Speicher

Die verschiedenen Arten von Arbeitsspeicher und deren Bezeichnungen sind schon etwas verwirrend. Aus diesem Grund habe ich diese Rubrik auf PC-Channel.com eingeführt.

Hier werden alle Arten von Speicher und deren Technische Daten, Abkürzungen und Bezeichnungen aufgelistet und erklärt.

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Technische Daten Arbeitsspeicher, RAM, Dimm

Bezeichnung

Art

Speichertakt

Effektiver Takt

Pin's

Übertragungrate

PC-133

SDRam

133 MHz

133 MHz

168

1,06 GB/s

PC-1600

DDR-SDRam

100 MHz

200 MHz

184

1,6 GB/s

PC-2100

DDR-SDRam

133 MHz

266 MHz

184

2,1 GB/s

PC-2700

DDR-SDRam

166 MHz

333 MHz

184

2,7 GB/s

PC-3200

DDR-SDRam

200 MHz

400 MHz

184

3,2 GB/s

PC2-3200

DDR2-SDRam

100 MHz

400 MHz

240

3,2 GB/s

PC2-4200

DDR2-SDRam

133 MHz

533 MHz

240

4,2 GB/s

PC2-5300

DDR2-SDRam

166 MHz

667 MHz

240

5,3 GB/s

PC2-6400

DDR2-SDRam

200 MHz

800 MHz

240

6,4 GB/s

PC2-8500

DDR2-SDRam

266 MHz

1066 MHz

240

8,5 GB/s

PC3-6400

DDR3-SDRam

100 MHz

800 MHz

240

6,4 GB/s

PC3-8500

DDR3-SDRam

133 MHz

1066 MHz

240

8,5 GB/s

PC3-10600

DDR3-SDRam

166 MHz

1333 MHz

240

10,6 GB/s

PC3-12800

DDR3-SDRam

200 MHz

1600 MHz

240

12,8 GB/s

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SDRAM

SDRAM ist die Abkürzung für „Synchronous Dynamic Random Access Memory“. Die Kurzform SDRAM wird häufig verwendet und bezeichnet eine mit SDRAM bestückte DIMM-Leiterplatte. SDRAM (Synchroner DRAM) ist eine getaktete DRAM-Technologie. Der Takt wird durch den Systembus vorgegeben, ggf. auch durch einen separaten, am Systembus angeschlossenen Speicherbus. Die Taktung erfolgt über die Verwendung von Registern für Adresseingänge, Steuerinformationen sowie die Ein-/Ausgabedaten, indem Wertänderungen in den Registern nur mit den Taktflanken durchgeführt werden. Wenn Wertänderungen sowohl bei positiven wie auch bei negativen Taktflanken möglich sind, so spricht man auch von DDR-SDRAM (Double Data Rate SDRAM). Durch die Verwendung eines Taktes zur Synchronisierung entfällt die bei asynchronen Verfahren notwendige Kommunikation (etwa über Handshake-Verfahren). Zudem können durch die Verwendung der Register Puffer- und Pipelining-Techniken genutzt werden, so dass sich insgesamt ein deutlicher Zeitgewinn ergibt. SDRAM ist etwa doppelt so schnell wie EDO-DRAM und wird dabei mit 3,3 Volt betrieben.

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DDR-SDRAM

Während „normale“ SDRAM-Module bei einem Takt von 133 MHz eine Datenübertragungsrate von 1,06 GB/s bieten, arbeiten Module mit DDR-SDRAM nahezu mit der doppelten Datenrate. Möglich wird dies durch einen relativ simplen Trick: Die Datenbits werden bei der ab- und aufsteigenden Flanke des Taktsignals übertragen, statt wie bisher nur bei der aufsteigenden.


DDR-SDRAM („Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory“) ist ein Typ eines Random Access Memory (RAM). Verwendet werden sie hauptsächlich für Speichermodule des DIMM-Standards als Arbeitsspeicher in PCs. Wenn Wertänderungen sowohl bei positiven wie auch bei negativen Taktflanken möglich sind, so spricht man auch von DDR-SDRAM (Double Data Rate SDRAM). DDR-SDRAM Speichermodule (DIMM) besitzen 184 Kontakte/Pins (DDR2-SDRAM DIMM/DDR3-SDRAM DIMM: 240, SDRAM DIMM: 168 Kontakte).

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DDR2-SDRAM

DDR2-SDRAM ist eine Weiterentwicklung des Konzeptes von DDR-SDRAM, bei dem statt mit einem Zweifach-Prefetch mit einem Vierfach-Prefetch gearbeitet wird. DDR2-SDRAM Speichermodule (DIMM) besitzen 240 Kontakte/Pins.

