Johan De Gelas - Memorijska tehnologija.pdf

MEMORIJSKA TEHNOLOGIJA (1. deo)

Napisao: Johan De Gelas Prevod sa engleskog: Dr Radomir Janković

Odlučili smo da zaboravimo na svu onu silnu graju koja se digla na tržištu i da se usredsredimo na ono što smatramo da nam je dužnost: da obezbedimo Vašu dobru obaveštenost. Po našem mišljenju, nema boljeg oružja protiv marketinških naklapanja od jednog sveobuhvatnog ozbiljnog članka. Nadamo se da ćemo Vam u ovom tekstu predstaviti solidnu osnovu SDRAM memorijske tehnologije, a kasnije ćemo Vam ponuditi pregled različitih vrsta postojećih memorija. Neke od njih su prilično egzotične, ali zaslužuju više pažnje. Na nesreću, u industriji memorija vlada velika konkurencija i mnoge tehnologije koje su dosta obećavale nisu doživele razvoj dalji od onog početnog. I pored toga, dok sam duboko "kopao" po bibliotekama sa informacijama o memorijskim tehnologijama, otkrio sam da je taj posebni segment industrije zaista vrlo uzbudljiv. U daljem tekstu, pokušaćemo da objasnimo prednosti i nedostatke SRAM, Rambus, DDR SDRAM i SDRAM memorija. Da, tekst koji sledi će biti veoma zanimljiv, ali bez nekih osnovnih informacija o (S)DRAM memorijama, vrlo je teško da se pokriju teža pitanja koja stoje iza složenijih implementacija. Videćete, usput, da će Vam novo znanje koje ćete dobiti, dozvoliti da razumete pitanja performanse. Na primer, objasnićemo Vam zašto skup čipova BX sa povećanom brzinom generatora takta tako dobro radi, zašto Duron više voli DRAM sa velikim propusnim opsegom, kao i još mnogo drugih stvari.

Osvežite svoju memoriju! Verovali ili ne, ali osnovne ćelije RDRAM (Rambus), DDR SDRAM, ili čak EDO RAM memorije, sasvim su iste. RDRAM, DDR RAM, SDRAM, i EDO RAM su sve predstavnici iste vrste RAM memorija: DRAM ili Dinamičke RAM memorije. Sve memorijske ćelije DRAM se sastoje od jednog tranzistora i jednog kondenzatora. Videćemo da je to najjevtiniji način da se napravi memorijska ćelija. Stanje kondenzatora odredjuje da li memorijska ćelija sadrži logičku "jedinicu" ili "nulu", ali i samo prisustvo kondenzatora je uzrok nekih ograničenja DRAM memorije. Kondenzator "drži" elektrone, odnosno izvesno naelektrisanje. Napunjen kondenzator odnogovara logičkoj "jedinici", dok, naprotiv, "prazan" kondenzator predstavlja logičku "nulu". Napunjen kondenzator se prazni, otpušta elektrone, pa je to razlog zašto memorijske ćelije moraju s vremena na vreme da se "osveže". Kondenzatori se pune električnom strujom, a takve struje ne mogu da budu suviše jake. Zato je potrebno izvesno vreme pre nego što se ovi veoma mali kondenzatori (od 0,2 do 0,8 mikrona) ponovo napune. Za to vreme memorijskoj ćeliji ne može da se pristupa.

Suprotno od popularnog verovanja, ovo "automatsko" osvežavanje nije neki veliki problem. Proizvodjači DRAM memorija ističu da osvežavanje mora da se obavi svakih 64 ms, a u praksi to znači da, zbog osvežavanja, ćelija DRAM nije raspoloživa samo 1% od ukupnog vremena. Medjutim, najveći problem sa DRAM memorijama jednostavno je u tome što očitavanje sadržaja ćelija prazni kondenzator. Zato ćelija DRAM memorije mora da se osveži svaki put kada se pristupi njenom redu, očitavanje je destruktivno. Dakle, svaki put kada se red čita, u njega se takodje i ponovo upisuje. Drugim rečima, ćelija se osvežava najmanje svake 64 ms, ali isto tako i svaki put kada se pročita. Rezultat ovoga je povećano vreme pristupa sadržaju ćelije, odnosno veća kašnjenja. SRAM, ili Statička RAM memorija, nema ovakve "osvežavajuće" probleme. Jedna ćelija SRAM memorije sastoji se od 4 tranzistora i dva otpornika, a SRAM ćelije ne memorišu podatke pomoću kapacitivnog naelektrisanja (odnosno kondenzatora u ćeliji DRAM memorije), nego pomoću prebacivanja tranzistora u odgovarajuće stanje, na isti način kao što se to radi sa tranzistorima u centralnoj procesorskoj jedinici. Čitanje SRAM memorije nije destruktivno i ona ne mora da se osvežava. SRAM memorija može da radi na većim brzinama generatora takta od DRAM memorije, ali najvažnije je mnogo manje kašnjenje da bi se došlo do prva 4 bajta ("reči"). SRAM memoriji je potrebno 2 do 3 ciklusa generatora takta da bi se dobio pravi podatak (zanemarujemo kašnjenja koja će se pojaviti dok se šalju signali izmedju centralne procesorske jedinice, skupa čipova i upravljačkih kola memorijskog DIMM modula), dok je DRAM memoriji potrebno izmedju 3 i 9 ciklusa da bi se pravi podatak pojavio na izlaznim baferima. Medjutim, Vi ćete lako razumeti da su SRAM memorije, kojima je potrebno četiri puta više tranzistora nego DRAM memorijama, mnogo skuplje za proizvodnju. Dok SRAM memorije imaju mnogo manje kašnjenje i mogu, naročito pri većim brzinama generatora takta, da daju veći propusni opseg, one su do 8 puta skuplje od DRAM memorija.To je oko 2 do 3 puta skuplje (po megabajtu), od onoga što je danas traži RAMBUS memorija. Rekao sam Vam da kašnjenje da bi se dobila prva reč (4 bajta podataka), može da se koleba izmedju 3 i 9 ciklusa. Zašto? Pre nego što prodiskutujemo performansu različitih tehnologija DRAM memorije, važno je da razumemo unutgrašnju strukturu (S)DRAM DIMM memorijskog modula.

Struktura i rad (SDRAM) Najmanji sastavni deo memorijskog čipa je memorijska ćelija. Svaka ćelija predstavlja po jedan bit i ima jedinstvenu adresu koja je definisana presekom reda i kolone. Osam takvih bitova čine bajt, koji dozvoljava 256 mogućih kombinacija (28), a bajt je najmanja jedinica memorije koja se može adresirati. Memorijske ćelije ne mogu da se adresiraju pojedinačno, jer bi to značilo da memorijski čip ima na milione malih žica. Mnogo memorijskih ćelija su povezane zajedničkom linijom reda i linijom kolone (pogledajte prethodnu

sliku), što znači da su grupisane u strukturu matrice. Ove matrične strukture su združene u memorijskim grupama. Većina memorijskih čipova SDRAM ima 4 takve grupe, a SDRAM DIMM memorijski moduli (Dual Inline Memory Module) mogu da sadrže 8 ili 16 čipova. SDRAM DIMM memorijski moduli imaju 14 adresnih linija i 64 linije za podatke. U slučaju kada DIMM modul koristi 8-bitne čipove SDRAM memorije, pronaći ćete 8 takvih čipova na DIMM modulu. Kada DIMM modul koristi 4-bitne čipove SDRAM memorije, na modulu će ih biti 16. Pogledajmo memorijsku grupu ("banku") nešto detaljnije. Kao što možete videti na slici, svaka grupa ima memorijsko područje, sens pojačavač i dekoder reda i kolone. Da bi razumeli unutrašnji rad, pogledajmo šta se dešava kada dodje do promašaja u skrivenoj memoriji i kada centralna procesorska jedinica traži podatak iz glavne memorije. • •

•

•

• •

Centralna procesorska jedinica zahteva liniju 32 bajta i šalje taj zahtev skupu čipova. To (normalno) uzima jedan ciklus generatora takta. Skup čipova će sada poslati adresu reda preko 14 adresnih linija. To znači da se ta adresa reda šalje svim čipovima na DIMM memorijskom modulu. Svi redovi koji imaju istu adresu zovu se stranica. Drugim rečima, kada skup čipova šalje adresu reda DIMM memorijskom modulu, on "otvara" stranicu u tom modulu. Svaka memorijska grupa ima sens pojačavač koji drži i pojačava naelektrisanje (bitove) koji se čitaju iz ćelija (ili u njih upisuju). Sens pojačavač će sada pročitati pravi red u saglasnosti sa adresom reda koja je poslata. Za ovo čitanje je potrebno izvesno vreme, koje predstavlja kašnjenje od RAS do CAS (TRCD). U zavisnosti od kvaliteta SDRAM memorije, TRCD može da zahteva 2 ili 3 ciklusa. Sada imamo pravi red u sens pojačavačima, ali i dalje nemamo prave ćelije. Kašnjenje CAS je vreme potrebno da se dobiju prave kolone (prave kolone u pravim redovima znače prave memorijske ćelije sa informacijama koje su nam potrebne). Kašnjenje CAS je 2 ili 3 ciklusa. Sadržaji memorijskih ćelija se šalju u ulazni bafer DIMM modula i skup čipova može da ih čita. Sad kada imamo prvu reč (8 bajta) i pravi red u sens pojačavačima, dolaženje do sledeća 24 bajta je lako. Unutrašnji brojač osigurava da memorijski čip šalje sadržaje memorijskih ćelija sledećih kolona u izlazni bafer. To se zove "režim prenosa neprekidne grupe podataka"

U osnovi, kašnjenje celokupnog memorijskog sistema (od čeone magistrale do DRAM memorije) jednako je zbiru koji se sastoji od:

1. Kašnjenja izmedju čeone magistrale (FSB, front side bus) i skupa čipova (+/- 1 ciklus generatora takta) 2. Kašnjenja izmedju skupa čipova i DRAM memorije (+/- 1 ciklus generatora takta) 3. Kašnjenja RAS do CAS (2 do 3 ciklusa generatora takta, punjenje pravog reda) 4. Kašnjenja CAS (2 do 3 ciklusa generatora takta, dobijanje prave kolone) 5. 1 ciklusa za prenos podatka 6. Kašnjenja da se taj podatak dobije natrag od izlaznog bafera DRAM memorije do centralne procesorske jedinice (preko skupa čipova) (+/- 2 ciklusa generatora takta) To Vam daje prvu reč (8 bajta). CAS 2 dobre PC100 DRAM memorije će imati kašnjenje od oko 9 ciklusa, a posle sledeća 3 ciklusa, biće spremno novih 24 bajta. PC100 SDRAM memorija će, u ovom slučaju, biti u stanju da izda 32 bajta u 12 ciklusa. Ako hoćete da izračunate kašnjenje koje vidi centralna procesorska jedinica, treba da pomnožite kašnjenje memorijskog sistema sa množačem tog procesora. Tako će centralna procesorska jedinica na 500 MHz (5 x 100 MHz) videti kašnjenje od 5 x 9 ciklusa. Ta centralna procesorska jedinica će morati da čeka najmanje 45 ciklusa pre nego što informacija koja nije mogla da se pronadje u skrivenoj memoriji nivoa 2, bude u njoj raspoloživa. Sad kada razumemo osnovni rad DRAM memorije, hajde da pogledamo šta neku RAM tehnologiju čini bržom ili sporijom.

Kašnjenja, kašnjenja… Šta DRAM memoriju čini sporom ili brzom? Kako SDRAM memorija ima arhitekturu više grupa, skup čipova može da izvestan red izvesne grupe, kome se ranije pristupilo, ostavi "otvorenim". Ako sledeći zahtev pristupa istom redu, skup čipova ne treba da čeka dok se sens pojačavači napune, a to se naziva "pogotkom stranice". Kašnjenje RAS do CAS će zato biti 0 ciklusa, a izlazni baferi će sadržati prave podatke posle kašnjenja CAS. Drugim rečima, pogodak stranice obezbedjuje da moramo da čekamo samo dok se prave kolone nadju na sens pojačavačima, koji već sadrže zahtevani red. Medjutim, ima i drugih mogućnosti. Red koji zahteva skup čipova mogao bi da ne bude onaj koji je otvoren, što predstavlja promašaj stranice. U tom slučaju će kašnjenje RAS do CAS biti 2 do 3 ciklusa generatora takta, zavisno od kvaliteta SDRAM memorije. To je isto tako i slučaj koji smo prodiskutovali u odeljku o strukturi i radu. Ako je skup čipova ostavio otvorenim izvestan red u nekoj grupi, a podatak koji se zahteva je u različitom redu ISTE grupe, stvari se pogoršavaju. To znači da sens pojačavači treba ponovo da upišu stari red pre nego što napune novi. Upisivanje starog reda zahteva izvesno vreme koje se zove "Vreme prethodnog punjenja (Precharge time Trp)". To predstavlja najgori slučaj.

Propusni opseg iz stvarnog sveta Da biste razumeli odnos izmedju kašnjenja i propusnog opsega, uzmite za primer memoriju PC100 SDRAM-222. Prva cifra 2 znači da je kašnjenje CAS jednako "2", druga cifra ukazuje na kašnjenje RAS do CAS, a treća na kašnjenje prethodnog punjenja. Vratimo se različitim vrstama kašnjenja. U ovom primeru, razmotrićemo šta se dešava kada dodje do promašaja u skrivenoj memoriji, a centralna procesorska jedinica nestrpljivo čeka na prave podatke. Drugim rečima, slučaj koji proučavamo je punjenje skrivene memorije koje počinje čitanjem glavne memorije. Ponovna upisivanja u memoriju su daleko manje zanimljiva, jer ona ne koče centralnu procesorsku jedinicu. Upisivanja mogu da budu baferovana, na primer, skup čipova KX133 ima četiri keš linije (32 četvorostruke reči) upisnih bafera od centralne procesorske jedinice do DRAM memorije. Sa tako brzom čeonom (FSB) magistralom (200 MHz umesto 133 MHz) i upisnim baferima, centralna procesorska jedinica može da puni bafere u skupu čipova rezultatima i da nastavlja sa svojim radom. Skup čipova će se pobrinuti za prenos od bafera do glavne memorije u trenucima kada je memorija manje zasićena. Da zaključimo: čitanja memorije su mnogo zanimljivija. Vratimo se našoj tabeli, koja bi trebalo da Vam pruži pregled različitih kašnjenja, kao i to kada se ona pojavljuju. Treća kolona objašnjava kašnjenja koja se pojavljuju u situaciji koja je opisana u prvoj koloni. Na primer, u slučaju promašaja stranice, treba da čekamo 2 ciklusa dok se redovi napune (kašnjenje od reda do CAS, RCD), a onda treba da čekamo još 2 ciklusa dok se ne pronadje prava kolona (kašnjenje CAS, CL). U četvrtoj koloni ćete zapaziti da dodajemo još 5 ciklusa posebnog kašnjenja da bi dobili ukupno kašnjenje koje vidi čeona magistrala (FSB). Dva ciklusa su dodata zato što adrese treba da putuju od centralne procesorske jedinice do skupa čipova i DIMM modula, 1 ciklus je dodat zbog prenosa podatka do izlaznog bafera, a još 2 ciklusa su dodata da bi se podatak dobio natrag u centralnu procesorsku jedinicu (preko skupa čipova).

U slučaju da je … Pogodak stranice "Normalan" promašaj stranice Promašaj stranice, sens pojačavač opterećen prethodnim "otvorenim" redom

Statistička veovatnoća

Kašnjenje DRAM

Ukupno kašnjenje "kritične reči" vidjeno na magistrali FSB

+/- 55%

CL = 2

7

+/- 40%

RCD+CL = 4

9

+/- 5%

RP+RCD +CL = 6 ciklusa

11

Ukupno kašnjenje prenosa 32 bajta 7-1-1-1= 10 ciklusa 9-1-1-1 = 12 ciklusa 11-1-1-1= 14 ciklusa

Maks. propusni opseg (PC 100) 320 MB/s 267 MB/s 229 MB/s

Poslednja i pretposlednja kolona objašnjavaju odnos izmedju kašnjenja i propusnog opsega. U slučaju pogotka stranice, pronašli smo da je memorijski čip sa kašnjenjem CAS od

2 u stanju da ponudi 32 bajta u 10 ciklusa.U slučaju da je generator takta za našu memoriju 100 MHz (PC100 SDRAM), to znači da dobijamo 32 bajta po 10 ciklusa generatora takta od po 10 ns (100 MHz). Tih 32 bajta u 100 ns su jednaki 0,32 bajta u ns, odnosno 320 Mbajta u sekundi. Zato, suprotno od nekih raširenih uverenja, kašnjenje i propusni opseg su u vrlo bliskom odnosu, posebno u tipičnom sistemu personalnog računara, koji najčešće pristupa glavnoj memoriji da bi napunio keš liniju. Da li ste zapazili? Najviše PC100 SDRAM memorije (222) mogu da postignu, čak i u najboljim okolnostima (pogodak stranice!), nije više od 40 % teoretskog propusnog opsega (800 Mbajta u sekundi). Uporedite ovo sa propusnim opsegom tipične SRAM memorije sistema Pentium III (Katmai) ili sistema Athlon Classic. Takva SRAM memorija bi bila u stanju da isporuči 32 bajta keš liniji u 3-1-1-1 ili 6 ciklusa na 300 MHz (ili više), ili najmanje 1,76 Mbajta u sekundi. Kako to radi PC133 SDRAM memorija? Dobro, hajde da razmotrimo sistem sa PC133 CAS2, PC133 CAS3 i PC100 CAS2. DRAM PC 133CAS 2 PC 133CAS 3 PC 100CAS 2

Ukupno sistemsko kašnjenje

Ukupno kašnjenje za prenos 32 bajta

Maksimalni propusni opseg

Povećanje u odnosu na PC 100

+/- 7 ciklusa

7-1-1-1= 10 ciklusa

427 MBajta/s

33%

+/- 8 ciklusa

8-1-1-1 = 11 ciklusa

387 MBajta/s

21%

+/- 7 ciklusa

7-1-1-1= 10 ciklusa

320 MBajta/s

nepoznato

Kao što možete da vidite, modul PC133 CAS3 će da vrati prvu reč nešto kasnije od modula PC100 CAS2, pa u nekim primenama gde je malo pristupanja memoriji, sistem opremljen sa PC100 CAS2 će raditi isto tako dobro kao i sistem opremljen sa PC133 CAS3. Athlon Classic sa svojom velikom skrivenom memorijom nivoa 2 od 512 Kbajta pokazuje manju razliku izmedju PC133 i PC100 od sistema Duron u većini primena. Kako Duron mnogo pristupa memoriji, veliki propusni opseg PC133 CAS3 će preovladati u gotovo svim slučajevima. Naše ispitivanje sistema Duron je pokazao da taj sistem, opremljen sa PC133 SDRAM memorijom, ima opipljivu prednost u odnosu na sistem sa PC100 SDRAM memorijama.

