Что такое контроллер памяти. Процессоры. Тактовая частота RAM
Память
Память - это устройство для хранения информации. Она состоит из оперативного и постоянного запоминающего устройств. Оперативное запоминающее устройство называется ОЗУ , постоянное запоминающее устройство - ПЗУ .
ОЗУ- энергозависимая память
ОЗУ предназначена для записи, считывания и хранения программ (системных и прикладных), исходных данных, промежуточных и окончательных результатов. Доступ к элементам памяти прямой. Другое название – RAM (Random Access Memory) память с произвольным доступом. Все ячейки памяти объединены в группы по 8 бит (1 байт) и каждая такая группа имеет адрес, по которому к ней можно обратиться. ОЗУ используется для временного хранения данных и программ. При выключении компьютера, информация в ОЗУ стирается. ОЗУ - энергозависимая память. В современных компьютерах объем памяти обычно составляет от 512 Мбайт до 4 Гигабайт. Современные прикладные программы часто требуют для своего выполнения 128–256, а то и 512 Мбайта памяти, в противном случае программа просто не сможет работать.
Оперативная память может строиться на микросхемах динамического (Dinamic Random Access Memory – DRAM ) или статического (Static Random Access Memory –SRAM ) типа. Статический тип памяти обладает существенно более высоким быстродействием, но значительно дороже динамического. Для регистровой памяти (МПП и КЭШ-память) используются SRAM, а ОЗУ основной памяти строится на базе DRAM-микросхем.
ПЗУ - энергонезависимая память.
В англоязычной литературе ПЗУ называется Read Only Memory, ROM (память только для чтения). Информация в ПЗУ записывается на заводе-изготовителе микросхем памяти, и в дальнейшем изменить ее значение нельзя. В ПЗУ хранится информация, которая не зависит от операционной системы.
В ПЗУ находятся:
Программа управления работой самого процессора
Программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью
Программы запуска и остановки ЭВМ (BIOS – Base Input / Outout Sysytem)
Программы тестирования устройств, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков (POST -Power On SelfTest)
Информация о том, где на диске находится операционная система .
CMOS - энергонезависимая память
CMOS RAM - энергонезависимая память компьютера. Эта микросхема многократной записи имеет высокую плотность размещения элементов (каждая ячейка имеет размер в 1 байт) и малое потребление энергии – для нее вполне достаточно мощности батареи компьютера. Получила название от технологии создания на основе комплементарных металло-оксидных полупроводников (complementary metal-oxide semiconductor - CMOS). CMOS RAM является собой базу данных для хранения информации о конфигурации ПК. Программа запуска компьютера Setup BIOS используется для установки и хранения параметров конфигурации в CMOS RAM. При каждой загрузке системы для определения ее конфигурации проводится считывание параметров, хранящихся в микросхеме CMOS RAM. Более того, поскольку некоторые параметры запуска компьютера можно менять, то все эти вариации хранятся в CMOS. Программа установки BIOS SETUP при записи сохраняет в ней свою системную информацию, которую впоследствии сама же и считывает (при загрузке ПК). Несмотря на явную связь между BIOS и CMOS RAM, это абсолютно разные компоненты.
Ключевые слова настоящей лекции
контроллеры, чипсет, порты, USB, COM, LPT, BIOS POST, CMOS, Boot, устройства В/В,
(controller - регулятор, управляющее устройство) - устройство управления разнообразными устройствами компьютера.
Чипсет (chipset)
Набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет, размещенный на материнской плате, выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, центрального процессора (ЦП), ввода-вывода и других. Матери́нская пла́та (motherboard, MB , также используется название mainboard - главная плата; сленг. мама , мать , материнка ) - это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор, контроллер ОЗУ и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода), чипсет, разъёмы (слоты) для подключения дополнительных контроллеров, использующих шины USB, PCI и PCI-Express.
Северный мост (Northbridge; в отдельных чипсетах Intel, контроллер-концентратор памяти Memory Controller Hub, MCH) - системный контроллер чипсета на материнской плате платформы x86, к которому в рамках организации взаимодействия подключены:
через Front Side Bus - микропроцессор ,
через шину контроллера памяти - оперативная память ,
через шину графического контроллера - видеоадаптер ,
через внутреннюю шину подсоединяется южный мост .
Южный мост (Southbridge; функциональный контроллер; контроллер-концентратор ввода-вывода I/O Controller Hub, ICH). Обычно это одна микросхема на материнской плате, которая через Северный мост связывает с центральный процессором «медленные» (по сравнению со связкой «ЦП-ОЗУ») взаимодействия (например разъёмы шин для подключения периферийных устройств).
AGP (от англ. Accelerated Graphics Port, ускоренный графический порт) - разработанная в 1997 году компанией Intel, специализированная 32-битная системная шина для видеокарты.
PCI (англ. Peripheral component interconnect, дословно - взаимосвязь периферийных компонентов) - шина ввода/вывода для подключения периферийных устройств к материнской плате компьютера.
Ultra DMA (Direct memory access, Прямой доступ к памяти). Разные версии ATA известны под синонимами IDE, EIDE, UDMA, ATAPI; ATA (англ. Advanced Technology Attachment - присоединение по передовой технологии) - параллельный интерфейс подключения накопителей (жёстких дисков и оптических приводов) к компьютеру. В 1990-е годы был стандартом на платформе IBM PC; в настоящее время вытесняется своим последователем - SATA и с его появлением получил название PATA (Parallel ATA).
