Malý expresní test provozu procesorů LGA1151 s pamětí, jako jsou DDR3 a DDR4, jsme provedli v loňském roce a letos jsme studovanou oblast mírně rozšířili směrem k rozpočtovým modelům pro tuto platformu. Obecně panoval pocit, že nový typ pamětí nemá žádné výkonnostní výhody, ale šetří určitou energii, což se v posledních letech stalo hlavním těžištěm úsilí Intelu při vývoji nových mikroarchitektur. Pravda, vliv paměti na spotřebu u starších modelů procesory Intel jsme neprozkoumali. A obecně, jejich testy byly prováděny pomocí staré testovací metodiky a velmi odlišných základních desek atd., takže závěry z minulého roku mohou být zastaralé. Proto jsme se rozhodli problém prozkoumat pečlivěji a podrobněji.
Konfigurace zkušební stolice
| procesor | Intel Celeron G3900 | Intel Pentium G4500T | Intel Core i3-6100 | Intel Core i5-6400 | Intel Core i7-6700K |
| Název jádra | Skylake | Skylake | Skylake | Skylake | Skylake |
| Produkční technologie | 14 nm | 14 nm | 14 nm | 14 nm | 14 nm |
| Frekvence jádra std/max, GHz | 2,8 | 3,0 | 3,7 | 2,7/3,3 | 4,0/4,2 |
| Počet jader/nití | 2/2 | 2/2 | 2/4 | 4/4 | 4/8 |
| L1 cache (celkem), I/D, KB | 64/64 | 64/64 | 64/64 | 128/128 | 128/128 |
| Mezipaměť L2, kB | 2×256 | 2×256 | 2×256 | 4×256 | 4×256 |
| L3 (L4) cache, MiB | 2 | 3 | 3 | 6 | 8 |
| RAM | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 |
| TDP, W | 51 | 35 | 51 | 65 | 91 |
| Grafika | HDG 510 | HDG 530 | HDG 530 | HDG 530 | HDG 530 |
| Množství EU | 12 | 23 | 23 | 24 | 24 |
| Frekvence std/max, MHz | 350/950 | 350/950 | 350/1050 | 350/950 | 350/1150 |
| Cena | T-13475848 | T-12874617 | T-12874330 | T-12873939 | T-12794508 |
Použili jsme pět procesorů a dva z nich byly již dříve testovány – proto dnes použijeme výsledky Pentia G4500T, a ne poněkud relevantnějšího G4500/G4520 pro maloobchodní zákazníky: obvyklá úspora času. Nás přesto nejvíce zajímají ne ty, ale procesory o něco vyšší třídy – například ty mladší v řadách Core i3-6100 a i5-6400. Proč ti mladší? Zdá se nám, že právě tito kupující budou s největší pravděpodobností chtít ušetřit peníze při upgradu systému bez změny hardwaru z DDR3 na DDR4. Ano a při koupi nový systém co se děje tento moment rozpočtové desky s podporou DDR3 jsou o něco levnější než jejich protějšky se sloty DDR4, což je nejdůležitější pro ty, kteří sestavují rozpočtový počítač. A pokud si může dovolit nějaké Core i3-6320, pak by bylo lepší „vydržet“ u „skutečného čtyřjádrového“ Core i5-6400. Ale přesto jsme si také nemohli pomoci a otestovali špičkový Core i7-6700K společně s DDR3 – koneckonců jde o nejrychlejší (a energeticky nejnáročnější) nabídku Intelu pro tuto platformu, a proto je pro posouzení maximální potenciální účinek přechodu na nový standard Paměť.
Co se týče samotných paměťových modulů, v obou případech jsme použili dvojici z nich s celkovou kapacitou 8 GB. Frekvence odpovídala normě podporované – 1600 MHz pro DDR3 a 2133 MHz pro DDR4. V zásadě někteří výrobci základních desek nabízejí možnosti přetaktování pamětí pro DDR3, ale je tu jeden choulostivý bod – pro dosažení vysokých frekvencí se obvykle napájecí napětí zvyšuje na 1,65 V (místo standardních 1,5 V). Intel to zároveň nedoporučuje dělat od dob LGA1156 a varuje před tím zvýšené napětí může také poškodit procesor. Oficiálně však zařízení pro LGA1151 mohou pracovat nikoli s DDR3, ale s DDR3L pracujícími při napětí 1,35 V, tj. pro ně může být tento problém výraznější. Abychom však byli spravedliví, za posledních sedm let jsme se nikdy nesetkali se selháním procesoru, a to ani při použití „overclocker“ modulů. Navíc jsme neslyšeli o situacích, kdy by bylo možné jednoznačně deklarovat přítomnost takových problémů. Ale víte, kdo šetří spořivce :) Navíc různé „high-end“ moduly s ozdobnými radiátory a jinými LED se pro koncept minimalizace ceny systému stále nehodí, jelikož jsou již dražší než sériově vyráběné DDR4 . Ale banální DDR3-1600 mohou být stále užitečné.
Potřebné byly dvě základní desky. V ideálním případě by takové testování mělo být samozřejmě prováděno na univerzální model, z nichž tři jsou již v sortimentu ASRock, ale ještě jsme je nedostali do rukou. Jednoduše jsme proto vzali dvě desky, které si byly co nejpodobnější designem a dokonce i účelem: ASRock Fatal1ty B150 Gaming K4 a Asus B150 Pro Gaming D3. A jsou založeny na stejné čipové sadě, což může být také důležité, stejně jako na podobném (desetikanálovém) napájecím obvodu procesoru.
