За последние несколько лет основное сражение за увеличение производительности компьютеров велось в области разработки и производства новых микросхем для скоростной памяти. Причем если до этого все совершенствование оперативной памяти сводилось к увеличению ее объема, то сейчас во главу угла ставится ускорение процесса чтения/записи запоминающих ячеек и передачи данных по системной шине. Таким образом, разработчики наконец-то непринужденно пришли к выводу, что наращивать частоту ядра процессора без ускорения процесса работы с оперативной памятью бессмысленно, т. к. процессор, обработав полученную перед этим порцию данных, надолго останавливается, ожидая окончания очередного цикла чтения/записи, усовершенствование микросхем памяти, естественно, влечет за собой изменение конструкции чипсета системной платы и правил работы системной шины. В итоге перед пользователями теперь встает не только проблема выбора нового процессора и системной платы, но и подбора оптимального варианта системы "процессор-плата-память". Ведь сегодня предлагаются три типа модулей (DDR, DDR2, DDR3) для работы с современными процессорами, впрочем выбор между модулями DDR2 и DDR3 не так очевиден. Кроме того, хотя управления определенным типом памяти необходимо, чтобы чипсет системной платы или блок управления памятью процессора умел работать с ней. До появления процессоров Pentium III у пользователей особого выбора модулей памяти не было, а основная проблема на практике заключалась в том, как различить модули SIMM (Single In-line Memory Module) с микросхемами EDO Extended Data Output) и FPM (Fast Page Mode). Новые поколения процессоров стимулировали разработку более скоростной памяти SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) с тактовой частотой 66 МГц, а модули памяти с такими микросхемами получили название DIMM (Dual In-line Memory Module). Дальнейшее увеличение производительности компьютеров натолкнулось на барьер, когда при попытке разогнать оперативную память до частоты 100 МГц микросхемы SDRAM работали неустойчиво, к тому же сказывались недостатки работы чипсетов и неудачная разводка системных плат и модулей памяти. Для решения этих проблем корпорация Intel разработала спецификацию для микросхем памяти — РС100 (число 100 говорит о частоте работы запоминающей матрицы). На ее основе стали производиться сначала микросхемы РС100 SDRAM, а потом и РС133 SDRAM. Оба типа модулей памяти до сих пор успешно работают с процессорами типа Pentium III. Все эти модули относятся к первому поколению памяти SDR SDRAM (Singl Data Rate SDRAM). На смену РС100 должна была прийти высокочастотная память Rambus, как это планировала корпорация Intel, но данная технология, увы, сказалась слишком дорогой и сложной, плюс различные проблемы с лицензированием. чем весьма неприятно удивила компания Rambus. И в настоящее время различные модификации памяти типа Rambus используются только в высокопроизводительных серверах и рабочих станциях, где самое важное — производительность вычислительного устройства. Для использования с процессорами Athlon, а потом и с Pentium 4 было разработано второе поколение микросхем SDRAM — DDR SDRAM (Double ЦеЛЯ Rate SDRAM). Технология DDR SDRAM позволяет передавать данные по обеим фронтам каждого тактового импульса, что дает возможность удвоить пропускную способность памяти. При дальнейшем развитии этой технологии в микросхемах DDR2 SDRAM удалось за один тактовый импульс передавать уже 4 порции данных. Причем следует отметить, что увеличение производительности происходит за счет оптимизации процесса адресации и чтения/записи ячеек памяти, а вот тактовая частота работы запоминающей матрицы не изменяется. Поэтому общая производительность компьютера не увеличивается в два и четыре раза, а всего на десятки процентов. На рис. 5.1 показаны частотные принципы работы микросхем SDRAM различных поколений. Но даже память типа DDR2 не полностью удовлетворяет возможности современных процессоров, поэтому сейчас начато производство следующего поколения микросхем и модулей SDRAM под маркировкой DDR3. В основном, модернизация коснулась достаточно серьезных процессов технологии чтения-записи, поэтому результирующая производительность выросла существенно (правда, смотря для каких приложений). Увеличилась вдвое до 8-ми разрядность буфера предварительной выборки, а за счет уменьшения напряжения питания тактовая частота на выходе может достигать 1600 МГц, плюс самые разные ухищрения по организации взаимодействия чипсета и запоминающих ячеек.
Рис. 5.1. Частотные принципы работы микросхем памяти S
В настоящее время начался процесс отказа использования модулей памяти DDR в пользу DDR2, а также начат плавный переход на следующее поколение модулей памяти DDR3. Для процессоров Intel этот переход на DDR2 практически состоялся, а для процессоров AMD начался после выхода сокета AM2. Относительно памяти DDR3 следует отметить, что серийный выпуск модулей начат лишь в 2007 г., поэтому эта память пока излишне дорога, да и, в большинстве случаев, еще просто не нужна, т. к. большинству систем вполне хватает и памяти DDR2. Вообще, это еще вопрос, насколько необходима новейшая память, поскольку в реальной жизни и для большинства приложений результаты практической работы не совпадают с излишне оптимистическими замерами в различных тестах. Но, конечно, если вы используете операционную систему Windows Vista, то тогда придется раскошеливаться и на последние новинки полупроводниковой промышленности. Кроме перечисленных типов памяти существуют и другие типы памяти и модулей, которые используются в специализированных устройствах, например. в качестве видеопамяти. Следует отметить, что постоянно приходят сообщения о разработке микросхем памяти на новых принципах, поэтому, возможно, уже через год-два микросхемы DDR SDRAM будут считаться морально устаревшими. В табл. 5.1 показана информация по развитию технологии DRAM, как это приведено на сайте компании Kingston (http://www.kingston.com).
ПРИМЕЧАНИЕ В высокопроизводительных графических видеоадаптерах используется технология памяти, названная GDDR3 SDRAM, а в 2007 г. появились микросхем памяти GDDR4 и GDDR4 SDRAM. Заметим, что упомянутые типы динамически памяти предназначены только для графических адаптеров и в качестве обычной оперативной памяти компьютера не могут применяться. В частности, это связано с циклами регенерации динамической памяти, так как используются различные алгоритмы организации циклов регенерации.