USB (англ. Universal Serial Bus - «универсальная последовательная шина», произносится «ю-эс-би» или «у-эс-бэ») - последовательный интерфейс передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств в вычислительной технике. Для подключения периферийных устройств к шине USB используется четырёхпроводный кабель, при этом два провода (витая пара) в дифференциальном включении используются для приёма и передачи данных, а два провода - для питания периферийного устройства. Благодаря встроенным линиям питания USB позволяет подключать периферийные устройства без собственного источника питания (максимальная сила тока, потребляемого устройством по линиям питания шины USB, не должна превышать 500 мА).
LPT -порт (стандартного устройства принтера «LPT1» Line Printer Terminal или Line PrinTer) в операционных системах семейства MS-DOS. IEEE 1284 (порт принтера, параллельный порт)
COM -порт («ком-порт» Communication port, Serial port, серийный порт, последовательный порт) - двунаправленный последовательный интерфейс, предназначенный для обмена битовой информацией. Последовательным данный порт называется потому, что информация через него передаётся по одному биту, бит за битом (в отличие от параллельного порта).
PS/2 - разъем, применяемый для подключения клавиатуры и мыши. Впервые появился в 1987 году на компьютерах IBM PS/2 и впоследствии получил признание других производителей и широкое распространение в персональных компьютерах и серверах рабочих групп. серия персональных компьютеров компании IBM на процессорах серий Intel 80286 и Intel 80386, выпускавшаяся с апреля 1987 года. /2 – версия компьютера.
Контроллер памяти теперь неотъемлемая составляющая самого процессора. В процессорах AMD интегрированный контроллер памяти использовался уже более шести лет (до появления архитектуры Sandy Bridge), так что те, кто этим вопросом уже интересовался, достаточное количество информации накопить успели. Однако для процессоров Intel, занимающих куда большую долю рынка (а, следовательно, и для большинства пользователей) актуальным изменение характера работы системы памяти стало только вместе с выходом действительно массовых процессоров компании с интегрированным контроллером памяти.
Перемещение контроллера памяти непосредственно в современные процессоры достаточно сильно сказывается на общей производительности компьютерных систем. Главным фактором тут является исчезновение «посредника» между процессором и памятью в лице «северного моста». Производительность процессора больше не зависит от используемого чипсета и, как правило, вообще от системной платы (т.е. последняя превращается просто в объединительную панель).
Оперативная память следующего поколения, DDR4 SDRAM, привнесла в серверные, настольные и мобильные платформы значительное увеличение производительности. Но достижение новых рубежей быстродействия требует радикальных изменений в топологии подсистемы памяти. Эффективная частота модулей DDR4 SDRAM составит от 2133 до 4266 МГц. Перспективные модули памяти не только быстрее, но и экономичнее своих предшественников. Они используют пониженное до 1,1-1,2 В напряжение питания, а для энергоэффективной памяти штатным является напряжение 1,05 В. Производителям чипов DRAM при изготовлении микросхем DDR4 SDRAM пришлось прибегать к использованию самых передовых производственных технологий.
Массовый переход на использование DDR4 SDRAM планировался на 2015 год, но при этом необходимо иметь в виду, что экстремально высокие скорости работы памяти нового поколения потребовали внесения изменений в привычную структуру всей подсистемы памяти. Дело в том, что контроллеры DDR4 SDRAM смогут справиться лишь с единственным модулем в каждом канале. Это значит, что на смену параллельному соединению модулей памяти в каждом канале придёт чётко выраженная топология точка-точка (каждая установленная планка DDR4 будет задействовать разные каналы). Чтобы гарантировать высокие частоты спецификация DDR4 поддерживает только один модуль на каждый контроллер памяти. Это означает, что производителям потребовалось увеличить плотность чипов памяти и создать более продвинутые модули. В то же время тайминги продолжали расти, хотя время доступа продолжало снижаться.
Компания Samsung Electronics освоила выпуск многоярусных 512-Мбит чипов DRAM по технологии TSV. Именно эту технологию планирует использовать для выпуска DDR4. Таким образом, планируется добиться выпуска относительно недорогих чипов памяти DDR4 очень высокой ёмкости.
Ещё один хорошо известный и уже зарекомендовавший себя способ - использование техники так называемой "разгружающей памяти" - LR-DIMM (Load-Reduce DIMM). Суть идеи состоит в том, что в состав модуля памяти LR-DIMM входит специальный чип (или несколько чипов), буферизирующих все сигналы шины и позволяющих увеличить количество поддерживаемой системой памяти. Правда, не стоит забывать про единственный, пожалуй, но от этого не менее существенный недостаток LR-DIMM: буферизирование неизбежно ведёт к дополнительному увеличению латентности, которая у памяти DDR4 по определению будет и без того немаленькая. Для сегмента серверных и high-end вычислений, где востребован очень большой объём памяти, предлагается совершенно иной выход из ситуации. Здесь предполагается использование высокоскоростной коммутации специальными многовходовыми чипами-коммутаторами.
Компании Intel и Micron совместными усилиями создали новый тип системы хранения данных, который в одну тысячу раз быстрее самой передовой памяти NAND Flash. Новый тип памяти, получивший название 3D XPoint, показывает скорости чтения и записи в тысячу раз превышающие скорость обычной памяти NAND, а также обладает высокой степенью прочности и плотности. Новостное агентство CNET сообщает, что новая память в десять раз плотнее чипов NAND и позволяет на той же физической площади сохранять больше данных и при этом потребляет меньше питания. Intel и Micron заявляют, что их новый тип памяти может использоваться как в качестве системной, так и в качестве энергозависимой памяти, то есть, другими словами, ее можно использовать в качестве замены как оперативной RAM-памяти, так и SSD. В настоящий момент компьютеры могут взаимодействовать с новым типом памяти через интерфейс PCI Express, однако Intel говорит, что такой тип подключения не сможет раскрыть весь потенциал скоростей новой памяти, поэтому для максимальной эффективности памяти XPoint придется разработать новую архитектуру материнской платы.
