Тема 2.3. Современные технологии

Сегодня на роль памяти претендуют две технологии. Первая - технология, базирующаяся на SDRAM и называется она DDR SRDAM. DDR расшифровывается как Double Data Rate, т.е. удвоенный поток данных. Удвоение скорости передачи данных достигается за счет того, что биты данных дважды передаются за один период периодического сигнала: на подъеме и на спаде. Таким образом, при этом удается немного модифицировав SDRAM, добиться увеличения пропускной способности вдвое. Например: SDRAM на частоте 100 МГц имеет пропускную способность 100 МГц * 64 бит (ширина шины) = 800 Мбайт/с. Применение технологии DDR SDRAM позволяет передавать при той же частоте работы шины (100 МГц) и при той же ширине шины (64 бит) передавать вдвое больше информации, т.е. пропускная способность DDR SDRAM на частоте 100 МГц составит 1600 Мбайт/с.

DDR-память, как и SDRAM, предназначена для работы с системными частотами 100 и 133, 166 и 200, 216, 250 и 266 МГц. DDR-память, работающую на частоте 100 МГц, иногда обозначают как DDR200, подразумевая при этом, что «эффективная» частота памяти составляет 200 МГц (данные передаются два раза за такт). Аналогично при работе памяти на частоте 133 МГц используют обозначение DDR266, при частоте 166 МГц — DDR333, при частоте 200 МГц — DDR400 и т.д. Нетрудно рассчитать и пропускную способность DDR-памяти. Учитывая, что ширина шины данных составляет 8 байт, для памяти DDR200 получим 1,6 Гбайт/с (200 МГц х 8 байт); для памяти DDR266 — 2,1 Гбайт/с; для памяти DDR333 — 2,7 Гбайт/с, для памяти DDR400— 3,2 Гбайт/с, для памяти DDR433 — 3,5 Гбайт/с, для памяти DDR500 — 4,0 Гбайт/с и для памяти DDR533 — 4,3 Гбайт/с.

Хотя обозначение типа DDR200, DDR266, DDR333 и т.д. кажется вполне логичным и понятным, официально принято другое обозначение этой памяти. В названии используется не «эффективная» частота, а пиковая пропускная способность, то есть память DDR200 обозначается как DDR PC1600, DDR266 — как DDR PC2100, DDR333 — как PC2700, а DDR400 — как PC3200.

Через некоторое время появилась новая память DDR2, в которой при пакетном режиме доступа данные передаются четыре раза за один такт. По сравнению с памятью DDR память DDR2 позволяет обеспечить ту же пропускную способность, но при вдвое меньшей частоте ядра. К примеру, в памяти DDR400 ядро функционирует на частоте 200 МГц, а в памяти DDR2 400 — на частоте 100 МГц. В этом смысле память DDR2 имеет значительно большие потенциальные возможности для увеличения пропускной способности по сравнению с памятью DDR.

Но на пути развития памяти DDR оказалась память разработанная фирмой Rambus, которую называют Direct Rambus DRAM (DR DRAM). Чем же привлекательна эта память?

Естественно, что на пути разработки высокоскоростных интерфейсов есть два решения: увеличивать частоту работы шины и увеличивать ширину шины. Разумеется, если можно было бы увеличивать эти два параметра так, как хочется производителю, то мы сегодня имели бы память, работающую на огромных частотах и имеющую очень широкую шину, что давало бы огромную пропускную способность. Но, увы, все не так просто. Чем шире шина, тем больше взаимных наводок создают друг для друга провода, по которым передаются данные, чем выше частота передачи данных, тем большие требования предъявляются к технологии изготовления, и тем выше потребляемая мощность.

Rambus пошел по пути изготовления очень высокоскоростной шины (800 МГц, сравните с 133 МГц SDRAM и DDR SDRAM), но при этом очень узкой. Ширина канала DR DRAM - всего 16 бит (сравните с 64 бит у SDRAM и DDR SDRAM). Итого, пропускная способность такого канала обмена составляет 800 МГц * 2 байта = 1600 Мбайт/с. Т.е. пропускная способность канала Rambus выше, чем у SDRAM (800 Мбайт/с при частоте 100 МГц и 1064 Мбайт/с при частоте 133 МГц), равна DDR SDRAM при частоте 100 МГц, и проигрывает DDR SDRAM на частоте 133 МГц (133 МГц*64 бит * 2 из-за DDR = 2100 Мбайт/с).

Но при этом есть еще два немаловажных фактора. Первое: у DR DRAM очень высокие задержки на доступ к памяти, примерно вдвое выше, чем у SDRAM и DDR SDRAM, что при равенстве пропускной способности уже ставит под сомнение эффективность применения DR DRAM. Но второй фактор еще более важен. Дело в том, что цена на DR DRAM в выше, чем цена на DDR SDRAM.

Несколько слов нужно сказать и о самой фирме Rambus. Дело в том, что все типы памяти, которые мы описывали ранее, являются открытыми, т.е. они разрабатываются не какой либо одно фирмой, а консорциумом разработчиков, и производить эти типы памяти может любая фирма, если не нарушает при этом ничьих технологических патентов. С DR DRAM все обстоит несколько иначе. Эта технология разработана от начала до конца самой фирмой Rambus и, при этом, Rambus не производит памяти, а только разрабатывает ее, предлагая другим производителям эту память изготавливать, выплачивая за каждый произведенный чип фирме Rambus комиссионные.

При изучении чипсетов, основное, на что мы будем обращать внимание (учитывая описанную ситуацию)- тип поддерживаемой чипсетом оперативной памяти. И мы увидим, каким образом Rambus появлялась на рынке и какой "успех" она имела.

Осталось добавить, что память типа DR DRAM устанавливается на специальные модули, называемые RIMM (Rambus Inline Memory Module), а в пустые разъемы для RIMM необходимо устанавливать специальные заглушки. Память DDR SDRAM устанавливается на модули DIMM, но не на 168 pin, как обычный SDRAM, а специальные 184 pin модули.

Однако себестоимость производства Rambus DRAM так и не удалось снизить до приемлемой величины, поэтому на рынке прочно обосновалась DDR DRAM.