Asinhrone prema sinhronim konstrukcijama skupova čipova Sad kada ste razumeli osnove, možemo da objasnimo i zašto skup čipova BX, sa povišenom brzinom generatora takta na 133 MHz, radi toliko bolje od većine drugih rešenja (VIA Apollo 133) i zašto KX133 ne pokazuje mnogo bolju performansu od skupa čipova AMD750. Skup čipova BX/AMD750 radi sinhrono sa generatorom takta čeone (FSB) magistrale (generatorom takta koji upravlja saobraćajem izmedju skupa čipova i centralne procesorske jedinice), dok je rešenje VIA asinhrono. U slučaju VIA je odabrano da se podrže SDRAM memorije PC66, PC100 i PC133, pa zato skup čipova mora da radi asinhrono. Hajde da poredimo skup čipova BX sa povišenom brzinom generatora takta na 133 MHz, VIA Apollo Pro133A sa asinhronom memorijom i običan skup čipova BX na 100 Mhz opremljen sa različitom vrstom SDRAM memorije.

Ako memorija radi asinhrono sa čeonom magistralom, ukupnom sistemskom kašnjenju se dodaje najmanje jedan ciklus generatora takta. Možete da zamislite da Vam je potrebna neka vrsta bafera, ako idete sa magistrale na 133 MHz gde jedan ciklus uzima 7,5 ns, na magistralu na 100 MHz gde ciklus uzima 10 ns. Kada se ciklus od 7,5 ns završi, ciklus generatora takta od 10 ns je negde drugde, najverovatnije izmedju svoje dve ivice. Dovodjenje podatka u taj bafer pre prelaska na drugi generator takta traži najmanje još jedan ciklus. Hajde da proračunamo uticaj asinhronog rada. DRAM

Skup čipova

PC 133BX Sinhr. CAS 2 PC 133VIA 133 MHz Asinhr. CAS 2 PC 133VIA 133 MHz Asinhr. CAS 3 PC 100BX/VIA Sinhr. CAS 2

Ukupno sistemsko kašnjenje

Ukupno kašnjenje za prenos 32 bajta

+/- 7 ciklusa

7-1-1-1= 10 ciklusa

+/- 8 ciklusa

8-1-1-1= 11 ciklusa

+/- 9 ciklusa

9-1-1-1 = 12 ciklusa

+/- 7 ciklusa

7-1-1-1= 10 ciklusa

Maksimalni propusni opseg 32 bajta/(10 ciklusa od 7,5 ns) = 427 MBajta/s 32 byte/(11 ciklusa od 7,5 ns) = 387 MBajta/s 32 byte/(12 ciklusa od 7,5 ns) = 355 MBajta/s 32 byte/(10 ciklusa od 10 ns) = 320 Mbajta/s

Asinhroni memorijski sistem na 133 MHz ima 15 % veće kašnjenje do dobijanja prve reči i najmanje 10 % manji propusni opseg. Ako asinhrona priroda zahteva čak i više ciklusa generatora takta, možete razumeti zašto je BX tako nadmoćan. U slučaju dva dodatna ciklusa, asinhroni sistem opremljen sa memorijom CAS2 na 133 MHz teško da će biti bolji od sistema PC100. To treba da imate na umu pre nego što optužite pojedine proizvodjače skupova čipova da su im proizvodi spori. To je cena koju treba da platite da biste imali fleksibilnost moguće upotrebe tri različite brzine SDRAM memorija u istom sistemu (PC66-100-133). Kako savremene centralne procesorske jedinice imaju množače od 8 puta i veće i poseduju brže, ali manje skrivene memorije nivoa 2 od svojih prethodnika (novi Athlon u odnosu na Athlon, Coppermine prema Katmai), uticaj memorijskog sistema će biti u porastu. Medjutim, jasno je da ne možemo da očekujemo čuda od novih tehnologija DRAM memorija. Kao što smo saznali iz ovog teksta, bez obzira na to koju DRAM memoriju uzmete, uvek ćete imati dodatno kašnjenje od 4 ciklusa generatora takta, jer se svi prenosi podataka dešavaju od DRAM memorije, preko skupa čipova, do centralne procesorske jedinice. Pored toga, sadržaj DRAM memorije mora da se osvežava svaki put kada se pročita, a to ima za rezultat dodatno kašnjenje. Najveći obećani propusni opsezi SDRAM memorija su od 800 do 1066 MBajta u sekundi, ali u stvarnosti SDRAM memorija ne može da isporuči 40 % od toga, i to u najboljim okolnostim (pogodak stranice). Mogu li Rambus DRAM ili DDR SDRAM da ponude mnogo veći propusni opseg i manja kašnjenja? Koja će memorijska tehnologija ponuditi izvrsnu i po ceni još uvek pristupačnu performansu?

Rambus? DDR SDRAM ili neka druga egzotična memorijska tehnologija? Čitajte o tome dalje u ovom tekstu!

Najbrža tehnologija DRAM memorije: za i protiv Bitka izmedju Rambus i (DDR) SDRAM memorija danas je predmet jedne od najžešćih rasprava na Internetu. Neki ljudi osećaju kao da je to postao pravi rat izmedju firmi Intel i AMD, ili pre kao da je to tipičan sukob izmedju monopolističke i slobodne ekonomije. Mada niko ne osporava da su pojedine taktike upotrebljene da bi se "progurala" ili promovisala tehnologija Rambus bile, najblaže rečeno, kontraverzne, hajde da pogledamo tehnička pitanja koja stoje iza ovih memorijskih standarda i da zanemarimo ostale, manje osmišljene aspekte. Najpre, pretpostavimo da smo mi inženjeri koji treba da konstruišu sledeću generaciju memorijskih modula. Na taj način ćemo bolje razumeti mnoge složene izazove sa kojima se suočavaju pravi inženjeri, kao i izbore i kompromise koji su prave da bi se ti izazovi savladali. Stavljajući sebe na mesto inženjera zaposlenih u kompanijama kao što su Samsung, Ramtron, Micron ili NEC, bićemo u stanju da na osnovu dobrih informacija napravimo izbore kada dodje vreme da nadgradimo sledeće memorijske standarde. Suočimo se sa činjenicom da izbor prave memorije nikada više neće biti jednostavan zadatak, ali ako možemo da razumemo šta se tamo nalazi, biće nam mnogo lakše da to učinimo. Još nešto pre nego što počnemo. Svakako pročitajte prvi deo ovog teksta. Treba da razumete osnovne koncepte memorije, ako želite da shvatite celu ovu diskusiju o tehnologijama. Samo polako, videćete da je budućnost memorijskih tehnologija vrlo zanimljiva i uzbudljiva priča!

Što brže! Mnogo puta smo istakli da spori moduli glavne memorije obogaljuju Vaš PC računar više nego što biste mogli i pomisliti. Da Vam osvežimo pamćenje, u velikoj potrazi za boljom performansom, pokazali smo Vam sledeće rezultate ispitivanja (Athlon 1000, 128 MBajta PC133 SDRAM memorije, Creative Labs GeForce 2 DDR): Skup čipovabrzina memorije

VIA KX-100 VIA KX-133 Ukupno povećanje

Q3 Normal

Q3 High Quality (800x600x32)

Indy3D Animacija Expendable 1024x768x16 640x480x16

106.1 109.4

83 86,8

58.8 62

86 99.8

3%

5%

5%

16%

Kao što možete da vidite, primene sa ogromnim skupovima podataka, kao što su CAD i Photoshop, nisu jedine koje zahtevaju velike brzine memorije. Računarske igre koriste sve više i više poligona i tekstura i traže sve veći memorijski propusni opseg. Možete, naravno, pokušati da držite sve podatke i instrukcije za svoje primene u unutrašnjim skrivenim memorijama centralnih procesorskih jedinica. Na primer, firma Intel nudi procesor

Pentium III (Coppermine) koji ima 2 MBajta skrivene memorije na procesorskom čipu. Ovaj ogromni procesor ima ne manje od 140 miliona (!) tranzistora, od kojih su samo 8 do 9 miliona namenjeni logici. Nije nikakvo čudo što je ta centralna procesorska jedinica izuzetno skupa (više od 3000 USD) i, u ovom trenutku, ne može da dostigne brzine generatora takta veće od 700 MHz. To nije baš realan izbor za mašinu na Vašem stolu. Programi koje smo puštali na našoj stonoj mašini mogu da se podele na dve kategorije: •

"Protočne primene", kao što su uredjivanje videa, kodovanje videa, prepoznavanje glasa itd. To su primene sa velikim skupovima podataka koji treba da se komprimuju, dekoduju ili uredjuju.

•

"Programi sa ponovnim punjenjem skrivene memorije." Većina programa za stone mašine lepo staju u skrivenu memoriju od 256 do 512 KBajta i generisaće slučajne pristupe memoriji da bi popunili keš liniju kada se pojavi promašaj u skrivenoj memoriji.

Za protočne primene, čak i skrivena memorija od 2 MBajta verovatno će biti nedovoljna. Za programe sa ponovnim punjenjem skrivene memorije, skrivena memorija nivoa 2 od 2 Mbajta bila bi sasvim preterana, uzaludno trošenje prostora na čipu i, kao krajnji rezultat, bacanje para. Ne, velike skrivene memorije neće rešiti naše probleme, ali će zato isprazniti naše novčanike.

Propusni opseg ili kašnjenje? Pa dobro, kakva nam je onda memorijska tehnologija potrebna? Na to pitanje može se odgovoriti drugim pitanjem: koji često korišćeni aplikacioni programi "proždiru" vreme centralne procesorske jedinice? Odgovor je: računarske igre i sve vrste trodimenzionalnih (3D) primena, kao što su 3D animacija i CAD. Geometrijski proračuni (3D) i (2D) prikazivanje računarskih igara su tipični primeri protočnih primena, ali prikazivanje i deo geometrijskih proračuna izvršava video skup čipova (GPU, nvidia Geforce, ATI Radeon) u svojoj lokalnoj memoriji na ploči. Centralna procesorska jedinica upravlja logikom programa (kao što su, na primer, inteligentne odluke u računarskim igrama), "geometrijskom predobradom" (sredjivanjem objekata i rastavljanjem zakrivljenih površina u poligone) i još mnogo čime. Upućivanje tih poligona u video skup čipova je jedina, u pogledu propusnog opsega, zahtevna operacija koja treba da se obavi. Drugim rečima, samo trodimenzionalne primene koje koriste ogromne količine poligona (više od 100000 po sceni) tražiće veliki propusni opseg. Zato, dok su za "geometrijske tokove" potrebne umerene veličine propusnog opsega, promašaji u skrivenoj memoriji su i dalje osnovni razlog zašto centralna procesorska jedinica pristupa memoriji. Promašaji u skrivenoj memoriji nagoveštavaju da centralna procesorska jedinica nestrpljivo čeka izvestan podatak. Zato će kašnjenje, ili broj ciklusa generatora takta koji je potreban da bi stigla "kritična reč", odrediti efikasnost sistema i ukupnu performansu. U našem skupu aplikacionih programa za stone računare, memorija sa malim kašnjenjem će bolje raditi u većini primena od rešenja sa velikim propusnim opsegom.

Propusni opseg, sposobnost da se centralnoj procesorskoj jedinici u neprekidnom nizu prenesu ogromne količine podataka, postaće važniji kada računarske igre počnu da koriste veći broj poligona i iskoriste prednosti kôdova kao što su 3Dnow! i SSE. Svi takvi kôdovi uključuju komande za prethodno donošenje. Takve komande unapred donose odredjene podatke koji će biti potrebni izvesnom programu u okviru nekoliko desetina ciklusa generatora takta. Na primer, razmotrimo komandu za prethodno donošenje koja se izvršava u petlji, tražeći podatke koji su potrebni za sledeću iteraciju. U slučaju matrice podataka koji se obradjuju u petlji, svaki naredni element bi mogao da se traži unapred. Tako gledano, prethodno donošenje bi moglo da se zamisli kao vrsta "punjenja bez greške". U idealnim okolnostima, podaci i instrukcije će, zahvaljujući prethodnom donošenju, uvek biti u skrivenoj memoriji nivoa 1, kad god su potrebni centralnoj procesorskoj jedinici. Kašnjenje je u ovom slučaju daleko manje važno, jer centralna procesorska jedinica nikada ne čeka na podatak od koga zavisi, a propusni opseg će odrediti performansu sistema. Sve u svemu, kašnjenje kritične reči je najvažniji činilac performanse koji u ovom trenutku treba da se razmatra, naročito za računarske igre. Te igre, primene CAD sa velikim brojem poligona i posebno primene sa velikim brojem (SIMD) instrukcija za prethodno donošenje, moraće da imaju više koristi od rešenja sa velikim propusnim opsegom.

Rešenja Sad kada znamo šta nam je potrebno (jevtina memorija sa malim kašnjenjem koja može da ima umeren propusni opseg), hajde da pronadjemo rešenje kako da to dobijemo.

128-bitna magistrala Prvo rešenje je preplitanje (interleaving), ili kombinovanje dve 64-bitne magistrale od dva memorijska modula u jednu 128-bitnu magistralu. Dobijamo dvostruki propusni opseg, a kašnjenje ostaje isto ili se samo neznatno povećava. Što se tiče cene, Vi jednostavno kupujete dva manja modula umesto jednog velikog. Nema dodatnih troškova i veći propusni opseg! Rešen problem? Nažalost, nije. Mada nema dodatnih troškova u pogledu memorijskih modula, skup čipova će biti znatno skuplji, jer treba da ima dva puta više pinova. Matična ploča na kojoj treba da se smesti takav skup čipova će takodje biti veća, imajući u vidu da treba da obezbedite više DIMM slotova da biste imali isti broj memorijskih grupa. Što je više veza, to postaje teže konstruisati stabilnu matičnu ploču. Takva matična ploča će mnogo da košta. U firmi Intel su projektovali takav skup čipova koji se zove Profusion. Ovaj skup čipova je upotrebljen u 8-procesorskim serverima Xeon firme Compaq, što nije baš odgovarajuće rešenje za Vaš prosečni stoni sistem.

HSDRAM Zašto da malo ne ubrzamo generator takta za te memorije? Na kraju krajeva, živimo u vremenu kada elektronski uredjaji rade na učestanostima reda GHz! Problem je u tome što su čipovi DRAM memorija razdvojeni na DIMM modulima za oko 12 cm, od kraja do kraja. Električni signali se prostiru brzinom mnogo manjom od brzine svetlosti, možda 120000 kilometara u sekundi, ili 12 cm u ns. Ako je učestanost generatora takta Vaših

SDRAM memorija, recimo, 500 MHz (vreme ciklusa je 2 ns), signal generatora takta prvog čipa bio bi za pola ciklusa (1 ns) izvan faze onog poslednjeg. U tom slučaju možete slobodno da zaboravite ono "S" (sinhroni) od SDRAM! Takav čip ne bi ništa vredeo. SDRAM memorija velike brzine (High Speed SDRAM - HSDRAM) nudi veće učestanosti od normalne SDRAM memorije, oko 166 MHz (prema 133 MHz), jer koristi memorijske čipove većeg kvaliteta. Medjutim, lako ćete razumeti da je frekventni "plafon" HSDRAM sasvim mali. Vrhunski propusni opseg od svega 25 % nije baš nešto čime se možemo pohvaliti …

ESDRAM Povećanje brzine generatora takta i širine magistrale su najočiglednija rešenja. U firmi Ramtron su pronašli elegantnije rešenje. ESDRAM, vrsta keširane DRAM memorije, obuhvata SRAM bafere. Ti SRAM baferi sadrže podatke reda, a kontroler može da čita bafere umesto sens pojačavača (vratite se na prethodne delove teksta da biste ovo potpuno razumeli). Dok se čitaju SRAM baferi, sens pojačavači su slobodni za operacije prethodnog punjenja i osvežavanja. Drugim rečima, ti SRAM baferi mogu da eliminišu kašnjenja kao što su kašnjenje prethodnog punjenja (vreme prethodnog punjenja, Trp). To nije sve, takvi SRAM baferi imaju takodje i manja kašnjenja CAS i RAS do CAS pa, ako baferi sadrže prave informacije, kritična reč može da se pošalje za 5 do 6 ciklusa, umesto za 7 ciklusa koje smo proračunali za "normalnu" SDRAM memoriju. ESDRAM memorija je isto tako zasnovana na čipovima HSDRAM (HSDRAM je takodje razvila firma Ramtron) i može da ima veće brzine generatora takta. ESDRAM nudi malo koristi za protočne primene (samo malo veći propusni opseg), ali u većini slučajeva ESDRAM može da ponudi mnogo manja "kašnjenja kritične reči". A najbolje tek dolazi: ESDRAM je potpuno kompatibilna sa SDRAM memorijom. Tako je, Vi možete da uključite ESDRAM u bilo koji DRAM priključak! Gde je "kvaka"? Prvo, BIOS mora da "zna" da su kašnjenja CAS i CAS do RAS mnogo manja. U protivnom, brzim SRAM baferima ESDRAM memorije će se pristupati istom malom brzinom kao sens pojačavačima normalne SDRAM memorije. Drugo, ako SRAM ne sadrže prave podatke, to može da Vas košta nekoliko dodatnih ciklusa u poredjenju sa običnom SDRAM memorijom, jer treba da napunite prave podatke. Najzad, ESDRAM memorija je nešto skuplja, jer koristi memorijske čipove najvećeg kvaliteta (HSDRAM) i ne proizvodi se u velikim količinama. Firma Ramtron je više godina nudila ESDRAM memorije, ali su one došle do izražaja samo na nekoiko zatvorenih tržišta. To je ipak još uvek zanimljiva tehnologija, jer može da obezbedi laku nadgradnju za milione postojećih SDRAM sistema.

VC SDRAM Sinhrona dinamička RAM memorija sa virtuelnim kanalom (Virtual Channel SDRAM, VC SDRAM), koju je projektovala kompanija NEC, takodje sadrži SRAM skrivene

memorije. Ali te skrivene memorije nisu stvarno baferi, zbog sens pojačavača sličnih kao kod SRDAM. VC SDRAM sadrži 16 virtuelnih kanala, ili 16 skrivenih SRAM memorija kapaciteta 1 KBajt. Dok modul ESDRAM interno vodi računa o “keširanju”, skrivenim memorijama VS SDRAM upravlja skup čipova. To ima dve važne posledice. Prvo, SDRAM memorija će raditi ispravno samo kada se spoji sa skupom čipova koji je podržava. Pored toga, performansa VC SDRAM memorije zavisiće u velikoj meri od kvaliteta implementacije skupa čipova. Kompanija VIA Technology je uključila podršku sa VCM u svojim skupovima čipova Apollo 133 i KX/KT 133. Ako ste na tržištu za brže SDRAM memorije, treba da razmotrite VC SDRAM. Dok VC SDRAM nema tako brzo jezgro kao ESDRAM, NECove VC SDRAM memorije su DIMM moduli visokog kvaliteta koji nude malo, ali ipak značajno povećanje performanse sistema (od 2 do 5%). To je posebno tačno u slučaju centralnih procesorskih jedinica sa malim skrivenim memorijama, kao što su Celeron II i Duron. U to se možete uveriti ako pogledate nekoliko rezultata ispitivanja performanse sistema sa procesorom Duron i VC SDRAM memorijom.