Благодаря новой технологии 3DXpoint (кросс-поинт) ячейка памяти меняет сопротивление для различения между нулем и единицей. Поскольку ячейка памяти Optane не одержит транзистора, плотность хранения данных в памяти Optane превышает в 10 раз показатели NAND Flash. Доступ к индивидуальной ячейке обеспечивает сочетание определенных напряжений на пересекающихся линиях проводников. Аббревиатура 3D введена поскольку ячейки в памяти расположены в несколько слоев.
Уже в 2017 году технология получила широкое применение и будет использоваться как в аналогах флеш-карт, так и в модулях оперативной памяти. Благодаря новой техноголии, компьютерные игры получат мощнейшее развитие, ведь сложные по объему памяти локации и карты будут загружаться мгновенно. Intel заявляет о 1000-кратном превосходстве нового типа памяти, по сравнению с привычными нам флеш-картами и жесткими дисками. Устройства под брендом Optane будет производить компания Micron с использованием 20-нм техпроцесса. В первую очередь будет произведен выпуск 2.5 дюймовых твердотельных накопителей SSD, но также выйдут диски SSD с другими типоразмерами, дополнительно компания выпустит модули оперативной памяти Оптейн DDR4 для серверных платформ Интел.
В первый месяц осени мы активно разбираем вопросы выбора оперативной памяти для нового персонального компьютера. Так как все современные системы поддерживают исключительно DDR3 тип памяти, именно о ней мы и ведем речь в статьях. В предыдущих статьях мы разобрали вопросы выбора планок оперативной памяти и ее типов, в отдельной статье мы остановились на вопросах выбора оптимального объема памяти для персонального компьютера. В данной завершающей обзорной статье мы хотели бы остановиться на вопросах выбора оперативной памяти применительно к процессорным платформам, существующим на рынках.
Рассмотрение сокетных платформ следует начать с того, что каждый процессорный сокет рассчитан на определенный тип процессоров, а для материнских плат выпускаются собственные чипы. Контроллер оперативной памяти встроен в современные процессоры, поэтому можно смело заявлять, что тип рекомендуемой памяти всецело зависит от центрального процессора, а тип примененного процессора от выбранного сокета и платформы. Начнем рассмотрение с популярных сокетных платформ компании AMD.
Одной из популярных и одновременно огорчивших пользователей оказался сокет AMD Socket FM1 . Данный сокет предназначен для использования процессоров AMD Llano. Данные процессоры имеют интегрированный контроллер оперативной памяти и неплохое графическое ядро. Максимальной официально поддерживаемой рабочей частотой планок оперативной памяти для данного сокета является частота 1866 Мгц. Поэтому мы рекомендуем приобретать именно данные планки оперативной памяти, так как они достаточно доступные на сегодняшний день. Следует отдельно выделить, что контроллер процессоров формата FM1 обладает способностью показывать отличный разгонный потенциал памяти, поэтому имеет смысл присмотреться к хорошо разгоняемым модулям, если вы планируете разгон на базе данной платфомы.
Картинка кликабельна --
Буквально через две недели официально должны будут представлены новые процессоры на базе платформы Socket FM2 для процессоров AMD Trinity. Компания AMD, которая славилась преемственностью платформ "кинула" покупателей платформы FM1 и они теперь не смогут установить в свою систему процессоры нового поколения.
Новые процессоры AMD Trinity основаны на архитектуре Piledriver, то есть вычислительные ядра данных процессоров должны будут работать быстрее, чем у AMD Llano. Сообщается об обновлении интегрированной графики в процессорах. В частности, наиболее быстрым графическим блоком будет AMD Radeon HD 7660D. Следует отметить, что архитектура данных ядер не аналогична архитектуре дискретных видеокарт AMD Radeon HD 7000, к примеру, ядрам Tahiti, поэтому возлагать особых надежд на красивые цифры не следует.
Существенным обнадеживающим фактом может считаться то, что AMD обнадежила пользователей долгим существованием сокета FM2, поэтому врятли покупателей данной платформы постигнет учесть владельцев Socket FM1 уже через год после анонса.
По предварительным данным, контроллер памяти двухъядерного процессора AMD A6-5400K с интегрированной графикой AMD Radeon HD 7540D и уровнем тепловыделения 65 ватт будет поддерживать память типа DDR3 с максимальной частотой лишь 1600 Мгц. Все остальные более старшие решения AMD A8-5500, AMD A8-5600K, AMD A10-5700 должны будут поддерживать наиболее быструю сертифицированную память DDR3 - 1866 Мгц.
Следует отметить, что покупателям AMD A6-5400K не следует гоняться за памятью DDR3-1600 Мгц. Обыкновенный разгон позволит достичь частоты 1866 Мгц, а если вы откажитесь от разгона - память все равно сможет работать также как и обычная с рабочей частотой 1600 Мгц. А вот при продаже планок памяти на вторичном рынке у вас могут возникнуть проблемы с продажей устаревающей DDR3-1600 Мгц.
Контроллеры у процессоров AMD Llano и AMD Trinity двухканальные, поэтому планки необходимо приобретать парные.
