Тайминги оперативной памяти сервера Ddr3

Обновлено: 21.11.2024

Когда дело доходит до системного администрирования, в связи с оперативной памятью возникают два основных вопроса:

Какую оперативную память и в каком объеме покупать?
Как правильно его установить?

Чтобы понять это, есть некоторые основные сведения об оперативной памяти, которые системный администратор должен знать для серверов. Чтобы быть практичным, давайте выясним, для чего предназначена конкретная планка оперативной памяти (которая находится на наших серверах баз данных):

> Зарегистрированная двухранговая память ECC DDR3-1333 8 ГБ (PC3-10600)

Частота и пропускная способность:

Википедия говорит нам, что «частота — это количество повторений события в единицу времени». В случае с памятью «повторяющееся событие», которое нас интересует, — это биты данных, отправляемые из процессора в ОЗУ, а «единицей времени» является секунда. С памятью это делается так много раз, что мы измеряем его в миллионах раз в секунду (также называемых мегагерцами или МГц). Биты представляют собой фрагменты по 64 бита, которые часто называют «словами». Таким образом, частота передачи оперативной памяти нашего примера составляет 1333 МГц (тактовая частота отличается, об этом позже).

Насколько это "быстро"? В вычислительной технике скорость часто измеряется тем, сколько данных вы перемещаете за определенный промежуток времени (также существует задержка). Распространенным показателем является количество мегабайт в секунду. В байте 8 бит. Ранее мы говорили, что эта оперативная память может передавать 64 бита 1 333 миллиона раз в секунду. Таким образом, 64 * 1 333 000 000 / 8 дает нам 10 664 000 000 байт в секунду или примерно 10 600 мегабайт в секунду. Теперь у нас есть пропускная способность 10 600 МБ/с:

> Зарегистрированная двухранговая память ECC DDR3 8 ГБ DDR3-1333 PC3-10600

DDR означает двойную скорость передачи данных. В случае памяти DDR событие передачи данных фактически может переносить два фрагмента данных. С DDR2 вы получаете 4, а с DDR3 — 8. Это не включает скорость операций, а скорее количество фрагментов данных, переносимых в каждой операции. В итоге мы имеем разные частоты — такты контроллера памяти (которые соответствуют операциям), частоты шины и процессора и, наконец, эффективную частоту передачи. Все эти частоты связаны друг с другом, поскольку эта память является синхронной. В основе всего этого лежат системные часы, но память маркируется частотой передачи, потому что более высокие числа продаются лучше, и это, вероятно, число, которое в любом случае заинтересует большинство людей. Таким образом, пропускная способность 10 600 МБ/с основана на частоте передачи и, следовательно, учитывает DDR3.

Что касается «PC3», я не совсем понимаю, что это означает, но DDR2 = PC2 и DDR3 = PC3. Я надеюсь, что читатель точно знает, что это такое, и может подтвердить это некоторыми доказательствами.

> Зарегистрированная двухранговая память ECC DDR3-1333 PC3-10600, 8 ГБ

Ранги и вместимость:

Ранг – это независимо доступная 64-битная область памяти. Сегодня вы покупаете память одинарного, двойного и четверного рангов. Чтобы действительно попасть в ранги, вам нужно понять основные сигналы, используемые в оперативной памяти, которые вы можете найти в разделе «Что каждый программист должен знать о памяти» в справочниках, а затем есть некоторые подробности о рангах в «Решение проблемы увеличения емкости с использованием товарной памяти». . Системному администратору важно понимать, что на вашей материнской плате могут быть ограничения, такие как возможность иметь смешанные ранги и места, где могут располагаться определенные ранги (на R710 Quad-Ranks должен располагаться в первом слоте DIMM каждого канала). .

Емкость составляет «8 ГБ» — просто сколько памяти на чипе.

> Зарегистрированная двухранговая память ECC DDR3-1333 PC3-10600, 8 ГБ

Зарегистрированный и ECC

Зарегистрированная оперативная память также называется буферизованной оперативной памятью. Он имеет буфер между контроллером памяти и чипами памяти. Конечным результатом является то, что вы можете иметь более высокий объем оперативной памяти в системе, но с немного большей задержкой. Память, которую вы покупаете для серверов, обычно будет зарегистрированной памятью. ECC расшифровывается как код исправления ошибок и включает контроль четности в памяти, чтобы гарантировать, что операция с памятью действительна.

> Зарегистрированная двухранговая память ECC DDR3-1333 PC3-10600, 8 ГБ

Архитектура, каналы и i7:

В разделе о частоте и пропускной способности я упомянул, что 64-битные фрагменты отправляются одновременно. Эти фрагменты передаются по каналу. Когда у вас есть несколько каналов, основная идея заключается в том, что вы увеличиваете свою ширину, поэтому двойной канал — это фрагменты по 128 бит. Текущая архитектура Intel i7 поддерживает 3 канала на процессор (как в чипе, который вы держите в руке). Таким образом, в двухпроцессорной системе у вас есть до шести каналов. Таким образом, в нашей упрощенной модели мы имеем примерно 30 ГБ/с пропускной способности памяти на процессор (10 600 * 3).

В последних архитектурах память подключалась к процессору через переднюю шину (FSB). Однако с i7 контроллер памяти находится на самих процессорах, а память напрямую подключена.Существует также QPI (Quick Path Interconnect), который соединяет экспресс-шину PCI с процессором. В многопроцессорных системах он также соединяет процессоры вместе, поэтому, если процессору B требуется память процессора A, он переходит через QPI.