Direct Rambus DRAM memorija (DRDRAM) Hajde da sad prodiskutujemo najspektakualrnije i najspornije rešenje za brzu memoriju, Rambus DRAM. Važno je razumeti da je Rambus i dalje napravljena sa istom tehnologijom ćelije kao i SDRAM memorija. Drugim rečima, potrebno je oko 20 ns da bi se pristupilo podatku iz SDRAM memorije, isto kao što je potrebno 20 ns da bi se dobili podaci iz DRDRAM memorije. Naravno, postoje i velike razlike. Na primer, kod SDRAM memorije, potrebno Vam je 8 SDRAM čipova, svaki širine 8 bitova, da biste sastavili 64-bitnu memorijsku grupu. Pojedinačni SDRAM čipovi neće raditi nezavisno, jer su čipovi povezani paralelno na 64bitnoj putanji podataka. Medjutim, u slučaju Rambus DRAM memorije, svaki čip radi nezavisno i povezan je na jedan dugačak Rambus kanal, kojim se upravlja pomoću Rambus memorijskog kontrolera (RMC). Ova “nezavisnost čipova” znači da svaki pojedinačan čip treba da bude u stanju da “razume” Rambus protokol, što rambus čipove čini bar 10 do 15% većim od SDRAM čipova istog kapaciteta. I naravno, kako su svi čipovi povezani na jedan kanal, treba da umetnete CRIMMS (Continuity Rimms - module za neprekidnost) u prazne slotove. U suprotnom, kanal bi bio prekinut i rambus signali ne bi radili. Ovaj Rambus kanal je širine 16 bitova i radi na 400 MHz. Dok se adrese prenose na 400 MHz, podaci se prenose i na prednju i na zadnju ivicu ciklusa generatora takta. Drugim rečima, jedan kanal PC800 DRDRAM memorije može da prenese 400 x 2 (DDR) x 2 bajta = 1,6 Gbajta u sekundi.

Kako je uopšte moguće da Rambus ponudi dvostruki propusni opseg sa “starom” DRAM tehnologijom? Odgovor je u tome što se svaki Rambus čip sastoji od mnogo grupa. Čip od 128 Mbita ima ne manje od 32 grupe. Zato SDRAM DIMM modul ima ukupno 4 grupe, a Rambus RIMM moduli mogu da imaju 128 grupa. Kao rezultat, RIMM moduli imaju mnogo više sens pojačavača i mogu da izvrše mnogo više operacija čitanja/upisivanja od SDRAM DIMM modula. Verovatnoća da se pogodi stranica je takodje mnogo veća i, kao rezultat, Rambus propusni opseg u stvarnom svetu bi trebalo da ostane bliže najvećem propusnom opsegu. Ipak, zapazite da mi ovde diskutujemo o Rambus tehnologiji, a ne o implementacijama u stvarnom svetu, što ćemo učiniti kasnije. Za sada zapamtite da je najveća prednost Rambus tehnologije velika količina memorijskih grupa, a najveća nepogodnost složenost, od koje potiče veličina svakog čipa. Pre nego što prodiskutujemoo borbi Rambus-a protiv (DDR) SDRAM memorije, hajde da pogledamo šta nudi DDR SDRAM memorija.

DDR SDRAM memorija Kao što vam je poznato, DDR SDRAM predstavlja evoluciju SDRAM memorije, u kome podaci mogu da se prenose na obe ivice signala generatora takta. Adrese se i dalje prenose na uobičajen način, dakle ne brzinom DDR. Dobro, sad kad smo predstavili tehnologije, hajde da vidimo koja je najbolje rešenje sa tehnološke tačke gledišta. Moguće je da nam se kao takvo učine virtuelni kanal ili E-DDR SDRAM, ali nije verovatno da će to ikada biti “rešenje VC-Rambus”, jer su Rambus DRAM memorije vrlo složene, a dodatna SRAM memorija čini čipove većim i još složenijim. Tako nam ostaju dva stvarna kandidata za sledeću generaciju memorija: DDR SDRAM i Direct Rambus DRAM memorije.

Bitka za sledeću generaciju Koja tehnologija će preovladati? Razmotrićemo više pitanja koja utiču na uspeh neke memorijske tehnologije: • • • •

Cena, industrijska podrška i vreme za tržište Ciljna tržišta Kašnjenje (performansa) Propusni opseg (performansa)

Nadamo se da će ova diskusija otkloniti neke od raširenih mitova, ali, dok smo pronašli dosta informacija o Rambus memorijama, informacije o DDR SDRAM memorijama su bile retke. Zato smo obavili malu “telefonsku konferenciju” sa Julie Nash i Jeff-om Mailloux-om (direktorom DRAM Marketinga) kompanije Micron, koja je danas “glavna” za razvoj i promociju DDR SDRAM memorija.

Cena, industrijska podrška i vreme za tržište Prema firmi Rambus, proizvodnja modula DDRAM nije dovoljno obimna (Mit 1), a relativno visoki troškovi su prosto rezultat ponude i potražnje. Ali, nije nikakva tajna da je osnovni problem sa Rambus DRAM memorijom cena proizvodnje. Kako smo shvatili, čip Rambus je veoma složen zato što treba da “razume” Rambus protokol. Drugim rečima, 10 do 15% matrice čipa je popunjeno sa demultiplekserima i dekoderima. Mada nijedan proizvodjač elektronskih sastavnih delova na kugli zemaljskoj ne diskutuje o prinosu nekog proizvoda, mnogi izvori ukazuju na to da su početni prinosi najbrže DRDRAM memorije (PC800) bili samo 20% (Samsung)! Izgleda da se to poboljšalo, ali jasno je da sadašnja proizvodnja ne daje velike prinose (možda 40%?) čipova DDRDRAM memorije na 800 MHz. Zato, kada neki ljudi kažu da su prinosi Rambus čipova dobri (Mit 2), verovatno misle na varijante PC600-PC700. Micron je nije dao nikakve cifre o prinosima njihovih DDR SDRAM čipova, ali većina izvora ukazuje na to da je prinos PC1600 DDR gotovo ravan 100%, baš kao i kod PC100 CAS 2. Tri kašnjenja (CAS-CAS do RAS-prethodno naelektrisanje) iznose samo 2 ciklusa generatora takta. Jeff Mailloux je objasnio da prve količine PC2100 DDR SDRAM memorije takodje imaju dobar prinos, ali da početna memorija PC2100 neće dostići kašnjenja 2-2-2, nego najverovatnije 2-3-2. On je takodje procenio da će čipovi DDR SDRAM memorije koštati oko 5 do 10% više od PC100/PC133 SDRAM, ali da će se razlika brzo smanjiti na (skoro?) 0% sledeće godine. Nije nikakvo čudi što je DDR SDRAM memorija veoma popularna kod velike četvorke industrije DRAM memorija (Micron, Infineon, NEC-Hitachi, Hyundai). Pitanje: Možete li nam reći zašto Micron tako čvrsto veruje u DDR SDRAM? Odgovor: Micron je masovni proizvodjač DRAM memorija i cilj kompanije je da proizvede one vrste memorije koje zadovoljavaju potrebe kupaca. Mi verujemo da DDR SDRAM memorija obezbedjuje više koristi za naše mušterije. S obzirom da je ona evolucija SDRAM memorije, to je ekonomično rešenje visoke performanse. Ona je takodje i otvoreni industrijski standard sa višestrukim izvorima i veoma brzim narastanjem infrastrukture. Neki od Vas bi mogli da se ne slože sa ovom izjavom o “veoma brzom narastanju infrastrukture”. Rambus-ova logika jezgra i RIMM moduli bili su, na kraju krajeva, na raspolaganju sada već gotovo godinu dana. Zato je naše sledeće pitanje bilo očigledno:

Pitanje: Šta sprečava DDR SDRAM da udje u PC računare kao glavna memorija? Odgovor: Baš sada se pojavljuje potrebna infrastruktura za upotrebu u PC računarima. Firme AMD, Via i ALI će sve tri predstaviti skupove čipova krajem godine. Prošle godine, ne-Intelova infrastruktura je prelazila na PC133. Sada se industrija okreće ka DDR SDRAM memorijama, i usredsredjuje inženjerske resurse na konstrukciju DDR SDRAM. Inženejrski resursi koji su potrebni da bi se razvili moduli su veći nego u primenama tačka-na-tačku (kao što je grafika). Više kompanija učestvuje, potrebno je više infrastrukture, treba da se razviju standardi itd. Tehnički problemi nisu bili glavni razlog zašto je DDR SDRAM memoriji bilo potrebno više vremena da izadje na tržište. Glavni razlog je to što je DDR SDRAM memorija industrijski standard, koji je razvio JEDEC, savet za projektovanje DRAM memorija. Mnoge kompanije imaju predstavnike u JEDEC-u, pa je potrebno vreme da bi usaglasile zajednički standard. Povrh svega, DDR SDRAM memorija ima nikada ranije dostignut nivo industrijske standardizacije, daleko viši od standardizacije SDRAM memorija, svaka kritična komponenta je bila standardizovana. To bi trebalo da povede računa o nesaglasnostima koje danas srećemo kod SDRAM memorija. Zaključak: Rambus je dobio trku na tržištu, medjutim, visok nivo standardizacije i veliki prinosi DDR SDRAM memorije će je učiniti jevtinijom i mnogo privlačnijom, kako za DRAM industriju, tako i za potrošače. Činjenica da DDR SDRAM memorija ne predstavlja revolucionarno, nego razvojno rešenje, pomaže da se troškovi drže na niskom nivou.

Ciljna tržišta Prenosni računari Rambus kontroler obezbedjuje izvrsno upravljanje napajanjem električnom energijom. Memorijski uredjaj Direct Rambus može da se stavi u četiri režima: • • • •

AKTIVNO stanje, koje daje najveću perormansu (stranice mogu da se ostave otvorenim). STANDBY stanje. Manja potrošnja električne energije, kašnjenje je ograničeno na nekoliko ciklusa. NAP stanje. Gotovo sve je isključeno od napajanja, kašnjenje je nekoliko desetina ciklusa. PDN, ili isključeno napajanje. Potpuno isključenje napajanja, pa ako treba da "probudite" i dobijete podatke iz stanja PDN, moraćete da sačekate nekoliko hiljada ciklusa generatora takta.

Iako su udarci koje trpi performansa značajni, mnogo električne energije može da se uštedi, posebno u slučajevima NAP i PDN stanja. To bi učinilo DRDRAM memoriju superiornim rešenjem za prenosne računare, ali, koliko je nama poznato, još uvek ne

postoje specijalni skupovi čipova za ovu svrhu. Na stranu visoka cena, ali Rambus je dobro rešenje za uštedu električne energije. DDR SDRAM nema takve osobine za upravljanje napajanjem električnom energijom, ali "DDR SDRAM radi na 2,5V i stvano obezbedjuje uštedu energije u prenosnim računarima. Micron je napravio analizu koja pokazuje da DDR obezbedjuje značajne uštede energije". Tako, dok Rambus ima superiornu tehnologiju za upravljanje napajanjem električnom energijom, cena brže opada kod DDR SDRAM memorije, jer je to bolje i samo malo skuplje rešenje od PC100 SDRAM memorije, koja se sada nalazi u svim prenosnim računarima.

Serveri SDRAM memorija sa svojstvom ECC, danas je najpopularnije rešenje za servere. Medjutim, u ovom trenutku kôd za ispravljanje grešaka (ECC), dragocena osobina servera, ne radi optimalno na modulima RAMBUS. Povrh svega, bez obzira što cena nije glavna briga kupaca servera, ovima je potrebna memorija "na tone", što čini server sa RAMBUS memorijom vrlo skupim rešenjem. Svi budući skupovi čipova za servere imaju podršku za SDRAM ili DDR SDRAM memoriju, ali ne i za RAMBUS.

Jevtini stoni računari Micron: "Najveća korist vidi se u arhitekturi deljene memorije, nezavisno od vrste procesora. Na primer, sa integrisanom 3D grafikom u severnom mostu Pentiuma III ili Athlona, imaćete veću prednost od DDR SDRAM memorije. DDR je takodje opcija u ekonomičnim PC računarima." Dok je danas većina integrisanih grafičkih rešenja spore performanse, to bi moglo donekle da se promeni kada DDR SDRAM memorija bude raspoloživa. Na kraju krajeva, integrisana grafička rešenja su ozbiljno ograničena malim propusnim opsegom glavne memorije koja se zasnova na SDRAM memoriji. Zaključak: Dok bi jevitnija RAMBUS memorija mogla da bude privlačno rešenje za mobilne računare, DDR SDRAM memorija je rešenje koje može da se ugradi u širok skup proizvoda za različita tržišta, počevši od jevtinih PC računara, pa sve do servera.

Performansa: kašnjenje Pa dobro, šta je sa stonim računarima visokih performansi, koji predstavljaju tržište za koje smo najviše zainteresovani? Videli smo da je kašnjenje celokupnog memorijskog sistema, od čeone magistrale (FSB) do DRAM memorije, u slučaju pogotka stranice, jednako zbiru:

1. Kašnjenja od čeone magistrale (FSB) do skupa čipova 2. Kašnjenja od skupa čipova do DRAM memorije 3. Kašnjenja CAS 4. Kašnjenja prenosa podataka kritične reči 5. Kašnjenja dok se dobiju ti podaci nazad iz izlaznog bafera DRAM memorije u centralnu procesorsku jedinicu. Ova vrsta kašnjenja je kritična za performansu kod najvećeg broja primena. Većina savremenih centralnih procesorskih jedinica opremljena je solidnom količinom skrivene memorije, a kada se pojavi promašaj u skrivenoj memoriji, one nestrpljivo čekaju da prime te kritične podatke. Važno je zapaziti da je SDRAM memorija sposobna da pruži prioritet prvoj kritičnoj reči, jer su SDRAM i DDR SDRAM memorije u stanju da pošalju prvih 8 bajtova centralnoj procesorskoj jedinici. Kontroler Rambus će uvek poslati 16 bajtova. Hajde prvo da uporedimo kašnjenja SDRAM i DDR SDRAM memorije u slučaju pogotka stranice. Treća kolona Vam daje kašnjenje CAS, četvrta količinu vremena koje je potrebno da se prenese kritična reč. Peta kolona, sistemsko kašnjenje, daje Vam vreme koje je potrebno da dobijete adresu iz centralne procesorske jedinice do DRAM memorije (preko skupa čipova) i podatak iz DRAM memorije do centralne procesorske jedinice (opet preko skupa čipova). Poslednja kolona izražava kašnjenje, vidjeno u ciklusima generatora takta centralne procesorske jedinice na 800 MHz. Na primer, kašnjenje PC100 je 7 ciklusa. Kako centralna procesorska jedinica radi 8 puta brže, kašnjenje vidjeno od strane centralne procesorske jedinice iznosi 8x7 = 56 ciklusa. POGODAK STRANICE PC100 SDRAM CAS2 PC133 SDRAM CAS2 + BX133

Kašnjenja

Kašnjenja (ns)

Vreme prenosa kritične reči

FSB

Sistemsko kašnjenje

Asinhrona kazna

Ukupno kašnjenje

800 MHz čeka za xx (ciklusa)

CAS

2x10 = 20

10 ns

100 MHz

4x10 ns

0

70 ns

56 (8x7)

CAS

2x7,5 = 15

7.5 ns

133 MHz Sync

4x7.5 ns

0

52.5 ns

42 (6x7)

0

55 ns

44 (4x11)

0

31.25

33 (3x11)

PC1600

CAS

4x5 = 20

5 ns

100 MHz DDR

PC2100 DDR SDRAM + EV6 DDR SDRAM

CAS

4x3,75 = 15

3.75 ns

266 MHz

2x10 +2x5 ns 2x 7.5 +2x3.75 ns

Kao što smo već istakli, DDR SDRAM memorija prenosi podatke dvostrukom brzinom, ali ne i adrese. Prema našem proračunu, DIMM modul PC1600 će imati nešto veće kašnjenje (44) od PC133 CAS 2 (42). PC1600 ima isto kašnjenje kao i PC100, kašnjenje CAS od 2 ciklusa generatora takta od 10 ns, ili 4 ciklusa od 5 ns (ako razmatrate DDR na 100 MHz kao 200 MHz). Sistem Athlon, opremljen sa DDR SDRAM memorijom umesto sa PC133 SDRAM memorijom, i dalje će imati manje kašnjenje. Zašto? Zato što će DDR SDRAM memorija na 100 MHz

DDR raditi sinhrono sa magistralom DDR EV6 na 100 MHz i neće morati da trpi dodatna kažnjavanja u vidu kašnjenja. U našoj tabeli, mi smo izračunali skup čipova BX, prisilno ubrzan na 133 MHz, kombinovan sa RAM memorijom PC133 CAS 2. U slučaju da želite da uporedite sa KX133 i SDRAM na 133 MHz, Vi ćete verovatno morati da dodate kašnjenje od 1 ciklusa, jer KX133 MHz radi asinhrono sa PC133 SDRAM memorijom. Drugim rečima, ukupno kašnjenje sistema KX133 će verovatno biti oko 6x8, ili 48 ciklusa. Svejedno, imajte u vidu da u primenama sa malim propusnim opsegom, DDR SDRAM memorija neće mnogo poboljšati performansu Vašeg sistema. Najveće poboljšanje videće vlasnici sistema Athlon, zahvaljujući činjenici da memorija i čeona magistrala (FSB) rade sinhronizovano. Kako je veza od procesora do skupa čipova kod sistema Pentium III ograničena ili na 100/133 MHz, ili na 1 GBajt/s, uticaće to koliko podataka može da se prenese u neprekidnom nizu. Ali kako se poredi DDR SDRAM memorija sa Rambus-om? Kao što znate, Rambus i SDRAM memorija koriste istu tehnologiju memorijske ćelije, samo je sprega različita. Zato je kašnjenje pristupa koloni (CAC, Column Access) RAMBUS-a približno isto kao kašnjenje CAS kod SDRAM memorije. Rambus ima kašnjenje CAC od 8 ciklusa od po 2,5 ns (400 MHz), a PC100 ima kašnjenje od 2 ciklusa od po 10 ns. Kanal Rambus šalje podatke dva puta brže od SDRAM memorije, ali SDRAM memorija može da pošalje prvih 8 bajtova bez čekanja, dok Rambus mora da prenese 16 bajtova. Kako Rambus može da šalje 2 bajta na svaki ciklus, potrebno je 4 ciklusa od po 2,5 ns da bi se izvršio prenos 16 bajtova, ili 10 ns. Čvorište za translaciju memorije (MTH, Memory Translation Hub) dodaje ne manje od 7 ciklusa kašnjenju CAC, što bi trebalo da Vam pomogne da razumete zašto je rešenje i820+MTH+SDRAM izuzetno sporo. POGODAK STRANICE

Kašnjenja

RDRAM PC800 Tcac (4 uredjaja) TRDLY= 0 RDRAM PC800 Tcac + Trdly (32 uredjaja) Parm = 4 PC100 + MTH (i820) PC2100 DDR SDRAM + EV6 DDR SDRAM PC2100 DDR SDRAM + GTL+ SDRAM

Tcac

Kašnjenja (ns) 8x2,5 ns = 20 8x2,5 + 4x2,5 = 30 15x2,5 = 37,5

Vreme prenosa (kritične) reči 10 ns (16 bajta) 10 ns (16 bajta)

FSB

Sistemsko kašnjenje

Asinhrona kazna

Ukupno kašnjenje

800 MHz čeka za xx (ciklusa)

133 MHz

4x7,5 ns

7,5 ns

67,5

54 (6x9)

133 MHz

4x7,5 ns

5 ns

75

60 (6x10)

20 ns

133 MHz

4x7,5 ns

2,5 ns

90

72 (6x12)

CAS

4x 3,75 = 15

3,75 ns

266 MHz

2x7,5 + 2x3,75 ns

0

41,25

33 (3x11)

CAS

4x 3,75 = 15

3,75 ns

133 MHz

4x7,5 ns

0

48,75

39 (3x13)

Mit 3: Rambus ima manje kašnjenje od SDRAM memorije. Pod idealnim uslovima, najbolja DRDRAM memorija može u pogledu kašnjenja da potuče jedan od najsporijih oblika SDRAM memorija. Kažem, u idealnim uslovima, zato što:

•

Ako uključite drugi modul na Rambus kanal, povećava se rastojanje izmedju prvog i poslednjeg čipa na kanalu. Rambus kanal radi na vrlo visokoj frekvenciji od 400 MHz, pa je vrlo verovatno da će paket podataka sa poslednjeg čipa stići mnogo kasnije od onog sa prvog čipa. Da bi se izborili sa tim problemom, kašnjenje se povećava na 4 do 7 ciklusa (TParm).