Картинка кликабельна --
Сокет AM3 от AMD является первой платформой для процессоров с интегрированным контроллером оперативной памяти типа DDR3. Предыдущие платформы 939, AM2, AM2+ поддерживали исключительно DDR2 тип памяти. Контроллер данных процессоров двухканальный, поэтому оперативную память необходимо устанавливать четным количеством планок. Официальной базовой частотой для данных процессоров является 1333 Мгц типа DDR3. При планируемом разгоне имеет смысл приобретать более быстрые планки. Так как платформа AM3 уходит в историю, при покупке нового компьютера все равно необходимо брать наиболее оптимальную память по стоимости, желательно с рабочей частотой 1866 Мгц. Интегрированные профили позволят ей запуститься на базовой частоте 1333 Мгц.
Не следует забывать о существовании процессоров с разблокированным множителем для платформы AM3 - сери AMD Black Edition. Контроллеры оперативной памяти данных процессоров поддерживают планки с частотой до 1600 Мгц. Несмотря на это, опыт показывает, что контроллеры данных процессоров практически не могут выйти за пределы частоты в 1866 Мгц, поэтому приобретать оверклоккерские комплекты памяти для данных решений не имеет никакого смысла.
Картинка кликабельна --
Последним поколением сокетов от AMD для обычных процессоров является AM3+ . Данный сокет создан для процессоров серии Bulldozer и готовящихся к началу продаж процессоров Vishera. На данных архитектурах основаны процессоры AMD FX. Все данные процессоры имеют обновленный двухканальный контроллер памяти, поэтому планки следует приобретать попарно. Официально поддерживаемой частотой является цифра 1866 Мгц. Пользователи активно и агрессивно разгоняют процессоры серии AMD FX, поэтому рекомендуется присматриваться к хорошо разгоняемым модулям. Контроллер данных процессоров легко может покорить цифру в 2133 Мгц по памяти, поэтому чаще всего ограничивающим фактором оказываются модули памяти.
Картинка кликабельна --
Постепенно мы переходим к рассмотрению сокетов компании Intel . Основной сокетной платформой компании является LGA 1155 , который используется для процессоров старого поколения Intel Sandy Bridge и нового поколения Inte Ivy Bridge. Контроллер оперативной памяти данных процессоров двухканальный, поэтому планки следует приобретать и устанавливать попарно. Если вы собираете платформу для разгона на соответствующем чипсете материнской платы и покупаете соответствующий процессор серии "K", то надо присматриваться к оверклоккерской оперативной памяти с рабочей частотой 2133 Мгц или даже 2400 Мгц.
Если же вы не планируете разгон или не знали что нужно приобретать материнские платы на чипсетах с маркировкой "P" или "Z", и процессор с разблокированным множителем - смысла тратить средства нет. Приобретаете стандартные модули памяти и живете спокойно.
На сокете LGA 1156 мы останавливаться не будем, так как она ушла в истрорию. Лишь отметитм, что контроллер данных процессоров двухканальный. Для разгона также рекомендуется приобретать хорошие модули памяти. Во многих случаях можно обойтись планками с рабочей частотой 1866 Мгц.
Картинка кликабельна --
Платформа LGA 1366 в отличии от LGA 1156 продолжает свою жизнь. Данная платформа является первой и единственной с наличием трехканального контроллера оперативной памяти в процессорах. Особенности разгона процессоров на ядре Gulftown говорит о том, что для успеха необходимо приобретать качественные комплекты оверклоккерской оперативной памяти. Если бюджет ограничен, вполне можно ограничиться планками с частотой 1866 Мгц.
Картинка кликабельна --
Платформа LGA 2011 - решение для энтузиастов желающих купить процессоры Intel Sandy Bridge-E. Стоимость процессоров и материнских плат данного формата находятся на наиболее высоком уровне. Процессор имеет четырехканальный контроллер оперативной памяти, поэтому установка четырех модулей одновременно - минимальное требование для пользователя. Учитывая высокую стоимость оверклоккерских комплектов на четыре планки памяти, рекомендовать их покупку мы можем только при неограниченности бюджета. В стандартном случае обычные планки на 1866 Мгц от Samsung или Hynix.
Очень хочется надеяться, что данная статья поможет вам определиться с выбором памяти для своего процессора.
Большая пропускная способность системной памяти, и маленькое значение задержки памяти всегда были актуальны. С момента возникновения AnandTech - с 1997 года – происходит развитие памяти: переход с EDO на SDRAM, с PC66 на PC133, с SDR на DDR, и даже с VC на DRDRAM. Одно лишь использование DDR SDRAM увеличивает производительность Athlon на 20-30 процентов. Кроме того, известно, насколько важно значение задержек при большой пропускной способности памяти. Встает вопрос: если производители процессоров могут выпускать настолько мощные процессоры, почему никто не может для них придумать эффективный способ получения данных из памяти?
Рассмотрим путь, который проходят данные, перед тем как попасть из памяти в процессор. Когда процессор выполняет считывание из системной памяти, в первую очередь команда посылается по системной шине в северный мост чипсета, который затем передает её встроенному контроллеру памяти. Именно в этих первых шагах скрываются подводные камни. Иногда (хотя и редко - ведь системная шина и шины памяти обычно синхронизируются) не хватает пропускной способности системной шины. В результате снижается скорость чтения из памяти. Намного чаще случаются большие задержки из-за неэффективной работы северного моста и контроллера памяти.
Далее, когда контроллер памяти получил команду на считывание, по шине памяти запрос пересылается в память, и через несколько операций найденные данные пересылаются назад, в контроллер памяти. Затем контроллер памяти принимает эти данные и передает на интерфейс системной шины в северном мосту, и далее эти данные попадают назад в процессор.