Metodika testování
Technika je podrobně popsána v samostatném článku. Zde si krátce připomeňme, že stojí na následujících čtyřech pilířích:
- Metodika měření spotřeby při testování procesorů
- Metodika sledování výkonu, teploty a zatížení procesoru při testování
A podrobné výsledky všech testů jsou k dispozici ve formě kompletní tabulky s výsledky (ve formátu Microsoft Excel 97-2003). V našich článcích využíváme již zpracovaná data. Týká se to zejména aplikačních testů, kde je vše normalizováno vzhledem k referenčnímu systému (jako v loňském roce notebook na bázi Core i5-3317U se 4 GB paměti a 128 GB SSD) a seskupené podle oblastí použití počítače .
iXBT Application Benchmark 2016
Hned první skupina programů přinesla překvapení – na třech z pěti procesorů se DDR3 ukázaly být rychlejší než DDR4. Prostudování detailních výsledků ukazuje, že za to máme jeden program, kterému můžeme „děkovat“, a to Adobe After Effects CC 2015. Jeho předchozí verze nám, pokud si vzpomínám, svými požadavky na kapacitu paměti (a v závislosti na jiné hardwarové prostředí), nyní je tu nové neštěstí – a týká se konkrétně paměti. Na pomalých procesorech je to ale nepostřehnutelné – jsou tam intervaly spolehlivosti různé rozměry se výrazně překrývají. Pokud je ale možné použít čtyři nebo více výpočetních vláken, rozdíl již nelze přičítat chybě: na Core i3-6100 a i5-6400 přesahuje 10 %. A u i7-6700K se mírně snižuje: zřejmě kvůli větší kapacitě mezipaměti. Obecně platí, že „pokrok“ může být někdy takový. Lokálně ostatní programy skupiny fungují na systému s DDR4 buď stejně, nebo o něco rychleji, což nakonec vede k téměř stejným výsledkům. Pro odlišné typy paměti, ale ne samozřejmě procesorů, t.j. přesně toto je případ, kdy úspora ušetřením staré paměti může umožnit pořízení rychlejšího procesoru, což se bohatě vyplatí.
V v tomto případě, naopak máme určitý nárůst výsledků při použití DDR4, navíc než rychlejší procesor, tím je vyšší. Ale ani v extrémních případech nepřesahuje 3 %, to znamená, že se nevyplatí spěchat s výměnou paměti jen kvůli výkonu.
Formálně je nová paměť lepší, ale ve skutečnosti může rozdíl ve zlomku procenta zajímat jen fanoušky benchmarků, ale ne pro praktické využití.
Podobný případ. Ne, samozřejmě, výsledky jsou trvale vyšší. Ale takový nárůst výkonu nelze bez fotofinišu zaznamenat, takže je lepší to prostě ignorovat.
Rozdíly jsou opět do 1 %. I tam, kde vůbec existují. Pro kupující systémů vstupní úroveň Navíc má smysl nebát se, ale snažit se ušetřit peníze. I při koupi nového počítače na to můžete stále myslet, nemluvě o případě, kdy z toho starého zbyde dostatečné množství DDR3.
Při nabalování dat se Core i7-6700K díky vyšší šířce pásma přesto podařilo hrdinně vymáčknout celá 2 % rozdílu. Pro zbytek je DDR3-1600 více než dostačující a DDR4 může dokonce překážet kvůli stále vysokým latencím.
Za posledních pět let dokázaly operace se soubory aktivně „načítat“ paměť, ale v tomto případě nejsme nakloněni připisovat efekt jejímu výkonu. Spíše jiné faktory třetích stran, jako je ovladač pracující v režimu, pro který je hlavně navržen.
Při pohledu na výsledky procesorů Intel nižší třídy jsme měli pocit, že vyšší latence DDR4 jsou pro tento program obecně kontraindikovány. Při použití rychlejších modelů však můžete vidět, že s rostoucím výkonem rostou i požadavky na šířku pásma paměti. V důsledku toho je možné „zmáčknout“ až 3–4 %. Což ovšem vypadá dobře jen na pozadí jiných skupin aplikací, ale pro praktický význam je příliš malé.
Nakonec dojdeme k téměř úplné ekvivalenci obou typů paměti, protože rozdíl mezi nimi je v rámci chyby. Jak jsme však viděli výše, existují programy, které „tvrdě hlasují“ pro jednu z možností, ale tak zvláštním způsobem, že to lze obecně připsat nějakým chybám (nebo, co je totéž, nadměrné a zbytečné optimalizace), které budou časem opraveny. Ale není to ani zdaleka, že by se výsledky zvýšily o třetinu (v poměru k efektivní frekvenci).
Spotřeba energie a energetická účinnost
Abychom to s velikostí diagramů nepřehnali, rozhodli jsme se omezit na tři body – krajní a střední (výsledky zbylých dvou systémů si můžete prohlédnout v souhrnném souboru). V zásadě dobře demonstrují, proč to všechno začalo. A také to, že u nižších konfigurací lze efekt v zásadě zanedbat: určité úspory jsou pozorovány i v případě Celeronu G3900, ale s přihlédnutím k jeho velmi malému „apetitu“ obecně... Plus mínus pět wattů ve stolním systému nebude problém. 10-15 při použití špičkových procesorů je už něco, ale v relativním vyjádření to také nestojí za pozornost.
Ale samozřejmě to může přinést trochu morálního uspokojení velkému fanouškovi „zelených“. Stejně jako LGA1151 obecně – podle testů jde i při použití DDR3 o dnes stále „energeticky nejúčinnější“ desktopovou platformu, která není horší ani u náhradních systémů, ale s nesrovnatelně vyšším výkonem. LGA1150 však nebyl v této kapacitě špatný a „starý“ LGA1155, pokud by se prodloužila jeho životnost a nedošlo k žádnému novému vývoji, by vypadal dobře. Ve skutečnosti mezi desktopovými platformami již dlouhou dobu neexistuje konkurence, pokud jde o energetickou účinnost. Takže „posílení a prohloubení“ práce v tomto směru jsou ozvěnou událostí na úplně jiných trzích.