•

Ako jedan od čipova nije u aktivnom stanju, kašnjenje se povećava za nekoliko (STANDBY) do nekoliko desetina ciklusa (NAP).

E sad, pre nego što poverujete u Mit 4 ("Rambus je tehnologija bez ikakve vrednosti"), ovo ne bi trebalo da bude problem za DRDRAM. Velika količina sens grupa bi trebalo da obezbedi da se mnogo više stranica drži otvorenim i da je procenat pogodjenih stranica mnogo veći. To bi značajno smanjilo prosečno kašnjenje Rambus memorije. Medjutim, jevtin skup čipova i820 može da održava samo 4 od ukupno 32 uredjaja u aktivnom stanju, i može da drži samo 8 stranica otvorenim. Nije nikakvo čudo što Rambus radi mnogo bolje sa i840, koji može da drži 16 čipova i mnogo više stranica (32?) u aktivnom stanju. Premeštanjem logike jezgra na centralnu procesorsku jedinicu i takvim ugradjivanjem Rambus memorijskog kontrolera da bude deo samog centralnog procesora, nestaće mnogi problemi kašnjenja koji danas kompromituju ovu tehnologiju. Oba nova proizvoda firme Sun, MAJC i Playstation 2, primeri su ugradjenih rešenja koja imaju RMC (Rambus Memory Controler) integrisan u matrici. Drugi primer je novi EV7 (Alpha 21364) firme Compaq, koji takodje koristi 8 kanala da podrži velike zahteve za propusnim opsegom i smanji kašnjenja (umesto da pristupa velikim količinama DRDRAM memorije u serijskom obliku preko jednog kanala, što bi povećalo kašnjenja).

Performansa: propusni opseg Šta je sa propusnim opsegom? U "protočnim primenama", DDR SDRAM memorija će ponuditi mnogo bolju performansu, toliko je jasno. U tim primenama, memorija će davati podatke u nizu, mnogo reči jednu za drugom. Samo će baš prva reč imati kašnjenje od možda nekoliko ciklusa, ali sve ostale reči će biti isporučivane jedna za drugom (to je nešto kao 9-1-1-1 ... 1-1-1-1-1-1-1-1). Adrese se prenose normalnom brzinom, gotovo bez ikakvog uticaja. Dalje u tekstu pronaćićete malu tabelu sa najvećim porpusnim opsegom za različite konfiguracije SDRAM memorije. SDRAM memorija PC133 SDRAM VIA KX DDR PC1600 AMD 760 DDR PC 2100 AMD 760

Veliki blokovi 1,06 Gbajta/s 1,6 Gbajta/s 2,1 Gbajta/s

Najbrži oblik DDR SDRAM memorije će ponuditi dva puta veći propusni opseg od PC133. Ali, ako želite da poredite sa Rambus memorijom, stvari se komplikuju. Brzina DRDRAM memorije odredjena je frekvencijom čeone magistrale. Sledeća tabela će Vam to razjasniti.

RAMBUS specifikacija PC600 PC700 PC800

FSB 100 MHz, i820

FSB 133 MHz, i820

FSB 133MHz, i840

300 MHz DDR: 1.2 GB/S 300 MHz DDR: 1.2 GB/s 400 MHz DDR: 1.6 GB/s

266 MHz DDR: 1.06 GB/s 356 MHz DDR: 1.4 GB/s 400 MHz DDR: 1.6 GB/s

300 MHz DDRx 2: 2.4 GB/S Not Possible 400 MHz DDRx 2: 3.2 GB/S

Da, ako uključite modul PC600 u matičnu ploču od 133 MHz, modul PC600 će raditi na samo 266 MHz DDR! Ako to isto uradite sa modulom PC700 na čeonoj magistrali (FSB) od 100 MHz, on će raditi na samo 300 MHz. Ovde možete da vidite zašto Rambus memorije manje brzine teško da mogu da budu opcija, jer one daju samo malo veći propusni opseg od SDRAM memorija. Kombinujte to sa činjenicom da čeona magistrala (FSB) od 133 MHz skupova čipova i820 i i840 ograničava efektivni porpusni opseg sistema na samo 1066 GBajta/s, pa ćete razumeti zašto će čak i PC1600 DDR SDRAM memorija ponuditi veći propusni opseg na platformi Athlon.

Zaključak Rambus je inovativna i brza memorijska tehnologija, ali ona je potpuno obogaljena skupom čipova i820, koji ne može da ponudi dovoljan propusni opseg čeone magistrale (FSB), a pored toga ograničava i upotrebu potencijala DRDRAM memorije držeći vrlo mali broj stranica otvorenim. Skupovi čipova sa svojstvom DDR će se pojaviti krajem trećeg kvartala 2000. godine. Nije teško uvideti da je DDR SDRAM memorija u ovom trenutku mnogo bolje i privlačnije rešenje. Baš sada, ona se pravi sa manjim troškovima, ima više industrijske podrške, nudi manje kašnjenje i veći propusni opseg. Ali, šta će se dogoditi u budućnosti? Zašto je Intel odabrao Rambus? Gde su ispitivanja performanse koja bi dokazala naše tvrdnje? Odgovorićemo na ta i još neka pitanja u drugom delu vodiča kroz memorijske tehnologije.

MEMORIJSKA TEHNOLOGIJA (2. deo)

Napisao: Johan De Gelas Prevod sa engleskog: Dr Radomir Janković

DDR333, DDR400, DDR-II i 32-bitna PC1066 RDRAM memorija Šta je memorijski standard budućnosti? RDRAM, DDR400 ili DDR-II? To je pitanje koje doliva ulje na vatru u već pregrejanim diskusijama na mnogim forumima interneta o hardveru, uključujući i ovaj naš. U ovom članku, želeli bismo da Vam ponudimo mogućnost da sagledate kako se te različite tehnologije mogu porediti. Nivo članka je donekle viši, ali smo uvereni da ćete, sa nešto tehničkih predznanja, biti u stanju da izvršite promišljeniji izbor izmedju različitih vrsta DRAM memorije koje postoje na tržištu. Prvo bih želeo da obradim pitanje koje bi mogli da postave neki od naših čitalaca: “Zašto se RDRAM i dalje razmatra?”. Zaista, bilo je mnogo izveštaja u poslednjih nekoliko meseci koji su ukazivali na to da je RDRAM memorija “mrtva”. Intel je zaista zaustavio razvoj skupa čipova za RDRAM i jasno je da pre DDR-II stoji mnogo svetlija budućnost. Bez obzira na to, RDRAM memorja je daleko od “mrtve”. Uprkos Intel-ovom neodlučnom lansiranju i850E, dobra performansa PC1066 je izazavala odredjeno interesovanje i nekoliko proizvodjača je lansiralo, ili će lansirati ploče sa zvaničnom podrškom za PC1066. Najveći proizvodjač matičnih ploča, ASUS, izbacio je na tr-ište dve matične ploče koje zvanično podržavaju PC1066. U stopu su ga sledile i kompanije DFI, EPOX, BIOSTAR i IWill. Povrh svega toga, Silicon Integrated Systems (SiS), proizvodjač prvog skupa čipova za DDR 400 za Pentium 4, lansirao je R658 zasnovan na PC1066 RDRAM memoriji. Posle brisanja RDRAM memorije iz svojih planova, kompanija Elpida (NEC i Hitachi) je odlučila da svejedno nastavi sa proizvodnjom PC1066 RDRAM memorije. Dakle, mada je DDR daleko najpopularnija DRAM memorija na današnjem tržištu, RDRAM i dalje može da se pronadje u više vrhunskih stonih računara i radnih stanica. Kako su mnogi od naših čitalaca “moćni” korisnici, odlučili smo da još jednom pogledamo različite skupove čipova i tehnologije DRAM memorija koji su na raspolaganju za platformu Pentium 4. Ali, pre nego što počnemo da pričamo o programima za ispitivanja performanse u našem sledećem članku, u ovom tekstu ćemo obezbediti nešto tehničkog predznanja o razlikama izmedju RDRAM i DDR SDRAM memorija. Zašto RDRAM memorija može da dostigne tako velike brzine generatora takta? Može li DDR-II da usvoji neke od tehnika koje su RDRAM učinile tehnologijom sa bržim taktom? Ovaj članak će biti prilično tehničke prirode, ali čak iako niste skloni tehnici, ne brinite. Svaki zainteresovani čitalac će biti u stanju da razume diskusiju. Medjutim, da biste dobro razumeli članak, trebalo bi da poznajete osnove DRAM memorije, koji su objašnjeni u našem prethodnom članku

Velike brzine generatora takta za DRAM memoriju U mnogim člancima se ističe da RDRAM memorija koristi 16-bitnu magistralu za signale podataka i da je ta uska 16-bitna putanja glavni razlog zašti je RDRAM u stanju da radi na brzinama do 533 MHz (DDR, efektivna brzina generatora takta: 1066 MHz). Zaista, jedan od problema sa kojima se suočavaju paralelni sistemi je strmina. Što je sinhrona magistrala duža i brža, to je verovatnije da će neki signali podataka stići “prerano” ili “prekasno”, pa da neće biti u granicama signala generatora takta. To je razlog zašto ima tako mnogo U/I sprega koje

idu sa tipično sporih paralelenih magistrala na brze serijske magistrale. Primeri za to su prelazak sa paralelnog porta na USB, ili sa postojećeg sprege IDE ATA na serijsku ATA. Ali, iako 16-bitna putanja podataka mo-e da bude taktovana brže od 64-bitne, to ne objašnjava razlike u brzinama generatora takta izmedju RDRAM i DDR SDRAM memorije. Stvarno najbolja DDR SDRAM memorija može da se prisilno ubrza do 200 MHz ili nešto više, dok je najbolja RDRAM memorija bila u stanju da radi na 640 MHz (stabilno), pa čak i brže prilikom naših ispitivanja. zanimljivo je da su za prisilno ubrzavanje od 166 MHz (PC2700) i 533 MHz (PC1066), obe memorijske tehnologije dostigle ubrzavanje od 17%. O tome ćemo kasnije dati potpuniji izveštaj. Drugi razlog zašto je RDRAM memorija u stanju da radi br-e od DDR SDRAM memorije je pakovanje. Većina DDR SDRAM memorija koristi pakovanje TSOP (Thin Small Outline Package, malo tanko pakovanje), dok se RDRAM memorija pakuje u FBGA (Fine pitch Ball Grid array, BGA matrica sa finim korakom). TSOP čipovi ima dosta dugačke kontaktne pinove sa obe strane, dok FBGA čipovi imaju male kuglice na donjoj strani radi ostvarivanja kontakata sa okolinom. Te vrlo male zalemljene kuglice predstavljaju mnogo manje kapacitivno opterećenje od TSOP pinova. U stvari, iz industrijskih izvora smo saznali da postojeći FBGA DDR SDRAM čipovi mogu da rade na 200 do 266 MHz, dok su isti čipovi u pakovanju TSOP ograničeni na 150 do 180 MHz. Zbog toga bi pristojan modul DDR400 trebalo da bude sa čipovima u pakovanju FBGA, a ne TSOP. Naravno, to ne znači da su moduli sa osrednjim memorijskim čipovima FBGA bolji od TSOP modula kvalitetnim memorijskim čipovima. I pored toga, jasno je da proizvodjači koji prave DDR-400 u TSOP pakovanju (Samsung i Micron), donekle rastežu mogućnosti svojih čipova. Ne očekujte velike margine za prisilno ubrzavanje i obratite pažnju na veoma opterećene memorijske sisteme (to će reći, sa svim podnožjima popunjenim). Već smo zapazili da nekoliko nezvaničnih (odnosno ne-JEDEC) DDR2700 CAS 2.5 neće da rade na 166 MHz DDR na mnogim pločama, kada instalirate dva ili više DIMM modula od po 512 Mbajta. Mada tek treba da izvršimo iscrpna ispitivanja modula DDR400, verovatno ćemo naići na iste probleme. Nije slučajno da je organizacija JEDEC odlučila da svi moduli DDR-II, koji će da rade na 200 i 266 MHz, treba da budu FBGA čipovi.

Arhitektura Pakovanje je jedna stvar, ali najvažniji razlog zašto RDRAM može toliko brže da se taktuje je specijalna topologija signala za adrese i podatke. Signali i njihov integritet su veoma važni aspekti konstrukcije sistema za velike brzine. Kapacitivna i induktivna opterećenja povećavaju vreme potrebno da se signal ispravno pročita. Ako želimo da signalizujemo logičko “1” tako što šaljemo signal od +1,4V, moglo bi da bude potrebno neko vreme dok napon ne dostigne nivo od 1,4V. Hajde prvo da pogledamo signalizaciju DDR SDRAM memorije. Većina modula DDR SDRAM danas se sastoji od 8 ili 16 čipova SDRAM memorije. Pretpostavimo da u našem DIMM modulu (Dual Inline Memory Module) ima 8 čipova. Od ememorijskog kontrolera na memorijski podsistem dolazi 64-bitna putanja podataka. Tako se svaki čip povezuje na 8 od 64 linije za podatke.

Zapazite da je signalna topologija za adrese i podatke u DDR (kao i u SDRAM) sistemima različita. Pogledajte sliku 2, ali molm Vas, zapazite da je to pojednostavljena šema, jer je tačno razmeštanje žica izvan domena ovog članka. Ono što bi trebalo da shvatite sa slike 2 je da su 64 bita podataka sa magistrale podataka podeljeni na putanje podataka od po 8 paralelnih linija, od kojih je svaka povezana na po jedan (S)DRAM čip. Ali Vi, naravno, ne možete da podelite bitove adresa ili komandi, jer bi to uništilo originalnu adresu ili komandu. Zato celokupne magistrale za adrese i komande moraju da budu predstavljene svim DRAM čipovima u DDR DIMM modulu istovremeno. Da bi se to postiglo, adrese moraju da budu “izdate” svim čipovima na DIMM modulu. Sve DRAM memorije moraju da budu podjednako udaljene od tačke gde adresni signali ulaze u DIMM modul. Možete da zamislite da je usmeravanje podjednako dugih putanja od adresnih pinova do svakog čipa mnogo složenije od usmeravanja pinova za podatke ka čipovima. Svaki čip ima svojih sopstvenih osam isključivih pinova za podatke na koje treba da bude povezan (odnos 1 na 1), dok bi svaki čip trebalo da ima pristup na sve adresne pinove (1 na N). Hajde da pogledamo topologiju RDRAM memorije, da bi mogli da ih obe uporedimo. Na slici 3 sam obojio putanju podataka u narandžasto, baš kao što je uradjeno i na slici koja prikazuje DDR SDRAM memoriju. Najvažnije što treba da se zapazi je da se memorijski sistem Rambus sastoji od prenosne linije (narandžasta + zelena + siva linija) koja sadrži 16-bitnu putanju za podatke (narandžasto), ali i sve druge signale (taktove, adrese, komande). Adresna magistrala radi na potpuno isto kao i magistrala za podatke, pa su zato magistrale za adrese i za podatke opterećene na isti način. Ovaj Rambus prenos vijuga kao zmija izmedju dva (ili četiri) RIMM modula i treba da bude završen na oba kraja. Na taj način, dok se staza za podatke sastoji od 16 paralelnih linija podataka, svi Rambus čipovi su serijski povezani jedan sa drugim na liniju za prenos. Svaki čip je širine 16 bitova, a jedan čip je dovoljan da bi kanal RDRAM radio. Nasuprot tome, staza za podatke DDR SDRAM (u našem primeru) sastoji se od 8 različitih paralelnih staza širine 8 bitova. U prvoj 8-bitnoj stazi podataka prvi čip jednog od DIMM modula povezan je sa prvim čipom drugog DIMM modula, u drugoj je drugi čip prvog DIMM modula povezan sa drugim čipom drugog DIMM modula i tako dalje. Četiti do 16 SDRAM čipova (8 u našem primeru) moraju da rade zajedno da bi proizveli izlaz koji ima smisla.

U slučaju RDRAM memorije, postoji samo jedan 16-bitna staza za podatke, a prvi čip jednog RIMM modula je praćen drugim čipom istog RIMM modula na toj stazi za podatke.