Что касается второй половины этого процесса, все зависит целиком от типа используемой памяти и частоты шины памяти. Однако с помощью чипсета и системной шины можно повлиять на скорость выполнения первой и нескольких последних операций.
Можно было бы применить промежуточный кэш L3 как способ сокращения задержек и как способ увеличения загрузки канала между северным мостом и процессором, но AMD выбрала интеграцию контроллера памяти прямо в процессор.
Рис. 6. Схема процессора Hammer
От этого не только сокращаются задержки в работе с памятью (теперь запросы на запись/считывание минуют внешний северный мост), но существенно сокращаются шансы того, что чипсет будет тормозить общую производительность платформы. Мы видели множество примеров того, как Athlon не достигал максимальной производительности лишь благодаря платформам, работающим не так, как положено. Поэтому ничего лучше, как избавиться от источника проблем и интегрировать контроллер памяти в процессор, придумано не было.
Архитектура Hammer обращается к встроенному контроллеру памяти (MCT) и встроенному контроллеру DRAM (DCT). Контроллер памяти представляет собой обобщенный интерфейс между ядром Hammer и контроллером DCT. Этот контроллер понимает, что такое память вообще, но он никоим образом не привязан к конкретному типу используемой памяти. Контроллер памяти подключен к DCT, который представляет собой более специфическое устройство, работающее лишь с определенными типами памяти. Теоретически AMD могла создать Hammer с поддержкой DDR SDRAM, и Hammer с поддержкой RDRAM просто изменив контроллер DTC, но заметим, что пользы от использования RDRAM для Hammer крайне мало. Один из недостатков RDRAM - слишком большие задержки, проявляющиеся довольно часто. Один из способов решения этой проблемы - использование RDRAM совместно с процессорами с длинными конвейерами, как в Pentium 4. Ясно, что конвейер Hammer не такой длинный, и тактовая частота у него не сможет компенсировать задержки RDRAM, как сделано в Pentium 4. Поэтому решение AMD остаться с DDR SDRAM вполне разумно.
Первые процессоры на архитектуре Hammer обладали либо 64-битным, либо 128-битным контроллером DDR SDRAM. Контроллер DCT может поддерживать тактовые частоты 100, 133, или 166МГц под DDR200, DDR266 или DDR333 SDRAM. AMD ясно дала понять, что в более поздних версиях Hammer DCT контроллер DDR поменяют на контроллер DDR-II.
Сравнение пропускной способности памяти
| Тип памяти | 64-бит DCT | 128-бит DCT |
| DDR200 | 1.6Гбайт/с | 3,2Гбайт/с |
| DDR266 | 2,1Гбайт/с | 4,2Гбайт/с |
| DDR333 | 2,7Гбайти/с | 5,4Гбайт/с |
Расположение контроллера памяти непосредственно на кристалле означает ещё и то, что скорость доступа к памяти напрямую зависит от тактовой частоты, так как данные уже попадают в процессор, минуя системную шину. В качестве примера на Microprocessor Forum AMD привела теоретический 2ГГц Hammer с задержкой памяти всего 12 нс (справа вы видите конвейер Hammer). Очевидно, сюда не входит время считывания данных из памяти, но в любом случае, это оказывается намного быстрее работы через внешний северный мост. Итак, AMD собирается увеличить количество инструкций, выполняемых за такт за счет увеличения скорости считывания данных из памяти. В результате этого, исполнительные устройства Hammer будут лучше обеспечены данными, нежели исполнительные устройства Athlon.
Рис. 8 Время считывания
данных из памяти
Итак, встроенный контроллер памяти перенимает на себя одну из основных функций внешнего северного моста. AMD пошла дальше и практически встроила северный мост в кристалл процессора. Единственное, что осталось на долю традиционного внешнего северного моста - это контроллер AGP. Это практически устранит все проблемы с производительностью, которые бы возникли при использовании Hammer с чипсетами ее времени, к тому же, это осчастливило производителей материнских плат - ведь значительно упростится компоновка дорожек между памятью и процессором.
Ниже представлен пример однопроцессорной системы Hammer.
Рис. 9. Типовая «архитектура» AMD Hammer
Как видно, единственный чип, имеющийся на материнской плате (кроме южного моста) - это контроллер AGP 8X. Он взаимодействует с процессором по шине HyperTransport. Вероятно, в поисках дешевого решения, производители чипсетов просто создадут один единственный чип, который будет выполнять все традиционные функции южного моста плюс функции контроллера AGP 8X.
Кроме того, на изображении видно только два банка памяти. AMD заявила, что однопроцессорные системы на базе Hammer будут поддерживать максимум 2 небуферизованных DIMM.
Привет, Гиктаймс! Модернизация оперативной памяти - самый элементарный вид апгрейда в ПК, но лишь до тех пор, пока вам везёт, и вы не наткнулись на одну из многочисленных несовместимостей железа. Рассказываем, в каких случаях набор крутой оперативной памяти не «заведётся» на старом ПК, почему на некоторых платформах нарастить ОЗУ можно только с помощью «избранных» модулей и предупреждаем о других характерных причудах железа.
