[bigbang]

همه چیز در مورد در رم به زبان ساده



سه نسل در یک نگاه

بیشتر از هشت سال از ورود خانواده رم‌های DDR به بازار می گذرد و بزرگ‌ترین انقلابی که این ماژول‌ها در مقایسه با نسل اولیه حافظه‌ها توانستند ایجاد کنند این بود مه فرکانس و ظرفیت بالاتری داشتند. در حقیقت مقام رم‌های DDR2 و DDR و DDR3 مبتنی بر طراحی SDRAM هستند یعنی از سیگنال‌های فرکانسی برای انتقال همزمان اطلاعات استفاده می‌کنند. این رم‌ها داده‌ها را با سرعتی دو برابر انجام می‌دهند و در هر چرخه انتقال چند تکه از داده‌ها را منتقل می‌کنند. برای مثال کارت‌های حافظه DDR2-800 با سرعت ۴۰۰ مگاهرتز کار می‌کند. DDR2-1066 وDDR3-1066 با سرعت ۵۳۳ مگاهرتز و مموری‌هایDDR3-1333 با سرعت ۶۶۶ مگاهرتز کار می‌کنند.

ذکر این نکته مهم است که این فرکانس‌ها بیشترین فرکانسی است که ماژول حافظه می‌تواند از آن استفاده کند و به این معنی نیست که این رم‌ها به طور خودکار در این سرعت‌ها کار می‌کنند. برای مثال اگر یک ماژول DDR2 با فرکانس ۱۰۶۶ مگاهرتز را روی سیستمی نصب کنید که با فرکانس ۴۰۰ مگاهرتز (۸۰۰ MHz DDR) سازگار است، این رم نمی‌تواند با سرعت بیش از ۴۰۰ مگاهرتز فعالیت داشته باشد و در واقع قسمتی از فرکانس اصلی آن که ۵۳۳ مگاهرتز (یا ۱۰۶۶ مگاهرتز در حالت رایج است) غیرقابل استفاده می‌ماند. این به دلیل شرایط فنی تراشه مادربورد در قسمت پل شمالی است که کنترل رم را برعهده دارد. البته در پردازنده‌های جدید این امکان به سی‌پی‌یو منتقل شده است و این بخش مشخص می‌کند که از چه نوع رم و با چه فرکانسی می‌توان استفاده کرد.
روش نامگذاری در رم‌ها قواعد مشخصی دارد. در سیستم نامگذاری خود تراشه در عبارت DDRx-yyyy حرفX نوع تکنولوژی ساخت وyyyy فرکانس را نشان می‌دهد.
در بورد کوچک چاپی رم که اغلب به رنگ سبز دیده می‌شود از سیستم نامگذاری متفاوتی استفاده می‌شود که به صورت PCx-zzzz است. در این روش X نوع تکنولوژی ساخت و ZZZZ ماکزیمم سرعت انتقال در حالت نظری است. با توجه به این‌که داده‌ها در پالس‌های فرکانسی انتقال پیدا می‌کنند این شماره به ما می‌گوید که چقدر بایت می‌تواند بین واحد کنترل مموری و خود رم انتقال پیدا کند. با یک حساب ساده که با ضرب فرکانس DDR در واحد مگاهرتز در ۸ انجام می‌شود، می‌توان نرخ انتقال برحسب مگابایت را به دست آورد.
برای مثال ماژول‌های حافظهDDR2-800 به طور نظری دارای سرعت بیشینه معادل ۶۴۰۰ مگابایت در ثانیه هستند (۸*۸۰۰) و مدل‌هایی که از این نوع مموری‌ها استفاده می‌کنند PC2-6400 نامگذاری می‌شوند. بعضی مواقع عدد به صورت صحیح نشان داده می‌شود. به طور مثال در ماژول‌های حافظه DDR3-1333 سرعت انتقال نظری ۱۰۶۶۶ مگابایت در ثانیه است اما مدل‌های حافظه که از این نوع استفاده می‌کنند PC3-10666 یا PC3-10600 خوانده می‌شوند. این مورد به شرکت تولیدکننده وابسته است.
درک این نکته بسیار مهم است که این اعداد نظری هستند و درعمل هیچ وقت این اعداد در عمل دیده نمی‌شوند. به این دلیل که محاسبات بر اساس فرمول‌های مشخص انجام می‌شود و بر این اساس حافظه در هر چرخه فرکانس داده‌ها را به قسمت کنترل مموری ارسال می‌کند ,که در واقعیت هرگز چنین نیست. قسمت کنترل مموری و کارت حافظه احتیاج به تبادل داده‌ها و فرمان‌ها دارند(برای مثال فرمانی که مموری را وادار به ذخیره داده‌ای در قسمتی مشخص شده می‌کند) و همچنین در زمانی‌که مموری در حال انتقال داده دیگری نباشد.