RDRAM u poredjenju sa DDR SDRAM memorijom Hajde da sada uporedimo ove različite topologije i pokušamo da odredimo tačno koje su njihove prednosti i nedostaci. Što je još važnije, hajde da procenimo koliko je neka prednost značajna za odredjenu tehnologiju. Naime, neke prednosti mogu da postoje samo na papiru …

1. Prednost arhitekture RDRAM: adrese i podaci se opterećuju na isti način Kod arhitekture RDRAM, adrese i podaci se opterećuju na isti način - oni su deo iste “zmijolike prenosne linije” – kao što smo mogli da vidimo na slici 3. I adrese i podaci koriste vijugavu “zmijsku” putanju kroz RIMM module. Zato svaka žica za podatke i adrese ima isti broj opterećenja, gde taj broj zavisi od toga koliko modula i koliko uredjaja postoji u sistemu. U slučaju DDR SDRAM memorije, imamo sasvim drugačiju situaciju: adresna magistrala se opterećuje različito od žica za podatke. Uzmimo naš primer, jedan modul sa samo jednom stranom sa 8 čipova. U takvom sistemu, adresna magistrala ima 8 opterećenja, dok magistrala za podatke ima samo 1 opterećenje. Činjenica da su magistrale za adrese i za podatke različito opterećene, delimično objašnjava zašto čak ni danas DDR SDRAM memorija ne postiže više od 166 do 200 MHz. Što je još važnije, opterećenje magistrale za podatke se menja sa povećanjem broja redova (jednostrani modul =1 red, dvostrani modul=2 reda). To objašnjava rezultate novijih ispitivanja. Ispitivali smo ploče i845G koje podržavaju DDR333, prvo sa jednim modulom PC2700 od 512 MBajta na 333 MHz. Kada smo uključili drugi DIMM modul PC2700 od 512 MBajta, ploče su postale nestabilne u mnogim situacijama ispitivanja performanse ako smo prisiljavali da dva DIMM modula PC2700 rade na 333 MHz. Drugo, takodje smo otkrili razlog zašto adresna magistrala DDR SDRAM memorije prenosi adrese “jednostrukom brzinom podataka” (odnosno na samo jednu ivicu signala generatora takta), dok je magistrala podataka u stanju da prenosi podatke na obe ivice signala generatora takta (dvostrukom brzinom podataka): adresna magistrala je mnogo opterećenija. U slučaju RDRAM memorije, adrese se šalju na obe ivice signala generatora takta. Sa tačke gledišta performanse, to je samo neznatna prednost RDRAM memorije. Za svaku adresu reda i kolone koju šaljemo, mi dobijamo natrag 32 (dužina neprekidne grupe je 4 ciklusa) ili 64 bajta (dužina neprekidne grupe je 8 ciklusa) podataka. U većini slučajeva, propusni opseg podataka je mnogo važniji od propusnog opsega adresa. Samo kada dodje do promašaja na otvorenoj stranici (pogrešna informacija je još uvek prisutna na sens pojačavačima i mora da bude ispražnjena), a Vi treba da pošaljete komande RAS, CAS i Precharge da biste došli do svog podatka, bolji adresni propusni opseg može da pomogne. To zavisi od softvera, ali u proseku do ove situacije dolazi redje od pogotka stranice i promašaja stranice bez prethodnih punjenja. Procenjeno je da se promašaji stranica koji traže prethodno punjenje dešavaju u 5 do 20% ukupnog vremena. Na stranu od mala prednost u performansi, slanje adresa dvostrukom brzinom dozvoljava Vam da imate manje putanja za adrese, čime se štede pinovi na memorijskom kontroleru.

Procena ove prednosti: • • •

Veoma važna za maksimalnu brzinu generatora takta. Dozvoljava RDRAM memoriji da dostigne mnogo veće brzine takta. Dozvoljava RDRAM memoriji da šalje podatke i adrese dvostrukom brzinom. Medjutim, brzina adrese za jedan podatak u pogledu performanse je samo neznatan nedostatak za DDR. Velika brzina DDR dolazi u pitanje kada koristite više od jednog dvostranog DIMM modula. Stabilnost će zavisiti od konstrukcije matične ploče, i neće biti konzistentna od jedne do druge ploče.

2. Prednost arhitekture RDRAM: "odsečci" su mnogo manji Druga prednost “serijske zmijolike arhitekture” RDRAM memorija postaje jasna kada pogledamo kako signali putuju izmedju memorijskog kontrolera i DRAM čipova. Kod DDR SDRAM memorija, magistrala se usmerava na modul i u DRAM čip, ali ne opet natrag iz modula. Kada električni signal prolazi iz memorijskog kontrolera od SDRAM/ DDR kanala, on dolazi na “račvu” konektora. Ako pogledate sliku desno, možete videti da se ta “račva” sastoji od dve putanje: jedna od njih vodi na modul i DRAM čip (vertikalna narandžasta strela na slici DDR DIMM modula, “stub”, “odsečak”), a druga nastavlja duž matične ploče ka sledećem konektoru (horizontalna strela na slici DDR DIMM modula). Na kraju prve staze postoji kapacitivno opterećenje, (deo) DRAM čipa (ulazni prijemnik DRAM memorije i struktura ESD). Posledica je da “račva” postaje diskontinuitet na magistrali. Problem je što taj diskontinuitet uvodi refleksije signala na magistrali. Da bi to razumeli, morate znati da kada signal naidje na diskontinuitet kao što je ova “račva”, nešto energije nastavlja u istom pravcu kao i prvobitni signal, ali drugi deo se reflektuje unazad u pravcu odakle je signal došao. Možete zamisliti da ako postoji izvestan broj diskontinuiteta na kanalu, ima dosta signala koji se reflektuju unazad i unapred. Te refleksije su uzrok velikih problema: •

Prvobitni signal slabi.

•

Kako se signal reflektuje unazad i unapred, uz i niz kanal, te refleksije se prostiru do DRAM memorija i memorijskog kontrolera i ako stignu do tih uredjaja u isto vreme kada oni pokušavaju da pročitaju ili upišu podatke, ti talasi energije utiču medjusobno jedni na druge. U najgorem slučaju, te refleksije mogu čak da prouzrokuju da DRAM memorija primi pogrešan napon, što dovodi do grešaka u podacima.

Dakle, refleksije mogu da opustoše magistralu. To je danas jedan od najvećih problema kada se pokušava brže taktovanje DRAM memorija. Da bi se održao integritet signala, važno je da je prvobitni signal i dalje dovoljno jak kada dodje do ciljne DRAM emorije, a da je broj reflektovanih signala dovoljno mali. Što je signal brži, diskontinuiteti postaju veća nevolja. Dužina “odsečka” tu igra veoma važnu ulogu. Odsečak je putanja od paralelnih žica na Vašoj matičnoj ploči do DRAM čipa na modulu (vertikalna narandžasta strela na slici DDR DIMM modula). Taj odsečak je veliki u poredjenju sa talasnom dužinom signala, a rezultat je da se “pitanje refleksije” pogoršava. Da bi se suprotstavilo tom efektu, koriste se završni otpornici da bi se donekle smanjile refleksije, ali njih je vrlo teško odstraniti u potpunosti. Što je veća brzina generatora takta, to je manja talasna dužina. Zbog toga je efekat odsečaka sve izraženiji, jer oni postaju sve veći i veći u poredjenju sa talasnom dužinom signala podataka. Ukratko, što su veći odsečci i više učestanosti generatora takta signala, integritet signala je sve lošiji. Odsečci bi trebalo da budu što manji, ako želite da postignete pristojne brzine generatora takta i maksimum integriteta signala u isto vreme. Serijska “zmijolika” topologija RDRAM memorija rešava pitanje “refleksija koje stvaraju odsečci na velikim brzinama”. Odsečci su ovde mnogo kraći od onih u sistemu DDR SDRAM memorije. Zašto? Zato što signal putuje po RDRAM kanalu koji ide od jednog do drugog RIMM modula, vrlo blizu RDRAM čipova. Mogli biste na to da se podsetite pogledavši “zmijoliki put signala” na RIMM modulu (slika 3). Dakle, odsečak se ne sastoji od putanje od žica na matičnoj ploči (preko konektora) do čipa, nego od “zmijolikog puta signala” do RDRAM čipa. Tačnije, odsečak je rastojanje od zalemljene kuglice (koja počinje u “zmijolikom putu signala”) do stvarne same matrice RDRAM čipa. Rezultat je da je odsečak dužine samo 3 mm, dok odsečak na DDR SDRAM memoriji može da bude i do 25 mm. Kada je odsečak RDRAM memorije tako kratak, brzina prenosa podataka može da bude mnogo veća. Ali to nije sve. Pogledajte slike 2 i 3 još jednom. Kako topologija DDR SDRAM memorije koristi 8 staza za podatke paralelno, svaka staza za podatke od 8 bitova će naići na samo dva od tri diskontinuiteta, po jedan za svaki DIMM modul koji uključite u svoju matičnu ploču. Medjutim, u slučaju RDRAM memorije, kako je svaki čip povezan na istu stazu za podatke, signal će naići na onoliko diskontinuiteta (odsečaka) koliko ima čipova. Za signal koji putuje od memorijskog kontrolera, čak iako su odsečci mali (u odnosu na talasnu dužinu signala), oni izgledaju kao “hrpe” kapacitivnosti na samoj memorijskoj magistrali. Ta bi se obezbedilo da mnogo čipova može da se poveže na “zmiju”, putanje memorijske magistrale ovo kompenzuju. Putanje se prave užim, da bi se povećala impedansa i kompenzovala smanjena impedansa zbog kapacitivnog opterećenja koje predstavljaju odsečci. One na taj način imaju veću impedansu baš tamo gde je DRAM memorija priključena na memorijsku magistralu. Na kraju RDRAM kanala nalazimo završetak koji odgovara karakterističnoj impedansi kanala, apsorbujući na taj način signale koji dolaze do kraja magistrale i odstranjujući njihove refleksije. I pored toga, broj kapacitivnih opterećenja na magistrali (“padova”) mora nekako da se ograniči. Što je više čipova, više je odsečaka, samim tim i više kapacitivnih opterećenja. Zato je svaki RDRAM kanal ograničen na 32 čipa, mada mogu da se upotrebe memorijski repetitori, da bi se omogućilo više memorije na jednom kanalu Rambus. Dvostruki kanal i850 podržava 64 uredjaja, a i860 može da se opremi sa memorijskim repetitorom da bi podržao 128.

Skupovi čipova za DDR SDRAM su u praksi često takodje ograničeni na 32 čipa - da bi se ova granica proširila treba da se koriste “stekovani” DIMM moduli. Na primer, Intel i845E može da podrži 4 dvostrana DIMM modula. Svaki od njih može da sadrži 16 čipova, i845E ne podržava stekovani format sa 32 čipa. Kompanije VIA i SIS podržavaju do 3 dvostrana DIMM modula, odnosno 48 čipova.

Stekovana SDRAM memorija sa 32 čipa

Procena ove prednosti: •

Izuzetno važna za maksimalnu brzinu generatora takta. Dozvoljava da RDRAM memorija dostigne mnogo veće brzine takta bez refleksija.

2. Prednost DDR SDRAM memorije: putanja podataka od memorijskog kontrolera do najdaljeg memorijskog čipa je uvek mnogo kraća U dosadašnjem razmatranju, topologija čipova serijski povezanih na “zmiju” nam je uvek pokazivala samo prednosti. Ali ta topologija ima takodje i veoma značajan nedostatak. Kod RDRAM memorije, signal treba da putuje 25 cm do najdaljeg DRAM čipa. Kod DDR SDRAM memorije, najdalji “čip” su prosto svi čipovi na najdaljem DIMM modulu. Razlika u “vremenu reakcije” izmedju najbližih i najdaljih čipova kod topologije DDR SDRAM memorije je veoma mala, dok je razlika u rastojanju izmedju prvog i poslednjeg čipa u RDRAM “zmijolikom” kanalu veoma velika. Kako električni signal putuje brzinom od oko 14 cm u nanosekundi, ta velika razlika u rastojanju može da prouzrokuje mnogo problema. Najpre adresni signal treba da predje 25 cm do najdaljeg čipa, a kada čip odgovara pravim podatkom, on treba da predje 25 cm u obrnutom smeru. Na 533 MHz (PC1066), signal generatora takta traje samo 1,88 ns, pa ako bi čip odgovorio najvećom brzinom kojom može, podaci bi pristizali “van redosleda”. Te ogromne razlike u vremenu "reakcije" moraju da se kompenzuju. Da bi se to uradilo, memorijski kontroler dodeljuje svakom memorijskom čipu dodatno kašnjenje koje se zove TRARM. Što je čip bliži memorijskom kontroleru, to je dodatno kašnjenje veće. rezultat je da svi DRDRAM čipovi izgledaju da su spori (ili brzi, zavisi kako se na to gleda) kao najdalji čip. To takodje objašnjava zašto je tipično kašnjenje DRDRAM memorije (malo) veće od DDR SDRAM memorije. Procena ove prednosti: Važna za kašnjenje. Dugački RDRAM kanali imaju veće kašnjenje od memorijskih podsistema DDR SDRAM.

4. Prednost RDRAM memorije: svaki čip je nezavisan Tamo gde je DDR SDRAM DIMM modulu potrebno 8 ili 16 čipova da bi funkcionisao i isporučio 64 bita na stazu podataka, svaki pojedinačni čip DRDRAM memorije može da radi samostalno i sposoban je da ponudi potpun propusni opseg RDRAM kanala. To je verovatno razlog zašto su RDRAM čipovi našli primenu u primeru Sony-jeve Playstation 2 i nekim mrežnim uredjajima. Sa samo dva čipa, svakim na različitom kanalu, možete da dobijete 3,2 GBajta u sekundi (PC800) i čak 4,2 GBajta u sekundi (PC1066). Samsung bi čak mogao da proizvodi čipove koji su deklarisani da rade na 666 MHz u ovim implementacijama kratkog kanala, dajući 5,3 GBajta u sekundi u konfiguraciji sa dva kanala. Ali ova nezavisnost čipova ima i svoje nedostatke. Dok tipičan RDRAM RIMM modul ne troši (mnogo) više energije od tipičnog DDR SDRAM DIMM modula, RDRAM čip bi mogao da apsorbuje 3 puta više struje od DDR SDRAM čipa. Hladnjak je nasušna potreba na RIMM modulu, jer raspodeljuje toplotu jednog čipa preko čitavog RIMM modula. To takodje znači da je potrebno obezbediti da čipovi ne budu uvek u "aktivnom" režimu, nego i u režimu "pripravnosti", u kome troše mnogo manje energije. Medjutim, u režimu "pripravnosti", čip će odgovoriti sa dodatnim kašnjenjem. Procena ove prednosti: velika prednost za "kompaktne" uredjaje, kao što su konzole za igrice, mrežni uredjaji nedostatak za upravljanje toplotom i kašnjenjem.

5. Prednost RDRAM memorije: 32 grupe po uredjaju Napomena: da biste razumeli tekst koji sledi, trebalo bi da pročitate prvi deo teksta o memorijskim tehnologijama. Osnovna operacija dobijanja podataka iz DRAM memorije odvija se kako je dalje opisano. Da bi se dobio odredjeni podatak, šalje se adresa reda i kolone. Prvo tražite odgovarajući red u memorijskoj matrici, kopirate taj red u pojačavač (sens pojačavač) i birate odgovarajuću kolonu u sens pojačavaču. Ako skup čipova drži taj sens pojačavač napunjen, kaže se da je "stranica" (red) otvorena. Ako sledeći podatak dolazi iz istog reda, imate pogodak stranice. Iz prvog dela našeg teksta o memorijskim tehnologijama, trebalo je da zapamtite da Vam otvorene stranice dozvoljavaju da eliminišete kašnjenje RAS, pa tako možete značajno da smanjite ukupno kašnjenje koje vidi centralna procesorska jedinica. Otvorene stranice imaju isti efekat kao vrlo mala skrivena memorija: ako je sledeći podatak koji Vam je potreban u otvorenoj stranici, smanjujete kašnjenje. Ako nije, kašnjenje se povećava. I DDR i RDRAM memorije koriste istu DRAM tehnologiju. U slučaju RDRAM memorije, svaki RDRAM čip ima arhitekturu grupe 2x16d, gde "d" znači zavisno (dependent). Svaki čip ima 32 grupe ali postoji samo jedan sens pojačavač za svake dve grupe. Tako, u teoriji, do 16 stranica može da se drži otvoreno po čipu. Kako tipično rešenje RDRAM memorije sadrži 16 do 32 čipa, mogli biste da imate 256 do 512 otvorenih stranica, ali samo u teoriji. Pre svega, većina čipova nisu u aktivnom stanju. Tipično, samo 4 čipa se drže aktivnim, tako da najviše 64 stranice mogu da budu istovremeno aktivne. To u izvesnoj meri nije ništa posebno, jer više otvorenih stranica smanjuje dobit. Loša strana držanja otvorene stranice je što ako sledeći potreban podatak nije u otvorenoj stranici (promašaj stranice), sens pojačavač treba da zatvori

(upis unazad) stari red pre nego što može da se napuni novi. Tako će se, pored RAS i CAS, pojaviti i jedno dodatno kašnjenje. I pored toga, u proseku, više otvorenih stranica će Vam doneti malo bolju performansu. Skup čipova i850(E) podržava samo 8 otvorenih stranica i zato nema koristi od ove posebne karakteristike RDRAM memorije. Ta ogromna količina grupa po čipu je interesantna jedino u sistemima kao što je Playstation 2, koji ima samo dva čipa. U PC-ju, ova arhitektura od 2x16d je čista "upotreba prekomerne sile": matrica RDRAM čipa je veća nego ona kod SDRAM memorije i smanjuje prinos. Jasno je da je arhitektura 4i (4 nezavisne grupe) RDRAM memorije mnogo bolje prilagodjena potrebama tržišta PC računara. U sličnoj veličini, 4i RDRAM memorija je manje od 10% skuplja u proizvodnji od DDR SDRAM memorije, dok nema (merljivog) pogotka performanse pogotka u poredjenju sa postojećom 2x16d RDRAM memorijom. Na nesreću, Intelov skup čipova Tulloch je napušten, pa će 4i RDRAM memorija verovatno biti ograničena na konzole za igrice ili mrežne uredjaje. Medjutim, skup čipova R658 kompanije SIS podržava 4i RDRAM memoriju, što i dalje ostavlja otškrinuta vrata za 4i RDRAM. Procena ove prednosti: 1. ona je u stvari NEDOSTATAK za tržište PC računara iz sledećih razloga: - veća matrica i manji prinos rezultuju većim troškovima proizvodnje. - nema povećanja performanse kada skup čipova ne podržava mnogo otvorenih stranica. 2. Mala prednost za male sisteme sa nekoliko čipova (kao što je PlayStation 2)

6. Prednost DDR SDRAM memorije: bolja podrška skupova čipova Intel je zaustavio razvoj skupa čipova za tehnologiju RDRAM memorije i usredsredio većinu svojih inženjerskih resursa za projektovanje skupova čipova na DDR SDRAM i DDR-II. Rezultat je da je postojeći skup čipova i845E napredniji od skupa čipova i850E. Pre svega, i845E podržava 24 otvorene memorijske stranice, a i850E samo 8. Jedna dvostrana DDR SDRAM memorija ima najviše 8 grupa, a i845E podržava dva dvostrana DIMM modula. Tako u praksi i845E može da drži do 16 stranica otvorenim, dva puta više od i850(E). Skup čipova i845E takodje ima dubinu od 12 nivoa u redu naredbi (IOQ, bafer skupa čipova), pa je u stanju da pošalje do 12 narednih čitanja 64 bita centralnoj procesorskoj jedinici. Skup čipova i850E podržava IOQ od samo 8 nivoa dubine. Treće, osvežavanje i8454E je takodje i više dinamičko. Kao što znate, ćelije DRAM memorije imaju vrlo mali kondenzator. Ti mali kondenzatori propuštaju struju pa treba s vremena na vreme da se osveže (približno na svakh 64 ms). Intelovo fleksibilno osvežavanje memorije može da odloži osvežavanje otvorenih stranica, ako se traži podatak sa te stranice. Na taj način, i845E može da eliminiše dodatno kašnjenje koje može da se pojavi s vremena na vreme. Procena ove prednosti: korist od ove optimizacije je mala (1 do 2%?), ali potencijal DDR SDRAM memorije je efikasnije iskorišćen.