О памяти можно узнать гораздо больше. См. раздел ссылок в конце этого поста. Читать и писать о памяти сложно, потому что существует много различий между общей теорией и тем, что происходит на самом деле, поэтому я и другие опускаем детали. Чтение ссылок или, по крайней мере, их части, вероятно, необходимо, чтобы иметь хорошее представление о функциях памяти. Вы также можете прочитать о синхронизации сигналов и чередовании, но я думаю, что вышеизложенное охватывает основы для универсального системного администратора.

Компромиссы — каналы, емкость и скорость:

Так зачем все это системному администратору? Фундаментальный ответ заключается в том, что существуют компромиссы. Помимо стоимости, в выбранной вами конфигурации есть компромиссы между скоростью памяти, обработкой ошибок и общей емкостью.

В нашем текущем сервере базы данных, Dell R710, мы используем архитектуру Intel серии 5600. У нас есть 2 процессора, каждый из которых имеет 3 канала памяти, напрямую подключенные к каждому процессору, всего 6 каналов. Существует три основных варианта заполнения ОЗУ (ссылка: техническое описание Dell Poweredge 11g):

Оптимизировать по скорости (пропускной способности). Эта конфигурация не дает наибольшей оперативной памяти в системе с точки зрения емкости, но обеспечивает максимально возможную пропускную способность памяти. Для Dell R710 этого достигают зарегистрированные модули DIMM емкостью 4 ГБ с максимальным объемом памяти 12 ГБ на ЦП. Это позволит вам использовать память на частоте 1333 МГц.
Баланс скорости и емкости. Для этого вам понадобятся двухранговые зарегистрированные модули DIMM емкостью 1066 ГБ. Это позволяет использовать емкость 48 ГБ на ЦП, но память может работать на частоте 1033 МГц.
Оптимизируйте емкость. В этом случае вы будете использовать те же чипы, что и в сбалансированной конфигурации, но их тактовая частота будет снижена до 800 МГц, а общая емкость составит 144 ГБ.

Согласно сведениям Intel, при такой емкости сбалансированная трехканальная конфигурация обеспечивает наилучшую скорость. Мы только что обновили до 96 ГБ с 64 ГБ и перешли от 2-канальной конфигурации к 3-канальной конфигурации. Это обновление требует понижения частоты памяти с DDR3-1333 до DDR3-1033. Хотя тактовая частота нашей памяти уменьшилась, количество каналов или ширина увеличились вместе с нашей емкостью. Выполняя математические вычисления, это теоретически увеличивает пропускную способность памяти: Итак, наша 3-канальная конфигурация на нашем сервере выглядит следующим образом:

Итак, в настоящее время мы точно соответствуем варианту номер 2. Одна из причин, по которой вы покупаете у такого поставщика, как Dell, заключается в том, что они должны помочь вам получить идеальную конфигурацию, но знание вашей оперативной памяти на базовом уровне поможет убедиться, что вы получаете то, что вам нужно.

Обновление:

Джордж сообщил мне, что он видел скорость памяти 1333 МГц при загрузке. Посмотрев на вывод CPU-Z и увидев, что он там тоже подтверждается, я запутался, как мы могли иметь 1333 МГц при емкости 96 ГБ:

После разговора с Dell я обнаружил обновление информации о системной памяти для R710. Для модулей DIMM 2R они работают на частоте 1333, а не 1066, когда у вас есть 2 модуля DIMM на канал. Таким образом, правильный расчет для нашей конфигурации:

Это означает, что при обновлении нашей емкости до трех каналов не было компромисса в тактовой частоте.

Скорость оперативной памяти

Памяти DDR, DDR2 и DDR3 классифицируются в соответствии с максимальной скоростью, с которой они могут работать, а также их таймингами. Тайминги оперативной памяти — это такие числа, как 3-4-4-8, 5-5-5-15, 7-7-7-21 или 9-9-9-24, чем меньше, тем лучше. В этом руководстве мы подробно объясним, что означает каждое из этих чисел.

Памяти DDR, DDR2 и DDR3 соответствуют классификации DDRxxx/PCyyyy. Кстати, если вам интересно узнать разницу между памятью DDR, DDR2 и DDR3, прочитайте наш учебник на эту тему.

Первое число, xxx, указывает максимальную тактовую частоту, поддерживаемую микросхемами памяти. Например, память DDR400 работает не более чем на частоте 400 МГц, DDR2-800 может работать на частоте до 800 МГц, а DDR3-1333 может работать на частоте до 1333 МГц. Важно отметить, что это не реальная тактовая частота памяти. Реальная тактовая частота памяти DDR, DDR2 и DDR3 составляет половину заявленной тактовой частоты.Поэтому память DDR400 работает на частоте 200 МГц, память DDR2-800 работает на частоте 400 МГц, а память DDR3-1333 работает на частоте 666 МГц.

Второе число указывает максимальную скорость передачи данных, которую достигает память, в МБ/с. Память DDR400 передает данные со скоростью не более 3200 МБ/с, поэтому она помечена как PC3200. Память DDR2-800 передает данные со скоростью 6400 МБ/с и имеет маркировку PC2-6400. Память DDR3-1333 может передавать данные со скоростью 10 664 МБ/с и имеет маркировку PC3-10600 или PC3-10666. Как видите, мы используем цифру «2» или «3» после «DDR» или «ПК», чтобы указать, что мы говорим о памяти DDR2 или DDR3, а не о DDR.