سرعت‌ها



یکی از تفاوت‌های اصلی بین DDR وDDR2 و DDR3 بالاترین میزان سرعت انتقال است که هر کدام می‌توانند انجام دهند. بعضی از تولیدکنندگان می‌توانند چیپ‌ست‌های مموری تولید کنند که به سرعت‌هایی غیر از آنچه که در حالت استاندارد تعریف شده دست پیدا کنند. این توانایی در اورکلاک کاربرد زیادی دارد.
ولتاژها
حافظه‌های DDR3 در مقابل نسل قبل از خود به ولتاژ پایین‌تری نیاز دارند. زیرا فناوری ساخت آنها ارتقا پیدا کرده و مصرف انرژی بهینه شده است. در مورد DDR2 نیز همین طور است. به طور پیش فرض حافظه‌های DDR با ولتاژ ۵/۲ و حافظه‌های DDR2 با ولتاژ ۸/۱ و حافظه‌های DDR3 با ولتاژ ۵/۱ تغذیه می‌شوند. البته بعضی از رم‌ها ممکن است ولتاژ بیشتری نسبت به آنچه در جدول ذکر شده نیاز داشته باشند. این اتفاق مخصوصا در مورد حافظه‌هایی می‌افتد که قابلیت اجرای فرکانسی بالاتر از حد معمول را داشته باشند(قابلیت اورکلاک).

زمان تاخیر

زمان تاخیر مرحله‌ای است که واحد کنترل مموری باید بین درخواست یک داده و به اتمام رسیدن عملیات اجرا شده روی آن داده صبر کند. این زمان با با نام CAS نیز شناخته می‌شود(Column Address Strobe).
Latency یا به اختصار CL در خصوص دوره‌های چرخه فرکانس بیان می‌شود. برای مثال یک مموری با CL3 به این معنی است که وقتی درخواستی انجام می‌شود واحد کنترل مموری باید سه چرخه فرکانس را تا رسیدن داده به مقصد صبر کند در حالی‌که در یک مموری CL5 زمان بیشتری نیاز است. بنابراین همیشه شما باید به دنبال حافظه با کم‌ترین مقدار ممکن CL باشید.
مموری‌های DDR2 و DDR3 دارای CL بالاتری هستند و در کنار آن یک پارامتر دیگر به نام AL یا زمان تاخیر اضافی نیز دارند. پس این عدد CL+AL برای رم‌های DDR2 و DDR3 این‌گونه محاسبه می‌شودکه خوشبختانه در بیشتر این رم‌ها عدد AL صفر است که به معنی عدم نیاز به زمان اضافی برای این مرحله است.
مموری‌های DDR3 دارای تاخیر بیشتری نسبت به DDR2ها هستند اما این به معنی زمان انتظار بیشتر نیست. برای مثال مموری‌های DDR2-800 CL5 نسبت به مموری‌های DDR3-800 CL5 دارای تاخیر کم‌تر و در نتیجه سرعت بیشتری هستند اگر چه هر دو سرعت ۸۰۰ مگاهرتز دارند و از لحاظ نظری نیز کاملا شبیه به هم هستند. البته این نکته رو هم باید در نظر گرفت که مموری‌های DDR3 ولتاژ کم‌تری نیاز دارند. به طور معمول تولیدکنندگان حافظه اطلاعات مربوط به سرعت و زمان‌بندی (CAS) را به صورت یک سری عدد جدا از هم می‌نویسند که مقدار CL اولین عدد است.


PreFetch


حافظه‌های دینامیک داده‌ها را در مخزن‌های بسیار ریز و مرتبی ذخیره می‌کنند. در حافظه‌های DDR دو بایت از آرایه‌ها به مموری داخلی (I/O Buffer (در هر فرکانس انتقال داده می‌شود و این را PreFetch دو بایتی نامگذاری می‌کنند. در مموری‌های DDR2 انتقال داده به چهار بایت افزایش یافت و در نسل بعدی مموری‌ها یعنی DDR3 به ۸ بایت رسید. این در واقع ترفندی است که باعث می‌شود تا مموری‌های DDR در فرکانس بالاتری کار کنند.


مقاومت پایانی



در مموری‌های نوع DDR این ترمینیشن به عهده مادربورد بود در صورتی که در ماژول‌های DDR2 وDDR3 این مقاومت در درون چیپ‌ست‌ها و با تکنولوژی به نام ODT قرار داده شد. این روش برای عملکرد بهتر و مرتب‌تر سیگنال‌ها انجام گرفت.


شکل ظاهری

بعد از بررسی در حوزه عملکرد نوبت به تفاوت‌ها در ساختار می‌رسد. شکل فیزیکی ماژول‌های رم در هر نسل با بقیه متفاوت است و نمی‌توانید یک مدل DDR2 را روی یک سوکت DDR3 نصب کنید مگر آن‌که مادر بورد شما هر دو نوع را پشتیبانی کند که تعداد کمی از مادربوردها دارای این قابلیت هستند.
پس نمی‌توانید از DDR2 به DDR3 ارتقا بدهید چون نیاز به تغییر مادر بورد و همچنین CPU نیز دارید(البته اگر واحد کنترل مموری به عهدهCPU باشد همانند CPUهای AMD وIntel Corei7). تعداد پین‌ها در DDR2 و DDR3 یکسان است اگرچه شکاف در سمت متفاوتی واقع است. در رم‌های DDR تعداد پین‌ها ۱۸۴ عدد است و در DDR2 این تعداد به ۲۴۰ عدد می‌رسد که مشابه ماژول‌های DDR3 است.