Stále však zůstává nevyřešena další otázka, a to vliv různých typů pamětí na spotřebu samotného procesoru. Efektivita „platformy“ je pochopitelná: koneckonců samotné paměťové moduly mají různou spotřebu energie. Ovlivňuje to přímo činnost řadiče integrovaného v procesoru? To se nedá předem říct. Například diskrétní grafická karta také „kazí“ indikátory energetické účinnosti, ale žádným způsobem přímo neovlivňuje procesor. To znamená, že musíme měřit. U nových platforem to navíc není problém – od dob LGA1150 společnost „přenesla“ celý systém napájení procesoru přímo na vyhrazenou napájecí linku.
Jak vidíme, existuje efekt - skromnější než u „platformy“, ale nelze jej nazvat loajálním k paměti starého typu. Opět platí, že u mladších modelů v nabídce Intelu to lze zanedbat, ale u starších můžete získat dalších deset wattů „pod kapotou“. A to i u standardních modulů DDR3 s napájecím napětím 1,5 V - zvýšení druhého (při pokusu o zvýšení frekvence pamětí) samozřejmě situaci jen zhorší. Doporučení „nezvyšovat“ napájecí napětí paměťových modulů lze tedy věřit - to nepřinese nic dobrého. Špatně, dost možná taky. Ale ať se každý rozhodne sám, zda riskovat nebo ne. V každém případě vliv používání pamětí DDR3 na vlastní spotřebu energie (a tedy i odvod tepla) centrální procesor- doložená skutečnost. Stejně jako malá velikost tohoto „vlivu“ v případě procesorů v rozpočtovém segmentu. Nebo dokonce modely střední úrovně.
iXBT Game Benchmark 2016
Aby nedošlo k přetížení článku velké množství Obecně platí, že diagramy stejného typu jsme se opět rozhodli vystačit s integrálním skóre (nezapomeňte: neodráží absolutní ukazatele, ale schopnost systémů nějak „vytáhnout“ alespoň 30 snímků za sekundu v různých hrách).
Ve skutečnosti je vše zřejmé. Vyšší propustnost paměti má samozřejmě blahodárný vliv na integrované GPU, ale situace se nemůže zásadně změnit. Na některých místech to umožňuje například zvýšit snímkovou frekvenci z 28 na 31, což má vliv na celkový výsledek, ale nejsou pozorovány žádné wow efekty. To opět potvrzuje, že při nákupu počítače pro herní účely musíte „tančit“ z grafické karty. Pak můžete přemýšlet o procesoru a vše ostatní je na vaší chuti. Pokud peníze zůstanou :) Ale nároky moderních (a dokonce ne tak moderních) her jsou takové, že po prvním kroku pravděpodobně nezůstanou. Pokud vám tedy použití „staré“ paměti umožňuje zakoupit o něco rychlejší grafickou kartu, měli byste toho rozhodně využít. A všechny pokusy o zlepšení výkonu integrované grafiky bez radikálních změn nestojí ani za vynaložený čas, o penězích nemluvě.
Celkový
Vyjasnili jsme si tedy dříve získané výsledky a došli k závěru, že zatím je efekt přechodu na DDR4 ještě mírnější, než se dříve zdálo. Z čehož však nevyplývá, že by tomuto přechodu bylo třeba nějak konkrétně čelit. Za prvé, nová paměť šetří energii. Navíc (což je také důležité) se nebavíme jen o větší efektivitě celého systému, ale i spotřeba procesoru se ukazuje být o něco nižší, takže ten bude pracovat v šetrnějším režimu a vše je snazší řešit chlazením. Za druhé, dodávky DDR3 celkem rychle klesají, takže tato paměť na rozdíl od DDR4 určitě nezlevní. Na který budeme muset dříve nebo později přejít a nebudeme se divit, když podpora DDR3 časem zmizí a z nových procesorů již v rámci LGA1151. Na druhou stranu, pokud již takovou paměť máte a v dostatečném množství, jejíž navyšování se v nejbližší době neplánuje, lze okamžik přechodu posunout na finančně úspěšnější. To nebude činit žádné problémy ani při nákupu špičkového procesoru, nemluvě o zařízeních střední a nižší třídy. Ale přirozeně byste se neměli nechat unést nadměrným zvyšováním napětí na modulech, protože to má určitý negativní dopad na procesor. 
JEDEC Solid State Technology Association, dříve známá jako Electron Devices Engineering Council (JEDEC), je nezávislá inženýrská organizace, polovodičový obchod a normalizační orgán.
Již více než 50 let je JEDEC globálním lídrem ve vývoji otevřených standardů a publikací pro mikroelektronický průmysl.
Standardizační organizace JEDEC Solid State Technology Association představila oficiální finální verzi specifikace standardu Synchronous DDR4 (Double Data Rate 4) RAM.
Jeho zavedení má zajistit novou úroveň výkonu RAM, její spolehlivost a snížení energetické náročnosti.
Paměť DDR4 zahrnuje řadu moderních vylepšení, které umožní rozšíření nového typu paměti počítačová zařízení- od domácích spotřebičů po servery a ještě výkonnější počítačové systémy.
Úroveň výkonu na patici v DDR4 je nastavena na 1,6 miliardy přenosů za sekundu s možností dosažení maximální úroveň 3,2 miliardy/s.