Первая классификация, DDRxxx, является стандартом, используемым для классификации микросхем памяти, а вторая классификация, PCyyyy, — стандартом, используемым для классификации модулей памяти. На рисунке 1 вы видите модуль памяти PC3-10666, в котором используются микросхемы памяти DDR3-1333. Обратите внимание на тайминги ОЗУ (7-7-7-18) и напряжение (1,5 В).

Предварительный просмотр

Товар

Рис. 1. Модуль памяти DDR3-1333/PC3-10666

Максимальную скорость передачи для модуля памяти можно рассчитать по следующей формуле:

Максимальная теоретическая скорость передачи = часы x количество бит/8

Поскольку модули DIMM передают 64 бита за раз, «количество бит» будет равно 64. Поскольку 64/8 равно 8, мы можем упростить эту формулу до:

Максимальная теоретическая скорость передачи = часы x 8

Если модуль памяти установлен в системе, где шина памяти работает с более низкой тактовой частотой, максимальная скорость передачи, которую может достичь модуль памяти, будет ниже его теоретической максимальной скорости передачи. На самом деле, это очень распространенное заблуждение.

Например, предположим, что вы купили пару модулей памяти DDR3-2133/PC3-17000. Несмотря на то, что они помечены как DDR3-2133, они не будут автоматически работать на частоте 2133 МГц в вашей системе. Это максимальная тактовая частота, которую они поддерживают, а не тактовая частота, с которой они будут работать. Если вы установите его на обычную компьютерную систему, поддерживающую память DDR3, она, вероятно, будет работать на частоте 1333 МГц (DDR3-1333) — максимальной стандартной скорости DDR3 — с максимальной скоростью передачи 10 664 МБ/с (или 21 328 МБ/с). если они работают в двухканальном режиме, прочтите наше руководство по двухканальному режиму, чтобы узнать больше об этом предмете). Таким образом, они не будут автоматически работать на частоте 2133 МГц и автоматически не достигнут скорости передачи данных 17 000 МБ/с.

Итак, зачем кому-то покупать эти модули? Кто-то купит их для разгона. Поскольку производитель гарантирует, что эти модули будут работать на частоте до 2133 МГц, вы знаете, что можете увеличить тактовую частоту шины памяти до 1066 МГц, чтобы повысить производительность вашей системы. Однако ваша материнская плата должна поддерживать такой разгон (подробнее см. в нашем руководстве по разгону памяти). Таким образом, покупка модуля памяти с заявленной тактовой частотой выше той, которую поддерживает ваша система, бесполезна, если вы не собираетесь разгонять свою систему.

Для обычного пользователя это все, что нужно знать о памяти DDR, DDR2 и DDR3. Для продвинутого пользователя есть еще одна характеристика: временное использование памяти, также известное как тайминги или латентность. Давайте поговорим об этом.

Тайминги ОЗУ

Из-за таймингов два модуля памяти с одинаковой теоретической максимальной скоростью передачи могут достигать разных уровней производительности. Почему это возможно, если оба работают с одинаковой тактовой частотой?

Время измеряет время, в течение которого микросхема памяти выполняет какие-либо внутренние действия. Вот пример. Рассмотрим самый известный параметр, который называется CAS Latency (или CL или «время доступа»), который говорит нам, сколько тактов задержит модуль памяти при возврате данных, запрошенных ЦП. Модуль памяти с CL 9 будет задерживать девять тактов для доставки запрошенных данных, тогда как модуль памяти с CL 7 будет задерживать семь тактов для их доставки. Хотя оба модуля могут работать с одинаковой тактовой частотой, второй будет быстрее, так как он будет доставлять данные раньше, чем первый. Эта проблема известна как «задержка». Как вы можете видеть на рисунке 1, показанный на нем модуль имеет CL, равный 7.

Операции, на которые указывают эти номера, следующие: CL-tRCD-tRP-tRAS-CMD.Чтобы понять их, имейте в виду, что память внутренне организована как матрица, где данные хранятся на пересечении строк и столбцов.

CL: задержка CAS. Время, которое проходит между отправкой команды в память и началом ответа на нее. Это время, которое проходит между запросом процессором некоторых данных из памяти и их возвратом.
tRCD: задержка между RAS и CAS. Время, которое проходит между активацией строки (RAS) и столбца (CAS), где данные хранятся в матрице.
tRP: предварительная зарядка RAS. Время, которое проходит между отключением доступа к строке данных и началом доступа к другой строке данных.
tRAS: активен для задержки предварительной зарядки. Как долго память должна ждать, пока не будет инициирован следующий доступ к памяти.
CMD: Частота команд. Время, которое проходит между активацией микросхемы памяти и моментом, когда первая команда может быть отправлена в память. Иногда это значение не объявляется. Обычно это T1 (1 такт) или T2 (2 такт).

Обычно у вас есть два варианта: настроить ПК на использование стандартных таймингов памяти, обычно устанавливая для конфигурации памяти значение «Авто» в настройках материнской платы; или вручную настроить ПК на использование более низких таймингов памяти, что может повысить производительность вашей системы. Обратите внимание, что не все материнские платы позволяют изменять тайминги памяти. Кроме того, некоторые материнские платы могут не работать с очень низкими таймингами, и из-за этого они могут настроить ваш модуль памяти на работу с более высокими таймингами.

