Привіт, Гіктаймсе!Модернізація оперативної пам'яті - найпростіший вид апгрейду в ПК, але тільки до тих пір, поки вам щастить, і ви не натрапили на одну з численних несумісностей заліза. Розповідаємо, в яких випадках набір крутої оперативної пам'яті не «заведеться» на старому ПК, чому на деяких платформах наростити ОЗУ можна лише за допомогою «обраних» модулів і попереджаємо про інші характерні примхи заліза.

Про оперативної пам'яті ми знаємо, що її багато не буває, і що, залежно від давнини комп'ютера, вибирати доводиться із дуже старої DDR, старої DDR2, зрілого віку DDR3 та сучасної DDR4. На цьому керівництво рівня «ну, ви головне купуйте, а там воно якось працюватиме, або обміняєте, якщо що» можна було б завершити – настав час розглянути приємні і не дуже зокрема у підборі заліза. Тобто випадки, коли:

• адже має працювати, але чомусь не працює
• апгрейд нерентабелен або його краще зробити «багатоходівкою»
• модернізацію хочеться провести «малою кров'ю» відповідно до потенціалу ПК

Проконтролюйте, де знаходиться контролер

Якщо ви займаєтеся апгрейдом застарілого комп'ютера не тільки з «любові до мистецтва», але і з практичних міркувань, є сенс спочатку оцінити, наскільки життєздатною є апаратна платформа, перш ніж вкладати в неї кошти. Найбільш архаїчні з актуальних - чіпсети для Socket 478 (Pentium IV, Celeron), які простягаються від платформ з підтримкою SDRAM PC133 (чіпсет Intel 845, наприклад), крізь мейнстрімні варіанти на базі DDR, аж до пізніх, більш сучасних чіпсетів PC2-5300 (Intel 945GC та ін.).

Раніше контролери знаходилися поза процесором, а тепер, так вже склалося, працюють зсередини

На цьому фоні альтернативи з табору AMD того ж часу виглядають менш строкаті: всі чіпсети під Socket 754, який дав притулок Athlon 64, представників мікроархітектури K8, підтримують пам'ять DDR, цей же тип пам'яті підтримували процесори для Socket 939 (Athlon 64 та перші двоядерники Athlon 64 X2). Причому контролер пам'яті у випадку з чіпами AMD був вбудований у процесор - зараз таким підходом нікого не здивуєш, проте Intel цілеспрямовано зберігав контролер у чіпсеті, саме для того, щоб комбінувати процесори для одного й того ж таки сокету з новими типами ОЗУ.

Тому наступні чіпи AMD для сокету AM2/AM2+ з контролером ОЗУ під кришкою процесора працювали тільки з DDR2, а Intel з її «довгожителем» Socket 775 розтягнув задоволення з DDR по самі помідори DDR3! У більш сучасних платформах обидва виробники процесорів перейшли на інтегрований в кристал СPU контролер і подібні фокуси підтримкою різномастної RAM відійшли в минуле.

Коли змінити чіпсет дешевше, ніж розщедрюватися на стару пам'ять

Цей громіздкий список потрібен не для того, щоб вразити читачів широтою та великою кількістю чіпсетів застарілих ПК, а для несподіваного маневру в апгрейді. Суть цього нехитрого маневру полягає в тому, що іноді раціональніше буде придбати материнську плату за допомогою більш дешевої та сучасної пам'яті, ніж розщедрюватися на вже раритетну ОЗУ попереднього покоління.

Тому що той самий об'єм пам'яті DDR2 на вторинному ринку виявиться мінімум на 50% дорожчим, ніж порівнянна за ємністю пам'ять DDR3. Не кажучи вже про те, що DDR3 ще не знята з конвеєра, тому її можна придбати в новому стані недорогим комплектом.
А ще з новими чіпсетами з'являється можливість розширити ОЗП до актуальних і сьогодні величин. Наприклад, якщо порівняти ціни в російському роздробі, то 8 гігабайт (2x 4 Gb) пам'яті DDR2 з частотою 800 МГц обійдуться вам приблизно в 10 тисяч рублів, а такий же обсяг пам'яті стандарту DDR3 з частотою 1600 МГц (Kingston Value RAM KVR16 наприклад) - у 3800-4000 рублів. З урахуванням продажу-купівлі материнської плати для старого ПК витівка виглядає розумно.

Реалії модернізації комп'ютерів з «нативною» підтримкою DDR та DDR2 всім давно відомі:

• модулі пам'яті з різними таймінгами та частотоюнайчастіше примудряються спрацюватись, а «вирівнювання» відбувається або за профілем SPD у менш продуктивному модулі, або (що гірше), материнська плата вибирає стандартний для себе профіль роботи з RAM. Як правило, з мінімально допустимою тактовою частотою.
• число модулів, в ідеалі, має дорівнювати числу каналів. Дві планки пам'яті об'ємом 1 Гбайт кожна у старому ПК працюватимуть швидше, ніж чотири модулі об'ємом 512 Мбайт. Менше модулів - нижче навантаження на контролер, вища ефективність.

Два канали в контролері – два модулі пам'яті для максимальної продуктивності. Решта - компроміси між ємністю та швидкістю

• у двоканальному режимі ефективніше працюють модулі рівного об'єму. Іншими словами 1 Гбайт + 1 Гбайт виявляться краще, ніж 1 Гбайт + 512 Мбайт + 512 Мбайт.
• оцініть продуктивність платформи до придбання пам'яті. Тому що деякі чіпсети не розкривають потенціалу навіть свого «допотопного» типу RAM. Наприклад, платформа Intel 945 Express обладнана двоканальним контролером DDR2 із підтримкою частоти до 667 МГц. А це означає, що куплені вами модулі DDR2 PC6400 платформа розпізнає, але модулі будуть обмежені в швидкодії і працюватимуть тільки як PC2-5300, «ідентичні натуральним».

Сокет Intel LGA775 – один з варіантів, коли купити материнську плату з підтримкою DDR3 простіше і дешевше, ніж апгрейдити пам'ять із платформою в рамках старої версії DDR

І начебто цього списку нюансів достатньо, щоб захотіти «перетягнути» комп'ютер на базі LGA775 на чіпсет з підтримкою DDR3. Однак, ви таки сміятиметеся, та тільки в модернізації старої платформи за допомогою нової ОЗУ теж є свої нюанси.

У дебютних платформах з підтримкою DDR3 (чіпсети Intel x4x та x5x та аналоги AMD того ж часу) контролери здатні працювати лише модулями старого зразка. Абсурдна ситуація? Так, але факт залишається фактом.

Справа в тому, що старі системи не володіють мовою спілкування з модулями, які оснащені чіпами пам'яті високої щільності. На побутовому рівні це означає, що цей модуль, у якого 4 гігабайти «розмазані» на вісім чіпів на лицьовій стороні друкованої плати, працювати в старому ПК не зможе. А старий модуль, у якого цей обсяг реалізований на 16 чіпах (по 8 з кожного боку) при аналогічному об'ємі і частоті буде працездатний.

Такі проблеми із сумісністю характерні, наприклад, для десктопного Intel G41 Express (той самий, що тягне на собі чималу частку Core 2 Duo або Core 2 Quad) або мобільного Intel HM55 (ноутбуки на базі першого покоління Intel Core на базі мікроархітектури Nehalem).

Іноді виробники материнських плат/ноутбуків випускають нові версії BIOS для того, щоб навчити старі платформи працювати з новими ревізіями ОЗУ, але найчастіше ні про яку довготривалу підтримку старого обладнання не йдеться. І, на жаль, про жодні спецсерії пам'яті для власників «застарілих, але не зовсім» ПК не йдеться - виробництво пам'яті пішло вперед і повертати його назад дуже дорого.

Щоб не забивати голову такими поняттями як «щільність чіпа пам'яті», на побутовому рівні власникам старих ПК радять шукати Double-sided DIMM, двосторонні модулі пам'яті, які з більшою ймовірністю будуть сумісні з дебютними платформами на базі DDR3. У модельній лінійці Kingston відповідним варіантом буде HyperX Blu KHX1333C9D3B1K2/4G - 4-гігабайтний модуль DDR3 для десктопів із шістнадцятьма модулями пам'яті на борту. Його не так легко знайти у продажу, але хочеш 16 Гбайт на старому ПК – умій крутитися.

І так, "найкращі з архаїчних" чіпсети, такі як Intel P35 Express, наприклад, теж задовольняються підтримкою DDR3 на частоті 1333 замість типових для бюджетних платформ сучасності 1600 МГц.

HyperX Blu KHX1333C9D3B1K2 - один з нечисленних способів отримати 16 Гбайт ОЗУ в старих ПК

Немає різноманітності – немає проблем

Після довготривалого "опору опору" з контролером пам'яті в північному мосту платформ Intel експерименти припинилися. Усі нові платформи Intel та AMD передбачали контролер під кришкою самого CPU. Це, звісно, ​​погано з погляду довгожительства платформи (не можна зробити трюк і «пересісти» на новий тип пам'яті зі старим процесором), але виробники RAM підлаштувалися і, як бачите, пам'ять DDR3 не втратила своєї популярності навіть у 2017 році. Її носіями сьогодні є такі платформи:

AMD	Intel
am3	lga1366
am3+	lga1156
fm1	lga1155
fm2	lga1150
fm2+	lga2011

Список архітектур процесорів на базі цих платформ набагато ширший! А ось різноманіття у виборі пам'яті – менше, точніше, його майже немає. Єдиний виняток – процесори AMD для сокету AM3, які, на радість економним покупцям, сумісні із сокетом AM2, AM2+. Відповідно, червоні обладнали такі процесори універсальним контролером, який підтримує і пам'ять DDR2 (для AM2+), і DDR3. Правда, щоб "розкочегарити" DDR3 на Socket AM3 до частоти 1333 і 1600 МГц, доведеться додатково повозитися з налаштуваннями.

Приблизно так співвідносилися нові комп'ютери з урахуванням DDR3 і конкуруючих типів пам'яті у минулому

Принципи підбору пам'яті у випадку із платформами на базі DDR3 такі:

• для FM1, FM2 та FM2+Якщо йдеться про APU з потужною інтегрованою графікою, можна і потрібно вибирати найбільш продуктивну оперативну пам'ять. Навіть старі чіпи на базі FM1 здатні впоратися з DDR3 на частоті 1866 МГц, а чіпи на мікроархітектурі Kaveri та її "рестайлінгу" Godavari в деяких випадках вичавлюють всі соки навіть з екстремально розігнаної DDR3 на частоті 2544 МГц! І це не «кукурудзяні», а справді корисні у реальних сценаріях роботи мегагерці. Тому оверклокерська пам'ять таким комп'ютерам просто потрібна.

Приріст продуктивності APU AMD в залежності від частоти RAM (джерело: ferra.ru)

Почати варто, наприклад, з модулів HyperX HX318C10F - вони вже «в базі» працюють при 1866 МГц і CL10, а в розгоні припадуть чутливим до тактової частоти гібридним процесорам AMD.

Гібридні процесори AMD гостро потребують високочастотної пам'яті

• «антикварні» процесори Intel на платформах LGA1156 та її серверного побратима LGA1366здатні осідлати високочастотну DDR3 тільки у разі коректно підібраного множника. Сам Intel гарантує стабільну роботу виключно в рамках діапазону "до 1333 МГц". До речі, не забувайте про те, що крім підтримки реєстрової пам'яті з ECC, серверні платформи LGA1366 і LGA2011 пропонують три- і чотириканальні контролери DDR3. І залишаються, мабуть, єдиними кандидатами на апгрейд ОЗУ до 64 Гбайт, тому що не-реєстрові модулі пам'яті обсягом 16 Гбайт у природі майже не зустрічаються. Зате в LGA2011 розгін пам'яті став легко здійсненний аж до 2400 МГц.
• Майже всі процесори з урахуванням микроархитектур Sandy Bridge та Ivy Bridge (LGA1155)підтримують оперативну пам'ять із частотою до 1333 МГц. Підняти частоту тактового генератора і отримати таким чином легкий розгін у цьому поколінні Intel Core вже не можна. Але моделі з розблокованим множником та «правильною» материнською платою здатні вийти далеко за рамки горезвісних 1333 МГц, тому для Z-чіпсетів та процесорів із суфіксом K є сенс витратитися на модулі HyperX Fury HX318C10F - штатні 1866 МГц «гонібельні» майже до граничних для Bridge-процесорів величин. Мало не здасться!
• LGA1150, носій чіпів на базі мікроархітектур Haswell і Broadwell стала останньою з «цивільних» платформ Intel з підтримкою DDR3, але в методах взаємодії з ОЗУ майже не змінилася з часів Sandy Bridge та Ivy Bridge. Хіба що підтримка масових моделей DDR3 із частотою 1600 МГц нарешті втілилася у життя. Якщо ж говорити про розгін, то теоретичний максимум для процесорів з розблокованими множниками при оверклокерських матплат становить 2933 МГц! Максимум є максимум, але за допомогою профілів XMP в сучасних модулях DDR3 досягти високих частот на типі пам'яті, що старіє, вже не складно.

До речі, саме в епоху LGA1150 зусиллями розробників ноутбуків у побут увійшла пам'ять DDR3L(хоча її виробництво стартувало ще 2008 року). Вона споживає трохи менше енергії (1,35В проти 1,5В «просто» DDR3), сумісна з усіма старими чіпсетами, які вийшли до її поширення на ринку. А ось встановлювати DDR3 при 1,5В у ноутбуки, яким «по зубах» тільки DDR3L вже небажано – пам'ять або не працюватиме взагалі, або спрацюється з комп'ютером некоректно.

DDR4 - найшвидша, найпростіша в апгрейді та купівлі пам'ять

Мова не повертається назвати пам'ять DDR4 SDRAM новинкою - все-таки процесори Intel Skylake, перші масові CPU з DDR4 на борту, вийшли ще 2015 року і встигли отримати «рестайлінг» в особі трохи більш оптимізованих та ефективних у розгоні Kaby Lake. А у 2016 році платформу з підтримкою DDR4 продемонструвала AMD. Правда, всього лише продемонструвала, тому що сокет AM4 призначений для процесорів AMD «нарешті серйозна конкуренція» RyZEN, які тільки-но розсекретили.

DDR4 ще зовсім юний, але для того, щоб розкрити потенціал чотириканальних контролерів платформи Intel LGA 2011-v3, вже зараз потрібна оверклокерська пам'ять

З вибором пам'яті для наднових платформ все дуже просто - частота масових модулів DDR4 стартує з 2133 МГц (вони доступні і на DDR3, але «в стрибку»), а об'єм - з 4 Гбайт. Але купувати «стартову» конфігурацію DDR4 сьогодні так само недалекоглядно, як задовольнятися DDR3 з частотою 800 МГц на зорі її появи.

Вбудований в процесори на базі платформи LGA1151 контролер пам'яті двоканальний, а це означає, що потрібно вкластися в пару модулів, ємності яких вистачить для сучасних ігор. Сьогодні такий обсяг складає 16 Гбайт (ні, ми не жартуємо - з 8 Гбайт ОЗУ в 2017 році вже не вийде «ні в чому собі не відмовляти»), а щодо тактової частоти правильним мейнстримом стала пам'ять DDR4-2400.

У серверних/екстремальних процесорах для платформи LGA 2011-v3 контролер пам'яті вже чотириканальний, а з усіх різновидів ОЗУ де-юре підтримується лише DDR4-2133, але розгін пам'яті на базі чіпсету Intel X99 з Intel Core i7 Extreme дається не легко, а дуже легко . Ну а комп'ютеру для максималістів потрібна пам'ять для максималістів - наприклад, найжорсткіша HyperX Predator DDR4 HX432C16PB3K2 із тактовою частотою 3200 МГц. Відповідно до принципу «гуляти так гуляти» укомплектовувати платформу LGA 2011-v3 потрібно всіма чотирма модулями – лише в цьому випадку чотириканальний контролер зможе реалізувати весь швидкісний потенціал підсистеми пам'яті.

Щоб не зубрити правила та винятки

Що можна додати до наведених вище нюансів вибору? Багато чого: специфічні моноблоки неттопи з нереференсним дизайном комплектуючих, ноутбуки однієї і тієї ж моделі з абсолютно різним потенціалом для апгрейду, окремі примхливі моделі материнських плат та інші граблі, на які легко натрапити, якщо ви не стежили за тенденціями в залізі на форумах ентузіастів.

На цей випадок Kingston пропонує онлайн-конфігуратор. З його допомогою можна підібрати гарантовано сумісну та ефективну оперативну пам'ять для робочих станцій, десктопів, неттопів, ультрабуків, серверів, планшетів та інших пристроїв.
Є сенс звірити сумісність начинки ПК з пам'яттю, яку ви доглянули для покупки, щоб не повертатися в магазин і пояснювати консультантам, що пам'ять-то працездатна, але моєму комп'ютеру потрібна DDR3-1600, яка не зовсім проста DDR3-1600.

Не кидайте старих напризволяще!

Вам не здалося - модернізація пам'яті і справді тим клопітніше, ніж старіший комп'ютер. Ця стаття не охоплює всі можливі труднощі і зокрема у виборі пам'яті (це майже неможливо фізично, і ви б втомилися долати зведення подібних дрібниць цілком) Але це не привід відправляти все ще працездатне залізо на звалище історії.

Запалити можна у будь-якому віці

Тому що застарілі з наших оверклокерсько-ентузіастських дзвонів ПК все ще можуть послужити добру службу менш амбітним користувачам або перекваліфікуватися на домашній сервер/медіацентр, а вже чергову пісню «безсмертному» Sandy Bridge, який відзначив шестиліття і все ще добрий. Високого вам швидкодії та попутного вітру в модернізації ПК!

Швидка оперативна пам'ять – це добре, а швидка оперативна пам'ять зі знижкою – ще краще! Тому не проґавте можливість придбати до 8 березня будь-який з комплектів пам'яті HyperX Savage DDR4 та HyperX Predator DDR4 зі знижкою 10% за промокодом. DDR4FEBу Юлмарті. Пам'яті багато не буває, а продуктивної та крутої пам'яті для нових платформ ПК – тим більше!

Для отримання додаткової інформації про продукцію Kingstonі HyperXзвертайтесь на офіційний сайт компанії. У виборі комплекту HyperX допоможе

З моменту появи процесорів на ядрі Nehalem однією з їх переваг все вважали інтегрований триканальний контролер пам'яті. Не просто інтегрований контролер пам'яті (ІКП скорочено), а саме триканальний. Зрозуміло, чим це «круто» - все-таки одноканальні та двоканальні контролери пам'яті у AMD були ще за п'ять років до цього, так що додатковий канал, та ще й найбільш швидкісний на даний момент пам'яті типу DDR3, мав дуже серйозну перевагу. На думку багатьох користувачів, також є одним з основних факторів, яким процесори лінійки Core i7 зобов'язані своєю високою продуктивністю. Варто зауважити, що сама компанія Intel цю думку ніяк не спростовувала, за що й трохи поплатилася - по-справжньому масові процесори архітектури Nehalem, які будуть випущені на початку осені, розраховані на конструктив LGA1156, який передбачає використання лише двох каналів пам'яті. Здавалося б, серйозний недолік нових моделей, який нездатний дозволити їм конкурувати зі старшими братами. Але чи це так?

В оглядах материнських плат ми вже намагалися оцінити корисність багатоканального режиму пам'яті в процесорах під LGA1366, і результати виявилися невтішними. Для режимів, зрозуміло, а чи не для користувачів. Однак перевірки проводилися на дуже обмеженій кількості додатків, тому остаточної відповіді на питання, чи потрібен триканальний режим на практиці, вони не давали. Зараз ми вирішили заповнити цю прогалину. Точніше, спочатку просто виникло бажання випробувати не три-, а двоканальний режим, для подальшого коректнішого порівняння продуктивності Core i7 900-ї та 800-ї серій: щоб потім не будувати гіпотез про те, що найсильніше вплинуло на результати (якщо вони, дійсно, виявляться суттєво різними). Однак просто «прогнати» тести з останньої версії нашої методики в ще одній конфігурації – надто нудно, та й з такого протистояння лише двох варіантів гарної статті вийти не може, тому ми трохи ускладнили завдання.

Конфігурація тестових стендів

Все тестування проводилося з використанням процесора Core i7 920, материнської плати Intel DX58SO (Smackover) і референс-відеокарти на базі NVIDIA GeForce GTX 275 - словом, як все належить, згідно з версією 4.0 нашої методики тестування. Розрізнялася лише пам'ять. Крім звичайно використовуваного нами комплекту Kingston, ми взяли ще й кит від Apacer, що має вдвічі менший обсяг. Всі модулі підтримують роботу на вищих частотах, ніж офіційні для Core i7 920 1066 МГц, але ми тестували їх саме на цій частоті за схемою 8-8-8-19.

Вийшло чотирьох конфігурацій, представлених у таблиці:

Чому саме вони? Дві триканальні нам потрібні, щоб чітко зрозуміти - що важливо в якомусь додатку: триканальність чи сумарний обсяг? Це буде добре видно за результатами: якщо і 3×2, і 3×1 у переможцях, значить, користь від трьох каналів є, якщо тільки перший, отже, додатку просто потрібно багато пам'яті (точніше, воно здатне її використовувати). Без 3×1 до однозначної відповіді було б складно. Корисність участі в тестах 2×2 очевидна - саме таким чином комплектуються сучасні системи на Core 2 та процесорах AMD, і саме він на деякий час стане дуже масовим для систем на LGA1156 (звісно, ​​можна було б протестувати пам'ять і в конфігурації 2×1, але це вже з погляду систем, які не належать до бюджетного сектору, зовсім не цікаво). 1×4 виглядає вкрай синтетичним, оскільки навряд чи хтось, маючи два модулі пам'яті по 2 ГБ, їх встановлюватиме в один канал, «знехтуючи» інші, проте… Він нам потрібен для підвищення загальної освіченості. Та й модулі DDR3, ємністю 4 ГБ, вже з'явилися. На жаль, поки що це екзотика, яка навіть до наших рук не дісталася (інакше б у списку тестованих обов'язково був би і варіант 2×4), проте масове поширення на ринку як таких модулів, так і китів на їх основі лише питання часу.

Детальні результати всіх підтестів, як завжди, представлені в таблиці у форматі Excel. Зауважимо, що в сьогоднішньому тестуванні вони будуть іноді навіть більш цікавими, ніж загальні середні показники по групах, тому тим, кому цікава детальна інформація, не варто відмовляти собі в задоволенні з ними познайомитися.

Пристрілка

Але для початку ми вирішили перевірити продуктивність кожного з варіантів у синтетичному додатку, в ролі якого сьогодні виступав Everest 4.6 (так, це далеко не остання версія популярного тестового пакету, однак і «реальний» софт оновлюється далеко не миттєво, тому ці результати нам дуже цікаві навіть якщо припустити слабку оптимізованість 4.6 під Nehalem).

І перші ж результати дещо бентежать - як ми бачимо, жодного видимого приросту від залучення третього каналу ІКП немає. Більше того - три модулі від Apacer справляються з цим завданням повільніше, ніж два від Kingston. Водночас одноканальний режим – явний аутсайдер. Теоретична ПСП DDR3 1066 складає 8528 МБ/с, у що ми вперлися - це зрозуміло. Але додавання ще одного каналу збільшує швидкість читання далеко не в два, а менш ніж у півтора рази, а третій взагалі нічого не дає.

Зі швидкістю запису все ще веселіше – одноканальний режим чесно вперся у теоретичну ПСП, а збільшення кількості каналів дало лише менше 20% у всіх випадках.

І, зрештою, затримки доступу. Очевидний лідер тут - двоканальний режим (нагадаємо, що на цій діаграмі що менше цифри, то краще), хоча й одноканальний доступ справа не сильно погіршує, але в триканальному режимі затримки порівняно сильно зростають: на чверть.

Вже можна робити певні висновки. Як ми пам'ятаємо з поведінки інших архітектур з ІКП (AMD K8/K10), вони найбільш сприйнятливі саме до затримок доступу до пам'яті, що дуже помітно в реальних додатках. Навряд чи Nehalem поводитиметься суворо навпаки. Причому все це на тлі однакових швидкостей читання та запису, тобто двоканальний режим має стати лідером. Одноканальний - вже не факт, що буде надто швидким: затримки менші, але й ПСП набагато нижчі, а це не може не позначитися. Наскільки сильно – ми й перевіримо. І принагідно подивимося, як різні додатки ставляться до різного повного обсягу пам'яті: синтетичні бенчмарки жодної інформації з цього приводу не можуть дати.

3D-візуалізація

В аутсайдерах опинилися обидві триканальні конфігурації, з чого можна зробити висновок, що головне для цієї групи додатків - затримки доступу. Але ці два варіанти поводяться по-різному, а вивчення докладних результатів тестів показує досить строкату картину, з чого можна дійти невтішного висновку, що деяким додаткам вже недостатньо як трьох, а й чотирьох гігабайт пам'яті.

Рендеринг тривимірних сцен

Рендеринг взагалі мало сприйнятливий до характеристик системи пам'яті, що можна було припускати і від початку - тут головне саме «подрібнені» здібності обчислювальних ядер та їх кількість (та й «віртуальні» потоки обчислення теж сприймаються позитивно). Причому і до обсягу пам'яті вимог особливих немає - аби її вистачало для сцени, що прораховується, і накладних витрат. Для наших тестів цілком достатньо 3 ГБ, що демонструє нам діаграма вище.

Наукові та інженерні розрахунки

А в цій групі з'являється ще один клас додатків, на додаток до тих, кому потрібно якнайбільше пам'яті і кому обсяг не важливий – ті, хто починає залежно від збільшення ОЗУ працювати повільніше. На перший погляд, ситуація незрозуміла - якщо швидкість падає від нестачі пам'яті, це легко зрозуміти, але надлишок просто ніхто не повинен «помітити». З іншого боку - а чому не винен? Ефективність кешування цілком може залежати від об'єму ОЗП і повинна від нього залежати. Якщо конкретний додаток використовує лише невеликий обсяг пам'яті, причому постійний, йому «діставатиметься» різний обсяг кеш-пам'яті процесора. Наприклад, при шести встановлених гігабайтах лише половина з 8 МБ кешу L3 буде відведена для даних програми «переднього плану» (не забуваємо, що в пам'яті, що залишилася, теж може хтось «жити», хай і не дуже активно, але на кеш при цьому претендувати), а за трьох їх обслуговуванням займатимуться вже 2/3 від 8 МБ. Цікавий ефект, звичайно, шкода лише трохи осторонь основної теми нашого дослідження лежить. З нею все, як завжди - в середньому, найшвидшим виявляється двоканальний режим, а з двох варіантів триканального, незважаючи на наявність згаданих вище додатків-ренегатів, продуктивніше той, де сумарний обсяг пам'яті вищий.

Растрова графіка

Здебільшого все зрозуміло, оскільки серед растрових редакторів нам зустрічаються всі три вже певні «групи» додатків. Хоча і з деякими варіаціями - так, наприклад, обом продуктам Corel все одно, скільки пам'яті і який - 3 або 4 ГБ неважливо, але аби не 6. Але виявився просто дуже «пам'ятний» додаток - Adobe Photoshop. Причому тут дуже цікавим є не загальний результат підтестів, а деякі з них окремо. Точніше, один – Convert. І настільки цікавий, що продублюємо у статті відповідний шматок таблиці із «сирими» даними.

Core 2 Quad Q9300 2×2	Core i7 920 3×2	Core i7 920 2×2	Core i7 920 1×4	Core i7 920 3×1
0:09:07	0:04:45	0:08:05	0:08:12	0:17:42

Висновок? Незважаючи на те, що більшість оглядів в мережі, де порівнюються процесори різних архітектур у цьому додатку (у меншості оглядів тесту Photoshop просто немає, так що можна навіть сказати, що у всіх статтях такого роду), стверджується, що Core i7 просто ідеальний процесор для Photoshop, як бачимо, нічого особливо видатного у ньому немає. Ідеальним тут не архітектура ядра, а кількість пам'яті. При 6 ГБ Core i7 920 вдвічі обганяє Core 2 Quad Q9300, забезпечений лише 4 ГБ. Саме такі порівняння у більшості статей і зустрічаються (у тому числі і на нашому сайті, але й інші ресурси поводяться аналогічно): 3х2 для процесорів під LGA1366 та 2х2 для Core2, AMD Phenom тощо. Але якщо ми обмежимо перший із процесорів тими ж 4 ГБ (причому неважливо, яким чином набраними), то з'ясовується… що відмінність від Core 2 Quad цілком укладається в допустиме, з погляду різниці тактовою частотою. А якщо ми відберемо у Core i7 ще всього один гігабайт пам'яті (здавалося б - 3 або 4: невелика різниця), то результат погіршиться ще вдвічі! Це найбільш показовий приклад, проте й інші підтести поводяться подібним чином, хоч мікроскопічну, але знаходять різницю завжди. І нічого не поробиш - Photoshop дійсно пам'ять «любить», причому чим більше «важать» файли, що обробляються в ньому, тим більше «любить», а всі утиліти тестування продуктивності в даному додатку (а не тільки наші самописні тести), природно, оперують саме великими файлами.

Втім, не можна сказати, що у високих результатах немає заслуги самого Core i7, лише преференції від великої кількості пам'яті. Триканальний ІКП таки дозволяє встановити більше пам'яті за інших рівних умов. Але про це докладно ми поговоримо трохи згодом.

Стиснення даних

Програми-архіватори не вміють використовувати занадто великий обсяг пам'яті, тому він просто шкодить - до доступної ємності кеш-пам'яті вони дуже сприйнятливі. До затримок основного ОЗУ ще сприйнятливіші, тому й маємо таку картину - найповільнішою конфігурацією є 3х2, а вийти на перше місце 3х1 заважає латентність.

Компіляція (VC++)

Компільований нами проект великої кількості пам'яті не вимагає, тому важливі затримки, а також трохи швидкості читання та запису. Тому двоканальний режим доступу до пам'яті тут виявився найкращим, але одноканальний лише трохи виграв у триканальних – латентність нижча, але й інші параметри теж.

Java

Тест Java-машини виявився дуже сприйнятливим до швидкості читання з пам'яті, але її загальний обсяг йому досить важливий. Саме таку картину можна було б очікувати скрізь, якби вірними були наївні припущення, що триканальний доступ до пам'яті є запорукою високої продуктивності, але пам'яті при цьому багато не буває. Жаль тільки, що серед протестованих додатків ці мрії підтверджені буквально пару-трійку разів. Але якраз приклад, коли підтверджені.

Кодування аудіо

Прекрасне завдання – вимоги до системи пам'яті, можна сказати, відсутні. При рендерингу вони теж майже були відсутні, а тут зовсім відсутні. Ідеальний бенчмарк процесорів, щоправда, огидний для тестування системи загалом.

Кодування відео

А ось тут усе майже так, як має бути у «наївній теорії». Псує картинку лише недостатньо помітний програш двоканального режиму. Точніше, буде сказати, майже непомітний. Та й тому, що він взагалі є, ми завдячуємо одному додатку - DivX. Приклад оптимальної оптимізації під всі особливості сьогоднішні Core i7. Як він поведеться на «завтрашніх» перевірятимемо вже менш ніж через місяць.

Ігрове 3D

Дуже спокійна трохи незрозуміла загальна картина. Однак під зовнішнім спокоєм у детальних результатах таїться справжня буря. Пристрасті ігор сильно розділилися, а в яких як - залишимо завдання для самостійного вивчення. Головний висновок - для ігор (саме як безлічі, а чи не однієї конкретної гри) питання зміни пам'яті перестав бути якимось важливим. Загалом, вирішувати його навіть менш необхідно, ніж питання вибору центрального процесора (зрозуміло, якщо не йдеться про зовсім бюджетний сектор, типу Core 2 Duo або взагалі Pentium / Celeron). Головним же питанням, яке стоїть перед «хардкорним» геймером сьогодні, буде: «Потягну на multi-GPU чи доведеться свої бажання якось обмежувати?»

А навіщо взагалі потрібний триканальний ІКП?

Як бачимо, великої користі від залучення третього каналу контролера пам'яті в Core i7 LGA1366 немає. Канал – є, використовувати – можна, але результати далеко не завжди покращуються. Найчастіше навіть, навпаки, погіршуються. То навіщо компанія Intel робила ІКП саме триканальним? З бажання пограти м'язами (у конкурента два, а ми всі три зробимо)? Можливо, така спокуса теж була, але навряд чи - таки три канали даються досить високою ціною. Причому в прямому розумінні: розведення плат стає дуже складним, а складно – означає дорого. Процесори можна робити і недорогими (і використаний нами сьогодні Core i7 920 тому яскравий приклад - його роздрібна ціна як Core 2 Quad Q9650), але сама платформа виявляється дорогою. Причому без особливої ​​користі - для більшості «типово-користувальних» додатків зараз легко можна обмежитися двома модулями по 2 ГБ і не хвилюватися (особливо якщо врахувати відсоток тих, хто досі використовують 32-розрядні операційні системи, де більший обсяг ОЗУ просто не буде використовуватися). Як було сказано в хорошому анекдоті про верблюденя та його маму: «А навіщо нам ці навороти, якщо ми все одно живемо у зоопарку?»

У тому й річ, що нинішні Core i7, власне, в зоопарку і живуть. Найкращим чином під нього будуть пристосовані «справжні» настільні моделі, розраховані під виконання LGA1156, головною (та й взагалі – єдиною) відмінністю якого від LGA1366 є підтримка «всього лише» двоканального режиму пам'яті. А LGA1366 – платформа спочатку серверна. У серверах потрібно багато пам'яті. Ні 4, ні 8 і навіть ні 12 ГБ, а справді багато. Там і півсотні гігабайт легко можуть виявитись затребуваними, а то й недостатніми. Як можна встановити більше пам'яті в одну систему? Загальний обсяг дорівнює добутку кількості модулів з їхньої обсяг. Отже, необхідно збільшувати чи кількість, чи ємність кожного модуля. Друге – складно і від виробників процесорів/чіпсетів, взагалі кажучи, не залежить. Більше того - освоєння індустрією більш "щільних" мікросхем пам'яті благотворно позначається на всіх виробниках серверних платформ одночасно, тому не може стати конкурентною перевагою.

Отже, треба збільшувати кількість модулів, що підтримуються. А воно дорівнює (загалом) кількості контролерів пам'яті, помножених на кількість підтримуваних кожним модулів. Останнє - добуток числа каналів, що підтримуються, на число одночасно працюючих на кожному каналі модулів. Збільшувати останнє – дуже складне завдання, оскільки одночасно потрібно і швидкісні характеристики не погіршувати, як мінімум. Ця проблема навіть у настільних системах проявляється, де більше двох-трьох модулів на канал не використовується. Наприклад, може бути так: один модуль - DDR3 1333, два - DDR3 1066, три - DDR3 800. Дуже багато повільної пам'яті, звичайно, іноді краще ніж мало швидкої, але йти на такі витрати все одно небажано. А іноді й неможливо.

Над проблемою збільшення кількості модулів пам'яті, що підтримуються одним каналом контролера, в Intel працювали довго і небезуспішно. Однак виявилося, що кінцевий результат (FB-DIMM) спочатку задовольняє поставленим вимогам, але його використання викликає масу небажаних побічних ефектів.

Залишається тільки один шлях - по-перше, перенести контролер пам'яті в процесор, що в багатопроцесорній системі автоматично забезпечує нам підтримку кількох контролерів пам'яті. По-друге, збільшувати кількість каналів пам'яті. І те, й інше було зроблено. Результат? У системі на двох Xeon, так само як і в системі на двох Opteron, є два контролери пам'яті. Тільки в першій обидва триканальні, а в другій - двоканальні, що дає нам шість і чотири канали пам'яті відповідно. При встановленні двох модулів пам'яті на канал (дуже навіть щадний режим) у першій системі їх виявиться 12, а в другій - 8. Припустимо, кожен модуль має ємність 4 ГБ, тоді в першій системі виявиться 48 ГБ, а в другій - 32 ГБ. У ряді завдань це одразу забезпечить першій системі вагому перевагу. А як у сервері на Оптеронах тими самими модулями «добити» пам'ять до 48 ГБ? Легко – встановлюємо три модулі на канал і… вся система пам'яті починає працювати повільніше, оскільки, наприклад, затримки доведеться сильно збільшити. І виходить: при однаковій швидкості роботи пам'яті система «і» має у півтора рази більший її об'єм, ніж система «а», а за рівного об'єму система «і» працює з пам'яттю швидше, ніж система «а».

Саме тому Xeon триканальний контролер пам'яті потрібен. Він і в Opteron потрібний, але не вдалося свого часу зробити. Так само, як зараз Intel не вдалося чотири канали реалізувати. Все одно цим шляхом йти обом виробникам, оскільки альтернативним (а саме FB-DIMM і кількість модулів на каналі збільшувати) один з них вже йти пробував і залишився не дуже задоволеним.

А навіщо все це у зоопарку, на робочому столі звичайного користувача? Правильно – нема чого. Кому потрібно – ті багатопроцесорну робочу станцію куплять і зведуть завдання до попередньої. Основна маса якось бажанням не горіла і по 8 ГБ в комп'ютери встановлювати (хоча це давно доступно), так що їй немає різниці - можна поставити 12 або як. Тим більше що зараз вже при двох модулях на канал двоканального контролера пам'яті можна отримати і 16 ГБ, а питання - наскільки це гірше/краще, ніж 24 ГБ, для нормального користувача комп'ютера схоже на питання, скільки ангелів помістяться на кінчику голки.

Разом

При погляді на підсумкову діаграму виникає закономірне питання - а навіщо ми всім цим займалися? Адже видно, що до фінішу практично всі дійшли одночасно. Гіпотетичний одноканальний режим свою відносну безглуздість показав, що двоканальний - як і можна було припустити з тестів у синтетиці, виявився найшвидшим. Розкид у 2% між кращим і найгіршим випадками на такій представницькій кількості додатків – дуже добрий результат. Показує, що, як би там не було, але переважно наша поточна методика тестування продовжує залишатися методикою тестування процесорів, і на загальний підсумковий бал інші характеристики системи впливають дуже слабо.

Але! Заспокоюватися на цьому рано - як ми бачимо, у загальному заліку вийшла ідилія саме через те, що різні додатки один одного врівноважують, проте поводяться вони зовсім по-різному. Комусь потрібно багато пам'яті, комусь її збільшення навпаки – заважає, комусь не важливий обсяг, але життєво важливі низькі затримки, але DivX, по суті, «знехтував» всі об'єктивно існуючі параметри пам'яті і віддав перевагу триканальному режиму в будь-якому вигляді. Тому, при порівнянні систем з різними конфігураціями пам'яті в рамках однієї статті (або самостійно), у конкретних тестах не варто забувати поцікавитись – як саме отримано той чи інший результат. Втім, не так довго залишилося нам возитися саме з різними конфігураціями - LGA1156, нагадаємо, підтримує лише два канали пам'яті, так що з цими процесорами все буде просто і логічно. Пристрої в конструктиві LGA1366 ми продовжимо тестувати в конфігурації 3х2, проте іноді будемо вилучати із запасників і 2х2 (коли небажано робитиме поправки в думці на особливості системи пам'яті). Можна було б навіть повністю перейти на останні, але немає сенсу – в середньому, вони, звичайно, дещо швидше, але підтримка трьох каналів пам'яті ексклюзивна особливість LGA1366, тож нехай за неї віддувається. Нам просто достатньо пам'ятати, що триканальний доступ до пам'яті на цій платформі продуктивність зовсім не збільшує, а навпаки.

Контролер пам'яті тепер є невід'ємною складовою самого процесора. У процесорах AMD інтегрований контролер пам'яті використовувався вже більше шести років (до появи архітектури Sandy Bridge), тому ті, хто цим питанням вже цікавився, достатню кількість інформації накопичити встигли. Однак для процесорів Intel, які займають куди більшу частку ринку (а, отже, і для більшості користувачів), актуальною зміною характеру роботи системи пам'яті стало тільки разом з виходом дійсно масових процесорів компанії з інтегрованим контролером пам'яті.

Переміщення контролера пам'яті у сучасні процесори досить сильно позначається загальної продуктивності комп'ютерних систем. Головним чинником є ​​зникнення «посередника» між процесором і пам'яттю від імені «північного мосту». Продуктивність процесора більше не залежить від використовуваного чіпсету і, як правило, взагалі від системної плати (тобто остання перетворюється просто на об'єднувальну панель).

Оперативна пам'ять наступного покоління, DDR4 SDRAM, привнесла до серверних, настільних та мобільних платформ значного збільшення продуктивності. Але досягнення нових рубежів швидкодії потребує радикальних змін у топології підсистеми пам'яті. Ефективна частота модулів DDR4 SDRAM становитиме від 2133 до 4266 МГц. Перспективні модулі пам'яті не тільки швидше, а й економічніші за своїх попередників. Вони використовують знижену до 1,1-1,2 В напругу живлення, а для енергоефективної пам'яті штатною є напруга 1,05 В. Виробникам чіпів DRAM при виготовленні мікросхем DDR4 SDRAM довелося вдаватися до використання передових виробничих технологій.

Масовий перехід на використання DDR4 SDRAM планувався на 2015 рік, але при цьому необхідно мати на увазі, що екстремально високі швидкості роботи пам'яті нового покоління вимагали внесення змін до звичної структури підсистеми пам'яті. Справа в тому, що контролери DDR4 SDRAM зможуть впоратися лише з єдиним модулем у кожному каналі. Це означає, що зміну паралельному з'єднанню модулів пам'яті у кожному каналі прийде чітко виражена топологія точка-точка (кожна встановлена ​​планка DDR4 задіяти різні канали). Щоб гарантувати високі частоти, специфікація DDR4 підтримує тільки один модуль на кожен контролер пам'яті. Це означає, що виробникам потрібно було збільшити щільність чіпів пам'яті та створити більш просунуті модулі. У той же час таймінги продовжували зростати, хоч час доступу продовжував знижуватися.

Компанія Samsung Electronics освоїла випуск багатоярусних 512-Мбіт чіпів DRAM за технологією TSV. Саме цю технологію планує використати для випуску DDR4. Таким чином, планується домогтися випуску відносно недорогих чіпів DDR4 дуже високої ємності.

Ще один добре відомий спосіб, що вже зарекомендував себе - використання техніки так званої "розвантажувальної пам'яті" - LR-DIMM (Load-Reduce DIMM). Суть ідеї полягає в тому, що до складу модуля пам'яті LR-DIMM входить спеціальний чіп (або кілька чіпів), що буферизують всі сигнали шини і дозволяють збільшити кількість пам'яті, що підтримується. Правда, не варто забувати про єдиний, мабуть, але від цього не менш істотний недолік LR-DIMM: буферизування неминуче веде до додаткового збільшення латентності, яка у пам'яті DDR4 за визначенням буде й без того чимала. Для сегмента серверних і high-end обчислень, де затребуваний дуже великий обсяг пам'яті, пропонується зовсім інший вихід із ситуації. Тут передбачається використання високошвидкісної комутації спеціальними багатовходовими чіпами-комутаторами.

Компанії Intel та Micron спільними зусиллями створили новий тип системи зберігання даних, якийв одну тисячу разів швидше за саму передову пам'ять NAND Flash. Новий тип пам'яті, що отримав назву 3D XPoint, показує швидкості читання і записи в тисячу разів, що перевищують швидкість звичайної пам'яті NAND, а також має високий ступінь міцності і щільності. Нова агенція CNET повідомляє, що нова пам'ять у десять разів щільніша за чіпи NAND і дозволяє на тій же фізичній площі зберігати більше даних і при цьому споживає менше живлення. Intel і Micron заявляють, що їх новий тип пам'яті може використовуватися як системної, так і енергозалежної пам'яті, тобто, іншими словами, її можна використовувати як заміну як оперативної RAM-пам'яті, так і SSD. Зараз комп'ютери можуть взаємодіяти з новим типом пам'яті через інтерфейс PCI Express, проте Intel каже, що такий тип підключення не зможе розкрити весь потенціал швидкостей нової пам'яті, тому для максимальної ефективності пам'яті XPoint доведеться розробити нову архітектуру материнської плати.

Завдяки новій технології 3DXpoint (крос-поінт) осередок пам'яті змінює опір для розрізнення між нулем та одиницею. Оскільки осередок пам'яті Optane не отримає транзистора, густина зберігання даних у пам'яті Optane перевищує в 10 разів показники NAND Flash. Доступ до індивідуального осередку забезпечує поєднання певних напруг на лініях провідників, що перетинаються. Абревіатура 3D введена, оскільки осередки в пам'яті розташовані в кілька шарів.

Вже у 2017 році технологія отримала широке застосування та використовуватиметься як в аналогах флеш-карт, так і в модулях оперативної пам'яті. Завдяки новій техноголії, комп'ютерні ігри матимуть найпотужніший розвиток, адже складні за обсягом пам'яті локації та карти завантажуватимуться миттєво. Intel заявляє про 1000-кратну перевагу нового типу пам'яті, порівняно зі звичними нам флеш-картами та жорсткими дисками. Пристрої під брендом Optane вироблятиме компанія Micron з використанням 20-нм техпроцесу. В першу чергу буде зроблено випуск 2.5 дюймових твердотільних накопичувачів SSD, але також вийдуть диски SSD з іншими типорозмірами, додатково компанія випустить модулі оперативної пам'яті Оптейн DDR4 для серверних платформ Інтел.

Пам'яттю називається пристрій, призначений для записи (зберігання)і зчитуванняінформації.

У пам'яті контролера зберігаються:

1. обслуговуючі програми виробника,
2. програми користувача,
3. конфігурація контролера,
4. блоки даних (значення змінних, таймерів, лічильників, меркерів та ін.).

Властивості пам'яті. Пам'ять характеризується:

1. Об'єм пам'яті (KВ, MВ або GВ).
2. Швидкість чи час звернення до пам'яті.
3. Енергозалежність. Поведінка після вимкнення живлення.

Мал. 3.4 Види пам'яті(Малюнок автора).

Оперативнапам'ять(RAM - random access memory).

Перевага.

Є самою швидкіснийнапівпровідникової електронної пам'яті, що призначена для короткочасного зберігання інформації.

Нестача.

Основною властивістю цієї пам'яті є енергозалежність, тобто втрата даних після відключення електричного живлення.

Для буферизації оперативної пам'яті деяких контролерах використовують акумулятори чи електричні конденсатори великий ємності, здатні зберігати електричний заряд до кількох днів.

Елементом оперативної пам'яті є електронний тригер (статична пам'ять) чи електричний конденсатор (динамічна пам'ять).

Мал. 3.5 Тригер – основний елемент RAM пам'яті(Малюнок автора).

Динамічна пам'ять вимагає циклічної підзарядки конденсаторів, проте вона дешевша порівняно зі статичною пам'яттю.

Матриця пам'ятіявляє собою сукупністьокремих осередків пам'яті – тригерів.

1 ряд матриці містить 8 осередків пам'яті (8 Bit відповідає 1 Byte).

Кожен осередок пам'яті має свою унікальну адресу (№ ряду «точка» № біта).

Ряди (біти) нумеруються праворуч наліво від «0» до «7».

Рядки (байти) нумеруються зверху вниз, починаючи з «0».

Мал. 3.6 Матриця пам'яті(Малюнок автора).

Постійна пам'ять (ROM - read only memory) призначена для тривалого зберігання інформації. Основною відмінністю від оперативної пам'яті є те, що вона здатна зберігати інформацію без джерела живлення, тобто. є енергонезалежною.

Ця пам'ять, у свою чергу, поділяється на два типи: одноразово(ROM) - і багаторазово перепрограмована(PROM).

Перепрограмована пам'ять записує юзер за допомогою програматорів. Для цього необхідно попередньо стерти вміст пам'яті .

До старого типу пам'яті, що перепрограмується, відноситься ЕPROM- пам'ять, що стирається ультрафіолетовими променями (EPROM - erasable programmable read only memory).

Мал. 3.7 Пам'ять ЕPROM стирається ультрафіолетовими променями (джерело http://ua.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Eprom.jpg) .

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) - електрично стирається перепрограмований постійний запам'ятовуючий пристрій (ЕСППЗУ), один з видів енергонезалежної пам'яті (таких як PROM та EPROM ). Пам'ять такого типу може стиратися та заповнюватися даними до мільйона разів.

На сьогоднішній день класична двох - транзисторна технологія EEPROM практично повністю витіснена флеш-пам'яттю NOR. Однак, назва EEPROM міцно закріпилася за цим сегментом пам'яті незалежно від технології.

Мал. 3.8 Програмування флеш-пам'яті.

(джерелоhttp://ua.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Flash_programming_ua.svg).

Флеш пам `ять (flash memory) - різновид твердотільної напівпровідникової енергонезалежної пам'яті, що перезаписується.

Вона може бути прочитана скільки завгодно разів (у межах терміну зберігання даних, типово - 10-100 років), але писати в таку пам'ять можна лише обмежену кількість разів (максимально - близько мільйона циклів). Не містить рухомих частин, так що, на відміну від жорстких дисків, більш надійна та компактна.

Завдяки своїй компактності, дешевизні та низькому енергоспоживання флеш-пам'ять широко використовується у цифрових портативних пристроях.

Умовний поділ областей пам'яті контролера

Контролер надає наступні області пам'яті для зберігання програми користувача, даних та конфігурації.

Завантажувальна пам'ять – це незалежна пам'ять для програми користувача,

даних та конфігурації. Під час завантаження проекту в контролер він спочатку зберігається у завантажувальній пам'яті. Ця пам'ять знаходиться або на картці пам'яті (якщо вона є) або безпосередньо вбудована. Інформація енергонезалежної пам'яті зберігається також і при вимкненні живлення. Картка пам'яті підтримує більший обсяг пам'яті, ніж пам'ять, вбудована у контролер.

Робоча пам'ять– це енергозалежна пам'ять. Контролер копіює деякі елементи проекту із завантажувальної пам'яті до робочої пам'яті. Ця область пам'яті втрачається при відключенні живлення, а при поверненні живлення контролер її відновлює.

Пам'ять, що зберігається – це незалежна пам'ять для обмеженої кількості значень робочої пам'яті. Ця пам'ять служить для вибіркового збереження важливої ​​інформації користувача при втраті живлення. При зникненні живлення контролер має достатньо часу для збереження значень обмеженої кількості адрес пам'яті. При включенні живлення ці значення, що зберігаються, відновлюються.

Відновлення інформації

Мал. 3.9 Фази відновлення інформації (малюнок автора).

1. Інформація про стан процесу управління, збережена в оперативну пам'ять, називається чином процесу управління POU. Тобто. всі фізичні клеми блоку входу-виходу мають віртуальних двійників (тригери) у пам'яті контролера. Зазвичай, для збільшення швидкості обміну інформацією, процесор звертається за інформацією в оперативну пам'ять (а не до фізичних клем входу/виходу). Запис результатів обробки програми з образу процесу клеми виходу проводиться циклічно.

2. Після відключення напруги живлення (напруга падає нижче критичного рівня) найважливіша інформація зберігаєтьсяназад з RAM в EEPROM. Області даних, що підлягають збереженню, визначає користувач.

Що називається матрицею пам'яті?

Скільки клітинок пам'яті в одному рядку матриці пам'яті?

Як нумеруються стовпці матриці пам'яті (напрямок та діапазон)?

На які основні типи підрозділяється пам'ять контролера (назвіть лише два типи)?

Які переваги має один тип пам'яті перед іншим (дві відповіді)?

Які типи підрозділяється оперативна пам'ять контролера (2)?

На які типи підрозділяється стала пам'ять за кратністю програмування (2)?

На які типи поділяється перепрограмована постійна пам'ятьза способом стирання (2)?

Звідки з'являється інформація в RAM при включенні живлення контролера?

Чи зникає вся інформація з RAM при вимкненні живлення(якщо не пропадає, то куди та яка інформація зберігається)?

Як називається інформація про стан клем входу/виходу до оперативної пам'яті?

З яким блоком пам'яті в основному працює процесор?

Нещодавно на ринку з'явилися процесори сімейства AMD64, в основі яких лежить нове ядро ​​ревізії E. Це ядро, що виготовляється з використанням технологічного процесу з нормами виробництва 90 нм, а також із застосуванням технологій SOI (Silicon on Insulator) та DSL (Dual Stress Liner) ) знайшло застосування відразу у кількох лінійках процесорів від AMD. Сфери застосування ядра ревізії E дуже різні. Його можна зустріти як у процесорах Athlon 64 та Athlon 64 FX, де воно позначається кодовими іменами Venice та San Diego; у двоядерних CPU сімейства Athlon 64 X2, де його називають Toledo або Manchester; а також у процесорах Sempron, де це ядро ​​називається Palermo.

Розробляючи та доводячи до стадії масового виробництва нові ядра, компанія AMD прагне не тільки підвищення граничних тактових частот своїх процесорів, але й поліпшення їх характеристик. Ядро ревізії E стало черговим етапом на цьому шляху: з його впровадженням процесори Athlon 64 та їх похідні набули нових властивостей. Найбільш помітним удосконаленням стала поява в процесорах AMD підтримки інструкцій SSE3, які були в продуктах конкурента від початку випуску CPU з 90 нм ядром Prescott. Крім цього, традиційної доведення піддався і інтегрований контролер пам'яті.

Тести показали, що підтримка команд SSE3 дає дуже небагато. Додатків, що ефективно використовують ці інструкції, на сьогоднішній день вкрай мало, та й сам набір SSE3 навряд чи може претендувати на звання повноцінного підмножини команд.

Тому, цього разу ми вирішили приділити більшу увагу змінам, внесеним до інтегрованого контролера пам'яті процесорів з ядром ревізії E. Слід зазначити, що в ранніх ядрах своїх CPU AMD не тільки збільшувала продуктивність контролера пам'яті, але й розширювала його сумісність з різними комбінаціями різних модулів пам'яті Ядро ревізії D, відоме насамперед завдяки процесорам Athlon 64 з кодовим ім'ям Winchester, у цьому плані стало своєрідним кордоном. По-перше, у процесорах Winchester у порівнянні з попередниками дещо збільшилася продуктивність контролера пам'яті. По-друге, процесори з ядром Winchester стали здатні працювати з модулями DDR400 SDRAM, встановленими відразу у всі чотири слоти DIMM на материнській платі. Здавалося б, оптимуму досягнуто, проте інженери AMD порахували інакше. Процесори AMD з ядром ревізії E мають ще більш досконалий контролер пам'яті.

Куди були спрямовані зусилля інженерів цього разу? Природно, певні оптимізації були знову зроблені збільшення продуктивності котроллера пам'яті. Так, тести процесорів з ядром Venice продемонстрували їхню невелику перевагу над аналогами з ядром Winchester. Крім того, знову покращала сумісність. Процесори AMD з ядром ревізії E стали здатні нормально функціонувати при встановленні в систему кількох модулів пам'яті різної організації та об'єму, що, безперечно, значно спрощує вибір комплектуючих для подальшого апгрейду. Також процесори, в основі яких лежить нове ядро, тепер можуть без проблем працювати і з чотирма двосторонніми модулями DDR400 SDRAM. Ще однією цікавою властивістю процесорів з ядром ревізії E стала поява нових дільників, що задають частоту пам'яті. Завдяки цьому нові CPU від AMD тепер без жодних застережень підтримують DDR SDRAM, що працює на частотах, що перевищують 400 МГц.

реклама

У цьому матеріалі ми розглянемо деякі з перерахованих вище особливостей інтегрованого контролера пам'яті ядра ревізії E, бо, як нам здається, вони на це явно заслуговують.

Робота з чотирма двосторонніми модулями DDR400 SDRAM

Інтегрований контролер пам'яті процесорів Athlon 64 – досить примхливий вузол. Різні неприємні моменти, пов'язані з його функціонуванням, стали з'ясовуватися з моменту появи процесорів за допомогою двох каналів пам'яті. З'ясувалося, що через досить високе електричне навантаження, яке накладають модулі пам'яті на контролер, Athlon 64 має певні проблеми під час роботи з чотирма модулями DIMM. Так, при встановленні в систему на базі Athlon 64 чотирьох модулів пам'яті CPU може скидати їх частоту, збільшувати таймінги або не працювати взагалі.

Втім, задля справедливості слід зазначити, що серверний аналог Athlon 64, Opteron, подібних проблем позбавлений завдяки використанню більш дорогих регістрових модулів. Однак, застосування таких модулів у настільних системах невиправдане, і тому користувачам необхідно миритися з деякими обмеженнями, що виникають при встановленні більше двох модулів DIMM.

Втім, поступово описані проблеми все ж таки вирішуються. У той час як старі процесори Athlon 64, засновані на ядрах, вироблених за 130 нм технології, не могли працювати з чотирма двосторонніми модулями DDR400 SDRAM на частоті 400 МГц взагалі і знижували їх частоту до 333 МГц, сучасні процесори найкращі варіанти. Вже в ядрі ревізії D, відомому нам за кодовим ім'ям Winchester, стала можлива робота з чотирма двосторонніми модулями DDR400 SDRAM, за умови встановлення таймінгу Command Rate в 2T.