Minimální pracovní frekvence pamětí DDR4 je 2133 MHz až 4266 MHz, což je o 1000 MHz více než u předchůdce (1333 MHz a 1666 MHz u standardu předchozí generace).
U pamětí s frekvencí 2133 MHz (nejnižší frekvence u DDR4 pamětí) max propustnost bude 2133 x 8 = 17 064 MB/s.
U pamětí běžících na 4266 MHz (nejvyšší frekvence uvedená ve standardu) je maximální propustnost 4266 x 8 = 34 128 MB/s.
Provozní napětí je sníženo: 1,1 V - 1,2 V oproti 1,5 V v DDR3.
Navrhovaný technický proces je 32 a 36 nm.
Architektura DDR4 umožňuje 8 bitů dat na hodinové prefetch (8n prefetch) se dvěma nebo čtyřmi volitelnými skupinami paměťových bloků.
To umožňuje zařízením provádět nezávislou aktivaci, čtení, zápis a aktualizaci prostřednictvím samostatných paměťových bloků.
Všechny výše uvedené funkce a také řada menších změn a inovací výrazně zvýšily efektivitu pamětí DDR4.
Modul DDR4 má 284 pinů, zatímco standardní moduly DDR3 mají pouze 240 pinů.
Verze SO-DIMM bude mít 256 pinů, zatímco DDR3 SO-DIMM mají pouze 204 pinů.
Ve specifikacích DDR4 se poprvé objevil popis práce s pamětí ve vícečipovém balení.
Norma povoluje sloupec (stack) osmi krystalů.
Navíc jsou všechny krystaly „zavěšeny“ na společných signálních vedeních.
Nebylo tak učiněno proto, že je to takto lepší (ačkoli to zjednodušuje akce pro rozšíření paměťového prostoru), ale z důvodů, že obecně ideologií pamětí DDR4 je spojení modulů s řadiči v point-to- bodový způsob.
Bude mnoho kanálů, ne dva nebo čtyři, takže každý z nich musí poskytovat nejvyšší možný výkon bez přetížení výměnných mechanismů.
Ve stejném duchu musíme uvažovat i o možnosti nezávislého současného provozu dvou nebo čtyř paměťových bank.
Pro každou skupinu bank jsou všechny základní operace jako čtení, zápis a regenerace architektonicky povoleny současně.
Podle prognózy iSuppli bude do roku 2014 úroveň penetrace trhu s pamětí DDR4 12 %, do roku 2015 - 56 %.
Výrobci však mohou se zavedením nového standardu spěchat, podníceni touhou zvýšit ceny svých výrobků, které jsou v současnosti na extrémně nízké úrovni.
Micron například již v květnu oznámil vývoj prvního plně funkčního modulu a plánuje zahájit sériovou výrobu na konci tohoto roku.
Samsung již předvedl 284pinovou paměť PC4-17000 (2133 MHz).
Nezbývá než počkat na jejich podporu od Intelu a AMD.
Intel plánuje začít podporovat DDR4 na začátku roku 2014 ve špičkových 4-socketových serverových systémech založených na procesorech Haswell-EX, ale běžní uživatelé si pravděpodobně budou muset počkat do roku 2015, protože ani 22nm procesory Haswell, ani následující 14nm procesory Broadwell Podpora DDR4 není poskytována.
Standard DDR4 je jen jedním z prvních kroků k širokému přijetí pamětí nové generace.
Aplikace pro paměti DDR4 zahrnují servery, notebooky, stolní počítače a produkty spotřební elektroniky.
Nejprve se DDR4 objeví v serverových systémech a poté začne hromadná výroba takové paměti pro spotřebitelské počítače.
NVIDIA GeForce Zkušenosti byly aktualizovány na verzi 3.20.2
23. prosince 2019 NVIDIA aktualizovala aplikaci NVIDIA GeForce Experience(GFE) pro Windows do verze 3.20.2.
Aktualizace opravuje nebezpečnou chybu zabezpečení CVE-2019-5702.
Možná Microsoft usnadní život Uživatelé Windows 10
Podle zasvěcených WalkingCat společnost Microsoft plánuje radikálně změnit schéma aktualizací pro své operační systém Windows 10
Od doby, kdy moderní DDR3 RAM nahradily obvyklé moduly DDR2 a postupně se z drahého exotického potěšení s pochybným výkonem, stal masový produkt žádaný všemi segmenty trhu, uplynulo poměrně málo času. Nedávno - asi před třemi lety, když jsem sestavoval FAQ o DDR3, ve většině případů jsem musel mluvit o schopnostech DDR3 v budoucím čase.
Vznik nového standardu DDR4 RAM je hned za rohem. Podle expertů z JEDEC Solid State Technology Association (dříve Joint Electron Devices Engineering Council), nezávislé průmyslové organizace pro vývoj a přejímání standardů v polovodičovém průmyslu, se první prototypy modulů DDR4 SDRAM objeví v příštím roce, kdy bude finální verze specifikace normy jsou dokončeny. Zahájení hromadné komerční výroby DDR4 je v současnosti plánováno na rok 2012 a úplný přechod z DDR3 na DDR4 se očekává blíže k roku 2015.
O standardu DDR4, který byl poprvé představen na Intel Developer Forum v San Franciscu v roce 2008, se donedávna vědělo poměrně málo. Obecně byly diskutovány nadcházející hodinové frekvence, napájecí napětí a očekávané procesní standardy. Neexistovaly žádné konkrétní podrobnosti o architektuře čipu, topologii rozhraní nebo parametrech signálu. Celkově vzato není v těchto otázkách ani nyní úplně jasno, ale konference Denali MemCon10 a MemCon Tokyo 2010, které se konaly na konci července v Santa Claře a Tokiu, dodaly jistou jistotu budoucímu standardu.