7. Prednost DDR SDRAM memorije: podrška kritične reči DDR SDRAM memorija podržava izdavanje prve kritične reči. To smanjuje kašnjenje koje vidi centralna procesorska jedinica. Kada centralna procesorska jedinica zahteva da se osveži jedna od njenih keš linija zbog promašaja u skrivenoj memoriji, skup čipova će tipično isporučiti reč od 64 bajta. Ali instrukcija koja je prouzrokovala promašaj skrivene memorije verovatno ima potrebe samo za 64 bita (8 bajtova, kritična reč) od tih 64 bajta da bi nastavila sa izvršavanjem, pa zato taj deo podatka treba da dobije prioritet. Drugim rečima, kritična reč se odmah usmerava ka centralnoj procesorskoj jedinici, dok ostatak keš linije dolazi kasnije. RDRAM memorija radi sa pod-blokovima od 16 bajta, i dok cela keš linija (64 bajta) ne mora da se učita u skrivenu memoriju da bi se dobila kritična reč, mora da se učita ceo pod-blok. Procena ove prednosti: malo ali nezanemarljivo kašnjenje za RDRAM memoriju.

Pogled u budućnost: DDR-II i Yellowstone Zanimljivo u vezi poznavanja prednosti i mana postojeće memorijske tehnologije je da dobijate bolje ideje o tome šta je uopšte sledeća memorijska tehnologija. U izvesnoj meri, DDR-II je dogradnja arhitekture DDR, ali sadrži i neke prednosti RDRAM memorije. DDR-II ima manje odsečke, ima programabilnu impedansu (RDRAM memorija kompennzuje impedansu pomoću užih staza na odredjenim mestima) i završavanje na matrici da bi se izbegle refleksije. Ona takodje koristi pakovanje FBGA da bi smanjila kapacitivno opterećenje. Takodje je zanimljivo da, zbog namere da se postignu veće brzine generatora takta od 266 MHz DDR (DDR-II 533), kašnjenja značajno rastu. Procenjeno je da kašnjenja rastu od 3-4-4 na 5-5-5 (DDR-II 533), a izgleda da DDR-II više ne podržava princip "kritična reč prva". Da bi se to kompenzovalo, DDR-II će moći da prethodno donese 4 umesto 2 bita. Isto tako, zanimljiva je činjenica da je povećanje matrice čipa DDR-II oko 10% u odnosu na SDRAM memoriju. Poredjenja radi, DDR ima 5% veću matricu u odnosu na SDRAM memoriju, 4i RDRAM izmedju 5 i 10%, a postojeća 2x16d RDRAM memorija ima 15% veću matricu. DDR-II za stone PC računare bi trebalo da dostigne masovnu proizvodnju u drugoj polovini 2003 godine. Šta je sa RDRAM memorijom? Pa dobro, ona će nastaviti da postoji i u 2003. godini, ali bez prave podrške skupova čipova, verovatno će nestati približno u trenutku kada DDR-II stvarno osvoji tržište. Dakle, izgleda da će DDR-II istisnuti i DDR i RDRAM memoriju, učinivši oba ova rešenja "zastarelim". Ipak, postoji mala šansa da će RDRAM memorija nastaviti da postoji uz DDR-II. Postojeća RDRAM memorija PC1066 može da dostigne - sa odgovarajućim generatorima takta - brzine PC1333 (667 MHz), pa su kompanije Samsung i Elpida objavile da studiraju RDRAM memoriju PC1333 i čak i 800 MHz ili PC1600! Naravno, zavisiće od kompanija SIS i Intel da li će ta RDRAM memorija PC1333 biti raspoloživa na tržištu PC računara. Najverovatnije će 4i RDRAM memorija PC1333 biti upotrebljena na drugim tržištima (potrošači, mreže). Isto se može reći o 64-bitnim (8-kanalnim) RDRAM memorijama, o kojima smo pisali pre godinu dana. To ne znači da je RDRAM memorija potpuno izbačena sa tržišta PC računara. Rambus je već razvio novu tehnologiju pod nazivom "Yellowstone", čiji se proizvodi očekuju za nekoliko godina. U početku bi ta tehnologija trebalo da dostigne 400 MHz i koristi osmostruku brzinu podataka, što bi značilo memoriju na 3,2 GHz. Takva memorijska tehnologija bi prvo trebalo

da bude u stanju da isporuči najmanje 12,4 GBajta u sekundi. Početno tržište za ovu tehnologiju će biti ono za grafičke primene. Sa 128-bitnom spregom (što je sada gotovo jevtin deo grafičkog tržišta) Rambus obećava propusni opseg do 100 GBajta u sekundi. U ovom trenutku, ta tehnologija je ograničena na prototipove u svrhu prikazivanja, kao i marketinška obećanja, ali mora se reći da nijedna memorijska tehnologija nije do sada imala tako impresivne razvojne planove. Kao što je to bio slučaj i u prošlosti, kutije sa igricama i garfičke kartice su prve ugradile naprednu memorijsku tehnologiju, pa neće ni Yellowstone biti izuzetak. Izgleda da tehnologija Yellowstone neće moći da se nadje u sistemima glavne memorije PC računara pre 2005. godine.

Zaključak Drago mi je da ste stigli dovde. Sad kada mnogo bolje razumemo memorijsku tehnologiju, hajde da pogledamo kakvo praktično znanje možemo da izvučemo iz svih tih tehničkih detalja. Nekoliko zanimljivih zaključaka: 1. Oni koji se bave prisilnim ubrzavanje trebalo bi da daju prednost jednom DIMM modulu velikog kapaciteta, umesto više malih DIMM modula. Da li bi trebalo da uzmete dva DIMM modula od po 256 MBajta ili jedan od 512 MBajta? Više DIMM modula će Vam doneti samo jednu prednost: više mogućih otvorenih stranica. Ali, to će Vam dati samo malo povećanje performanse (i to sa omogućenim preplitanjem 4 grupe, u protivnom verovatno uopšte neće biti nikakvog poboljšanja performanse). Svaki DIMM modul koji dodate, ima za rezultat veće (kapacitivno) opterećenje magistrala za adrese i za podatke, i time manje mogućnosti za prisilno ubrzavanje sistema. Mogli biste da otkrijete da Vaša matična ploča guši brzinu Vaše memorije da bi obezbedila stabilnost. 2. DDR nije napravljen zato da bi se dostigle brzine generatora takta RDRAM memorije. Rambus je vrlo kontraverzna kompanija, ali mora se reći da njihovi inženjeri znaju kako se prave memorijske sprege velike brzine. Mala veličina odsečka, "zmijolika" staza za podatke i adrese su veoma zanimljiva konstrukcija koja još uvek ima veliki potencijal. Ona je otvorena za diskusiju, ali moguće je da će ta tehnologija na duži rok zameniti topologiju "paralelno sa odsečcima". U dužem vremenu, prosto prilagodjavanje SDRAM memorije da postigne malo veće brzine generatora takta (DDR-II) moglo bi biti nedovoljno. Baš kao što Fast Page RAM memorija nije bila dovoljno skalabilna, pa je zamenjena SDRAM memorijom. 3. RDRAM memorija bi mogla (bi trebalo?) da bude mnogo bolje rešenje za tržište PC računara, nego što je to slučaj danas. DDR SDRAM memorija ima najbolji odnos cena/performansa i zato je najpopularnije rešenje za tržište PC računara. RDRAM memorija koja je napravljena da bi zadovoljila sve

vrste tržišta, bila je suviše složena i trebalo je da joj se poboljša odnos cena/performa pre nego što je doneta na tržište 1999. godine. RIMM moduli 4i RDRAM memorije zajedno sa poboljšanim skupom čipova i850 (mrtvim pre nego što je rodjen Tulloch), bili bi mnogo konkurentniji. 4. DDR-II na 533 MHz će verovatno prouzrokovati manje nevolja od nekih DDR na 400 MHz. DDR-II je prilagodjena velikim brzinama generatora takta, zahvaljujući završecima na matrici, pakovanju FBGA i programabilnoj impedansi. Medjutim, DDR-400 je najviše brzi oblik DDR333. Rezultat je da će DDR400 verovatno biti ograničen na manje kapacitete i na (skuplje) matične ploče koje koriste vrhunske komponente, ako želite dobru stabilnost. Mi ćemo detaljnije istražiti tu materiju u narednim člancima, ali može se sigurno reći da je DDR400 za one koji se bave prisilnim ubrzavanjem i zajednicu hardverskih fanatika u stilu "umri muški", ali ne i za običan narod. 5. Budućnost je u malim odsečcima. Velike brzine generatora takta RDRAM memorija su moguće zahvaljujući malim odsečcima. Kako su odsečci DDR-II manji, to će isto tako dozvoliti veće brzine generatora takta. DDR-III bi mogao da bude bez ikakvih odsečaka. 6. Izložite svoje mišljenje! Mi ne pretendujemo na to da je ovaj članak potpun ili savršen, pa Vas molimo da ne oklevate danam date svoj pogled ili mišljenje. Dočekaćemo sa dobrodošlicom svaku konstruktivnu kritiku i odziv u našoj rubrici za komentare …

MEMORIJSKA TEHNOLOGIJA (3. deo)

Napisao: Johan De Gelas Prevod sa engleskog: Dr Radomir Janković

Stižu dvokanalne DDR SDRAM memorije za Pentium 4 DDR400/333/266, Dual DDR, RDRAM 16-bitna i 32-bitna, SDRAM memorija... skoro svaka memorijska tehnologija na tržištu raspoloživa je za platformu sa procesorom Pentium 4. U našim prethodnim člancima raspravljali smo o prednostima i nedostacima različitih arhitektura Rambus i SDRAM memorijskih tehnologija, kao što su DDR i DDR-II. U ovom članku ćemo istražiti kako različite memorijske tehnologije i skupovi čipova koji ih podržavaju prolaze na testovima za ispitivanjima performanse. Ispitivali smo sledeće matične ploče: • • • • •

ASUS P4T533 sa skupom čipova i850E 32-bitnom RDRAM memorijom ASUS P4T533-C sa istim skupom čipova, ali sa korišćenjem dva kanala 16-bitnih RIMM memorijskih modula MSI 648 Max sa skupom čipova SIS 648, koji nezvanično podržava DDR400 MSI i845PE sa najnovijim Intelovim skupom čipova i845, koji zvanično podržava DDR333 Tyan Trinity 7205 i MSI GNB Max sa skupom čipova Dual DDR266 Granite Bay

Veoma dobro nam je poznato da ima već mnogo obavljenih ispitivanja sa skupovima čipova za Pentium 4, uključujući tu i Granite Bay. Zašto smo se onda uopšte prihvatili ovog posla? U ovom članku, usredsredili smo se na memorijsku tehnologiju koju podržavaju ti skupovi čipova. Ovaj tekst će Vam ponuditi uvid u to kako se porede različite memorijske tehnologije na širokom skupu primena. Ispitaćemo detaljnije koje su prednosti i nedostaci svake od tih memorijskih tehnologija i pokušaćemo da otkrijemo koji su glavni razlozi iza toga. Posle čitanja, trebalo bi da budete u stanju da donesete znalačku odluku o izboru memorije, bez obzira da li ste fanatik za računarske igre, korisnik radne stanice ili se bavite naučno-istraživačkim radom. Naravno, to nije sve … po našem dobrom starom običaju, pokušaćemo da se bavimo i tehničkim i arhitektoonskim pojedinostima koje mogu da objasne rezultate koje smo dobili prilikom ispitivanja performanse. Pre nego što bacimo pogled na ispitivanja performanse, hajde prvo da porazgovaramo o memoriji DDR 400 i o 32-bitnoj RDRAM memoriji, dve relativno novije varijante DRAM memorije.

DDR400 Kao što smo ukazali u prethodnim člancima, sa vremenom ciklusa od 5 ns, memoriju DDR400 pomera na granice mogućnosti DDR-I. Mnogi proizvodjači memorija ne polažu velike nade u memoriju DDR400. Samsung Electronics Co. Ltd. i Micron Technology Inc., koji su prvi i drugi najveći snabdevač memorijama, respektivno, izdvojili su se ipak iz gomile i pre nekoliko meseci najavili uzorke memorije DDR400. Veliki nedostatak memorije DDR400 je u tome što proizvodjači matičnih ploča i memorija mogu da garantuju stabilnost ako koristite jedan dvostrani DIMM modul. To ne bi trebalo da bude iznenadjenje za naše čitaoce, jer smo u našem prethodnom članku ukazali na to da je

veoma opterećena adresna magistrala jedan od najvećih problema arhitekture DDR SDRAM memorije. U praksi, proizvodjači memorijskih modula su ograničeni na 16 čipova (18 sa ECC). U ovom trenutku, većina najvećih memorijskih čipova (onih od 512 Mbita) nisu u stanju da postignu 200 MHz DDR. Skoro sve memorije DDR400 koriste jevtinije čipove od 256 Mbita, jer su oni od 512 Mbita koji rade u DDR400 veoma skupi. Tipično integrisano kolo od 512 Mbita košta oko 5 puta više od onog od 256 Mbita, pa će modul od 512 MBajta koštati 2,5 puta više ako ga opremite sa čipovima od 512 Mbita. Kao rezultat, ograničeni ste na 16 puta 256 Mbita, ili 512 MBajta. To čini memoriju DDR400 pogodnom samo za vrhunske stone računare. Radne stanice i, naročito, serveri zahtevaju mnogo više memorije. Zapazite takodje da mnoge memorije DDR400 dolaze sa većim CAS, RAS do CAS, ili kašnjenjem za prethodno punjenje.

Corsair DDR 400...CAS 2! Izgleda da je firma Corsair izuzetak od pravila. Dok Micron i Samsung nišane na konzervativniju DDR400 3-4-4, Corsair Vam srećno isporučuje DDR400 2-3-3. Kašnjenje CAS od 2 na 200 MHz ostavlja sasvim dubok utisak. Skoro da izgleda kao da se ograničenja DDR-I ne odnose na proizvode firme Corsair.Pre nekoliko nedelja, firma Corsair je počela da isporučuje PC3500. To ipak ne znači da će DDR400 uskoro postati proizvod za masovno tržište. Kompanije SIS i VIA su obe odlučile da njihovi skupovi čipova koji podržavaju DDR400 (SIS648, KT400 i P4X400) to ne čine zvanično. Razlog je u tome što matična ploča koja podržava memoriju DDR400 ima vrlo striktne zahteve za signale i uske tolerancije, što je veoma skupo za proizvodnju. U isto vreme, mnoge proizvode DDR400 na tržištu čak ne vredi ni nazivati DDR400 ili PC3200. Proizvodi firme Corsair su najverovatnije onaj izuzetak koji potvrdjuje pravilo. Kompanija Corsair ulaže u vrlo pedantan proces kvalifikacije. Oni kupuju najnovije revizije odredjenih proizvodjača. I mora se reći da Corsair koristi sastavne delove visokog kvaliteta i veoma dobro projektovanu štampanu ploču. To naravno ima za rezultat skupe module, što je manje privlačno za velike proizvodjače originalne opreme, ali je zato više za one koji se bave prisilnim ubrzavanjem u stilu "umri muški".

Moduli XMS3000 i XMS3200 koje smo ispitivali, zasnovani su na 256 Mbitnim integrisanim kolima Winbond rev B od 6 ns. XMS3200 koristi najbolje čipove od 6 ns. To bi moglo da izgleda malo čudno, imajući u vidu da na tržištu ima dosta integrisanih kola od 5 ns. Ali, najveći broj postojećih čipova od 5 ns radi samo na 3-4-4, što je lošije od onoga što mogu čipovi Winbond od 6 ns. Izgleda da su samo najnoviji čipovi Winbond od 5 ns bolji, a to su baš oni čipovi koji daju snagu Corsair-ovom modulu XMS3500.

32-bitna RDRAM memorija i ASUS P4T533

32-bitna RDRAM memorija nije (još uvek?) tako široko rasprostranjena. Prva ploča koja podržava 32-bitnu RDRAM memoriju, ASUS P4T533, u početku je bila opterećena problemima sa kolima za napajanje. Sa procesorom Pentium 4 na 2,8 GHz ili bržim, doživeli smo dosta zastoja kada smo igrali računarske igre, a ispitivali smo pet (!) različitih ploča. Opisali smo ovaj problem u našem članku o Pentiumu 4 na 3,06 GHz. Izbegavajte po svaku cenu revizije 1.02 i prve 1.03. Na svu sreću, kanali RDRAM nisu bili problem. Kada smo smanjili množač generatora takta na 16, sistem je bio u stanju da radi stabilno sa generatotom takta na četvorostrukih 150 MHz (600 MHz), a čak na četvorostrukih 159 MHz je mogao da se podigne u operativnom sistemu Windows.

ASUS je sada rešio problem. Možete da "razlikujete" "dobre ploče" od "onih sa šumom u kolima za napajanje" na dva načina. Ploča koja se lepo ponaša ima ventilator na hladnjaku severnog mosta, a kutija je označena natpisom "podržava HT procesor" (support HT processor).

