У чому різниця в типах оперативної пам’яті DDR3 і DDR3L

Оперативний пристрій, або ОЗУ, – це мікросхеми для оперативного або тимчасового зберігання інформації. Інформація в ОЗУ зберігається, поки на мікросхему підключений до джерела живлення. При відключенні харчування інформація втрачається. Введи тут текст

В англомовній технічній літературі такі пристрої називають RAM – Random Access Memory, або пам’яттю довільного доступу.

Статичні і динамічні ОЗУ

Існує два типи ОЗУ: статичні і динамічні.

Елементарною клітинкою статичного ОЗУ є тригер. Тригер складається з двох транзисторних ключів, включених назустріч один одному так, що зі стану взаємно протилежні – коли відкритий один ключ, другий закритий і навпаки. Без зовнішнього сигналу перемикання ключі залишаються в незмінному стані поки на тригер підключений до джерела живлення. Для реалізації тригера необхідно як мінімум два транзистора на кристалі.

Елементарною клітинкою динамічного ОЗУ є конденсатор. Заряджений конденсатор зберігає 1, розряджений – 0. В як пам’ять великого конденсатора можна використовувати власну ємність затвора польового транзистора, таким чином, з’являється можливість реалізувати осередок пам’яті всього на одному транзисторі. Більш висока щільність розміщення елементів пам’яті на кристалі і визначила використання динамічної пам’яті для побудови ОЗУ великого обсягу.

Конденсатор поступово втрачає свій заряд, тому його необхідно підтримувати в зарядженому стані, або< как говорят — регенерировать. Поэтому в динамической памяти, кроме обычных операций чтения и записи, появляется еще и операция регенерации.

Типи динамічних ОЗУ

спочатку і статичні і динамічні пристрої були асинхронними, тобто не вимагали для своєї роботи тактової частоти. Швидкодія було приблизно однаковим і єдиною суттєвою відмінністю була необхідність регенерації в динамічних ОЗУ. Згодом швидкодію транзисторних ключів росло, а швидкодія динамічної пам’яті обмежувався тим, що заряд і розряд запам’ятовує конденсатора вимагає певного часу. Динамічна пам’ять стала відставати від статичної.

Розробникам динамічної пам’яті довелося піти на ускладнення своїх мікросхем. Мікросхеми динамічної пам’яті отримали на кристалі досить складну обв’язку і пристрій управління, для роботи якого необхідна подача тактової частоти. Динамічні ОЗУ стали синхронними і отримали назву SDRAM – Synchronous Dynamic RAM.

За рахунок різних схемотехнічних хитрувань ефективну швидкодію SDRAM стало перевищувати пропускну здатність шини пам’яті і шина стала вузьким місцем. Зазвичай в синхронних пристроях передача інформації відбувається за певним фронту синхроимпульса – переднього (наростаючому) або задньому (спадающему) .Появілісь мікросхеми DDR SDRAM, у яких на відміну від звичайних SDRAM передача інформації по шині здійснюється як по обох фронтах синхроимпульса. Це дозволило збільшити пропускну здатність шини пам’яті вдвічі. DDR і означає Double Data Rate, або подвоєну швидкість даних.

Технологія DDR розвивалася і з’явилися нові покоління цих пристроїв, спочатку DDR2, потім DDR3. Останнім поколінням на сьогоднішній день є DDR4, але воно ще не набуло широкого поширення і найпоширенішим типом залишається DDR3.

Огляд оперативної пам’яті DDR3

DDR3 SDRAM означає синхронну динамічну пам’ять третього покоління з подвоєною швидкістю передачі по шині даних. Пам’ять випускається у вигляді модулів – друкованих плат прямокутної форми, на одній з довгих сторін яких розташовуються контактні площадки для з’єднання з роз’ємами материнської плати.

Залежно від виконання контактів модулі поділяються на два типи – SIMM і DIMM. SIMM або Single In line Memory Module – означає модуль пам’яті з одним рядом контактів. DIMM – модуль з двома рядами контактів. У обох типів модулів контактні площадки розташовані на двох сторонах плати, але в модулях SIMM протилежні контакти з’єднані.

Модулі пам’яті DDR2 і DDR3 мають по 240 контактів. На контактної стороні модулів є спеціальний виріз – ключ. На модулях DDR2 і DDR3 ключі розташовуються по-різному, що виключає установку одного модуля замість іншого. Випускаються модулі зменшеного габариту для ноутбуків, які позначаються SoDIMM, So в позначенні розшифровується як Small Outline, тобто малий навпаки.