Díky Denali má naše společnost k dispozici plný fond zpráv, prezentací a diskusí vyjádřených v rámci MemCon10, takže vám dnes dáváme do pozornosti „ždímání“ známých informací o budoucnosti DDR4.
⇡ Jak a proč DDR3 zpomaluje vznik DDR4
Nejprve musíte pochopit jednu věc jednoduchá věc: K přechodu na nový standard nedochází z příkazu shora nebo z něčího rozmaru, ale z důvodu neschopnosti předchozí generace produktů zvládnout zadané úkoly. To znamená, že potřeba DDR4 vyvstane okamžitě poté, co DDR3 zcela vyčerpá své schopnosti.
To je právě klíčová záludnost s odložením implementace DDR4 na pozdější datum, než se dříve plánovalo. Během MemCom10 to podrobně probral Bill Gervasi, viceprezident US Modular a člen představenstva JEDEC. Schopnosti architektury DDR3 lze dnes jen stěží označit za vyčerpané, takže prozatím má smysl ve vývoji tohoto standardu pokračovat dále. A čím více se nám podaří z DDR3 vymáčknout, tím více se bude implementace DDR4 zdržovat.
Podívejme se na současnou situaci. Výkon nové generace paměti tradičně začíná z pozic, kde se předchozí generace „dusila“. Připomeňme, že paměti DDR3 začínaly na DDR3-1066, kde se rozšiřování velkokapacitních pamětí DDR2 (DDR2-400/1066) zastavilo.
Dnes je paměť DDR3-1333 široce přijímaným průmyslovým standardem. Na trhu je spousta paměťových modulů DDR3-1600, existují DDR3-1866 a existuje nespočet nestandardních možností jako DDR3-2000.
Dříve se očekávalo, že možnosti velkokapacitních pamětí DDR3 budou vyčerpány někde na úrovni výkonu DDR3-1600. Od tohoto výchozího bodu se očekávalo, že paměti DDR4 porostou, ale nedávno byly specifikace DDR3 rozšířeny o standardizovanou verzi DDR3-2133.
V přítomnosti certifikovaných standardních modulů DDR3-2133 tedy vzhled paměti DDR4-1600 jednoduše ztrácí veškerý význam. Moderní, realističtější roadmap, oznámený na konferenci MemCon10, naznačuje, že v rámci standardu DDR4 bude rychlost modulů od DDR4-2133 do DDR4-4266.
Rostoucí výkon však není jediným „trumfem“, který prodlužuje životnost standardu DDR3 a oddaluje nástup DDR4. Další důležitý bod- spotřeba energie přímo související s napájecím napětím paměťových čipů. Původně se předpokládalo, že napájecí napětí nová paměť DDR4 bude 1,2 V a poté se objeví nové generace čipů s napájecím napětím 1,1 V a 1,05 V. Zároveň pro DDR3, poprvé představené ve verzi 1,5 V, mělo rozšíření skončit na současných 1,35 V chipsech. Uvolnění nízkonapěťových pamětí DDR3 s napájecím napětím pouze 1,25 V však činí zavedení pamětí 1,2 V DDR4 předčasným, protože více vysoké frekvence Paměťové úlohy výrazně zvyšují spotřebu energie.
Třetím důležitým bodem je rostoucí kapacita modulů a zde DDR3 opět nejsou připraveny vzdát se půdy. Nástup nízkonapěťových čipů DDR3 s kapacitou 4 Gbit a 8 Gbit umožňuje zahájit výrobu velmi prostorných paměťových modulů s nízkou spotřebou energie, díky čemuž je vzhled DDR4 v blízké budoucnosti irelevantní.
⇡ Svět už nikdy nebude stejný: nová architektura a topologie DDR4
Svého času, při přechodu z DDR2 na DDR3 paměti, udělali tehdejší vývojáři nového standardu revoluční krok. Typická topologie připojení paměťové sběrnice „hvězda“ DDR2 byla nahrazena síťovou (Fly-by) topologií příkazových, adresových a řídicích sběrnic se zakončením na modulu (On-DIMM) a přesnými externími odpory (ZQ rezistory) v kalibrační obvody.
Ať se však lano kroutí sebevíc, sběrnice s vícebodovou topologií linek pro přenos dat stále končí, stejně jako kdysi u grafických pamětí GDDR. Rychlosti dnes nejsou stejné, požadavky na objem přenášených dat nejsou stejné.
Jak to jednoznačně řekl Bill Gervasi, " Multi-drop bus musí zemřít„S ohledem na standard DDR4 to znamená, že point-to-point spojení nahradí vícebodovou topologii, jinak nedojde k výraznému nárůstu výkonu.
Z toho vyplývá, že paměťový subsystém DDR4 bude podporovat pouze jeden paměťový modul na kanál. Je nepravděpodobné, že to bude mít významný dopad na trhy mobilních a stolních počítačů, ačkoli zvýšení množství paměti RAM nikomu neublíží, ale tato otázka bude nejdůležitější pro trh serverů. Jak zvýšit množství paměti při tak přísných omezeních kanálu?
Dnes bylo vynalezeno několik způsobů, jak z této situace ven.
První je nejlogičtější: je nutné zvýšit kapacitu skutečných čipů a paměťových modulů. Jednou ze slibných metod je výroba vícevrstvých čipů pomocí technologie TSV (Through-Silicon Via), které se také říká „volumetrické“ nebo jednoduše 3D.
Technologie TSV má pouze vzdálenou podobnost s vícevrstvými (MLP) flash paměťovými čipy, ale tato analogie pomáhá pochopit podstatu tvorby čipů v nejobecnějších pojmech. Tato myšlenka mimochodem není v žádném případě nová, protože již v roce 2007 společnost Samsung Electronics oznámila vydání prvních vícevrstvých 512 Mbitových DRAM čipů využívajících technologii TSV.
