Исследование основных характеристик модулей памяти DDR. Часть 2: Модули серии DIGMA DDR

Мы продолжаем цикл статей, посвященный изучению важнейших характеристик модулей памяти на низком уровне.

Статья печатается в сокращенном варианте. Полный текст статьи можно прочитать здесь.

Мы продолжаем цикл статей, посвященный изучению важнейших характеристик модулей памяти на низком уровне с помощью тестового пакета RightMark Memory Analyzer. Объектом нашего сегодняшнего исследования выступит сразу четыре пары модулей серии DIGMA DDR (400, 433, 466 и 500 МГц DDR).

Внешний вид модулей

Фото модулей памяти


DIGMA DDR-400


DIGMA DDR-433


DIGMA DDR-466


DIGMA DDR-500

Данные микросхемы SPD модуля

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

Содержимое микросхемы SPD модулей DIGMA DDR-400 в целом выглядит типично для модулей данного стандарта. Поддерживается единственное значение задержки CAS# — 2.5, соответствующее ему время цикла — 5.0 нс (частота 200 МГц, режим DDR-400), схема таймингов — 2.5-3-3-8. Интересно отметить, что согласно байту 23 SPD модуль может функционировать и при большем времени цикла (6.0 нс, частота 166.7 МГц, режим DDR-333), однако соответствующее значение уменьшенной задержки CAS# (CL X-0.5 = 2.0) не обозначено в списке поддерживаемых значений CAS# (байт 18). Модули DIGMA, рассчитанные на более высокую тактовую частоту, характеризуются «нестандартными» значениями времени цикла, соответствующими основному значению CAS#. Так, в SPD модулей DIGMA DDR-433 прописано время цикла 4.6 нс (частота примерно 217.4 МГц) при таймингах 2.5-3-3-7 (с учетом округления), DIGMA DDR-466 имеют время цикла 4.2 нс (частота — 238.1 МГц) при таймингах 3.0-3-3-7, наконец, DIGMA DDR-500 характеризуются временем цикла 4.0 нс (частота — 250 МГц) при таймингах 3.0-4-4-8. Следует отметить, что последние способны функционировать и при значении задержки CAS# 2.5 (с таймингами 2.5-3-3-6) при стандартном времени цикла 5.0 нс (частота 200 МГц, режим DDR-400).

Напоследок отметим, что все рассмотренные модули серии DIGMA DDR не содержат в своих микросхемах SPD каких-либо данных об изготовителе модулей, а также их Part Number, дате изготовления и серийном номере, что создает не вполне хорошее ощущение «нонеймовости» модулей.

Результаты тестирования

Согласно разработанной нами методике, тестирование модулей памяти осуществлялось в двух режимах. Первая серия тестов (тесты производительности) проводилась в штатном режиме, со стандартными значениями таймингов, выставляемыми в BIOS материнской платы по данным микросхемы SPD; вторая (тесты стабильности) — в «экстремальном» режиме, при выставлении минимально возможных значений таймингов для данного модуля на данной материнской плате.

Тесты в двухканальном режиме

Тесты производительности

Таблица 1. Низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-400 в штатных условиях, двухканальный режим


Таблица 2. Низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-433 в штатных условиях, двухканальный режим


Таблица 3. Низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-466 в штатных условиях, двухканальный режим


Таблица 4. Низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-500 в штатных условиях, двухканальный режим

Как видно из таблицы 1, в качестве «штатного» режима модулей DIGMA DDR-400 большинством материнских плат устанавливаются тайминги 2.5-3-3-8 (которые, собственно, и прописаны в SPD). Исключением является Albatron PX865PE Pro (стенд №1) в режиме PAT, устанавливающая несколько более «жесткий» режим 2.5-3-3-7, а также системы на базе Athlon 64 — ASUS A8V Deluxe (стенд №7) устанавливает тайминги 2.5-3-3-6, а Gigabyte K8NS Ultra-939 (стенд №8) увеличивает значение tRCD до 4 по сравнению со «стандартными» настройками. Наилучшие показатели ПСП наблюдаются на стендах №1 и №3 при включении режима PAT, что особенно заметно по величинам средней реальной ПСП на чтение. Наименьшая латентность, как и следовало ожидать, наблюдается на стендах №7 и №8 благодаря интегрированному контроллеру памяти процессора AMD Athlon 64; среди линейки Pentium 4 Prescott (стенды №1 — №6) также лидируют Albatron PX865PE Pro (стенд №1) и ASUS P5P800 (стенд №3) при включении режима PAT. Худший результат по латентности показывает плата ASUS P4P800-VM (стенд №2).