Рисунок 3. Настройка таймингов памяти при установке материнской платы

При разгоне памяти может потребоваться увеличить тайминги памяти, чтобы система работала стабильно. Вот тут и происходит кое-что очень интересное. Из-за увеличенных таймингов производительность памяти может снизиться, хотя теперь она настроена на работу с более высокой тактовой частотой из-за введенной задержки.

Это еще одно преимущество модулей памяти, которые продаются специально для разгона. Производитель не только гарантирует, что ваш модуль памяти будет работать с заявленной тактовой частотой, но и гарантирует, что вы сможете поддерживать указанные тайминги на уровне указанных часов.

Например, даже если вы можете достичь частоты 1600 МГц (800 МГц x2) с модулями DDR3-1333/PC3-10600, для этих модулей может потребоваться увеличить тайминги памяти, а для DDR3-1600/PC3-12800 производитель гарантирует, что вы сможете достичь частоты 1600 МГц, сохраняя указанные тайминги.

Теперь мы пойдем еще дальше и подробно объясним каждый из параметров синхронизации памяти.

Влияние задержки CAS (CL) на скорость оперативной памяти

Как упоминалось ранее, задержка CAS (CL) — наиболее известный параметр памяти. Он сообщает нам, сколько тактов будет задерживать память для возврата запрошенных данных. Память с CL = 7 задержит семь тактов для доставки данных, а память с CL = 9 задержит девять тактов для выполнения той же операции. Таким образом, для двух модулей памяти, работающих с одинаковой тактовой частотой, быстрее будет тот, у которого наименьший CL.

Обратите внимание, что тактовая частота здесь — это реальная тактовая частота, на которой работает модуль памяти, т. е. половина номинальной тактовой частоты. Поскольку память DDR, DDR2 и DDR3 может передавать два данных за такт, их номинальная частота соответствует удвоенной реальной тактовой частоте.

На рис. 4 показано, как работает CL. Мы привели два примера: модуль памяти с CL = 7 и модуль памяти с CL = 9. Команда, выделенная синим цветом, означает команду «чтения».

Рис. 4. Задержка CAS (CL)

Память с CL = 7 обеспечивает снижение задержки памяти на 22,2 % по сравнению с памятью с CL = 9, учитывая, что обе работают с одинаковой тактовой частотой.

Вы даже можете рассчитать время задержки памяти до начала передачи данных. Период каждого тактового цикла можно легко рассчитать по формуле:

Таким образом, период каждого тактового цикла памяти DDR3-1333, работающей на частоте 1333 МГц (тактовая частота 666,66 МГц), будет составлять 1,5 нс (нс = наносекунда; 1 нс = 0,000000001 с). Имейте в виду, что вам нужно использовать реальную тактовую частоту, которая составляет половину заявленной тактовой частоты. Таким образом, эта память DDR3-1333 будет задерживать 10,5 нс, чтобы начать доставку данных, если она имеет CL = 7, или 13,5 нс, если она имеет CL = 9, например.

В памяти SDRAM, DDR, DDR2 и DDR3 реализован пакетный режим, при котором данные, хранящиеся по следующим адресам, могут покинуть память только за один такт. Таким образом, в то время как первые данные будут задерживать тактовые циклы CL для выхода из памяти, следующие данные будут доставлены сразу после предыдущих данных, которые только что вышли из памяти, не дожидаясь следующего цикла CL.Кроме того, память DDR, DDR2 и DDR3 передает два данных за такт, поэтому они помечены как имеющие вдвое большую тактовую частоту.

Влияние задержки RAS на CAS (tRCD) на скорость оперативной памяти

Рисунок 5. Задержка между RAS и CAS (tRCD)

Каждая микросхема памяти организована как матрица. На пересечении каждой строки и столбца у нас есть небольшой конденсатор, который отвечает за хранение «0» или «1» — данных. Внутри памяти процесс доступа к сохраненным данным выполняется путем активации сначала строки, а затем столбца, в котором она расположена. Эта активация осуществляется с помощью двух управляющих сигналов, называемых RAS (строб адресов строк) и CAS (строб адресов столбцов). Чем меньше времени между этими двумя сигналами, тем лучше, так как данные будут считаны раньше. На этот раз измеряется задержка RAS to CAS или tRCD. На рисунке 5 мы иллюстрируем это, показывая память с tRCD = 3.

Как видите, задержка RAS to CAS также является количеством тактовых циклов между командой «Активно» и командой «чтения» или «записи».

Как и в случае с задержкой CAS, задержка RAS to CAS работает с реальными часами памяти (что составляет половину помеченных часов). Чем ниже этот параметр, тем быстрее будет работать память, так как она раньше начнет чтение или запись данных.

Влияние предварительной зарядки RAS (tRP) на скорость оперативной памяти

Рисунок 6. Предварительно заряженный RAS (tRP)

После того, как данные собраны из памяти, необходимо выполнить команду Precharge, которая закроет
используемую строку памяти и позволит активировать новую строку. Время предварительной зарядки RAS (tRP) — это время, прошедшее между подачей команды Precharge и следующей активной командой. Как мы узнали из предыдущей страницы, команда Active запускает цикл чтения или записи.

На рисунке 6 показан пример памяти с tRP = 3.

