число разделить на 8 так как 1 байт = 8 бит, 2560000/8/1000 = 320,0 Гб/с. Получается, пропускная способность памяти у данной видеокарты равна 320,0 Гб/с.

Поскольку базовая скорость памяти не изменяется существенно от поколения к поколению, именно увеличивающаяся предварительная выборка и шина с каждым поколением DDR помогает обеспечить рост пропускной способности.

Тип памяти	Базовая частота	Шина памяти	Предвыборка	МТ/s	Пропусная прособность	Напряжение
SDRAM	100–166	100–166	1	100–166	0,8–1,3	3,3
DDR	100–200	100–200	2	200–400	1,6–3,2	2,5/2,8
DDR2	100–266	200–533	4	400–1066	3,2–8,5	1,8
DDR3	100–266	400–1066	8	800–2133	6,4–17,1	1,35/1,5
DDR4	100–266	1066–2133	8	2133–4266	17,1–34,1	1,2

Как можно видеть, с каждым приходом нового стандарта оперативной памяти наблюдается двухкратный рост пропускной способности. Вместе с тем постоянно снижается рабочее напряжение и, как следствие, энергопотрбление. Так как оно напрямую связано с энергоэффективностью, его важность лишь продолжит усиливаться в дальнейшем.

Кратко о типе памяти hbm

HBM — это совершенно новый стандарт памяти, он обладает низкой рабочей частотой, но имеет очень широкую шину, благодаря чему обладает существенно более высокой пропускной способностью и значительно меньшими задержками по сравнению с GDDR5, одновременно потребляя значительно меньше электроэнергии. Память стандарта HBM достаточно дорогая для использования в геймерских видеокартах, поэтому чаще всего используется в профессиональных решениях.

HBM имеет отличия и в компоновке по сравнению с традиционной видеопамятью. В случае GDDR чипы памяти распаиваются на плате рядом с графическим процессором, а сами чипы занимают много места. Но кристаллы HBM оснащены сквозными контактами, благодаря чему память можно собирать в вертикальные стэки, когда один кристалл лепят к другому сверху.

Чипы памяти взаимодействуют с GPU через дополнительную кремниевую подложку. Получается этакий бутерброд из кристаллов. Это позволяет экономить место на плате, значительно упрощает и удешевляет саму печатную плату (у GDDR сотни контактов на один чип) и позволяет более эффективно охлаждать память.

Плюсы HBM:

• высокая пропускная способность
• высокая битовая плотность на модуль
• низкое энергопотребление
• маленькая задержка
• значительное уменьшение размеров видеокарты

Минусы по сравнению с GDDR:

• высокие производственные затраты, следовательно, высокая конечная цена
• высокие затраты на интеграцию из-за повышенной сложности конструкции

Память не является обратно совместимой

Поколения памяти

Современные типы видеопамяти

На сегодняшний день наиболее распространенными типами видеопамяти являются GDDR5 и GDDR6, однако до сих пор в бюджетных решениях можно встретить память типа GDDR3-GDDR4 и даже DDR3.

Стандарт GDDR5 появился в 2008 году и пришел на смену стандарту GDDR4, который просуществовал совсем недолго, так и не получив широкое распространение вследствие не лучшего соотношения цена/производительность.

GDDR5 спроектирована с использованием наработок памяти DDR3, в ней используется 8-битовый Prefetch. Учитывая архитектурные особенности (используются две тактовые частоты CK и WCK), эффективная частота теперь в четыре раза выше реальной, а не в два, как было раньше. Таким способом удалось повысить эффективную частоту до 8 ГГц, а вместе с ней и пропускную способность в два раза. Рабочее напряжение составило 1.5V.

GDDR5X — улучшенная версия GDDR5, которая обеспечивает на 50% большую скорость передачи данных. Это было достигнуто за счет использования более высокой предварительной выборки. В отличие от GDDR5, GDDR5X использует архитектуру 16n Prefetch.

GDDR5X способна функционировать на эффективной частоте до 11 ГГц. Данная память использовалась только для топовых решений NVIDIA 10 серии GTX1080 и GTX1080Ti.

Память стандарт GDDR6 появился в 2020 году. GDDR6, как и GDDR5X, имеет архитектуру 16n Prefetch, но она разделена на два канала. Хотя это не улучшает скорость передачи данных по сравнению GDDR5X, оно позволяет обеспечить большую универсальность.

Сейчас данная память активно используется обоими производителями видеокарт в новой линейке NVIDIA серий GeForce 20 и 16 (кроме некоторых решений: GTX 1660 и GTX 1650, так как в них используется память GDDR5). При покупке нужно внимательно изучить характеристики видеокарты, потому как разница в производительности от типа памяти в данном случаи достигает от 5 до 15%. В то время как разница в цене совершенно несущественна.

Также тип памяти GDDR6 активно используется компанией AMD в видеокартах RX 5000 серии.

На начальном этапе GDDR6 способна функционировать с эффективной частотой 14 ГГц. Это позволяет удвоить пропускную способность относительно GDDR5. В дальнейшем эффективная частота будет увеличена, как это происходило с другими типами памяти.

Memory Technology	Memory Speed	Memory Bus	Memory  Bandwidth
GDDR6	14 Gbps	384-bit	672 GB/s
GDDR5X	11 Gbps	384-bit	528 GB/s
GDDR5	7 Gbps	384-bit	336 GB/s
GDDR6	14 Gbps	256-bit	448 GB/s
GDDR5X	11 Gbps	256-bit	352 GB/s
GDDR5	7 Gbps	256-bit	224 GB/s
GDDR6	14 Gbps	192-bit	336 GB/s
GDDR5X	11 Gbps	192-bit	264 GB/s
GDDR5	7 Gbps	192-bit	168 GB/s

• ^{Шину памяти (Memory Bus) можно рассматривать как дорожные полосы
  — Чем больше полос выделено для движения, тем живее поток.}

С приходом нового типа памяти ее реальные частоты могут быть даже меньше, чем у предыдущего поколения. Однако в последующем производители отлаживают процесс и выжимают максимум возможного.

Например, сейчас такое происходит с оперативной памятью DDR4. На старте продаж ее частоты были как и у DDR3, но сейчас мы видим, что в продаже есть модули, способные функционировать на частоте 5000 МГц, а уже в следующем году наc ждет новый тип оперативной памяти DDR5.

Частота памяти — некорректное понятие

Что за цифры в характеристиках памяти и чем измеряются?

В спецификации стандарта JEDEC есть замечание, что применение термина «МГц» в DDR некорректно, правильно указывать скорость «миллионов передач в секунду через один вывод данных» MT/S.

Именно поэтому запись DDR4 3600 МГц лишена смысла — поскольку шина памяти работает на реальной частоте 1800 МГц и лишь передает данные два раза за такт. А поскольку с виду все это кажется как 1800*2 = 3600, то маркетологи тут же принялись писать 3600 МГц.

Как говорят маркетологи из компании Intel, «пользователь покупает ГГц», и неважно, соответствует ли фраза истине.

Со временем у производителей памяти сложилось стойкое ощущение, что нужно использовать термин Мегагерц «МГц», для покупателя короче и выглядит внушительнее. Вот и прижились всем МГц несмотря на то, что звучит некорректно.