DDR2 + новые чипсеты Intel: секретный полигон для новых процессорных шин
12 август, 2004 - 23:00Денис ХлебосоловКак мы и обещали, продолжаем изучение инноваций Intel, реализованных в новой платформе Socket 775. В этот раз мы решили обратиться к теме нового типа памяти DDR2, ее отличий от предшествующего стандарта DDR, конкретного воплощения в чипсетах серии 915х, ну и, собственно, дальнейших перспектив развития системной памяти вообще.
Откровенно говоря, для начала подобных обзоров можно изобрести некий шаблон и просто копировать его из материала в материал. Что-то вроде: компьютерная индустрия непрерывно требует все новых и новых рекордов, и каждая используемая технология в ПК имеет некий "скоростной" предел, по достижении которого приходится переходить на еще более сложную и изощренную технологию, чей потенциал по определению превосходит предыдущую. И действительно, подобной фразой можно описать почти все трансформации, происходящие с современными компьютерными платформами. Как несложно догадаться, новая технология памяти DDR2 -- не исключение. О ней, собственно, и пойдет речь.
"Финишная прямая" стандарта DDR
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Итак, что мы получили в результате: последнее "офи-циальное" поколение DDR-модулей обладает теоретической пропускной способностью 3,2 GBps, что в случае двухканального доступа дает нам 6,4 GBps. Именно такую же производительность (6,4 GBps) имеют процессорные шины процессоров Intel Pentium 4 (Northwood/Prescott) для Socket 478 и Athlon 64 (Socket 754). В новых процессорах AMD для Socket 939 шина Hyper-Transport уже работает на частоте 1 GHz и ее производительность в дуплексном режиме составляет 8 GBps. В этом случае для обеспечения "равноправия" придется устанавливать память не менее DDR500. Но не может же процессор поддерживать память, которой официально не существует (для официального статуса требуется утверждение JEDEC). Новые процессоры для платформы Intel Socket 775 пока выпущены под "старую" шину 800 MHz, однако уже этой осенью увидят свет модели Pentium 4 с частотой FSB 1066 MHz, для которых DDR400 явно недостаточно. Одним словом, стандарт DDR на сегодняшний день еще удовлетворяет требованиям современных ПК, но для очередного поколения систем (их появление не за горами) уже определенно станет узким местом.
Несколько слов о том, почему все-таки не будет стандартов DDR433 и следующих за ним. Дело в том, что 200 MHz -- это некий порог рентабельности для производителей DDR-микросхем (речь идет о системной памяти -- к графической предъявляются иные требования), после преодоления которого малый выход годных изделий делает изготовление таких чипов нецелесообразным с точки зрения получения прибыли. Второй момент -- половина модулей, называемых DDR433/466, являются всего лишь удачными экземплярами DDR400, а в планках DDR500/533 для обеспечения работоспособности до предела увеличены тайминги, что прак-тически полностью нивелирует преимущества высоких частот. Ну и последнее -- стабильности работы таких модулей, как, к примеру, РС4000, явно недостаточно для утверждения этого стандарта в качестве официально рекомендуемого к применению.
DDR2 -- "дважды удвоение" или "однократное учетверение"?
Основные принципы и отличия работы микросхем DDR2, DDR и SDR показаны на рисунке. Как можно заметить, при равных физических частотах функционирования модулей (а следовательно, и микросхем) результирующая пропускная способность у DDR2 оказывается в четыре раза выше по сравнению с SDR. Таким образом, физическая частота 100 MHz соответствует модулям PC100 (SDR), PC1600 (DDR200), PC2-3200 (DDR2-400). Чтобы не вводить читателя в технические дебри работы микросхем DDR2, отметим главное: DDR2 функционирует по тому же принципу, что и DDR-чипы, т. е. считывание данных происходит два раза за один такт (по фронту и спаду сигнала). Но в новом стандарте буфер ввода/вывода работает с удвоенной частотой, следовательно, за один такт он успевает дважды обратиться к микросхеме, в результате чего данные считываются четыре раза (два раза по принципу DDR) за один такт. Вывод -- при одинаковой физической частоте теоретическая пропускная способность памяти DDR2 в два раза выше, чем у DDR, и в четыре раза, чем у SDR.