Как и в случае с другими параметрами, предварительная зарядка RAS работает с реальными часами памяти (что составляет половину помеченных часов). Чем ниже этот параметр, тем быстрее будет работать память, так как она раньше выдаст команду Active.

Добавляя все, что мы видели, время, прошедшее между выдачей команды Precharge и фактическим получением данных, будет tRP + tRCD + CL.

Другие параметры, влияющие на тайминги оперативной памяти

Давайте подробнее рассмотрим два других параметра: задержку от активации до предварительной зарядки (tRAS) и скорость команд (CMD). Как и в случае с другими параметрами, эти два параметра работают с реальными часами памяти (которые составляют половину часов памяти, помеченных как часы). Чем ниже эти параметры, тем быстрее будет память.

Задержка между активным и предварительным зарядом (tRAS): после выдачи команды Active нельзя выполнить другую команду Precharge до тех пор, пока не истечет время tRAS. Таким образом, этот параметр ограничивает время, когда память может начать чтение (или запись) другой строки.
Command Rate (CMD): это время, затрачиваемое чипом памяти на активацию (через его CS — Chip Select — контакт) и когда любая команда может быть передана в память. Этот параметр имеет букву «Т». Возможные значения: 1T или 2T, что означает один тактовый цикл или два тактовых цикла соответственно.

Часто задаваемые вопросы

Насколько быстрой должна быть оперативная память для игрового ПК?

Для игр мы рекомендуем модули оперативной памяти, которые являются максимально быстрыми по очевидным причинам. Начнем с того, что в наши дни видеоигры не только занимают довольно много оперативной памяти, но и разделяют эти данные на такое количество сжатых файлов, что вам понадобится оперативная память, чтобы получить доступ ко всему как можно быстрее для бесперебойной работы. С учетом всего сказанного и сделанного, на момент написания этой статьи вам следует выбрать двухканальную оперативную память DDR4 или DDR5 с частотой 3000 МГц или более. Эти модули могут быть довольно дорогими, но это лучше, чем сталкиваться с узкими местами во время напряженных игровых сцен.

Влияют ли тайминги на оперативную память?

В целом мы обнаружили, что если вы копнете достаточно глубоко, вы обнаружите, что время определенно имеет значение. Это не повлияет на каждую игру или приложение, но, с другой стороны, имеет смысл хотя бы учитывать тайминги при покупке оперативной памяти, особенно если вы можете получить более жесткие тайминги по более низкой цене. При этом мы рекомендуем покупать оперативную память только у проверенных брендов и у проверенных розничных продавцов. Даже если теоретически гарантия на модуль ОЗУ действует пожизненно, на практике эта гарантия может быть легко аннулирована, если кто-то в прошлом вмешивался в модуль или если на нем слишком много слизи или жидкости.

Ограничена ли скорость оперативной памяти процессором?

На самом деле именно сочетание процессора и материнской платы ограничивает скорость DIMM. Скорость DIMM будет только достигать нижнего предела скорости между ЦП и материнской платой. Например, ЦП может поддерживать скорость до 1600, а материнская плата поддерживает скорость до 2400, но модули DIMM будут поддерживать скорость до 1600. Короче говоря, скорость вашего компьютера равна скорости его самого слабого компонента.

Оперативная память — важнейший компонент каждого компьютера, но она может сбивать с толку.Вот объяснение ОЗУ в понятных каждому терминах.

ОЗУ — это кратковременная память вашего компьютера. Именно здесь ваш компьютер отслеживает программы и данные, которые вы используете прямо сейчас. Вы, наверное, уже знаете, что чем больше оперативной памяти, тем лучше, но, возможно, сейчас вы хотите установить больше оперативной памяти.

Однако покупка оперативной памяти может сбить с толку. В чем разница между DDR3 и DDR4? DIMM и SO-DIMM? Есть ли разница между DRR3-1600 и PC3-12800? Важны ли задержка и время ОЗУ?

Читайте дальше, чтобы узнать о различных видах ОЗУ, о том, как читать спецификации ОЗУ и как именно работает ОЗУ.

Что такое оперативная память?

RAM означает оперативную память. Он действует как золотая середина между небольшим, сверхбыстрым кешем вашего процессора и большим, сверхмедленным хранилищем вашего жесткого диска или твердотельного накопителя (SSD). Ваша система использует оперативную память для временного хранения рабочих частей операционной системы и данных, которые активно используют ваши приложения. ОЗУ не является постоянным хранилищем.

Представьте, что ваш компьютер — это офис. Жесткий диск — это картотечный шкаф в углу. Оперативная память похожа на всю офисную рабочую станцию, а кэш-память ЦП похожа на настоящую рабочую область, где вы активно работаете с документом.

Чем больше у вас оперативной памяти, тем к большему количеству вещей вы можете иметь быстрый доступ в любой момент времени. Точно так же, как на большом столе можно хранить больше листов бумаги, не создавая беспорядка и громоздкости (а также не требуя больше походов обратно в картотеку для реорганизации).

Однако, в отличие от офисного стола, оперативная память не может использоваться в качестве постоянного хранилища. Содержимое оперативной памяти вашей системы теряется, как только вы отключаете питание. Потерять электроэнергию — это все равно, что стереть со стола все документы.