Об оперативной памяти мы знаем, что её много не бывает, и что, в зависимости от древности компьютера, выбирать приходится из очень старой DDR, старой DDR2, зрелого возраста DDR3 и современной DDR4. На этом руководство уровня «ну, вы главное покупайте, а там оно как-нибудь будет работать, или обменяете, если что» можно было бы завершить - пришло время рассмотреть приятные и не очень частности в подборе железа. То есть, случаи, когда:
- должно ведь работать, но почему-то не работает
- апгрейд нерентабелен или его лучше произвести «многоходовочкой»
- модернизацию хочется провести «малой кровью» в соответствии с потенциалом ПК
Проконтролируйте, где находится контроллер
Если вы занимаетесь апгрейдом устаревшего компьютера не только из «любви к искусству», но и из практичных соображений, есть смысл сначала оценить, насколько жизнеспособна аппаратная платформа, прежде чем вкладывать в неё средства. Наиболее архаичные из актуальных - чипсеты для Socket 478 (Pentium IV, Celeron), которые простираются от платформ с поддержкой SDRAM PC133 (чипсет Intel 845, например), сквозь мейнстримные варианты на базе DDR, вплоть до поздних, разительно более современных чипсетов с поддержкой DDR2 PC2-5300 (Intel 945GC и др.).
Раньше контроллеры находились вне процессора, а теперь, так уж сложилось, работают изнутри
На этом фоне альтернативы из лагеря AMD того же времени выглядят менее пестро: все чипсеты под Socket 754, который приютил Athlon 64, представителей микроархитектуры K8, поддерживают память DDR, этот же тип памяти поддерживали процессоры для Socket 939 (Athlon 64 и первые двухъядерники Athlon 64 X2). Причем контроллер памяти в случае с чипами AMD был встроен в процессор - сейчас таким подходом никого не удивишь, однако Intel целенаправленно сохранял контроллер в чипсете, как раз для того, чтобы комбинировать процессоры для одного и того же сокета с новыми типами ОЗУ.
По этой причине последующие чипы AMD для сокета AM2/AM2+ с контроллером ОЗУ под крышкой процессора работали только с DDR2, а Intel с её «долгожителем» Socket 775 растянул удовольствие с DDR по самые помидоры DDR3! В более современных платформах оба производителя процессоров перешли на интегрированный в кристалл СPU контроллер и подобные фокусы поддержкой разномастной RAM отошли в прошлое.
Когда сменить чипсет дешевле, чем раскошеливаться на старую память
Этот громоздкий список нужен не для того, чтобы впечатлить читателей широтой и обилием чипсетов устаревших ПК, а для немного неожиданного маневра в апгрейде. Суть этого нехитрого маневра заключается в том, что иной раз рациональнее будет приобрести материнскую плату с поддержкой более дешёвой и современной памяти, нежели раскошеливаться на уже раритетную ОЗУ предыдущего поколения.Потому что один и тот же объём памяти DDR2 на вторичном рынке окажется минимум на 50% дороже, чем сопоставимая по ёмкости память DDR3. Не говоря уже о том, что DDR3 ещё не снята с конвейера, поэтому её можно приобрести в новом состоянии, недорогим комплектом.
А ещё с новыми чипсетами появляется возможность расширить ОЗУ до актуальных и сегодня величин. Например, если сравнить цены в российской рознице, то 8 гигабайт (2x 4 Gb) памяти DDR2 с частотой 800 МГц обойдутся вам эдак в 10 тысяч рублей, а такой же объём памяти стандарта DDR3 с частотой 1600 МГц (Kingston Value RAM KVR16N11/8, например) - в 3800-4000 рублей. С учётом продажи-покупки материнской платы для старого ПК затея выглядит разумно.
Реалии модернизации компьютеров с «нативной» поддержкой DDR и DDR2 всем давно известны:
- модули памяти с различными таймингами и частотой чаще всего умудряются сработаться, а «выравнивание» происходит либо по профилю SPD в менее производительном модуле, либо (что хуже), материнская плата выбирает стандартный для себя профиль работы с RAM. Как правило, с минимально допустимой тактовой частотой.
- число модулей, в идеале, должно быть равно числу каналов . Две планки памяти объёмом 1 Гбайт каждая в старом ПК будут работать быстрее, нежели четыре модуля объёмом 512 Мбайт. Меньше модулей - ниже нагрузка на контроллер, выше эффективность.
Два канала в контроллере - два модуля памяти для максимальной производительности. Остальное - компромиссы между ёмкостью и скоростью
- в двухканальном режиме эффективнее работают модули равного объёма . Иными словами 1 Гбайт + 1 Гбайт окажутся лучше, чем 1 Гбайт + 512 Мбайт + 512 Мбайт.
- оцените производительность платформы до покупки памяти . Потому что некоторые чипсеты не раскрывают потенциал даже своего «допотопного» типа RAM. Например, платформа Intel 945 Express оборудована двухканальным контроллером DDR2 с поддержкой частоты до 667 МГц. А это значит, что купленные вами модули DDR2 PC6400 платформа распознает, но модули будут ограничены в быстродействии и станут работать только в качестве PC2-5300, «идентичных натуральным».
Сокет Intel LGA775 - один из вариантов, когда купить материнскую плату с поддержкой DDR3 проще и дешевле, чем апгрейдить память с платформой в рамках старой версии DDR
И, вроде бы, этого списка нюансов достаточно, чтобы захотеть «перетянуть» компьютер на базе LGA775 на чипсет с поддержкой DDR3. Однако, вы таки будете смеяться, да только в модернизации старой платформы с помощью новой ОЗУ тоже есть свои нюансы.
В дебютных платформах с поддержкой DDR3 (чипсеты Intel x4x и x5x и аналоги AMD того же времени) контроллеры способны работать только модулями старого образца. Абсурдная ситуация? Да, но факт остаётся фактом.