Právě tuto technologii plánuje použít konsorcium Elpida Memory, Powertech Technology a United Microelectronics (UMC) k vydání DDR4. Společně hodlají vyvinout technologii TSV (Through-Silicon Via) pro výrobu vícevrstvých 3D čipů, které kombinují logiku a paměť. Projekt bude vyvíjet technologii pro výrobu vícevrstvých čipů pro 28nm procesní technologii založenou na technologiích DRAM od Elpidy, montážních závodů PTI a výrobních zařízení logiky UMC. Plánuje se tedy dosažení vydání relativně levných paměťových čipů DDR4 s velmi vysokou kapacitou.
Hynix také aktivně pracuje na implementaci technologie TSV a na Denali MemCon10 hovořil o svých vlastních plánech na výrobu vysokokapacitních čipů DDR a GDDR pro nadcházející roky. Vývoj technik využití TSV je podle zástupců společnosti v současné době v plenkách a je těžké posoudit, jaké výhody to může přinést do budoucna.
Další známou a již osvědčenou metodou je použití tzv. techniky „vykládání paměti“ – LR-DIMM (Load-Reduce DIMM). Podstatou myšlenky je, že paměťový modul LR-DIMM obsahuje speciální čip (nebo několik čipů), který ukládá všechny signály sběrnice a umožňuje zvýšit množství paměti podporované systémem.
Například Samsung a Micron dnes již zvládly technologii výroby paměťových modulů DDR3 LR-DIMM s kapacitou 32 GB. Nic neomezuje použití této technologie při uvolňování pamětí DDR4. Je pravda, že bychom neměli zapomínat na možná jedinou, ale neméně významnou nevýhodu LR-DIMM: ukládání do vyrovnávací paměti nevyhnutelně vede k dodatečnému zvýšení latence, která bude pro paměti DDR4 již z definice poměrně velká.
Pro segment serverů a high-end výpočetní techniky, kde je požadováno velmi velké množství paměti, je navrženo zcela jiné východisko ze situace. Předpokládá použití vysokorychlostního přepínání se speciálními vícevstupovými přepínacími čipy.
Jak známo, latence CAS (prodleva mezi odesláním adresy sloupce do paměti a zahájením přenosu dat) současné paměti DDR3 je 5 - 16 hodinových cyklů, pro GDDR5 5 - 36 hodinových cyklů; zatímco tRFC pro DDR3 je 90 - 350 ns. Zejména pro paměti DDR3-2133 jsou typické časování 12-12-12 oproti 9-9-9 pro mnoho modulů DDR3-1333. Bohužel zatím nedokážeme odhadnout časování a latenci DDR4 pamětí ani teoreticky, protože, připomínám, vydání finálních specifikací DDR4 plánuje JEDEC nejdříve na rok 2012. 8n prefetch buffer, navržený pro načtení 8 slov dat na přístup do paměti v DDR3, skutečně nahradí Prefetch16 v DDR4, ale je těžké přesně posoudit, jak to ovlivní celkový výkon, aniž bychom znali další klíčové vlastnosti DDR4.
⇡ Pojďme si to shrnout
Již nyní, dlouho předtím, než se na pultech našich obchodů objevily první paměťové moduly DDR4 SDRAM, můžeme s jistotou říci: proces přechodu z DDR3 na DDR4 bude složitější a delší než přechod z DDR2 na DDR3, který, jak jsme všichni si pamatujte, také tam nebyl žádný cukr a skončilo to docela nedávno.
Těžší to budou mít všichni – jak výrobci čipů, tak výrobci paměťových modulů. Kvůli změnám v topologii a architektuře pamětí to budou mít složitější jak výrobci základních desek, tak systémové integrátory. Dostaneme ho samozřejmě i my, koncoví uživatelé, kteří celou tuto „oslavu“ přechodu na nové standardy nakonec zaplatí ze své peněženky.
Přechod na nový typ paměti částečně brzdí technická nepřipravenost odvětví na vydání DDR4. Například abyste mohli vyrábět paměťové čipy DDR4 s napájecím napětím alespoň 1,2 V, musíte nejprve skutečně zvládnout 30nm procesní technologii, ale výsledkem nebude nejekonomičtější čip ani ve srovnání se současnými 1,25 V variantami DDR3 kvůli vyšší spotřebě energie při vyšších provozních frekvencích. Nižší napájecí napětí pro jádra tranzistorů, a tedy i nižší spotřeba energie čipů, bude možné pouze s vývojem přibližně 20nm procesních standardů, což se nestane dříve než v letech 2012-2013.
Naléhavou potřebu výkonnější paměti lze nyní snížit rozšířením specifikací DDR3 o podporu režimu DDR3-2133, což snižuje potřebu naléhavého nástupu nové generace pamětí. Počáteční verze DDR4-1600 pravděpodobně vůbec nevyjde kvůli její irelevantnosti.
Dnes se předpokládá, že paměťové moduly DDR4 budou prezentovány ve variantách od DDR4-2133 po DDR4-4266. Očekává se, že první čipy DDR4 vyrobené v souladu s procesní technologií 32nm/36nm se objeví v příštím roce 2011 a konečnou verzi standardu DDR4 přijme JEDEC v roce 2012.
Pak začne víceletý epos postupně nahrazovat DDR3 DDR4, což podle předběžné odhady, se naostro projeví do roku 2015 a poté se situace začne progresivně vyvíjet.
Pro dnešek tedy každopádně zbývá jen jeden hlavní závěr: s pamětí DDR3 máme ještě pár klidných let.