Оперативная память обычно означает SDRAM

Когда говорят об оперативной памяти, обычно имеют в виду синхронную динамическую оперативную память (SDRAM). В этой статье также обсуждается SDRAM. Для большинства настольных компьютеров и ноутбуков оперативная память представлена в виде флешки, которую можно вставить в материнскую плату.

К сожалению, в сверхтонких и легких ноутбуках наблюдается тенденция припаивать оперативную память непосредственно к материнской плате в целях экономии места. Однако это снижает возможности модернизации и ремонта.

Не путайте SDRAM с SRAM, что означает статическое ОЗУ. Статическая оперативная память — это память, используемая, помимо прочего, для кэшей ЦП. Она намного быстрее, но также ограничена в своих возможностях, что делает ее непригодной в качестве замены SDRAM. Крайне маловероятно, что вы столкнетесь с SRAM при обычном использовании, так что вам не о чем беспокоиться.

Форм-факторы оперативной памяти

По большей части ОЗУ бывает двух размеров: DIMM (двухрядный модуль памяти), который используется в настольных компьютерах и серверах, и SO-DIMM (Small Outline DIMM), который используется в ноутбуках и других небольших устройствах. компьютеры форм-фактора.

Хотя в двух форм-факторах ОЗУ используется одна и та же технология и они функционально работают одинаково, их нельзя смешивать. Вы не можете просто вставить модуль DIMM в слот SO-DIMM и наоборот (контакты и слоты не совпадают!).

Когда вы покупаете оперативную память, первое, что нужно выяснить, это ее форм-фактор. Все остальное не имеет значения, если палка не подходит!

Что означает DDR?

Оперативная память, которую вы используете на своем компьютере, работает с двойной скоростью передачи данных (DDR). DDR RAM означает, что за такт происходит две передачи. Новые типы ОЗУ – это обновленные версии той же технологии, поэтому модули ОЗУ имеют маркировку DDR, DDR2, DDR3 и т. д.

Хотя все поколения оперативной памяти для настольных ПК имеют одинаковый физический размер и форму, они несовместимы.

Вы не можете использовать оперативную память DDR3 на материнской плате, которая поддерживает только DDR2. Точно так же DDR3 не помещается в слот DDR4. Чтобы избежать путаницы, в каждом поколении ОЗУ есть выемки на штырях в разных местах. Это означает, что вы не сможете случайно перепутать модули оперативной памяти или повредить материнскую плату, даже если вы купите не тот тип.

DDR2 — это старейший тип оперативной памяти, с которым вы, вероятно, столкнетесь сегодня. Он имеет 240 контактов (200 для SO-DIMM). DDR2 была полностью вытеснена, но вы все еще можете купить ее в ограниченном количестве для обновления старых машин. В противном случае DDR2 устарела.

DDR3 была выпущена еще в 2007 году. Хотя DDR4 официально заменила ее в 2014 году, во многих системах по-прежнему используется старый стандарт оперативной памяти. Почему? Потому что только в 2016 году (через два года после запуска DDR4) системы с поддержкой DDR4 действительно набрали обороты.

Кроме того, оперативная память DDR3 поддерживает широкий диапазон поколений ЦП, начиная с сокета Intel LGA1366 и заканчивая разъемом LGA1151, а также AMD AM3/AM3+ и FM1/2/2+. Для Intel это касается линейки Intel Core i7, представленной в 2008 году, и вплоть до процессоров Kaby Lake седьмого поколения в 2016 году.

Оперативная память DDR3 имеет то же количество контактов, что и DDR2. Однако он работает при более низком напряжении и имеет более высокие тайминги (подробнее о таймингах ОЗУ чуть позже), поэтому он несовместим. Кроме того, модули SO-DIMM DDR3 имеют 204 контакта, а не 200 контактов у DDR2.

DDR4 появилась на рынке в 2014 году, и потребовалось некоторое время, чтобы стать самым популярным типом оперативной памяти, уступив место DDR3 где-то в 2017 году. 80 процентов всех продаж оперативной памяти по всему миру.

В начальный период высоких цен многие пользователи придерживались предыдущего поколения. Однако, поскольку новейшие процессоры Intel и AMD используют исключительно оперативную память DDR4, большинство пользователей перешли на новое поколение или обновят ее при следующем обновлении системного оборудования.

DDR4 снижает напряжение ОЗУ еще больше, с 1,5 В до 1,2 В, при этом количество контактов увеличивается до 288.

DDR5 должна была выйти на потребительский рынок в 2019 году. Но этого не произошло. На самом деле этого не произошло и в 2020 году, поскольку новая спецификация памяти была выпущена только в середине 2020 года. В результате на момент написания этой статьи оперативная память DDR5 только начала проникать в мир, но только в виде дорогих демонстрационных модулей, а не продуктов потребительского уровня.

Но, как и в случае с любым новым компьютерным оборудованием, ожидайте чрезвычайно высокой цены при запуске. Кроме того, если вы подумываете о покупке новой материнской платы, не сосредотачивайтесь на DDR5. Он еще недоступен, и, несмотря на то, что говорит SK Hynix, Intel и AMD потребуется некоторое время, чтобы подготовиться

Жаргон оперативной памяти: скорость, задержка, время и многое другое

Вы разобрались с поколениями SDRAM, DIMM и DDR. Но как быть с другими длинными строками чисел в модели RAM? Что они имеют в виду? В чем измеряется оперативная память? А как насчет ECC и Swap?

Вот другие термины спецификации RAM, которые вам необходимо знать.