Дело в том, что старые системы не владеют «языком общения» с модулями, которые оснащены чипами памяти высокой плотности. На бытовом уровне это означает, что вот этот модуль, у которого 4 гигабайта «размазаны» на восемь чипов на лицевой стороне печатной платы, работать в старом ПК не сможет. А старый модуль, у которого этот же объём реализован на 16 чипах (по 8 с каждой стороны) при аналогичном объёме и частоте будет работоспособен.
Такие проблемы с совместимостью характерны, например, для десктопного Intel G41 Express (тот самый, что тянет на себе немалую долю выживших Core 2 Duo или Core 2 Quad) или мобильного Intel HM55 (ноутбуки на базе первого поколения Intel Core на базе микроархитектуры Nehalem).
Иногда производители материнских плат/ноутбуков выпускают новые версии BIOS для того, чтобы научить старые платформы работать с новыми ревизиями ОЗУ, но чаще всего ни о какой долговременной поддержке старого оборудования речи не идёт. И, к сожалению, ни о каких спецсериях памяти для владельцев «устаревших, но не совсем» ПК речи не идёт - производство памяти ушло вперёд и поворачивать его вспять очень дорого.
Чтобы не забивать голову такими понятиями, как «плотность чипа памяти», на бытовом уровне владельцам старых ПК советуют искать Double-sided DIMM , двусторонние модули памяти, которые с бОльшей вероятностью будут совместимы с дебютными платформами на базе DDR3. В модельной линейке Kingston подходящим вариантом будет HyperX Blu KHX1333C9D3B1K2/4G - 4-гигабайтный модуль DDR3 для десктопов с шестнадцатью модулями памяти на борту. Его не так легко найти в продаже, но хочешь 16 Гбайт на старом ПК - умей вертеться.
И да, «лучшие из архаичных» чипсеты, такие как Intel P35 Express, например, тоже довольствуются поддержкой DDR3 на частоте 1333 вместо типичных для бюджетных платформ современности 1600 МГц.
HyperX Blu KHX1333C9D3B1K2 - один из немногочисленных способов заполучить 16 Гбайт ОЗУ в старых ПК
Нет разнообразия - нет проблем
После долговременного «оплота сопротивления» с контроллером памяти в северном мосту платформ Intel эксперименты прекратились. Все новые платформы Intel и AMD предусматривали контроллер под крышкой самого CPU. Это, конечно, плохо с точки зрения долгожительства платформы (нельзя проделать трюк и «пересесть» на новый тип памяти со старым процессором), но производители RAM подстроились и, как видите, память DDR3 не утратила свою популярность даже в 2017 году. Её носителями сегодня являются следующие платформы:| AMD | Intel |
| am3 | lga1366 |
| am3+ | lga1156 |
| fm1 | lga1155 |
| fm2 | lga1150 |
| fm2+ | lga2011 |
Список архитектур процессоров на базе этих платформ намного более обширный! А вот многообразия в выборе памяти - меньше, точнее его почти нет. Единственное исключение - процессоры AMD для сокета AM3, которые, на радость экономным покупателям, совместимы с сокетом AM2, AM2+. Соответственно, «красные» оборудовали такие процессоры универсальным контроллером, который поддерживает и память DDR2 (для AM2+), и DDR3. Правда, чтобы «раскочегарить» DDR3 на Socket AM3 до частоты 1333 и 1600 МГц, придётся дополнительно повозиться с настройками.
Примерно так соотносились новые компьютеры на базе DDR3 и конкурирующих типов памяти в недавнем прошлом
Принципы подбора памяти в случае с платформами на базе DDR3 таковы:
- для FM1, FM2 и FM2+ , если речь идёт об APU с мощной интегрированной графикой, можно и нужно выбирать наиболее производительную оперативную память. Даже старенькие чипы на базе FM1 способны совладать с DDR3 на частоте 1866 МГц, а чипы на микроархитектуре Kaveri и её «рестайлинге» Godavari в некоторых случаях выжимают все соки даже из экстремально разогнанной DDR3 на частоте 2544 МГц! И это не «кукурузные», а действительно полезные в реальных сценариях работы мегагерцы. Поэтому оверклокерская память таким компьютерам просто необходима.
Прирост производительности в APU AMD в зависимости от частоты RAM (источник: ferra.ru)
Начать стоит, к примеру, с модулей HyperX HX318C10F - они уже «в базе» работают при 1866 МГц и CL10, а в разгоне придутся как раз кстати чувствительным к тактовой частоте гибридным процессорам AMD.
Гибридные процессоры AMD остро нуждаются в высокочастотной памяти
- «антикварные» процессоры Intel на платформах LGA1156 и её серверного собрата LGA1366 способны оседлать высокочастотную DDR3 только в случае корректно подобранного множителя. Сам Intel гарантирует стабильную работу исключительно в рамках диапазоне «до 1333 МГц». Кстати, не забывайте о том, что помимо поддержки регистровой памяти с ECC, серверные платформы LGA1366 и LGA2011 предлагают трёх- и четырёхканальные контроллеры DDR3. И остаются, пожалуй, единственными кандидатами на апгрейд ОЗУ до 64 Гбайт, потому что не-регистровые модули памяти объёмом 16 Гбайт в природе почти не встречаются. Зато в LGA2011 разгон памяти стал легко осуществим вплоть до 2400 МГц.
- практически все процессоры на базе микроархитектур Sandy Bridge и Ivy Bridge (LGA1155) поддерживают оперативную память с частотой до 1333 МГц. Поднять частоту тактового генератора и получить таким образом «лёгкий» разгон в этом поколении Intel Core уже нельзя. Но модели с разблокированным множителем и «правильной» материнской платой способны выйти далеко за рамки пресловутых 1333 МГц, поэтому для Z-чипсетов и процессоров с суффиксом K есть смысл потратиться на модули HyperX Fury HX318C10F - штатные 1866 МГц «гонибельны» практически до предельных для Bridge-процессоров величин. Мало не покажется!