Zkontrolovali jsme co nové moduly DDR4 RAM se liší od dříve používaných paměťových modulů DDR3 a o kolik jsou efektivnější než zařízení předchozí generace.
První Informace o paměti DDR4 se objevil v roce 2008. Tehdy se předpokládalo, že se do obchodů dostane do pěti let a velmi rychle si získá větší oblibu než paměti DDR3.
Brzy se ale ukázalo, že použitá paměť má velmi velký potenciál pro vývoj a rychlý přechod na nový standard nedává smysl. Přestože tedy před několika lety počítačové firmy předváděly své modely pamětí DDR4 na různých výstavách, kvůli nedostatku podpůrných platforem nebyla možnost jejich praktického využití. Všechno se za poslední rok změnilo. Paměť DDR3 dosáhla svého limitu.
Konec éry pamětí DDR3
Přestože jsou na trhu dostupné moduly s DDR-2400, DDR-2800 a ještě rychlejšími frekvencemi, další zrychlení se ukázalo jako téměř nemožné. Je pravda, že některým výrobcům se podařilo získat vyšší takty, ale vytváření takových paměťových modulů v masovém měřítku bylo nerentabilní a prakticky nemožné.
Neustálé zrychlování stávajícího typu RAM je nepraktické – výrazně se zvyšuje spotřeba a snižuje se chybovost. Řešením těchto problémů se ukázaly být paměťové moduly DDR4, které mají mnohem více možností ke zvýšení výkonu a přitom spotřebují výrazně méně energie.
Potřebujeme nové paměťové moduly DDR4?
Ano, a nejen kvůli rychlosti. První paměťové modely nového typu nemají větší výkon než moduly předchozí generace.
Když jedna technologie dosáhne svých limitů a druhá teprve vstupuje na trh, nemusíme mezi nimi zaznamenat rozdíl v rychlosti. V tomto případě není důležitý výkon, ale vyhlídky nová technologie. Proto se nyní při upgradu počítače vyplatí přemýšlet o výběru platformy kompatibilní s novým typem paměti.
Až příště vyměníme komponenty, budeme moci použít moduly nové generace. Pokud po nějaké době zjistíme, že použitá paměť je příliš pomalá nebo nedostatečně kapacitní, pak nebudeme mít problémy s nákupem výkonnějších komponent – jinak je tomu v případě pamětí DDR3, které dosáhly svého limitu a budou pomalu opouštět trh .
Jeden z silné paměti DDR4 je jeho energetická účinnost. V současnosti tvoří drtivou většinu prodávaných počítačů notebooky, tablety a konvertibilní zařízení. Nejdůležitější vlastností takového zařízení je jeho výkon a doba provozu bez dobíjení, která zase závisí konkrétně na spotřebě energie.
Vyplatí se měnit paměť na DDR4?
Prozatím takové dilema neexistuje, protože platforma, která podporuje oba typy paměti, zatím není k dispozici. Výměna paměti tedy povede k výměně celé platformy. Počítejte však s tím, že základní desky s podporou obou typů pamětí budou brzy dostupné.
Stojí to potom za to? změňte paměť DDR3 na DDR4? Pokud si vyberete nový počítač Vzhledem k budoucí modernizaci by bylo užitečné tuto možnost zvážit. Samozřejmě pak zpočátku utratíme více, ale v budoucnu to usnadní upgrade počítače.
Nový typ paměťových modulů
Drobné změny nastaly v vzhled paměťový modul. Pravda, jeho délka a tloušťka je stejná jako v případě DDR3, ale zkušené oko si všimne, že nové moduly jsou o milimetr vyšší a mají 284 místo 240 kontaktů.
Kromě toho jsou kontakty ve střední části modulu vyšší než kontakty na okrajích. Díky tomu vyžaduje instalace paměti méně úsilí. Pozice odsazení v modulu se také změnila. Tento postup znemožňuje umístění paměti do nevhodného slotu, například do slotu určeného pro instalaci paměťových modulů DDR3.
Vysokorychlostní DDR4
V současnosti najdete na trhu především paměti DDR3 na frekvencích 1333 a 1600 M/s (milion operací za vteřinu), moduly určené pro nadšence dosahují frekvencí okolo 2400 nebo 2866 M/s.
V případě DDR4 budou tyto parametry lepší a téměř standardem se stane provoz na úrovni 2400 M/s. Standard JEDEC aktuálně předpokládá tvorbu DDR4 pamětí v rychlostech od 1600 do 3200 M/s, ale již byly oznámeny moduly na úrovni 4166 M/s.
Dlouhá zpoždění
Zvýšení rychlosti paměti vždy znamená zvýšení latence, vyjádřené v časových cyklech. Podobná situace nastane i tentokrát. Norma JEDEC stanoví, že standardní latence CAS pro paměti DDR4-2400 bude 15 cyklů (u DDR3-1600 to bylo 10 cyklů).
Mějte však na paměti, že zpoždění se ve skutečnosti nemění. K ověření stačí provést jednoduchý výpočet. Rychlost paměti 1600 M/s znamená, že její skutečná rychlost hodin je 00 MHz. To znamená, že jeden cyklus trvá 1/800 000 0000 sekundy. V tomto případě je zpoždění vyjádřené v 10 cyklech 12,5 nanosekund. Po provedení příslušných výpočtů pro paměť 2400 M/s a 15 cyklů dostaneme identický výsledek.
Velká kapacita paměti
Největší moduly DDR3 mají kapacitu 8 GB. S pamětí DDR4 lze snadno dosáhnout kapacity 32 GB. Když jsem to přijal na standardu základní deska Vejdou se do něj čtyři paměťové moduly, což znamená, že počítač vybavený 128GB RAM bude brzy realitou.