Тактовая частота, передачи, пропускная способность

Возможно, вы видели, что ОЗУ обозначается двумя наборами чисел, например DDR3-1600 и PC3-12800. Оба они ссылаются и намекают на генерацию оперативной памяти и скорость ее передачи. Число после DDR/PC и перед дефисом относится к поколению: DDR2 — это PC2, DDR3 — это PC3, DDR4 — это PC4.

Число, указанное в паре после DDR, означает количество мегатранзакций в секунду (МТ/с). Например, оперативная память DDR3-1600 работает со скоростью 1600 МТ/с. Упомянутая выше оперативная память DDR5-6400 будет работать со скоростью 6400 МТ/с — намного быстрее! Число в паре после ПК относится к теоретической пропускной способности в мегабайтах в секунду. Например, PC3-12800 работает со скоростью 12 800 МБ/с.

Оперативную память можно разогнать точно так же, как процессор или видеокарту. Разгон увеличивает пропускную способность оперативной памяти. Иногда производители продают предварительно разогнанную оперативную память, но вы можете разогнать ее самостоятельно. Просто убедитесь, что ваша материнская плата поддерживает более высокую тактовую частоту оперативной памяти!

Вам может быть интересно, можно ли смешивать модули оперативной памяти с разными тактовыми частотами. Ответ заключается в том, что да, вы можете, но все они будут работать на тактовой частоте самого медленного модуля. Если вы хотите использовать более быструю оперативную память, не смешивайте ее со старыми и более медленными модулями.

Теоретически вы можете использовать разные марки оперативной памяти, но это не рекомендуется. У вас больше шансов столкнуться с синим экраном смерти или другими случайными сбоями, если вы используете разные марки оперативной памяти или разные тактовые частоты оперативной памяти.

Время и задержка

Иногда на модулях ОЗУ можно увидеть ряд цифр, например 9-10-9-27. Эти числа называются таймингами. Тайминг ОЗУ — это измерение производительности модуля ОЗУ в наносекундах. Чем меньше число, тем быстрее оперативная память реагирует на запросы.

Первая цифра (в примере 9) – это задержка CAS. Под задержкой CAS понимается количество тактовых циклов, которое требуется для того, чтобы данные, запрошенные контроллером памяти, стали доступными для вывода данных.

Вы могли заметить, что ОЗУ DDR3 обычно имеет более высокие временные значения, чем DDR2, а DDR4 обычно имеет более высокие временные значения, чем DDR3. Тем не менее, DDR4 быстрее, чем DDR3, которая быстрее, чем DDR2. Странно, правда?

Мы можем объяснить это на примере DDR3 и DDR4.

Самая низкая скорость работы оперативной памяти DDR3 составляет 533 МГц, что означает тактовый цикл 1/533000000, или 1,87 нс. При задержке CAS в 7 циклов общая задержка составляет 1,87 x 7 = 13,09 нс. ("нс" означает наносекунды.)

Принимая во внимание, что самая низкая скорость оперативной памяти DDR4 составляет 800 МГц, что означает тактовый цикл 1/800000000, или 1,25 нс. Даже если он имеет более высокий CAS 9 циклов, общая задержка составляет 1,25 x 9 = 11,25 нс. Вот почему это быстрее!

Для большинства людей емкость всегда важнее тактовой частоты и задержки. Вы получите гораздо больше преимуществ от 16 ГБ ОЗУ DDR4-1600, чем от 8 ГБ ОЗУ DDR4-2400. В большинстве случаев время и задержка являются последними моментами рассмотрения.

Оперативная память с кодом исправления ошибок (ECC) – это особый тип модуля памяти, предназначенный для обнаружения и исправления повреждения данных. Оперативная память ECC используется на серверах, где ошибки в критически важных данных могут иметь катастрофические последствия. Например, личная или финансовая информация хранится в оперативной памяти при работе со связанной базой данных.

Потребительские материнские платы и процессоры обычно не поддерживают ОЗУ, совместимое с ECC.Если вы не создаете сервер, для которого специально требуется ОЗУ ECC, держитесь от него подальше.

Что такое оперативная память PC4?

Как и выше, PC4 — это еще один способ детализации скорости передачи данных вашей оперативной памяти. Но там, где DDR4-xxxx указывает скорость передачи данных в битах, PC4-xxxxx указывает общую скорость передачи данных вашей оперативной памяти в МБ/с. Вы можете узнать общую скорость передачи данных модуля ОЗУ, умножив его частоту на восемь.

Таким образом, DDR4-3000 относится к модулю оперативной памяти с частотой 3000 МГц. 3000*8 дает общую скорость передачи данных 24 000 МБ/с.

Кроме того, PC4 работает с оперативной памятью DDR. PC3 работает с оперативной памятью DDR3 и так далее. Поэтому, если кто-то спросит, лучше ли ОЗУ DDR4, чем ОЗУ PC4, знайте, что они говорят об одном и том же, просто используя другой метод измерения.

Сколько оперативной памяти вам нужно?

День, когда "640 КБ должно быть достаточно для всех", давно миновали. В мире, где смартфоны регулярно поставляются с 4 ГБ ОЗУ или более, а браузеры, такие как Google Chrome, быстро и свободно распределяют память, бережливость ОЗУ осталась в прошлом. Средний объем установленной оперативной памяти также увеличивается для всех типов оборудования.