У памяти DDR2-400 и DDR2-533, применяемой в новых платформах Intel, пропускная способность соответствует тем же величинам, что и у DDR400/DDR533 (3,2 и 4,3 MBps), но при этом физически (!) DDR2-модули работают на частотах 100 и 133 MHz. Таким образом, путем поднятия частоты микросхем DDR2 до величины 200 MHz можно получить полосу пропускания, эквивалентную 6,4 GBps для 64-битного доступа (12,8 GBps в двухканальном режиме), что теоретически позволяет использовать с такой памятью процессоры с частотами шины 1,6 GHz для Pentium 4 и 1,5 GHz для Athlon 64. Согласитесь, запас вполне приличный, тем более что DDR2 наверняка преодолеет значение 200 MHz.
Результаты тестирования
Для сравнения производительности различных поколений системной памяти мы выбрали две материнские платы на чипсетах Intel 915 (Grantsdale). Первая плата Albatron Mars PX915P pro работала с памятью DDR400, вторая -- Intel D915GEV -- позволяет устанавливать модули DDR2 вплоть до 667 MHz (физические 333 MHz). Полные конфигурации тестовых стендов приведены в таблице, а мы переходим непо-средственно к обзору результатов тестирования.
Низкоуровневые показатели произ-водительности новых чипсетов выглядят вполне прилично даже на фоне предыдущего чемпиона 875Р, и сейчас с уверенностью можно сказать, что по сравнению с "чистой" 865-й серией новые чипсеты i915 будут как минимум не хуже. Латентность наборов логики Grantsdale тоже находится где-то на уровне предшественника, особенно с пониженными таймингами.
Кстати, о таймингах... На диаграммах присутствует строчка "915 DDR2-533 Ultra, чипсет i915", соответствующая тестированию в режиме DDR2-533, но с пониженными задержками. По умолчанию тайминги для данного режима (SPD) составляли 12-4-4-4, и каково же было наше удивление, когда память стабильно заработала на 6-3-3-3! Хотя это сравнение и не совсем корректно, но давайте вспомним недавнее тестирование модулей памяти: способна хоть одна планка PC4300 работать с такими таймингами на частоте 533 MHz? Ответ будет отрицательным. Вот мы постепенно и приходим к пониманию того, почему именно DDR2 пришла на смену DDR. Посмотрим на результаты платформ в реальных приложениях.
По тестам архивирования видно, что в тех задачах, где необходима низкая латентность (WinRAR), лидирующие позиции занимают чипсеты предыдущего поколения. Однако при использовании b-Zip2 большее влияние оказывает высокая скорость записи у DDR2.
Тест PCMark 2004 Pro демонстрирует некоторое преимущество платформы Socket 478 с DDR-памятью, но, с другой стороны, по абсолютным показателям у новых чипсетов Intel твердая "пятерка".
Благодаря появлению видеокарт верх-него эшелона для шины PCI Express уже стала возможной проверка производительности в игровых приложениях. Заметим, что в подобных задачах новая платформа практически не уступает предшествующей. Внимательный читатель наверняка заметил несколько интересных особенностей, которые мы постараемся прокомментировать. В FarCry чипсет 915 со "старой" DDR-памятью отстал на целых десять кадров (!) от других участников, а в 3DMark 2003 новые материнские платы Intel весьма ощутимо обошли 875P. Нас данные результаты тоже несколько удивили. Для большей точности мы тщательно сверили настройки драйве-ров, соответствие частот графических адаптеров и провели тесты еще несколько раз -- результат остался тем же. Поскольку с помощью низкоуровневых показателей производительности такие "нюансы" поведения новых платформ объяснить не удается, предположим, что отличие заключается где-то в графической подсистеме. В рамках данной статьи мы этот момент обсуждать не будем -- в ближайших номерах "Компьютерного Обозрения" будет опубликован отдельный материал, посвященный PCI Express и акселераторам для этой шины.