«Стандартные» настройки таймингов для модулей DIGMA DDR-433, функционирующих в режиме DDR-400 (см. таблицу 2), в большинстве случаев также сходятся к тем значениям, которые прописаны в SPD модулей (2.5-3-3-7). Аналогично, на стендах №1 (PAT) и №7 устанавливаются чуть меньшее значение tRAS (2.5-3-3-6), тогда как на стенде №8 устанавливается увеличенное значение tRCD (2.5-4-3-7).

Относительно настроек таймингов по умолчанию для модулей DIGMA DDR-466 в режиме DDR-400 (см. таблицу 3) можно сказать, что различные платы трактуют их по-разному, хотя большинство из них «сходится» на значениях 3.0-3-3-6 (тайминги, записанные в микросхеме SPD — 3.0-3-3-7). По традиции, Albatron PX865PE Pro в режиме PAT устанавливает более «жесткую» схему — причем, по всей видимости, настолько, что просто отказывает стартовать в этом режиме. В связи с этим, в наших тестах на этой плате были выставлены «ручные» настройки таймингов — 2.5-3-3-6, по аналогии с ASUS A8V Deluxe, которая выставляет такие настройки по умолчанию. Наконец, Gigabyte K8NS Ultra-939 стабильно увеличивает tRCD до 4.

Учитывая, что SPD модулей DIGMA DDR-500 содержит 2 набора значений таймингов — для собственного режима DDR-500, а также стандартного DDR-400, установка стандартных значений таймингов BIOS-ами материнских плат, по идее, должна осуществляться значительно легче. Тем не менее, наблюдается весьма неожиданный результат: большинство плат устанавливают значения 2.5-4-4-7. Тогда как в SPD прописаны режимы 3.0-4-4-8 (при частоте 250 МГц) и 2.5-3-3-6 (при частоте 200 МГц), т.е. можно сказать, выбираются некие «средние» значения. Лишь Albatron PX865PE Pro в режиме PAT выставляет «правильные» тайминги для данных модулей на данной частоте, тем не менее, считая их «разогнанным» режимом (поскольку при отключении PAT устанавливаются те же тайминги 2.5-4-4-7). Отметим, что ASUS A8V Deluxe лишь уменьшает tRAS до 6, а Gigabyte K8NS Ultra-939 в данном случае не увеличивает tRCD, что наблюдалось с более «низкочастотными» модулями.

Отметим, что низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-433, DDR-466 и DDR-500, функционирующих в режиме DDR-400, практически полностью совпадают с теми, которые мы получили для модулей DIGMA DDR-400 (таблица 1).

Тесты стабильности

Таблица 5. Низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-400 в экстремальных условиях, двухканальный режим


Таблица 6. Низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-433 в экстремальных условиях, двухканальный режим


Таблица 7. Низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-466 в экстремальных условиях, двухканальный режим


Таблица 8. Низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-500 в экстремальных условиях, двухканальный режим

Минимально достижимые тайминги для модулей DIGMA DDR-400 (таблица 5) на первых четырех стендах — 2.5-3-3-6. Интересно отметить, что попытка выставить меньшие значения последнего параметра (tRAS) на этих платах заканчивались моментальным зависанием/перезагрузкой системы, тогда как на стендах №4 — №8 нам удалось выставить тайминги 2.5-3-3-5 и даже 2.5-3-3-4. Относительно чипсетов Intel 915-й серии это может означать только одно — данные модули попросту игнорируют значение tRAS, выставленное в конфигурационных регистрах чипсета, тогда как результат, полученный на стендах №8 и №9 (с процессором Athlon 64) менее однозначный — либо интегрированный контроллер AMD64 позволяет подсистеме памяти работать в более «жестких» условиях, либо имеет место то же самое игнорирование параметра tRAS, которое наблюдается на чипсетах серии i915.

Следующие испытуемые — модули DIGMA DDR-433 (таблица 6) демонстрируют похожий результат стабильности функционирования в экстремальном режиме — достигаемые значения таймингов на чипсетах Intel 865-й серии — 2.5-3-3-6, Intel 915-й серии — 2.5-3-3-4 (но с учетом сделанной выше оговорки), на AMD64 — 2.5-3-3-5.

