Předmluva

Tento text vznikl v roce 2005, byl na mém starém webu, ale dodnes má co říci do propustnosti pamětí, je jistou odpovědí za nesmyslnou honbou po pamětech DDR3.

Něco málo o RAM

Mnoho lidí neustále řeší problém jaké paměti RAM použít, a vlastně kolik obsadit slotů, stále více se ustaluje názor, že je lepší mít méně obsazených slotů. K tomuto názoru vedou spíše výsledky použitých jednotlivých kusů modulů RAM, méně obsazených slotů méně možností rozdílných čipů v modulech RAM použitých a naopak, je pravděpodobné, že jednotlivé čipy použité při výrobě modulů RAM budou stejné, to neplatí mezi jednotlivými moduly RAM.  Častá neznalost, co je vlastně režim SDR, DDR-1, DDR-2 a DDR-3, co je CL, RAS, CAS a mnoho dalších výrazů, jaký je vlastně rozdíl mezi DDR, CL-2 a DDR, CL-2,5 a jinými na téže frekvenci, kromě jejich ceny.

Netvrdím, že jediným správným řešením je osazení čtyř slotů, ale ani dvou či jednoho, vše má své nesporné výhody, proto je zapotřebí aby každý zvážil sám své konkrétní řešení. Mnohé můžete nalézt právě zde, samozřejmě zde není vše, neboť by se text stal neúměrně dlouhý a tím i nepřehledný, nehledě na skutečnost, že vše vychází ze znalostí HW, který je u uživatelů PC velmi různá, nechci říci, že často žádná. V případě zájmu rád cokoliv zodpovím, případně stránky dle potřeby doplním.

Úvod

Spojením 64bitových řadičů LOW a HIGH obsáhneme 128bitovou sběrnici, dále se bavíme o duálním zapojení či duální paměti, ta je složena vždy ze dvou 64bitových modulů, současně ve slotech LOW a HIGH. Maximální adresovací prostor pro 64bitů je 256MB. Použitím 2 x 512 MB (2 x (2 x 256Mb)), (2 + (128bit)) získáme 2 x větší adresovací prostor, ale sběrnice zůstává 128bitová, jako nevětší možná velikost je pak 4 x 1.024MB tj. 4 x (2 x 256MB) adresovacího prostoru, sběrnice o šířce (4 + 128)-bit, sběrnice pro datový tok však zůstává 128bitová (2 x 64bit) a 4bity pro aktuální výběr adresovacího prostoru.

Pozor neplést si modul 64bitový, kterým je vždy modul o velikosti 256MB, a chybný výklad modulu 512MB jako modulu 128bitového, ten je ve skutečnosti pouze 65bitový, obdobně jako modul 1.024MB je 66bitový, 65ty a 66ty bit je ve slotu LOW-1 signál MEMCKEA, obdobně pro sloty ostatní, tyto bity slouží pro přepínání mezi jednotlivými 256MB částmi použitého modulu, viz dále.

Nyní je čas se podívat na skutečné zapojení jednotlivých vodičů mezi procesorem a RAM viz následující obrázek, jehož zdroj je zřejmý.

Zapojení modulů

.

Zvětšit

Z obrázku je dále zřejmé, že pro každý slot je použitá sběrnice o datové šířce 64bitů, přičemž slotu LOEW přináleží bit 0-63, a slotu HIGH pak bit 64-127, označeno jako MEMDATA, a dále je zřejmé přepínání jednotlivých 256MB částí 2bitovými signály MEMCKEA, MEMCKEB, MEMCKEC a MEMCKED (jde vlastně o další dva bity 65. a 66. Bit pro každý paměťový řadič), včetně dalších hodinových signálů.

Použité moduly

Moduly byly použity A-DATA VITESTA DDR500 o velikosti 256MB, testoval jsem rovněž moduly A-DATA VITESTA DDR500 o velikosti 512MB, obě velikosti modulů však měly stejné propustnosti, ale moduly o velikosti 512MB byly v duálním zapojení funkční pouze do 480MHz, na rozdíl od modulů 256MB, které byly v duálním zapojení funkční do 666MHz. Použitý MB Lan Party Nf4 Ultra-D umožňuje takt pamětí nastavit 100MHz až 250MHz (2:1 až 4:5)  tj. DDR200 až DDR500 při „FSB“ 200 MHz, která jde dále nastavit v rozsahu 200MHz až 550MHz, teoreticky se tedy dá na tomto MB použít DDR200 – DDR1375, lze tedy předpokládat, že použitý MB nezanáší žádná omezení při  provedeném testu.