| Конфигурации тестовых систем | |||
| Платформа | Intel Socket 478 | Intel Socket 775 | |
| Процессор | Pentium 4 (Prescott) 3,6 GHz | ||
| Процессорная шина | 800 MHz, 64-bit, полудуплексная, 6,4 GBps | ||
| Материнская плата | ABIT IC7-MAX3 | Albatron Mars PX915P pro | Intel D915GEV |
| Чипсет | Intel 875P | Intel 915P | Intel 915G |
| Контроллер памяти | DDR400, двухканальный | DDR2-533, двухканальный | |
| Память | GEIL PC4200, 1 GB (2 x 512 MB) | Micron PC2-4300, 1 GB (2 x 512 MB) | |
| Графический разъем | AGP 8X | PCI Express | |
| Видеокарта | Gainward FX5900 128 MB | Leadtek WinFast PCX5900, 128 MB | |
| Жесткий диск | Maxtor, MAXLine III, SATA 150, NCQ, 250 GB, 7200 об/мин | ||
| ОС | Windows XP Professional SP2, DirectX 9.0c | ||
Выводы
Перечислим основные моменты, связанные с появлением нового стандарта памяти и соответствующих чипсетов:
- Несмотря на все преимущества технологии DDR для сегодняшних платформ, перспектив у нее нет: DDR однозначно не утратила актуальности, но дальнейшее ее развитие ввиду сложившегося набора производственно-маркетинговых факторов уже невозможно.
- Сегодняшнее сравнение производительности разных платформ и типов памяти не преследует цель определить лидера. Мы просто зафиксировали ситуацию "на стыке", когда одна технология передает эстафету другой.
- Если не случится чуда, то DDR400 станет последним стандартом, но списывать его со счетов пока никто не собирается. Давайте задумаемся, сколько еще лет будут выпускаться системы, рассчитанные на работу с этой памятью? Как минимум до тех пор, пока DDR2 станет необходимым (!) стандартом в ПК среднего уровня, а произойдет это далеко не завтра.
- Достаточно странно выглядят пессимистические настроения некоторых компьютерных СМИ по поводу текущей реализации DDR2. Как показало тестирование, никакого "сверхпровала" не произошло. Даже ранние модели чипсетов 915 вполне корректно и с достаточной (иными словами, прогнозируемой) скоростью работают с любыми типами памяти. А в случае установки пониженных таймингов для режима DDR2-533 способны в некоторых задачах опередить платформы 875/865.
- Конечно, найти повод для критики DDR2 можно, но... а что, собственно, предложить взамен? Есть ли другая технология системной памяти, способная обеспечить высокую скорость работы и, что самое главное, возможность действительно массового производства изделий и невысокую стоимость? Достаточно часто звучат сообщения о том, что придумана очередная высокоскоростная память, в N раз превосходящая все существующие решения. Однако на сегодняшний день важна не только идея, но и ее реализация, а в этом отношении у DDR2 сейчас конкурентов нет.
- С появлением новых процессорных шин споры относительно необходимости нового стандарта отпадут сами собой. Вряд ли производители материнских плат станут оснащать свои новые модели слотами, рассчитанными на установку DDR-модулей, и изначально надеяться на то, что у пользователя окажутся, к примеру, оверклокерские планки PC4300.
- Как нам кажется, совсем не зря новые чипсеты 915x/925х поддерживают официально DDR2 вплоть до PC2-5300 (DDR2-667). Скорее всего, это свидетельствует о скрытой поддер-жке процессорной шины 1066 MHz, тем более что каких-либо сложностей с разрешением такой частоты в новых версиях BIOS нет (вспомним историю с nForce2, который "превращался" в nForce2 Ultra 400 лишь после перепрошивки BIOS).
| Продукты предоставлены | ||
| Тестовые платформы Intel | Представительство Intel в Украине | (044) 490-6417 |
| Материнская плата Albatron | Compass | www.compass.com.ua |
| Видеокарта Leadtek | ||