Для большинства людей 4 ГБ — это минимальный объем оперативной памяти, необходимый для обычного компьютера. Операционные системы также имеют разные спецификации. Например, вы можете запустить Windows 10 всего с 1 ГБ ОЗУ, но вы обнаружите, что ваш пользовательский опыт вялый. И наоборот, многие дистрибутивы Linux очень хорошо работают с меньшим объемом оперативной памяти.

Если вы обнаружите, что одновременно открыты шесть документов Word и не можете заставить себя закрыть эти 60 вкладок в Google Chrome, вам, вероятно, потребуется как минимум 8 ГБ ОЗУ. То же самое происходит, если вы хотите использовать виртуальную машину.

Оперативная память объемом 16 ГБ должна превысить потребности большинства пользователей. Но если вы держите утилиты работающими в фоновом режиме, с горой вкладок браузера и всем остальным, вы оцените дополнительный объем оперативной памяти. Мало кому нужны 32 ГБ ОЗУ, но, как говорится, чем больше, тем лучше.

Обновление оперативной памяти — это, безусловно, один из самых простых способов мгновенного повышения производительности. Однако, прежде чем совершить обновление, ознакомьтесь с этими распространенными мифами и неправильными представлениями об оперативной памяти. Они помогут вам принять более взвешенное решение о том, сколько оперативной памяти вам нужно для вашей системы и является ли обновление лучшим вариантом.

Все об оперативной памяти

Теперь вы знаете, в чем разница между оперативной памятью DDR2, DDR3 и DDR4, и знаете характеристики оперативной памяти.

Вы можете отличить DIMM от SO-DIMM, а также знаете, как отличить оперативную память с более высокой скоростью передачи данных и более высокой пропускной способностью. На данный момент вы, по сути, являетесь экспертом по оперативной памяти, поэтому в следующий раз, когда вы попытаетесь купить больше оперативной памяти или совершенно новую систему, вам не должно быть сложно.

Действительно, если у вас правильный форм-фактор и соответствующее поколение оперативной памяти, вы не ошибетесь. Время и задержка играют роль, но главное — емкость.

Как разогнать память сервера

Почти каждую неделю мы получаем забавный вопрос: можно ли разогнать сервер? На большинстве серверов Intel Xeon тактовая частота процессора ограничена, но в некоторых случаях вы можете разогнать параметры скорости памяти сервера. Вариантов использования для этого очень мало, поэтому это не самая практичная демонстрация, которую мы сделали. Мы просто хотели показать, что сервер можно разогнать даже на сервере общего назначения.

Отказ от ответственности. Выполняя эту процедуру и разгоняя память, вы можете повредить компоненты. Мы не несем ответственности, если вы это сделаете, и призываем вас этого не делать. После этого приступим к разгону.

Как разогнать сервер и увеличить скорость памяти

Мы сняли короткое видео, показывающее, как мы взяли двухпроцессорный сервер Intel Xeon Platinum 8158 и запустили нашу память Micron DDR4-2400 ECC RDIMM со скоростью памяти DDR4-2666. Для этого вам не нужна пара процессоров по 7000 долларов, это работает даже на большинстве более дешевых серверов Xeon D и Intel Atom.

Ключевыми шагами являются отключение плана записи (или как он называется в вашей системе), который принудительно устанавливает параметры памяти и напряжения при загрузке. Затем вы можете изменить частоту памяти вручную на более высокую тактовую частоту, сохранить настройки BIOS и перезагрузиться. В этот момент ваша система должна работать на тактовой частоте выше номинальной. Вы только что разогнали сервер.

5 ключевых советов по разгону серверной памяти

Наши ключевые советы, если вы хотите попробовать:

Не делайте этого! Просто купите оперативную память правильной скорости.
Как правило, работает одноступенчатое увеличение скорости. Два или более приращений могут быть нестабильными
Не пытайтесь повторить это на AMD EPYC.Системы Tyan, Gigabyte и Supermicro потребуют очистки CMOS для сброса в случае сбоя. Мы не проверяли это на системах Cavium ThunderX или ThunderX2, но предлагаем просто купить оперативную память с правильной скоростью и для них.
Есть несколько систем, предназначенных для сегментов высокочастотной торговли (HFT), скорость которых может превышать номинальную. Купите эти системы, если вы действительно хотите работать быстро.
Разные поставщики могут называть функцию Plan of Record (POR) по-разному. Если вы используете другую систему и не можете получить увеличение скорости памяти, найдите этот параметр на сервере, который вы используете

Заключительные слова

Опять же, мы не рекомендуем этого делать. Помимо использования этого в качестве экстренной меры, когда нам нужна оперативная память с определенной тактовой частотой, а ее нет в лаборатории, для этого существует несколько вариантов использования. Если вы хотите просто немного развлечься: поспорьте с коллегой на обед, что вы можете разогнать сервер, а затем выполните эту процедуру. Перед ними. Настройка займет несколько минут, поэтому убедитесь, что после этого вы идете на достаточно вкусный обед.

Если говорить более серьезно, из этого следует одно практическое значение. Тайминги памяти на более низкоскоростных модулях RAM, как правило, меньше. Разгон оперативной памяти с использованием этого метода увеличивает тактовую частоту, но не должен влиять на ваши тайминги. В результате вы теоретически можете получить немного более быстрые модули оперативной памяти, используя этот метод.

Читайте также: