FAQ по DDR3 / Процессоры и память

Что за стандарт такой - DDR3? Память Synchronous Dynamic Random Access Memory, третье поколение стандарта Double Data Rate - попросту DDR3 SDRAM, представляет собой новое поколение памяти DDR, идущей на смену нынешнего поколения DDR2 SDRAM. Архитектура современной динамической памяти DRAM перешагнула этапы одиночной и двойной скорости передачи данных, и теперь, на этапе DDR3, мы можем говорить о поконтактной пиковой производительности до 1,6 Гбит/с на сигнальный контакт для DDR3 (100 Мбит/с на контакт у SDRAM). При сохранении основного строения архитектуры, ключевым изменениям подверглись цепи предварительной выборки данных (prefetch) и дизайн шин I/O. Говоря упрощённо, в случае DDR3 каждая операция чтения или записи означает доступ к восьми группам данных (словам) DDR3 DRAM, которые, в свою очередь, с помощью двух различных опорных генераторов мультиплексируются по контактам I/O с частотой, в четыре раза превышающей тактовую частоту.

Среди основных преимуществ нового стандарта, прежде всего, стоит отметить меньшее энергопотребление, примерно на 40% чем у ходовых образцов модулей DDR2. Основной причиной экономии энергопотребления называют использование нового поколения чипов памяти DDR3, выпуск которых налажен у большинства производителей с соблюдением норм 90 нм техпроцесса. Это позволяет снизить рабочие напряжения чипов – до 1,5 В у DDR3, что ниже 1,8 В у DDR2 или 2,5 В у DDR; плюс, дополнительно снизить рабочие токи за счёт использования транзисторов с двумя затворами для снижения токов утечки. На практике это приведёт к тому, что, к примеру, у модулей DDR3-1066, значительно превышающих по производительности модули DDR2-800 и на 15% потребляющих меньше в спящем режиме, энергопотребление будет сравнимо с модулями DDR2-667.

Имеет ли новая оперативная память DDR3 какое-то отношение к графической памяти GDDR3 в видеокартах или приставках Xbox 360? Нет, не имеет. Под схожими названиями скрывается разная архитектура, с совершенно несхожими схемами буферизации и т.д. Так что отныне лучше не смешивать термины " DDR3 " и "GDDR3". Каковы основные функциональные особенности памяти DDR3? Основные особенности архитектуры чипов DDR3 SDRAM таковы:

Появление контакта асинхронного сброса (RESET)
Поддержка компенсации System Level Flight Time
"Зеркальная" цоколёвка чипов с удобным расположением контактов для сборки модуля DIMM (On-DIMM Mirror friendly DRAM ballout)
Появление скоростного буфера CWL (CAS Write Latency)
Внутрикристальный модуль калибровки I/O
Калибровка READ и WRITE
Типичные (ожидаемые) маркировки чипов в зависимости от скорости: DDR3-800, DDR3-1066, DDR3-1333, DDR3-1600

Основные особенности модулей DDR3:

"Сетевая" Fly-by топология командной/адресной/управляющей шины с внутримодульной (On-DIMM) терминацией
Прецизионные внешние резисторы (ZQ resistors) в цепях калибровки

Будет ли DDR3 быстрее чем DDR2, в чём плюсы и минусы этих типов памяти? Производительность модулей памяти DDR3 в перспективе должна значительно превысить возможности нынешнего поколения памяти DDR2 – хотя бы потому, что теоретически эффективные частоты DDR3 будут располагаться в диапазоне 800 МГц – 1600 МГц (при тактовых частотах 400 МГц – 800 МГц). В то время как у DDR2 эффективные рабочие частоты составляют 400 МГц - 1066 МГц (тактовые частоты 200 МГц - 533 МГц), а у DDR – и вовсе 200 МГц - 600 МГц (100 МГц - 300 МГц). Помимо этого, память DDR3 обладает 8-битным буфером предварительной выборки, в то время как у нынешней памяти DDR2 он 4-битный, а у DDR и вовсе был 2-битный. Буфер предварительной выборки (prefetch buffer), надо отметить, достаточно важный элемент современных модулей памяти, поскольку он отвечает за кэширование данных перед тем, как они будут востребованы. Таким образом, предварительная 8-битная выборка DDR3 позволяет говорить о работе I/O шин модуля на тактовой частоте, в 8 превышающей тактовую частоту.

Второй причиной роста производительности DDR3 можно смело назвать новую схемотехнику динамической внутрикристальной терминации (Dynamic On-Die Termination), калибровка которой производится в процессе инициализации для достижения оптимального взаимодействия памяти и системы. Наконец, в отличие от DDR2, где терминация применялась только частично, память DDR3 обладает полной терминацией, включая адреса и команды. Преимуществами DDR3 по сравнению с DDR2 можно назвать более высокие тактовые частоты – до 1600 МГц, рост производительности при меньшем энергопотреблении (соответственно, более продолжительную работу ноутбуков от батарей), а также улучшенный термодизайн. Минусом DDR3 против DDR2 можно назвать более высокую латентность.

Кто разрабатывает, продвигает и намерен поддерживать память стандарта DDR3? В разработке и утверждении стандарта DDR3 принимали участие все ведущие компании IT-индустрии, входящие в стандартообразующий комитет по DDR3 при комиссии JEDEC (Joint Electronic Device Engineering Council). Сейчас в работе секции по DDR3 принимают участие более 270 компаний, среди которых можно назвать Intel, AMD, Samsung, Qimonda, Micron, Corsair, OCZ и другие. Почему эффективный "срок рыночной жизни" памяти DDR2 оказался столь коротким – по сравнению с DDR, и не ждёт ли такая же скоротечная судьба память DDR3? На самом деле надо помнить, что на заре развития технологии DDR, как говорится, "единства в товарищах" среди производителей процессоров и чипсетов не было. Ветераны IT-рынка запросто припомнят бушевавшие в то время "войны стандартов", львиную долю "благодарностей" за которые справедливо заслужила компания Rambus и её RDRAM. Из-за этого, неплохая изначально память DDR достаточно долгое время топталась на месте и за более чем пять лет её тактовая частота выросла всего лишь до 500 МГц, а DDR2 успела проделать путь с DDR2-533 до DDR2-1066 всего лишь за какие-то три года – что, кстати, типичный срок жизни для архитектуры памяти.

Увы, на нынешнем этапе архитектура DDR2 начинает фактически "упираться" в потолок своих возможностей, что завязано на тактовые частоты процессоров и топологию шин. Сейчас пока рано говорить о сроке жизни DDR3, однако не будет ничего невероятного, если через три года ей на смену придёт что-то вроде DDR4. Такова жизнь. Так каков же "потолок" тактовых частот модулей памяти DDR3 DIMM? Пока что речь идёт о чипах DDR3-1600, на базе которых будут выпускаться модули PC3-12800 с пропускной способностью до 12,80 Гб/с. Однако в документации Intel уже встречалось упоминание того, что DDR3 теоретически может быть масштабирована до частот вплоть до 2133 МГц. Есть ли физическая разница между модулями DDR2 и DDR3? Модули памяти DDR3 DIMM для настольных ПК будут обладать 240-контактной структурой, привычной нам по модулям DDR2; однако физической совместимости не будет благодаря различному расположению ключей DIMM. Такая "защита от дурака", предотвращающая установку модулей DDR3 в платы под DDR2 и наоборот предусмотрена не только по причине поконтактной несовместимости модулей, но и в связи с разными напряжения питания и сигнальными уровнями разных поколений оперативной памяти.

Какие типы модулей DDR3 будут типичным явлением на рынке памяти? Ожидается, что модули памяти DDR3 будут выпускаться в вариантах Registered DIMM, Unbuffered DIMM, FB-DIMM, SO-DIMM, Micro-DIMM и 16-бит/32-бит SO-DIMM. Относительно форм-факторов памяти DDR3 – что критично для рынка серверов, можно сказать, что будут представлены 1,2-дюймовые (30 мм) модули для 1U серверов, типичные для индустрии с 1999 года, а также VLP-модули высотой 18,3 мм для Blade-серверов, 38 мм модули для 2U серверов и даже более "высокие" модули.

Какова будет типичная ёмкость модулей памяти DDR3 DIMM? Ещё на стадии тестирования стандарта DDR3 производители работали с чипами ёмкостью 512 Мбит и создавали 1 Гб модули; теоретически ёмкость модулей DDR3 может достигать 8 Гбит. Типичная ёмкость модулей памяти DDR3 DIMM по мере роста популярности составит 1 Гб – 4 Гб, теоретически – до 32 Гб. Что касается модулей DDR3 SO-DIMM для мобильных ПК, появление образцов которых ожидается в ближайшее время, а начало массового производства (по крайней мере, компанией Samsung) запланировано на начало 2008 года, типичные ёмкости будут располагаться в диапазоне 512 Мб – 4 Гб.

Первые модули памяти DDR3 DIMM, безусловно, будут недешёвым явлением. Как скоро ожидается снижение цен на модули памяти DDR3 DIMM до нормального "массового" уровня? Ожидается, что уже в 2007 году производители модулей памяти возьмут агрессивный старт на рынке DDR3, и, по мере становления и нарастания массовости платформ нового поколения, память будет дешеветь. По предварительным прогнозам Intel, память DDR3 получит определённое распространение уже в текущем году, а в 2008 году можно будет говорить об её массовости – по крайней мере, прогнозы iSuppli это подтверждают.

Стандарт DDR3 есть, скоро будут платы, а успеют ли производители с чипами DDR3 и модулями DIMM к анонсу? Безусловно. Индустрия в целом готова к появлению DDR3, множество производителей чипов и памяти уже объявили о валидации своих изделий у Intel и готовности к массовому производству.

Полную линейку чипов, прошедших процесс тестирования, квалификации и валидации у Intel можно посмотреть на этой странице:

Validated DDR3 800/1066MHz SDRAM Components

Производители модулей также объявили о полной готовности. Так, компания Corsair уже представила 1 Гб модули DDR3-1066 DHX с таймингами 6-6-6-24, а на перспективу в серии DOMINATOR уже в этом квартале готовится выпуск модулей DDR3-1333 и выше. Компания OCZ Technology на днях представила свои наборы модулей PC3-8500 (1066 МГц, CL 7-7-7-21) в серии Gold Series (с позолоченными радиаторами XTC), в вариантах 2 x 512 Мб (OCZ3G10661GK) и 2 x 1 Гб (OCZ3G10662GK), а также наборы модулей PC3-10666 (1333 МГц, CL 9-9-9-26) той же серии в вариантах 2 x 512 Мб (OCZ3G13331GK) и 2 x 1 Гб (OCZ3G13332GK).

Какое количество слотов под модули DDR3 DIMM будет типичным для новых систем?

Первоначально идея использования ёмких 1 Гбит и 2 Гбит чипов преследовала цель уменьшить количество слотов на плате до двух без необходимости жертвовать количеством поддерживаемой памяти. Однако типичный покупатель всё же по-прежнему предпочитает апгрейдиться, осообенно пока память недёшева. Именно поэтому типичная материнская плата по-прежнему будет обладать четырьмя слотами DDR3 DIMM.

Когда поддержка DDR3 будет реализована компанией AMD?

Компания AMD, в числе других лидеров компьютерной индустрии, объявила о поддержке и планах перехода на память DDR3, однако лишь в отдалённой перспективе. Исследования в области поддержки DDR3 компания AMD ведёт в близком сотрудничестве с SimpleTech. Уже достоверно известно, что интегрированные контроллеры памяти процессоров AMD с рабочим названием Barcelona будут поддерживать модули DDR2-1066. Модули DDR2-1066 сейчас проходят процедуру стандартизации в организации JEDEC, и AMD планирует именно с помощью продления жизни DDR2 отсрочить переход на DDR3. Вспомните, та же самая ситуация складывалась и при переходе на DDR2, тогда AMD также достаточно долго не могла распрощаться с DDR. Ожидается, что впервые память DDR3 будет поддерживаться процессорами AMD под разъём AM3, и показаны такие чипы будут не ранее третьего квартала 2008 года. Сейчас специалисты AMD называют переход на массовое использование памяти DDR3 в настольных системах преждевременным – мол, мы подождём 2009 года, когда этот тип памяти станет достаточно массовым и относительно недорогим. Хотя, уже есть информация, что тестирование и валидация чипов компанией AMD, начавшаяся в 2007 году, "встанет на крыло" уже в 2008 году. Что ж, компании Intel вновь предложена роль "локомотива индустрии" в проталкивании новых стандартов. С другой стороны, нельзя не признать, что такое положение – за счёт предложения действительно передовых технологий и производительных решений, регулярно помогает ей, что называется, "снимать сливки". Так что же AMD? Увы, новое процессорное ядро с рабочим названием Griffin, появление которого можно ожидать в начале 2008 года, также будет обладать лишь встроенным контроллером памяти DDR2 - хоть и продвинутым, сдвоенным, с двумя независимыми режимами работы, но, тем не менее, без малейшего намёка на поддержку DDR3. Поскольку производственный цикл процессоров AMD в целом худо-бедно укладывается в 18-месячный цикл, так, приблизительно, и получится, что чипы AMD обзаведутся поддержкой DDR3 не ранее 2009 года, а то и позже. Какие чипсеты с поддержкой DDR3 от Intel можно ожидать в ближайшее время? Что и когда ожидается в рознице? Разумеется, в числе первых системных плат с поддержкой DDR3 стоит ожидать новинки на чипсетах нового поколения Intel 3 Series - те что носили собирательное рабочее название Intel Bearlake. Эти чипсеты будут поддерживать новые процессоры Intel Core c FSB 1333 МГц и новую оперативную память DDR3-1333. Впрочем, сразу стоит оговориться, что не каждый чипсет из семи, ожидаемых в серии Bearlake - X38, P35, G35, G33, G31, Q35 и Q31, будет работать с DDR3 (равно как и с новыми FSB 1333 МГц процессорами) – традиционно, речь идёт лишь о чипсетах для High-end и Mainstream рынка.

Полная официальная информация о чипсетах серии Intel 3 Series Bearlake появится на нашем сайте достаточно скоро. Для статьи FAQ по DDR3 мы подготовили специальную "облегчённую" таблицу, с уточнением поддержки стандартов оперативной памяти.

Спецификации чипсетов серии Intel 3 Series (Bearlake), поддержка DDR3

Чипсет		X38	P35	G35	G33	G31	Q35	Q33
Рабочее название		Bearlake X	Bearlake P	Broadwater	Bearlake G	Bearlake GZ	Bearlake Q	Bearlake QF
Примерная дата анонса		3 квартал	Июнь	3 квартал	Июнь	3 квартал
Сегмент рынка		Энтузиасты, геймеры	Mainstream			Value	Business Mainstream	Business Value
Поддержка CPU	Core2 Extreme	+	+	-	-	-	-	-
	Core2 Quad	+	+	+	+	+	+	+
	Core2 Duo	+	+	+	+	+	+	+
	Yorkdale	+	+	+	+	-	+	+
	Wolfdale	+	+	+	+	+	+	+
FSB	1333 МГц	+	+	+	+	+	+	+
	1066 МГц	+	+	+	+	+	+	+
	800 МГц	+	+	+	+	-	+	+
Память	Слотов	4 (2 DIMM х 2 канала)
	Max. ёмкость	8 Гб
	Поддержка	DDR3 / DDR2		DDR2	DDR3 / DDR2	DDR2
FSB в сочетании с памятью	1333 / DDR3-1333	+	-	-	-	-	-	-
	1333 / DDR3-1066	+	+	-	+	-	-	-
	1333 / DDR3-800	+	+	-	+	-	-	-
	1066 / DDR3-1066	+	+	-	+	-	-	-
	1066 / DDR3-800	+	+	-	+	-	-	-
	800 / DDR3-800	+	+	-	+	-	-	-
	1333 / DDR2-800	+	+	+	+	-	+	+
	1333 / DDR2-667	+	+	+	+	-	+	+
	1066 / DDR2-800	+	+	+	+	+	+	+
	1066 / DDR2-667	+	+	+	+	+	+	+
	800 / DDR2-800	+	+	+	+	+	+	+
	800 / DDR2-667	+	+	+	+	+	+	+
Встроенная графика	Инт. ядро	-	-	4 поколение	3,5 поколение
	DirectX	-	-	DX10	DX9	DX9	DX9	DX9
	Кодек VC-1	-	-	+	-	-	-	-
	Внешнее видео	PCIe 2х16 (5 Гб/с)	PCIe x16
Южный мост	ICH9	+	+	-	+	-	+	+
	ICH9R	+	+	-	+	-	+	+
	ICH9DO	+	-	-	-	-	+	-
	ICH9DH	+	+	-	+	-	-	-
	ICH8	-	-	+	-	-	-	-
	ICH8R	-	-	+	-	-	-	-
	ICH8DH	-	-	+	-	-	-	-
	ICH7	-	-	-	-	+	-	-
	ICH7DH	-	-	-	-	+	-	-
Технологии	PCI Express 2.0	+	-	-	-	-	-	-
	AMT 3.0	+	-	-	-	-	+	-
	VT-D	+	-	-	-	-	+	-
	TXT (LaGrande)	+	-	-	-	-	+	-
Платформа	VPro	-	-	-	-	-	+	-
Платформа	Viiv	+	+	+	+	+	-	-

Как видно из таблицы, первые чипсеты с поддержкой DDR3 - P35 и G33, будут представлены совсем скоро, в июне, с прицелом на поставки первых плат в июне-июле. Разумеется, первые системные платы на этих чипсетах в розничном исполнении будут показаны в дни июньской выставки Computex 2007 в Тайбэе, однако сказать сейчас, многие ли производители рискнут начать поставки своих новинок с поддержкой DDR3 – пока большой вопрос. Впрочем, уже сейчас можно точно сказать, что ряд компаний готовит к производству системные платы с поддержкой как DDR3, так и DDR2. Топового чипсета X38 с двумя слотами PCI Express x16, идущего на замену флагману Intel 975X, придётся подождать до осени. Когда поддержка DDR3 будет реализована в мобильных платформах Intel? Мобильная платформа Intel под кодовым названием Santa Rosa, появление которой ожидается во втором полугодии 2007, будет работать исключительно с памятью DDR2, это заложено в архитектуре чипсетов Intel Mobile 965 Express. То же самое можно сказать об обновлённой версии платформы Santa Rosa с рабочим названием " Santa Rosa+", изменения в которой будут связаны, главным образом, с новыми мобильными процессорами архитектуры Penryn. Другое дело - новое поколение мобильной платформы Intel с рабочим названием Montevina, которая предположительно будет представлена через год, ближе к лету 2008 года. По предварительным данным, платформа Montevina будет обладать полностью обновлённой обвязкой 45 нм мобильных процессоров с архитектурой Penryn. В частности, модельный ряд чипсетов для платформы Montevina под кодовым названием Cantiga с TDP порядка 15 Вт будет оснащаться южными мостами ICH9M, беспроводными модулями Shiloh (Wi-Fi) или Echo Peak (Wi-Fi/WiMAX), LAN-модулем Boaz. Интегрированные версии чипсетов Cantiga будут обладать 457 МГц интегрированной графикой поколения 4.5 (фактически, улучшенная версия грядущего чипсета Calistoga с Gen 4 графикой GMA X3100).

Впрочем, для нас в рамках сегодняшнего материала самым интересным является то, что чипсеты Cantiga будут поддерживать FSB 1066 МГц, а также модули памяти SO-DIMM стандартов DDR2-667 (DDR2-800 поддерживаться не будет) и DDR3-800. Увы, в мобильном исполнении – начиная только с DDR3-800, но и это уже неплохо в плане экономичности, да и производительности. О более далёких перспективах DDR3 для мобильных платформ информации пока нет.

Стоит ли в ближайшее время ожидать чипсеты для системных плат с поддержкой DDR3 от других производителей? Говоря о чипсетах DDR3, сразу же стоит оговориться, что пока что речь может идти лишь о поддержке платформ с процессорами Intel. Причина понятна: пока не появятся процессоры AMD с интегрированным контроллером памяти DDR3, говорить не о чем. Компания SiS обещает появление рабочих образцов первых собственных чипсетов с поддержкой DDR3 и встроенной DX10 графикой Mirage 4 уже в ближайшее время. Новые чипсеты, по предварительной информации, получат названия SiS673 и SiS673 FX. Чипсет SiS673 будет поддерживать процессоры Intel с FSB 1066 МГц и 2-канальную память DDR2-800/DDR3-1066, более производительный чипсет SiS673 FX сможет поддерживать DDR2-1066/DDR3-1333 и процессоры с FSB 1333 МГц. Массовое производство SiS673 может начаться в третьем квартале 2007. Первый дискретный северный мост SiS665 будет представлен ближе к концу 2007 года. Начало массового производства SiS665 сейчас позиционируется на 2008 год. Предполагается, что производством чипсета займется UMC с использованием 80-нм техпроцесса. Скорее всего, SiS665 будет поддерживать сразу два стандарта: DDR2 и DDR3. Согласно планам компании, SiS665 будет поддерживать шину PCI Express 2.0. Для рынка мобильных решений SiS планирует представить IGP-чипсеты с поддержкой DirectX 10 и памяти DDR3. Чипсет SiS M673 будет поддерживать "старые" процессоры Pentium 4 NetBurst, M673MX – Pentium M, оба будут работать с DDR3 и DDR2 с рабочими частотами 533/667 МГц. Оба чипсета – SiS M673 и SiS M673MX, будут работать с южными мостами SiS 968/969. Компания VIA Technology планирует представить чипсеты PM960 и PT960, поддерживающие процессоры Intel с шиной FSB 1333 МГц, память DDR3 и новый интерфейс PCI Express 2.0. Интегрированная версия - VIA PM960, с новым графическим ядром S3 Chrome 9 HD (450 МГц), станет основной для ПК класса Vista Premium Ready. Дискретный северный мост PT960 будет поддерживать одноканальную память DDR2-1066/DDR3-1333.

Мы надеемся, что эта публикация поможет вам разобраться с новым стандартом оперативной памяти DDR3. Будем рады получить ваши замечания, критику, исправления и дополнения по этой сборке вопросов и ответов. В случае, если среди опубликованного нет ответа на ваш вопрос – пишите, FAQ будет постоянно дополняться и совершенствоваться.