Pregled članka Pre nego što počnemo, hajde da na trenutak pogledamo šta je sve obradjeno u ovom članku: • • • • • • • • •

Uvod Pogled na skup čipova Granite Bay Tyan Trinity 7205 i MSI GNB MAX FISR Gigabyte GA-8INXP Ispitivanje performanse skupa čipova Granite Bay Ispitivanje performanse računarskih igara Ispitivanja radnih stanica: 3DSMax i SPEC ViewPerf AutoCAD: performansa 2-dimenzionalnog projektovanja pomoću računara Ispitivanje performanse Photoshop 7.0 • Razumevanje performanse skupa čipova Granite Bay i zaključak

Počnimo sa kratkim pregledom skupa čipova Granite Bay …

Sskup čipova Granite Bay

Granite Bay je najnoviji član porodice skupova čipova za Pentium 4. To nije Vaš prosečni skup čipova za Pentium 4, jer koristi dva kanala DDR266 koji mogu da obezbede vršni propusni opseg od 4,2 GBajta u sekundi koji je potreban čeonoj (FSB) magistrali od 533 MHz procesora Pentium 4. Dva kanala ne rade nezavisno, kao što je to slučaj kod Nforce. Ne, skup čipova je spojio dva 64-bitna kanala zajedno u jedan veliki 128-bitni memorijski kanal. Ali, to nije sve. Osobina skupa čipova Max. Memory bandwidth

Intel Granite Bay

Intel i845PE

SIS 648

Intel i845E

4,2 GBajta/s

2,7 GBajta/s 2,7 GBajta/s* 2,1 GBajt/s DDR400* DDR333 DDR266 DDR266 DDR333 DDR266 Podržana RAM memorija DDR266 DDR200 DDR200 DDR200 DDR200 Maksimalni teorijski kapacitet RAM 4 GBajta 2 GBajta 3 GBajta 2 GBajta Maksimalni praktični kapacitet RAM 4 GBajta 2 GBajta 2 GBajta(*) 2 GBajta Maksimalni propusni opseg 4,2 2,7 2,7 (3,2) 2,1 USB kontroleri/USB portovi/Firewire 3/6/0 3/6/0 3/6/2 3/6/0 AGP 4x 8x 4x 8x 4x Veza severni/južni most 266 MBajta/s 266 MBajta/s 1 GBajt/s 266 MBajta/s

Intel i850E 4,2 GBajta/s 32-bitna/ 16-bitna PC1066/PC800 RDRAM **

2 GBajta 1 GBajta(**) 4,2 2/4/0 4x 266 MBajta/s

* nije zvanično podržano ** skup čipova podržava sve ove RDRAM memorije, ali ne na isptoj ploči (*) 3 GBajta je teorijski moguće, ali ne na 333 MHz (**) RDRAM memorija od 1 GBajta nije raspoloživa Pre svega, skup čipova Granite Bay, s obzirom da cilja na tržišta servera i radnih stanica, podržava do 4 GBajta nebaferovane memorije. Nema skupa čipova za Pentium 4 koji je to do sada mogao da radi. Drugo, skup čipova Granite Bay samo podržava memorijsku magistralu koja radi sinhrono sa čeonom magistralom. Drugim rečima, ako koristite Pentium 4 sa čeonom magistralom od 400 MHz, DDR RAM memorija će raditi na 200 MHz i obrnuto. Treće, Granite Bay je vrlo skup i košta dva puta više od skupa čipova i845PE. Ploče za Granite Bay imaju 6 slojeva umesto 4 sloja. Rezultat je da se matične ploče za Granite Bay prodaju po vrlo visokoj ceni u odnosu na matične ploče zasnovane na skupu čipova 845PE. Pogledali smo ove cene u Pricewatch-u i zabeležili ih za različite ploče ASUS. Izabrali smo ASUS, zato što su kod njih raspoložive ploče sa 32-bitnom RDRAM memorijom i skupom čipova i850E, kao i 16-bitnom RDRAM memorijom i skupovima čipova i850E, i845PE i Granite Bay. Motična ploča ASUS P4T-533 (32 bit RDRAM) ASUS P4T-533-C (16 bit RDRAM) ASUS P4G8X (Granite Bay) ASUS P4PE (i845 PE)

Cena (Pricewatch 12.12.2002.) 165 USD 155 USD 230 USD 130 USD

Ploča za skup čipova Granite Bay je značajno skuplja od starijih ploča za Pentium 4. Naravno, cena RAM memorije je takodje važna. Kako ne možete da poredite memorije poznatog proizvodjača sa onim drugima, potražili smo cene DIMM i RIMM modula kompanije Samsung. Memorija

256 MB

PC800 RDRAM PC1066 RDRAM PC1066 RDRAM -32 bita DDR PC2700 DDR PC2100 (400 MHz DDR) (533 MHz DDR) (533 MHz DDR) (166 MHz) (200 MHz)

$70

$100

$110

$70

$61

512 MB $150 $250 $350 $130 $110 RDRAM memorija ima konkurentnu cenu za 256 MBajta i manje kapacitete, ali DDR je definitivno jevtinija ako želite da koristite DIMM module kapaciteta od 512 MBajta, ili veće. To RDRAM memoriju čini manje privlačnom u oblasti radnih stanica i servera.

Tyan Trinity 7205 Tyan uživa dobar glas kada se radi o radnim stanicama i serverima. I nema nikakve sumnje da je, iako je njihova linija Trinity normalno namenjena tržištu vrhunskih stonih računara, to u stvari ploča za radnu stanicu.

AGP Pro50 8x, (Intel) Gigabit LAN i posebni konektori za izvore napajanja koje možete pronaći samo u radnim stanicama, neke su od osobina koje potvrdjuju krajnju sudbinu ovih ploča. U isto vreme, to je verovatno razlog zašto Tyan pribegava jednostavnijim konstrukcijama u poredjenju sa vrlo bogatim karakteristikama ploča Gigabyte i MSI. Nećete pronaći Firewire, dodatne priključke USB 2.0 i slične stvari na ovoj ploči. To čini Tyan jednom od najjevtinijih ploča za skup čipova Granite Bay koje su na raspolaganju. Tyan procenjuje maloprodajnu cenu ("na ulici") na oko 230 USD, a u Evropi biste mogli pronaći ploču za 270 EUR ili manje. Na mreži ćete verovatno pronaći još niže cene. Ploča se ponašala "čvrsto kao stena" na svim ispitivanjima performanse, a davala je rezultate u okviru granica greške druge dve ploče. I pored toga, rado bismo videli nekoliko mogućnosti za doterivanje DRAM memorije, jer bi neki od korisnika radnih stanica (manjina) mogli da ulože u brzu DDR SDRAM memoriju koja radi sa malim kašnjenjima. Svejedno, ova ploča "bez ikakvih besmislica" je vrlo privlačna za one koji ne žele da plate za karakteristike koje i tako nikada neće da iskoriste. Druga privlačna osobina je veliki hladnjak bez ventilatora. Na taj način, hladnjak neće skupljati prašinu tako brzo ako računar radi u prašnjavom okruženju (što je slučaj sa većinom studentskih soba…). Firma Anandtech je ukazala na to da Tyan US nudi odličnu podršku. Razgovarali smo sa nekoliko evropskih dobavljača i oni su svi potvrdili da je Tyan jedan od malobrojnih proizvodjača koji su brzi i korektni po ovom pitanju.

MSI GNB MAX FISR MSI ima drugačiju filozofiju: što više raznih osobina, to bolje. Kontroler VIA VT6306 može da upravlja sa 3 uredjaja Firewire (IEEE 1394), dok je Gigabit Ethernet raspoloživ zahvaljujući Intel-ovom čipu RC82540EM. Jedna od velikih prednosti kupovine ploče MSI je u tome što dobijate sve potrebne nosače, što je vrlo zgodno. Nosač Firewire, D-nosač sa podrškom za "plavi zub", dva dodatna porta USB i dijagnostičke LED diode, kao i S-nosač (Audio, S/PDIF) - sve je to uključeno u kutiju.

Mada je ploča opremljena sa kontrolerom Promise PDC20376 RAID, RAID 0 ili 1 neće biti baš brzi na ovoj ploči. Kontroler ima samo jedan port IDE, pa možete da priključujete dva IDE čvrsta diska ili 2 S-ATA uredjaja, ali ne oba istovremeno. Medjutim, za postavku čvrstih diskova RAID 0, najbolje je da stavite svaki čvrsti disk na različit IDE port/kanal, da biste optimizovali performansu. Postavka NVRAM (koja se često naziva i "postavka CMOS") dozvoljava Vam da podešavate kašnjenja CAS, RAS do CAS, RAS prethodno punjenje i Aktivno do Prethodnog punjenja. To nam dozvoljava da dobijemo malo bolju performansu od Corsair-ovih DIMM modula, što nije bilo moguće na Tyan-ovoj ploči. Za razliku od drugih MSI ploča, nema nikakve prave mogućnosti za prisilno ubrzavanje. Možete prisilno da ubrzavate koristeći MSI-ovu alatku "Fuzzy logic", ali frekvencije AGP i PCI nisu zabravljene. Kola izvora za napajanje, koja su pristojna ali ne baš sjajna, to svejedno ne bi dozvolila. Prema hardverskom monitoru, napon jezgra fluktuirao je izmedju 1,49 V i 1,5 V kada smo instalirali centralnu procesorsku jedinicu na 2,8 GHz, što je za 0,03 V suviše malo (koristili smo Antec-ov izvor za napajanje od 400 W). To stvarno nije problem, jer ploča nije imala nevolja sa Pentiumom 4 na 3,06 GHz, ali sumnjamo da kola za napajanje imaju mnogo rezerve. Mogli smo jedino da prisilno ubrzavamo na 140 do 145 MHz za čeonu magistralu (FSB), sa nezabravljenim Pentiumom 4 od 2,8 GHz. Cena "na ulici" ploče MSI je oko 330 EUR u Evropi, a u SAD od 240 do 260 USD.

Gigabyte GA-8INXP Izgleda da je ova ploča firme Gigabyte pošteno namenjena hardverskim entuzijastima. Nema slot AGP Pro, niti Firewire, ali nudi sve što je potrebno nekome ko se bavi prisilnim ubrzavanjem. Dok MSI i ASUS deluju pomalo konzervativno u pogledu kola za napajanje, Gigabyte nudi dvostruka trofazna kola za napajanje. Posebna dodatna kartica sa trofaznim kolom za napajanje može da se utakne u specijalno podnožje na matičnoj ploči. Gigagyte-ov modul sa dvostrukim regulatorom napona napajanja ("Dual Power Voltage Regulator Module", DPVRM) može da radi na dva načina: u paralelnom i u rezervnom režimu.

U paralelnom (podrazumevanom) režimu, prema firmi Gigabyte, dva trofazna regulatora napajanja bi mogla da podrže centralne procesorske jedinice do 10 GHz (do 150 A!). Ako bi jedan od regulatora otkazao, drugi bi automatski preuzeo napajanje (rezervni režim). U firmi Gigabyte tvrde da se u paralelnom režimu regulatori napajanja zagrevaju do 76°C (srtuja od 70 A), dok se jedan regulator zagreva do 81°C. Bili smo u stanju da pustimo naš nezabravljeni procesor od 2,8 GHz na impresivnih 168 MHz (četvororstruko) na čeonoj magistrali, a mogli smo čak da podignemo sistem na četvorostrukih 180 MHz. Još uvek ispitujemo stabilnost na četvorostrukih 168 MHz, ili 672 MHz na čeonoj magiustrali, ali po našem skromnom mišljenju, ova ploča je pravi raj za prisilno ubrzavanje … Evo još nekih pogodnosti u tom smislu: • • • •

napon jezgra centralne procesorske jedinice do 1,75V (u koracima od po 0,025 V) podržani naponi DRAM memorije do 2,8V (u koracima od po 0.1V, + 0,1; 0,2; 0,3V) mogu se podešavati CAS, RAS do CAS, RAS Precharge, Active do Precharge kašnjenja i režim osvežavanja (pritisnite CTRL+F1 da pristupite naprednim osobinama skupa čipova) Modul regulatora napona odaje vrlo lepo plavo svetlo (kućište baš lepo izgleda …)

Ploča takodje pali upozoravajuće svetlo ako gurate karticu AGP 2x u slot AGP. To normalno nije moguće, jer samo AGP 4x ima odgovarajuće zareze, ali neke kartiuce AGP 2x koje vuku 3,3 V (umesto 1,5 V za AGP 4x), takodje imaju ove zareze. Ako uključite jednu od njih, oštetićete slot AGP i matičnu ploču. Starije kartice TNT2, SIS315 i Savage3D su glavni krivci. Gigabyte ima specijalna kola za sprečavanje takvog oštećenja, a LED dioda upozorava da je uključena "lažna kartica AGP 4x).

Ploča takodje ima i dva kontrolera RAID: jedan 3112A Serial ATA iz firme Silicon Image koji može da podrži dva uredjaja Serial ATA u RAID 0 ili RAID 1, i jedan PDC20276 RAID kontroler firme Promise, koji podržava "stare" diskove sa paralelnim ATA kablovima. To znači da možete da imate do 10 čvrstih diskova (!) sa ovim pločama! Bilo bi dobro da nabavite baš VELIKO kućište … Kao šlag na torti, Gigabyte ubacuje isti Intel-ov čip Gigabit, kao i Tyan i MSI. Ploča Gigabyte košta oko 340 EUR u Evropi i verovatno oko 250 do 260 USD u SAD. To su "cene na ulici", uzete jedino da bi se poredile sa drugim cenama koje se pominju u ovom pregledu. Na mreži ćete, svakako, naći niže cene. Svejedno, jasno je da su ploče za Granite Bay baš skupe. Ali, ako želite najbržu ploču za Pentium 4, sa šestofaznim regulatorom napona i tako mnogo drugih osobenosti, najverovatnije ćete oprostiti visoku cenu koju traži Gigabyte. Izvrsne mogućnosti za prisilno ubrzavanje i oznaka "Titan667" na ventilatoru severnog mosta izgleda da ukazuju na to da su u firmi Gigabyte konstruisali ovu ploču za Pentium 4 sa čeonom magistralom (FSB) na 667 MHz. Vratićemo se kasnije na više informacija o prisilnom ubrzavanju i ispitivanjima performanse.

Konfiguracije za ispitivanje performanse Svi sistemi su ispitivani sa upravljačkim programima Detonator 40.91 firme NVIDIA. Stoni sistem je postavljen sa rezolucijom od 1024x768x32bpp i frekvencijom osvežavanja od 85 Hz. Vertikalna sinhronizacija je bila isključena sve vreme. Koristili smo XMS 3200 CAS 2 DDR (DDR400) firme Corsair zbog maksimalnih mogućnosti za prisilno ubrzavanje i stabilnosti. Pentium 4 na 2,8 GHz • • •

DDR platforma: Gigabyte GA-8INXP MSI 845PE MAX2 (skup čipova i845PE) BIOS verzija 1.4

• • • • • • • •

MSI GNB (E7205) BIOS verzija 2.0 Tyan Trinity i7205 (E7205) Gigabyte GA-8INXP 512 MBajta Corsair PC3200 XMS (DDR-SDRAM memorija) radi na 333 MHz CAS 2 (2-3-3-6) RDRAM platform: ASUS P4T533-C ASUS P4T533 BIOS Verzija 1.005 512 MBajta Samsung RIMM4200 - 32 (na 1066 MHz)

Deljene komponente • • • •

Maxtor 80 GBajta DiamondMax 740X (7200 obrtaja u minutu, ATA-100/133) ASUS Geforce Ti4400 128 MBajta AT 2700 10/100 Mbita NIC (ukoliko nijedna NIC nije integrisana na ploči) Zvučna kartica Sound Blaster Live!

Softver • • • •

Intel ažuriranje informacije o skupu čipova 4.09.1012 SIS 1.12 AGP upravljački program Windows XP Service Pack 1 DirectX 8.1

Hajde da pogledamo nekoliko ispitivanja perfromanse!

Ispitivanja performanse Odlučili smo da ispitamo Granite Bay sa oba vremenska uskladjenja 2-2-2-6 kao 2-3-3-6. U tabelama ispitivanja performansi, za Granite Bay sa vremenskim uskladjenjem 2-2-2-6 je označen kao "Dvostruka brza DDR266". Po mom skromnom mišljenju, ispitivanja performanse 2-3-3-6 su najbliža onom što se dešava u stvarnom svetu. Pre svega, čak i Corsair XMS 3200, koji mogu da rade na 2-3-3-6 na 400 MHz (200 MHz DDR), bili su automatski postavljeni (SPD) na 2-3-3-6. Drugo, ako koristite 4 DIMM modula, sve ploče za Granite Bay odbiće da dobro rade sa 2-2-2-6, čak i sa najbržim Corsair DDR400 DIMM modulima. Treće, ima još mnogo DDR333 CAS 2.5-3-3 na tržištu, koji ne mogu da rade na DDR266 2-2-2. To znači da će samo hardverski fanatici isterati 2-2-2-6 sa najboljim DDR DIMM modulima, a ostatak sveta će koristiti 2-3-3-6 i "normalne" DDR266 DIMM module. Najveća prednost Granite Bay bi bilo manje kašnjenje, a da istovremeno nudi isti propusni opseg kao najbrži RDRAM sistemi današnjice. Da vidimo šta kaže Sciencemark 2.0 (Beta 11.07.2002.) Vrsta DRAM memorije DDR266 DDR333 DDR360 Dual DDR266

Brzina generatora takta DRAM memorije 133 MHz DDR 166 MHz DDR 180 MHz DDR 133 MHz DDR

Kašnjenje 32 bajta 48 40 38 34

Kašnjenje 64 bajta 92 78 75 62

Kašnjenje 128 bajta 266 252 286 238

Kašnjenje 256 bajta 274 257 292 243

PC800 RDRAM PC1066 RDRAM PC1066 RDRAM 32-bitna PC1200 RDRAM 32-bitna

400 MHz DDR 533 MHz DDR

45 42

85 75

394 320

394 321

533 MHz DDR

41

73

318

319

600 MHz DDR

37

68

289

290

DDR sa dvostrukom kanalom nudi kašnjenje za 20 % bolje od DDR333. Kada dodje do promašaja skrivene memorije, skup čipova treba da pošalje prave adrese memorijskom kontroleru. Kod memorije DDR266, to se dešava na 133 MHz. Jednom kada se podatak pronadje, dualna DDR266 može da pošalje natrag zamenu za keš liniju od 64 bajta dva puta brže od DDR266 i oko 60% brže od DDR 333. Tako, dok slanje podataka natrag kod dvostrukog kanala ide brže, adrese se primaju sporije. Zanimljivo je da 32-bitna RDRAM memorija, koja se sastoji od dva 16-bitna kanala na RIMM modulu, nudi malo više propusnog opsega i nešto bolje kašnjenje nego kada se na matičnoj ploči kombinuju dva kanala od 16-bitne RDRAM memorije. Izgleda da kombinovanje dva kanala na RIMM modulu donekle skraćuje Rambus liniju za prenos i zato smanjuje kašnjenje. To ima za rezultat malo povećanje efektivnog propusnog opsega. Granite Bay, koji ima isti teorijski vršni propusni opseg kao i i850E sa PC1066, u stanju je da ga nadmaši za nekoliko MBajta u sekundi. Mnogo manje kašnjenje i nešto veći propusni opseg, to mnogo obećava … Sada ćemo da razmotrimo ispitivanja performanse. Posle toga, pokušaćemo da ih detaljnije objasnimo, koristeći specijalizovana ispitivanja kašnjenja i propusnog opsega.

Računarske igre Kada na isti način podesite ploče MSI, Gigabyte i Tyan, sve razlike medju njima postaju marginalne. Gigabyte i MSI bi ipak mogle da pokažu malu razliku, jer smo mogli da prisilimo ploče da rade sa DIMM modujlima na 2-2-2-6, što je nemoguće sa pločom Tyan. Možete da vidite razliku poredeći "Brzu DDR266" (2-2-2-6) sa "Dualnom DDR266".