Bei DDR2-SDRAM taktet der I/O-Puffer mit der zweifachen Frequenz der Speicherchips. Hier erhält man wie bei dem älteren DDR-Standard jeweils bei steigender als auch bei fallender Flanke des Taktsignals gültige Daten. Beim DDR-SDRAM werden mit einem Read-Kommando (mindestens) zwei aufeinanderfolgende Adressen gelesen, bei DDR2-SDRAM vier. Dies ist bedingt durch die Prefetch-Methode des jeweiligen Standards. Aus einem 128 Bit breiten DDR-Modul werden also pro Read 256 Bit gelesen aus einem vergleichbaren DDR2-Modul aber 512. Die absolute Datenmenge bleibt bei gleichem I/O-Takt von zum Beispiel 200 MHz aber identisch, da das DDR2-Modul zwei anstelle von einem Takt benötigt, um die Daten zu übertragen. DDR2 unterstützt nur 2 mögliche Burst-Längen (Anzahl an Datenwörtern die mit einem einzelnen Kommando gelesen oder geschrieben werden können), nämlich 4 (bedingt durch Vierfach-Prefetch) oder 8, DDR hingegen unterstützt 2, 4 oder 8.

Zur Erhöhung der Taktraten und zur Senkung der elektrischen Leistungsaufnahme wurde die Signal- und Versorgungsspannung von DDR2-SDRAM auf 1,8 Volt verringert (bei DDR-SDRAM sind es 2,5 V). Nebenbei führt die verringerte Spannung zu einer geringeren Wärmeentwicklung. Die elektrische Leistungsaufnahme sinkt auf für den Mobilbereich akkufreundlichere 247 mW (statt bisher 527 mW).

DDR2-SDRAM Chips arbeiten mit „On-Die Termination“ (ODT). Der Speicherbus muss also nicht mehr auf der Modulplatine (oder dem Board) terminiert werden. Die Terminierungsfunktion wurde direkt in die Chips integriert, was Platz und Kosten spart. ODT arbeitet wie folgt: Der Speicher-Controller sendet ein Signal auf den Bus aus, das alle inaktiven DDR2-SDRAM-Chips dazu veranlasst, auf Terminierung umzuschalten. Somit befindet sich nur das aktive Signal auf der Datenleitung, Interferenzen sind so gut wie ausgeschlossen.

Um DDR2-SDRAMs nicht versehentlich in einen DDR-SDRAM Steckplatz zu stecken, was bei Inbetriebnahme den DDR2-SDRAM-Riegel wegen der höheren Spannung zerstören würde, wurde die Einkerbung mehr zur Mitte des Moduls verschoben.

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DDR3-SDRAM

DDR3-SDRAM ist eine Weiterentwicklung des Konzeptes von DDR2-SDRAM bei dem statt mit einem Vierfach-Prefetch mit einem Achtfach-Prefetch gearbeitet wird.

Die neuen Chips mit einer Kapazität von 512 MBit sollen Daten mit 8500 MBps verarbeiten und damit deutlich schneller sein als heutiges DDR-400 oder auch DDR2-667 SDRAM. Allerdings wird die CAS-Latenz höher sein. Darüber hinaus benötigt DDR3-SDRAM auch nur noch 1,5 Volt und ist damit gerade für den mobilen Einsatz besser geeignet, bei dem es auf lange Batterielaufzeiten ankommt. DDR3-SDRAM wird seit dem 5. Juli 2006 bei Samsung in 80 nm Prozesstechnologie hergestellt und wird im Laufe des Jahres 2007 auf dem Markt erhältlich sein. Man erwartet, dass sich die neue Speichergeneration auch bis spätestens 2007 durchgesetzt hat und bis 2009 einen Marktanteil von 65 % am gesamten DRAM-Markt erreichen wird.

DDR3-SDRAM Speichermodule (DIMM) besitzen 240 Kontakte/Pins (DDR2-SDRAM DIMM: ebenfalls 240, DDR-SDRAM DIMM: 184, SDRAM DIMM: 168 Kontakte). Im Bereich des Video-RAMs wird schon seit längerem GDDR3 eingesetzt. Dieser basiert aber auf DDR2 Speicherchips, lediglich die Spannung wurde abgesenkt. (Spannung VDD,VDDQ = 1,8 V, 1,8 V anstatt 2,5 V, 1,8 V) Die Bezeichnung GDDR3 besitzt keine offiziellen Spezifikationen, sondern wurde aus Marketing-Gründen gewählt (um sich von den weniger erfolgreichen GDDR2 abzugrenzen).

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Inhalt - Speicher

Technische Daten

SDRAM

DDR-SDRAM

DDR2-SDRAM

DDR3-SDRAM

Was ist?

Speicherlatenzen
Diverse Wartezeiten, die beim auslesen einer Zelle innerhalb des Speicherchips entstehen. Niedrigere Latenzen sorgen für mehr Leistung.

Ganged/unganged
Option beim RAM-Controllerdes Phenoms. Im Ganged-Modus arbeiten die Dimm's im gewöhnlichen Dual-Channel-Modus. Bei Unganged sind die Kanäle getrennt.