Более скоростные модули DIGMA DDR-466 при функционировании в «штатном» режиме DDR-400 (таблица 7) позволяют использовать более «жесткие» схемы таймингов. Так, на платах с чипсетами серии i865 (стенды №1 — 3) можно установить тайминги 2.5-3-3-5, с чипсетами серии i915 (стенды №4 — 6) — 2.0-3-3-4. В системах на базе процессора AMD Athlon 64 результат, как ни странно, сильно зависит от чипсета (как известно, не имеющего прямого отношения к функционированию подсистемы памяти) — ASUS A8V Deluxe (стенд №8) позволяет выставить тайминги 2.0-3-3-5, тогда как Gigabyte K8NS Ultra-939 стабильно работает с модулями DIGMA DDR-466 лишь при величине задержки CAS# 2.5.

Наконец, наиболее скоростные модули DIGMA DDR-500, как и следовало ожидать, способны стабильно функционировать с еще более низкими таймингами (насколько это возможно). Так, на стендах №2 и №3 с чипсетами i865G и i865PE, соответственно, достигаются значения 2.0-3-3-5. Наилучший результат показывает интегрированный контроллер памяти AMD64 совместно с чипсетом VIA K8T800Pro (стенд №8), позволяющий выставить еще более экстремальные тайминги — 2.0-2-3-5.

Тесты в одноканальном режиме

Тесты производительности

Таблица 9. Низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-400 в штатных условиях, одноканальный режим


Таблица 10. Низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-433 в штатных условиях, одноканальный режим


Таблица 11. Низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-466 в штатных условиях, одноканальный режим


Таблица 12. Низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-500 в штатных условиях, одноканальный режим

Результаты первой серии тестов модулей серии DIGMA DDR в одноканальном режиме с точки зрения «определения» модулей со стороны BIOS совершенно аналогичны результатам тестирования в двухканальном режиме. Так, типичные значения таймингов для DIGMA DDR-400 — 2.5-3-3-8, DDR-433 — 2.5-3-3-7, DDR-466 — 3.0-3-3-6, DDR-500 — 2.5-4-4-7.

Тесты стабильности

Таблица 13. Низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-400 в экстремальных условиях, одноканальный режим


Таблица 14. Низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-433 в экстремальных условиях, одноканальный режим


Таблица 15. Низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-466 в экстремальных условиях, одноканальный режим


Таблица 16. Низкоуровневые характеристики модулей DIGMA DDR-500 в экстремальных условиях, одноканальный режим

С точки зрения стабильности функционирования подсистемы памяти, модули серии DIGMA DDR в одноканальном режиме ведут себя почти так же, как и в двухканальном — DDR-400 работают устойчиво при таймингах 2.5-3-3-6 (Intel 865PE, стенд №9) и 2.5-3-3-5 (AMD64, стенды №10, 11), DDR-433 — при таймингах 2.5-3-3-5 (на всех стендах). Модули DDR-466 в одноканальном режиме показывают более высокую стабильность — как видно из таблицы 15, они способны функционировать с чипсетом Intel 865PE при tCL = 2.0, тогда как в двухканальном режиме минимальное возможное значение tCL = 2.5. Наконец, DDR-500 функционируют устойчиво при таймингах 2.0-3-3-5 с чипсетами Intel 865PE и VIA K8T800, несколько худший результат (как и в двухканальном режиме) показывает системная плата EPOX 8KDA3J с чипсетом NVIDIA nForce3 250, стабильно функционирующая лишь при более высоком значении tCL = 2.5.

Итоги

Модули серии DIGMA DDR оставляют хорошее впечатление, демонстрируя неплохие результаты производительности и стабильности подсистемы памяти в штатных условиях (при номинальной частоте FSB и DRAM 200 МГц и номинальном питающем напряжении модулей 2.5 В). Из недостатков следует упомянуть «нестандартность» некоторых параметров (времени цикла), прописанных в микросхеме SPD модулей, что существенно затрудняет автоматическую настройку таймингов BIOS-ом материнских плат. В частности, следует отметить неработоспособность конфигурации Albatron PX865PE Pro (в режиме PAT) + DIGMA DDR-466 с автоматическими параметрами. Впрочем, это, пожалуй, лишь единственный случай «несовместимости», который, к тому же, легко устраняется установкой таймингов памяти «вручную».

Статья печатается в сокращенном варианте. Полный текст статьи можно прочитать здесь.