Nekompatibilita

Nekompatibilita je pouze používaný výraz pro špatnou funkci, která je důsledkem spojení několika modulů s různými parametry, pak je nutno snížit frekvenci až na hranici kdy rozdílnost přestane vadit. Lepší je používat duální moduly či 2 x duální moduly, kde je vhodné při koupi dbát na to, aby byly moduly stejné výrobní série, takto je možno vybírat samozřejmě i single moduly, které pak budou rovněž fungovat v duálním režimu.

Opteron 144 + 4 x 512 MB, DDR 500, A-DATA VITESTA, 2T

Zde jsem  vybral speciální případ, kdy lze dosáhnout při osazení všech čtyř slotů a taktu 2T, vyšší propustnosti jak je to běžné u osazení pouze dvou slotů na stejné frekvenci. Dále se tomuto tématu budu věnovat a doplním jej o více hodnot, stejně jak jsem to učinil pro sloty dva. Právě takt 2T umožňuje nečekat na CL a moduly se tak můžou chovat jako, kdyby nebyly časováním vůbec omezeny, či běžely na značně vyšší frekvenci (ne 540MHz, ale dle grafů téměř 700MHz), nicméně je zde rovněž zřejmá závislost na propustnosti L2, kde propustnost RAM nedosahuje 75% propustnosti L2, proto musí být CPU vysoce taktován. 

.

Zvětšit

Opteron 144 + 2 x 256 MB, DDR 500, A-DATA VITESTA, 1T

Zde jsem  vybral další typický případ, kde je značná závislost výkonu CPU právě na propustnosti RAM. Kde  jednojádrový  procesor v řádku druhém, s RAM pamětí pouze 512MB velmi dobře konkuruje v grafických aplikacích více jádrovým  procesorům s mnohem většími RAM pamětmi i značně vyšším taktováním jak RAM, tak vlastního procesoru viz řádek tři a ostatní. Takový výsledek je dosažen právě proto, že byly použity  dva moduly tentokrát o velikosti 256MB při jejich taktu 655MHz, kde datová propustnost RAM přesahuje hranici 10GBs-1.

.

Zvětšit

Naměřené výsledky sestavené do grafů

  .

Zvětšit

.

Zvětšit

Z prvního grafů je zřejmé, že propustnost L2 je úměrná pouze taktování CPU, ale také že propustnost RAM nedosahuje ani 75% propustnosti L2. Z obou grafů je pak patrné, že datová propustnost RAM je přímo úměrná jejich taktovací frekvenci, ale také je zde zřejmá závislost na nastaveném dělícím poměru.

Dělícím poměrem zrychleny takt RAM vedl naopak ke značnému snížení propustnosti vůči taktu RAM, propustnost v návaznosti na takt CPU se téměř nezmění, zůstává již uvedených necelých 75% propustnosti L2, viz třetí graf, to vše při stejném časování, je nutno si uvědomit, že se jedná o CPU s násobičem 9x.

Lze zatím pouze spekulovat, že pokud by byl násobič CPU vyšší pak by k poklesu propustnosti nedošlo, poněvadž by byly nižší frekvence RAM a tím i propustnosti. Zřejmě je tento poměr nejvýhodnější při násobiči CPU 9 x, základní násobič “FSB“/RAM 1/1, tj. nastavení na 200MHz. Největší propustnost pamětí v návaznosti na jejich frekvenci, je při nastavení násobiče “FSB“/RAM 9/10. Odtud se jeví jako nejvýhodnější takt RAM/CPU jako 1/5, tj. DDR400 při taktu CPU 2.000MHz, DDR500 při taktu CPU 2.500MHz a DDR600 při taktu CPU 3.000MHz. Hranice mezního poměru propustnosti L2 a propustnosti RAM je zřejmá, viz první graf. Dále je zde zajímavé, ale zřejmé smazání rozdílu mezi CL2,5 a CL2,0.

.

Zvětšit

Některé naměřené hodnoty propustností

.

.

.

.

.

Diskuse 

Psáno pod čarou

Co říci, či napsat pod čarou, jen snad konstatovat, že celá honba za dražšími a výkonnějšími pamětmi je poněkud úsměvná, když je jejich dnešní využití pod 50%!

Zde provedené měření prokazuje schopnost využít propustnost pamětí, již u stařičkých procesorů AMD a pamětí DDR1, na dnes neuvěřitelných, tehdy běžných 97.5%.

Jinak to bude s procesory, které nemají řadič pamětí, ale vše je omezeno sběrnicí FSB, která má poloviční šířku jako je šířka paměťové sběrnice, navíc musí procesor přes tuto sběrnici obsloužit i další zařízení.

Většina testů zaměřených na komunikaci pamětí s procesorem nemá nic společného s měřením propustností pamětí, je pouze obrazem schopností procesoru, který tyto paměti nedokáže daty "nakrmit".