Evo rezultata za Comanche, simulator vojnog helikoptera, koji je jedna od malobrojnih računarskih igara koji koriste efekte iz senčenja piksela u DirectX 8. Ploča Rambus je neznatno ispred ploča sa Granite Bay, čak i na 2-2-2-6. Nijedan pregled ne može da bude potpun bez ispitivanja performanse Unreal Tournament 2003, jer je ova igra daleko najpopularnija. Opet mrtva trka. Dualna 16-bitna RDRAM memorija je malo sporija, 32bitna RDRAM (ili dualna 16-bitna na RIMM modulu) je malo brža od Intelovog najnovijeg skupa čipova. Dungeon siege pokazuje razliku od 4,5 % izmedju Granite Bay sa DDR266 2-2-2-6 i DDR 23-3-6, što je sasvim izvanredno. Izgleda da Granite Bay zahteva DDR333 dobrog kvaliteta da bi držao korak sa i850E. DDR333 jednostavno nije dovoljno dobar za Pentium 4. Treba zapaziti da Athlon 2800+ sa Nforce2 dostiže oko 128 fps na ovom ispitivanju. U ovom trenutku 2700+ je raspoloživ u Evropi, a već neko vreme i u SAD. Zato, dok bi moglo izgledati da je AMD daleko iza, ako gledate rezultate ispitivanja performansi na 3 GHz i sa i850E i PC1066, mogli bismo imati drugačije rezultate kada bi stvarno ispitivali AMD i Intel-ove mašine koje se nalaze u radnjama. Skup čipova i850E je daleko popularniji nego što će Granite Bay ikada biti. Samo hardverski entuzijasti i korisnici radnih stanica, kao što ste možda Vi, dragi naši čitaoci, biraju izmedju i850E i Granite Bay. Bilo kako bilo, Jedi Knight potvrdjuje naša druiga ispitivanja performansi računarskih igara: i850E sa 32-bitnom RDRAM memorijom je najbrži skup čipova, ali su razlike u odnosu na Granite Bay male.

Ispitivanja radnih stanica Kako je osnovni cilj Granite Bay da osvoji tržište radnih stanica, ispitivali smo ga sa najtipičnijom primenom u ovoj oblasti. Zapazite da smo za sve testove OpenGL (SpecViewPerf) koristili Quadro 4 XGL 900, pravu OpenGL karticu za radne stanice, a ne Geforce 4 Ti 4400. Naše prvo ispitivanje bilo je 3DSMax Rendering test. Ispitivali smo scenu arhitekture iz benčmarka SPECapc 3DS MAX R4.2. Ovo ispitivanje ima pokretnu kameru koja prikazuje složenu zgradu, odnosno virtuelan obilazak kroz umanjeni model. Ta složena scena ima ne

manje od 600000 poligona i 7 svetala. Radi sa praćenjem zrakom. Od 20 do 22 kadra su prikazivana na 500x300 u virtuelnom baferu za kadrove (memoriji). Ako je realistično prikazivanje najvažnija namena Vaše radne stanice, Granite Bay je definitivno najbolji izbor. Prikazivanje zahteva dosta memorije, ali će čak i sporija DDR266 obaviti posao. Prikazivanje je još uvek posao u kome intenzivno učestvuje centralna procesorska jedinica, a izgleda da je 512 KBajtova skrivene memorije Pentiuma 4 dovoljno da osigura da pristupanje memoriji ne uspori značajnije proces prikazivanja. Uložite u brzi centralni procesor (ili dva procesora) i dosta memorije, a ne u memorije veće brzine. Modelovanje je sasvim druga priča. Hajde da pogledamo šta nam kaže SpecViewPerf. Sva ispitivanja performanse uradjena su sa istim procesorom Pentium 4 na 2,8 GHz, ali naša video kartica bila je Quadro 4 XGL 900. Nismo ispitivali sa skupom čipova SIS648, zato što nam je ponestalo vremena. Granite Bay je malo brži, ali mu je potrebno pojačanje u vidu najbrže memorije DDR266 da bi prešao i850E. Ipak, brza DRAM memorija nije toliko važna za modelovanje pomoću 3DSMax, jer je najbrži skup čipova za 3% brži od jevtinog i845PE. Ako je radna stanica Vaš glavni alat za projektovanje fabrika i drugih složenih struktura, jasno je da treba da uložite u najbržu DRAM memoriju koja postoji. U poredjenju sa DDR333, RDRAM je ne manje od 25 do 31% brža! Medjutim, ploče sa i850E i 32-bitnom RDRAM memorijom nisu opcija za ovu kategoriju softvera, jer RDRAM memorije od 1 GBajta nisu na raspolaganju. Ako je 2 GBajta dovoljno, možete da se odlučite za ploču sa i850E i 16 bita, u protivnom ploča sa i860 ili Granite Bay bi mogla biti vredna razmatranja.

Naučno-tehnička simulacija radi najbrže na i850E, ali razlika u odnosu na Granite Bay je zanemarljiva. Zapazite kako skup čipova E7205 (GNB) opet traži memorije 2-2-2 DDR. Pobednik je opet polča sa i850E. Ali, moramo opet da kažemo da slotovi sa P4T533 (maksimalno 1 GBajt) nisu dovoljni za Pro-E. Zaista, profesionalci sa Pro-E bi voleli 4 GBajta i više. Sa UGS (CAD), svi sistemi su dostigli rezultat od 17,5 do 17,53, pa je u ovom slučaju ploča sa E7205 najzanimljivija opcija.

AutoCAD Koristili smo ispitivanje performanse AUGI Gauge kompanije Autodesk Users Group International. Ovo je citat sa njihove WEB lokacije: AUGI Gauge je alat za ispitivanje performanse koji može da se upotrebi za razvoj benčmark scenarija za ispitivanje različitih operacija i različitih crteža. Ispitni alat ima predprocesor u Visual Basic-u i mašinu za ispitivanje realizovanu u AutoLISP-u. AUGI Gauge štampa vremena izvršenja svake operacije u vidu tekstualne datoteke, koja može da se uveze u program za rad sa tabelama, radi daljeg rukovanja podacima. Prvobitna ispitna alatka AUGI Gauge bila je projektovana da radi sa programima AutoCAD Release 12 (DOS), Release 13 (Windows) i Release 14. Najnovija verzija radi sa AutoCAD Release 14 i AutoCAD 2000. Samo ispitivanje performanse sastoji se od dva dela, a mi smo koristili test iz stvarnog sveta koji izvodi različite operacije na datotekama, uredjivanju i prikazivanju (ukupno 30), na nizu od 15 crteža, od kojih je svaki u proseku bio veličine 2 MBajta. Izvanredno je kako većina primena za radne stanice zahteva brzu memoriju. DDR333 je dosta sporija od skupa čipovaE7205 i svih skupova čipova sa Rambus memorijama.

Photoshop 7.0 Photoshop 7.0 ima optimizacije za sve centralne procesorske jedinice sa MMX, kao i posebne optimizacije za Pentium 4. Da bismo ispitali Photoshop, upotrebili smo PS6Bench 1.11, aktivnost u kojoj se odvija 21 različita operacija na Photoshop-u 6.01 i meri vreme izvršenja pomoću jedne od osobina koja dolazi iz firme Adobe. koristili smo "napredno" ispitivanje performanse PS6Bench koje radi sa slikom od 50 MBajta. Sa Photoshop-om 7 u izvršenju, upotrebljeno je 300 do 340 MBajta fizičke RAM memorije (od mogućih 512 MBajta), pa se razmena sa diskom pojavljivala s vremena na vreme, mada ne tako često. Svaki filtar je radio 3 puta i rezultati koje ovde vidite su prosek te 3 iteracije. "Istorija" je bila postavljena na "1" umesto na podrazumevanih "20", da bi se ispitivanja učinila ponovljivijim. Tipična margina greške nekih ispitivanja je još uvek veoma velika, izmedju 4 i 10 procenata. Posebno, filtri Rotate 90 i oni za smanjivanje veličine imaju vrlo veliku marginu greške. Ispitivanja 5, 8, 9, 13, 15 to 21 imaju male margine greške (1 do 2 %), a svi ostali su izmedju. Ispitivanje br. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Photoshop 7.0 filtar

GNB Dual DDR266

i850E PC1066

i845PE DDR333

Rotate 90 Rotate 9 Rotate .9 Gaussian Blur 1 Gaussian Blur 3.7 Gaussian Blur 85 Unsharp 50/1/0 Unsharp 50/3/7/0 Unsharp 50/10/5 Despeckle RGB-CMYK Reduce Size 60% Lens Flare Color Halftone NTSC Colors Accented Edges Pointillize Water Color Polar Coordinates Radial Blur Lighting Effects

0,3 7 4,6 1 2,1 2,7 1,2 2,4 2,4 4 11,7 1 3,8 3 2,7 11,8 18,8 29 11,5 44,3 2,2

0,3 6,8 4,7 0,9 2,2 2,5 1,2 2,3 2,3 3,9 11,6 1 3,8 2,6 2,6 12 18,7 29 10,7 44,1 2,1

0,3 8,9 6,7 0,9 3,3 2,4 1,2 3,6 3,7 4 15 1.1 5 2,5 2,7 11,9 27,1 29 12,1 46,6 2,2

Skupovi čipova Granite Bay (E7205) i i850E rade podjednako, ali skup čipova DDR333 i845PE je prilično sporiji u više filtara.

Razumevanje performanse Granite Bay

Kada pogledate sve gore navdene rezultate ispitivanja performanse, jasno je da se dogadja nešto vrlo zanimljivo. Granite Bay ima sve: nešto malo veći propusni opseg od najbržeg raspoloživog 32-bitnog RDRAM kanala i do 25% manje kašnjenje od kombinacije i850 i Rambus memorije. Ipak, taj debeli 1005-pinski skup čipova sa svojim ultramodernim memorijskim kontrolerom nije u stanju da potuče stari skup čipova i850E sa PC1066 RDRAM memorijom. Pogledajte sledeću tabelu, koja daje ukupan pregled svih ispitivanja performanse. Primena

I850E sa 32-bit RDRAM memorijom prema Dvostrukoj brzoj DDR266 memoriji i850E (32 bit RDRAM) malo brži u svim igrama

Računarske igre SpecViewPerf 7.0 (3D modelovanje, i850E je 2 do19 % brži u 4 od 5 ispitivanja performanse

CAD, naučno-tehnička simulacija) 3DS Max (3D realistično prikazivanje)

Photoshop 7.0 (uredjivanje fotografija)

AutoCAD (CAD)

Mala prednost za Dvostruku DDR266 memoriju nema bitne razlike nema bitne razlike

Sa tačke gledišta performanse, i850E je bolji skup čipova za radne stanice. Ipak, to nije mnogo bitno, jer i7205 ovo nadoknadjuje podržavajući do 4 GBajta relativno jevtine memorije DDR266. Svejedno, sasvim je iznenadjujuće da bolji teorijski propusni opseg i kašnjenje skupa čipova Granite Bay ne rezultuju prednošću u performansi. Nismo mogli da odolimo, a da to ne istražimo nešto detaljnije, uz malu pomoć naših prijatelja … Tako smo pitali na tehničkom diskusionom forumu i saznali mnogo stvari od učesnika. Prvo i pre svega, naša memorijska ispitivanja performanse (Cachemem i ScienceMark MemBench) pristupaju memoriji na vrlo regularan način (inkrementiranje adresa). Mnogi aplikacioni programi ponašaju se suprotno od ovoga, pristupajući memoriji na vrlo neregularan načina (pokazivači, liste sa linkovima itd.). Za te slučajeve, cifre za propusni opseg i kašnjenje mogu da izgledaju sasvim drugačije. Drugi potencijalni činilac je to da centralne procesorske jedinice van redosleda mogu da naprave višestruke zahteve za memorijom istovremeno. Adresni propusni opseg može u tom slučaju da bude različit, što bi na kraju favorizovalo RDRAM memoriju, jer DDR SDRAM memorija još uvek koristi jednostruku brzinu podataka za adrese. Još jedna mogućnost su razlike u vremenskom ciklusu magistrale. To je vreme koje je potrebno DRAM memoriji da predje izmedju ciklusa čitanja i upisivanja (ili obrnuto), i ono je zaista kritičan činilac performanse. Kod DDR, komande za "čitanje" ili "upisivanje" se šalju i dekoduju istovremeno sa adresama. Zbog toga biste mogli reći da kontroler "ne zna" unapred šta će se sledeće dogoditi. Ako je upisivanje dekodovano baš pre nego što je naredjeno čitanje, komanda za upisivanje će morati da se odloži da bi se izbegli sudari na magistrali podataka. Magistrala podataka može da šalje signale samo u jednom pravcu. Čitanje podataka iz i upisivanje podataka u DRAM memoriju će prouzrokovati da se dva signala sudare i oštete. Vremenski ciklus magistrale uzima izvestan broj nanosekundi. Za to vreme nije moguć nikakav saobraćaj podataka, jer DRAM memorija ne dobija nikakve komande. Što je veća brzina generatora takta kontrolera, to je duži vremenski ciklus izražen u broju ciklusa generatora takta. Drugim rečima, što je brzina generatora takta veća, to su kašnjenja vremenskog ciklusa

magistrale kritičnija. A to nije sve. Kako DDR prenosi dva puta toliko podataka po taktu, to takodje znači da DDR gubi više od dva puta toliko "propusnog opsega podataka" od SDRAM memorije za vreme ciklusa magistrale. RDRAM memorija takodje koristi tehniku DDR, ali je projektovana tako da minimizuje kašnjenja zbog vremenskog ciklusa magistrale. Adresne i upravljačke magistrale rade (više) nezavisno, a Rambus čipovi su inteligentni uredjaji u Rambusovoj liniji za prenos, donekle slično kao više PC računara u mreži. Efikasniji protokol i pažljivo planirana vremenska uskladjenja upravljačke magistrale i adresne magistrale RDRAM memorije svode vremenski ciklus magistrale na približno jedan ciklus generatora takta. To je jedan ciklus takta od 1,87 ns u kome dva 16-bitna prenosa podataka ne mogu da se dogode. U slučaju DDR, upravljačka magistrala treba da uvede do dva ciklusa (DDR333 = 6 ns) da bi se zatvorio vremenski ciklusa magistrale. Imajući u viodu da skup čipova Granite Bay vidi podsistem DRAM memorije kao jednu veliku 128-bitnu DRAM memoriju, to znači da četiri prenosa od 128 bitova ne mogu da se dogode za vreme cikluisa magistrale. Naravno, Vama su potrebne hladne cifre: PCMark 2002

I850E i 32-bitna RDRAM memorija

Propusni opseg čitanja (MBajt/s) Propusni opseg pisanja (Mbajt/s) Izmena (čitanje i pisanje) (MBajt/s) Čitanje na slučaj (MBajt/s)

2345 1345 1320 1968

Dvostruka DDR266 (2-3-3-6) 2696 709 761 2340

Dvostruka brza DDR266 (2-2-2-6) 2734 851 904 2373

DDR333 2181 728 711 1979

Dok je dvostruki DDR266 kanal do 15 % brži u čitanju dugačkih nizova podataka, Rambus kanali su do 60 % efikasniji kada rade čitanja i pomešana čitanja i upisivanja. Tako dok većina memorijskih ispitivanja performanse daju u izveštajima brojeve "propusnog opsega čitanja", u stvarnosti i850E, uopšte, nudi u proseku veći propusni opseg. Rezultat je (vrlo) mala prednost performanse koju smo videli u većini ispitivanja. Treba zapaziti da DDR-II standard uključuje nekoliko trikova da bi se ublažio problem "vremenskog ciklusa SDRAM memorije". Treba li Vam još ispitivanja performanse? Pogledajte šta Linpack (množenje matrica u pokretnom zarezu) ima da kaže o pitanju RDRAM prema DDR memoriji. Kako je naš "normalni" linpack benčmark (izvorni kôd smo razvili ručno) bio preveden pomoću Visual C++ 5.0, ponovo smo preveli originalni izvorni kod (bez ručnog razvijanja) sa Intelovim 5.0 C++ prevodiocem, koji je bio u stanju da optimizuje kôd za SSE-2. Rezultati Linpack-aizgledaju vrlo slično modifikovanom testu PCMark2002. RDRAM memorija je ovde definitivno efikasnija.

Zaključak Koji je najbolji? Granite Bay, i845 PE, SIS648 ili i850E? Većina ljudi voli jednostavan odgovor. Nažalost, istina je - po našem skromnom mišljenju - mnogo složenija. Svaki skup čipova ima neke prednosti, ali isto tako i ozbiljne nedostatke. ASUS P4T533, jedina ploča za i850E sa podrškom za 32-bitnu RDRAM memoriju, je u celini najbrža za korisnika stonog sistema. 32-bitna RDRAM memorija je malo brža od dva kanala 16-bitne RDRAM memorije i u samo nekoliko primena za radne stanice je značajno nadmašila i845PE i DDR333. Ali u isto vreme, izgleda da je teže proizvesti skupove čipova za RDRAM memoriju velikog kapaciteta od DDR SDRAM čipova. 32-bitne RDRAM memorije od 512 MBajta su dosta skupe, a RIMM moduli od 1 GBajta nisu raspoloživi. To znači da ste kod ploče ASUS P4T533, koja ima samo dva slota za RIMM, ograničeni na 1 GBajt memorije. To je dovoljno za upotrebu na stonom sistemu, ali bi moglo da bude malo za mnoge korisnike radnih stanica. Za korisnika stonog sistema, ASUS P4T533 i P4T533-C su dosta dobar posao. Odlična performansa i mogućnost prisilnog ubrzavanja "guraju" Pentium 4 na najveće moguće brzine kadrova. Kako većini korisnika stonih sistema ne treba više od 512 MBajta, nije slučajno da se Intel-ov sopstveni komplet za ocenjivanje na 3,06 GHz isporučuje sa pločom zasnovanom na PC1066 RDRAM memoriji, a ne na skupu čipova Granite Bay. Za ljude koji teško prisilno ubrzavaju, nema potrebe za kupovinom DDR400. Sačekajte dok DDR400 ne bude zvanično podržana od strane Intela, za oko šest meseci. Intel je sklon da obezbedi kvalitet DRAM memorije na odredjenoj brzini. Čak i ako je pobedjen od strane i850E, Granite Bay nije neuspeh. On podržava 4 GBajta jevtine nebaferovane DDR266 memorije, što je nešto što nijedan postojeći skup čipova za Pentium 4 do sada nije uspeo da uradi. Svejedno, trebalo bi zapaziti da Granite Bay dobro radi samo sa DDR266 koja ide na 2-2-2. Dok je DDR koja može da radi na 2-2-2 lako pristupačna na WEB mestima sa pregledima, čisto sumnjam da će je većina korisnika PC-ja kupiti i koristiti. Većina DDR333 i DDR266 lako rade na CAS 2 (2-3-3), ali nisu u stanju da idu na 2-2-2. Zato je u osnovi razlika izmedju sistema i850E-PC1066 i Granite Bay u stvarnosti veća nego što pokazuje većina pregleda. Dakle, to je glavni razlog zašto je performansa Granite Bay pomalo razočaravajuća. Njemu je potrebna brza DDR333 da radi na DDR266 2-2-2, da bi držao korak sa starim skupom čipova i850E, a istovremeno je skuplji od starog skupa čipova RDRAM memorije. Skup čipova i845PE će ostati najpopularniji od svih koji su napravljeni za Pentium 4; malo je brži od SIS648 i mnogo je jevtiniji od Intel-ovog E7205.