характеристики DDR3

Основні характеристики будь-якого типу пам’яті – обсяг і швидкодія. Обсяг випущених в даний час модулів становить від 1 до 16 ГБ для стандартних модулів і до 8 ГБ для SoDIMM.

Швидкодія синхронної пам’яті визначається тактовою частотою шини і затримками в циклі звернення до пам’яті, які характеризують швидкодію самих мікросхем пам’яті і називаються латентно (від англійського Latency – затримка) або таймингами. Різних затримок вказується кілька – іноді до п’яти. Для вибору модуля DDR3 можна не звертати особливої ??уваги на затримки.

У системах DDR дані буферизуются, використовується конвеєрний введення-виведення, при цьому значення затримок власне мікросхем компенсується. Крім того, сучасні процесори мають на кристалі такі обсяги швидкодіючих статичних ОЗУ в кеш-пам’яті другого і навіть третього рівня, що підкачка сторінок між внутрішнім кешем і зовнішнім ОЗУ відбувається досить рідко. Тому в сучасних комп’ютерах швидкодію оперативної пам’яті престало відігравати визначальну роль.

Головна характеристика швидкодії пам’яті DDR3 – частота передачі по шині даних. Для DDR3 вона може бути в діапазоні від 800 до 2400 МГц. Частота шини в два рази нижче, оскільки передача даних йде два рази за цикл по обох фронтах тактового сигналу. За рахунок буферизації ще ділиться на 4, тобто сама пам’ять працює на частоті в 4 рази нижче частоти шини.

Швидкодія модулів вимірюється в мегабайтах за секунду. Оскільки шина має ширину в 64 біта або 8 байт в секунду, значення швидкості обміну даними для модуля DDR3 буде в 8 разів більше частоти передачі по шині.

Найповільніший модуль з частотою даних на шині 800 МГц буде мати швидкість 2400 МБ в секунду і мати позначення PC3? 2400.

Самий, швидкий модуль з частотою даних 2400 МГц матиме швидкість 19200 МБ в секунду і позначення буде виглядати як PC3? 19200.

При виборі модуля, треба обов’язково переконатися що тактова частота шини модуля відповідає тактовій частоті процесорної шини вашого комп’ютера.

Зниження напруги живлення мікросхем

Сучасні мікросхеми виготовляються по технології КМОП. Транзисторний ключ в цій технології складається з двох польових транзисторів, включених за схемою двотактної. У будь-якому стані ключа один транзистор повністю відкритий, другий – закритий. У закритому стані польовий транзистор практично не пропускає струму. Тобто, в стабільному стані КМОП ключ не споживає струм від джерела живлення. Але у затворів польових транзисторів є ємність. І вона має істотну величину. При перемиканні ключа відбувається перезаряд затворів ємностей. А конденсатор, як відомо, запасає енергію у вигляді електричного поля. І ця енергія пропорційна величинам ємності і напруги.

Потужність визначає швидкість зміни енергії і пропорційна в нашому випадку частоті перемикання. Виходить, що вся енергія джерела живлення витрачається на перезаряд затворів ємностей. І споживана потужність зростає лінійно з ростом тактової частоти. Є два шляхи зниження втрат потужності на перезаряд паразитних конденсаторів:

  • Зменшити їх ємність.
  • Зменшити напругу перезарядження – знизити напругу живлення.

З кожним новим кроком у вдосконаленні технологічного процесу виготовлення інтегральних мікросхем лінійні розміри транзисторів зменшуються. Зменшується і площа паразитних конденсаторів, а відповідно і їх ємність. Але і число транзисторів на кристалі теж збільшується.

Значить, треба домогтися роботи мікросхем при якомога більш низькій напрузі живлення. В результаті з кожним новим поколінням мікросхем напруга їх живлення зменшується.

  • DDR – 2, 5 В.
  • DDR2 – 1, 8 В.
  • DDR3 – 1, 5 В.
  • DDR4 – 1, 2 В.

У чому відмінність DDR3 і DDR3l

На ринку можна знайти модулі з мікросхемами DDR3l і DDR3. Різниця в тому, що DDR3L – це модернізована версія DDR3. L- означає Low або по-російськи низький, знижений. Мікросхеми DDR3l можуть працювати на зниженій напрузі 1,35 В. Але можуть працювати і при звичайному для DDR3 напрузі 1,5 В. Краще використовувати відповідні модулі за своїм прямим призначенням.

DDR3L може встановлюватися замість DDR3, а навпаки – немає. Якщо напруги живлення модулів пам’яті одно 1,35 в, то така материнська плата передбачає використання тільки модулів DDR3L, і установка звичайних модулів DDR3 неможлива.

Ссылка на основную публикацию