- LGA1150 , носитель чипов на базе микроархитектур Haswell и Broadwell стала последней из «гражданских» платформ Intel с поддержкой DDR3, но в методах взаимодействия с ОЗУ почти не изменилась со времён Sandy Bridge и Ivy Bridge. Разве что поддержка массовых моделей DDR3 с частотой 1600 МГц наконец воплотилась в жизнь. Если же говорить о разгоне, то теоретический максимум для процессоров с разблокированными множителями при оверклокерских матплатах составляет 2933 МГц! Максимум есть максимум, но с поддержкой профилей XMP в современных модулях DDR3 достичь высоких частот на стареющим типе памяти уже не сложно.
DDR4 - самая быстрая, самая элементарная в апгрейде и покупке память
Язык не поворачивается назвать память DDR4 SDRAM новинкой - всё-таки процессоры Intel Skylake , первые массовые CPU с DDR4 на борту, вышли ещё 2015 году и успели заиметь «рестайлинг» в лице чуть более оптимизированных и эффективных в разгоне Kaby Lake . А в 2016 году платформу с поддержкой DDR4 продемонстрировала AMD. Правда, всего лишь продемонстрировала, потому что сокет AM4 предназначен для процессоров AMD «наконец-то серьёзная конкуренция» RyZEN, которые только-только рассекретили.
DDR4 ещё совсем юн, но для того, чтобы раскрыть потенциал четырёхканальных контроллеров платформы Intel LGA 2011-v3, уже сейчас нужна оверклокерская память
С выбором памяти для сверхновых платформ всё предельно просто - частота массовых модулей DDR4 стартует с 2133 МГц (они достижимы и на DDR3, но «в прыжке»), а объём - с 4 Гбайт. Но покупать «стартовую» конфигурацию DDR4 сегодня настолько же недальновидно, как довольствоваться DDR3 с частотой 800 МГц на заре её появления.
Встроенный в процессоры на базе платформы LGA1151 контроллер памяти двухканальный, а это значит, что по-хорошему нужно уложиться в пару модулей, ёмкости которых хватит для современных игр. Сегодня такой объём составляет 16 Гбайт (нет, мы не шутим - с 8 Гбайт ОЗУ в 2017 году уже не получится «ни в чём себе не отказывать»), а что касается тактовой частоты, правильным мейнстримом стала память DDR4-2400.
В серверных/экстремальных процессорах для платформы LGA 2011-v3 контроллер памяти уже четырёхканальный, а из всех разновидностей ОЗУ де-юре поддерживается только DDR4-2133, но разгон памяти на базе чипсета Intel X99 с Intel Core i7 Extreme даётся не легко, а очень легко. Ну а компьютеру для максималистов нужна память для максималистов - например, «жэстачайшая» HyperX Predator DDR4 HX432C16PB3K2 с тактовой частотой 3200 МГц. Согласно принципу «гулять так гулять» укомплектовывать платформу LGA 2011-v3 нужно всеми четырьмя модулями - только в этом случае четырёхканальный контроллер сможет реализовать весь скоростной потенциал подсистемы памяти.
Чтобы не зубрить правила и исключения
Что можно добавить к описанным выше нюансам выбора? Много чего: специфические моноблоки неттопы с нереференсным дизайном комплектующих, ноутбуки одной и той же модели с абсолютно разным потенциалом для апгрейда, отдельные капризные модели материнских плат и другие «грабли», на которые легко наткнуться, если вы не следили за тенденциями в железе на форумах энтузиастов.На этот случай Kingston предлагает онлайн-конфигуратор
. С его помощью можно подобрать гарантированно совместимую и эффективную оперативную память для десктопов, рабочих станций, неттопов, ультрабуков, серверов, планшетов и других устройств.
Есть резон сверить совместимость начинки ПК с памятью, которую вы присмотрели для покупки, чтобы не возвращаться в магазин и пояснять консультантам, что «память-то работоспособная, но моему компьютеру нужна DDR3-1600, которая не совсем обычная DDR3-1600».
Не бросайте стариков на произвол судьбы!
Вам не показалось - модернизация памяти и вправду тем хлопотнее, чем старее компьютер. Эта статья не охватывает все возможные трудности и частности в выборе памяти (это почти невозможно физически, и вы бы утомились одолевать сводку подобных мелочей целиком) Но это не повод отправлять всё ещё работоспособное железо на свалку истории.
Зажечь можно в любом возрасте
Потому что устаревшие с наших оверклокерско-энтузиастских колоколен ПК всё ещё могут сослужить добрую службу менее амбициозным пользователям или переквалифицироваться в домашний сервер/медиацентр, а уж очередную песню «бессмертному» Sandy Bridge, который отметил шестилетие и всё ещё хорош, сегодня исполнять не будем. Высокого вам быстродействия и попутного ветра в модернизации ПК!
Быстрая оперативная память - это хорошо, а быстрая оперативная память со скидкой - ещё лучше! Поэтому не упустите возможность приобрести до 8 марта любой из комплектов памяти HyperX Savage DDR4 и HyperX Predator DDR4 со скидкой 10% по промокоду DDR4FEB в Юлмарте. Памяти много не бывает, а производительной и крутой памяти для новых платформ ПК - тем более!
Для получения дополнительной информации о продукции Kingston и HyperX обращайтесь на официальный сайт компании . В выборе своего комплекта HyperX поможет