Výkonový rozdíl
I když je mezi oběma moduly velký rozdíl v přenosové rychlosti, ve většině programů nedojde k žádné nebo minimální změně výkonu.
Výhody využití rychlejší paměti bude možné vidět pouze v případě, že budete používat nejnáročnější aplikace a hry.
Menší spotřeba energie
DDR3 vyžaduje napětí 1,5 V, zatímco DDR4 pouze 1,2 V. Podle výrobců by tato změna napětí měla zajistit úsporu energie ve výši 30 %. V praxi je úspora poněkud nižší, nicméně díky použití několika inovací se podařilo dosáhnout požadované podlahy.
Některá pomoc zahrnovala změnu typu signalizace a použití DBI, tedy metody inverze paměťové sběrnice. Spočívá v tom, že pokud se v konkrétní datové lince skládá většina informací z nul, jsou nahrazeny jedničkami a vyhrazený kontrolér vnímá datovou linku jako obrácenou.
Díky tomu je možné vypínat a zapínat tranzistory vzácněji, což snižuje spotřebu energie a zlepšuje stabilitu signálu.
DDR4 SDRAM je nejnovější standard paměti JEDEC. Poskytuje více vysoká úroveň výkon, s nižší spotřebou energie a větší spolehlivostí než DDR3.
JEDEC začal pracovat na DDR4 již v roce 2005, s konečnou specifikací v září 2012. Společnost Samsung vydala první prototypy modulů DDR4 na konci roku 2010 a první vzorek 16GB modulu DDR4 v červenci 2012. První, které podporují paměti DDR4, byly vydány s čipovou sadou Intel X99 v srpnu 2014.
Moduly DDR4 SDRAM využívají rozhraní Pseudo Open Drain (POD) (dříve používané ve vysoce výkonných grafických DRAM) a pracují při nižším napětí 1,2 V (ve srovnání s 1,5 V u DDR3). To umožňuje modulům DDR4 spotřebovat o 40 % méně energie než předchozí moduly. To šetří energii a generuje méně tepla. A také DDR4 pro zvýšení spolehlivosti systému podporuje nahrávání cyklické redundantní kontroly (CRC).
288kolíkový modul DDR4 SDRAM je o 1 mm delší a o 1 mm vyšší než 240kolíkové moduly DDR3/DDR2. Toho bylo dosaženo vytvořením jednotlivých kolíků, které byly široké pouze 0,85 mm. Což je menší než 1mm piny používané na předchozích modulech. Přibližně v polovině mezi okrajem a středovým zářezem se moduly DDR4 SDRAM příliš neohnou. Což pro usnadnění instalace činí vnější kontakty u středového výřezu kratšími než kolíky. Kvůli použití různých velikostí a signálů jsou moduly DDR4 fyzicky a elektricky nekompatibilní s předchozími paměťovými moduly a konstrukcemi patic.
Moduly DDR4 byly dostupné s rychlostí 1600 MHz (efektivní) a vyšší. V daný čas, s rychlostmi až 3 200 MHz (efektivní). Stejně jako u DDR a DDR3, pravda hodinová frekvence je poloviční efektivní rychlost, která se technicky vyjadřuje v milionech přenosů za sekundu (MTps). Níže uvedená tabulka ukazuje oficiálně schválené typy modulů DDR4 společnosti JEDEC a jejich specifikace propustnosti.
Rychlosti a přenosové rychlosti standardních modulů JEDEC DDR4 (260pinový DIMM).
| Typ modulu | Typ čipu | Základní rychlost hodin | Doba cyklu | Cykly v průběhu času | Rychlost autobusu | Šířka pneumatiky | Modul přenosové rychlosti | Dvoukanálová přenosová rychlost |
| PC4-12800 | DDR4-1600 | 800 MHz | 1,25 ns | 2 | 1 600 MTps | 8 bajtů | 12 800 Mb/s | 25 600 MB/s |
| PC4-14900 | DDR4-1866 | 933 MHz | 1,07 ns | 2 | 1 866 MTps | 8 bajtů | 14,933 MB/s | 29,866 MB/s |
| PC4-17000 | DDR4-2133 | 1066 MHz | 0,94 ns | 2 | 2 133 MTps | 8 bajtů | 17,066 MB/s | 34,133 MB/s |
| PC4-19200 | DDR4-2400 | 1 200 MHz | 0,83 ns | 2 | 2 400 MTps | 8 bajtů | 19 200 MB/s | 38 400 Mb/s |
| PC4-21300 | DDR4-2666 | 1,333 MHz | 0,75 ns | 2 | 2 666 MTps | 8 bajtů | 21,333 MB/s | 42,666 MB/s |
| PC4-25600 | DDR4-3200 | 1 600 MHz | 0,63 ns | 2 | 3 200 MTps | 8 bajtů | 25 600 MB/s | 51 200 MB/s |
DDR = Double Data Rate
MHz = milion cyklů za sekundu
MTps = milion přenosů za sekundu
Mbps = milion bajtů za sekundu
NS = nanosekundy (miliardtiny sekundy)
Technicky vzato, topologie DDR4 není sběrnice, jak byla použita v DDR3 a dřívějších paměťových standardech. Místo toho DDR4 SDRAM používá připojení typu point-to-point, kde je každý kanál v řadiči paměti připojen k jedinému modulu.
Obvykle najdete moduly DDR4 s hodnocením CL12 - CL16.
RDRAM
Rambus DRAM (RDRAM) je proprietární paměťová technologie (nikoli JEDEC), která se používala především v některých systémech Pentium III a 4. založené na Intelu od roku 2000 do roku 2002. Dnes se tyto systémy téměř nepoužívají.