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DDR-SDRAM

Intro

Bevor wir uns direkt mit der DDR-SDRAM-Technologie beschäftigen, sollten wir uns ein paar allgemeine Gedanken zu den sogenannten Flaschenhälsen beim Systemspeicher machen. Allgemein scheint mittlerweile nicht mehr nur durch den Grafikkarten-Markt, sondern auch durch den viel größeren Markt der Prozessoren und Chipsätze die Weisheit "Mehr Speicher-Bandbreite ist gleich mehr Performance" zu geistern.

DDR-SDRAM Riegel verschiedener Hersteller

Jedoch - erinnern wir uns doch einmal zurück an den Umstieg von EDO-RAM auf SDRAM: Die SDRAM-Technologie hatte seinerzeit die Speicherbandbreite in den heimischen PCs von 266 MB/s auf 533 MB/s verdoppelt - und doch wirkte sich dies kaum auf die Gesamtperformance der Systeme aus. Warum sollte das bei der Umstellung von SDRAM auf DDR SDRAM anders sein? Um diese Frage zu beantworten, muss man unter den aktuell auf dem Markt erhältlichen Systemen unterscheiden.


Pentium III mit SDRAM

Der Pentium III erhält seine Daten vom Chipsatz mit 64 bit pro Takt. Herkömmlicher SDRAM arbeitet ebenfalls mit 64 bit pro Takt. Die Kommunikation zwischen CPU und Chipsatz findet mit dem Takt des FSB statt, also im Normalfall mit 100 oder 133 MHz. Mit den erwähnten 64 bit pro Takt kommen wir so zu folgenden Bandbreiten (bei gleichem FSB- und RAM-Takt, Beispiel auf 133 MHz FSB):

                Speicher zum Chipsatz:

133 MHz * 64 bit = 8512 Mill. Bit/s = 1064 Mill. Byte/s

                Chipsatz zur CPU:

133 MHz * 64 bit = 8512 Mill. Bit/s = 1064 Mill. Byte/s

Die maximal möglichen Übertragungsraten sowohl der Bandbreite des Speichers als auch der CPU sind gleich. Ein idealer Zustand also. Ein "Aufrüsten" der einen oder der anderen Seite würde logischerweise aber nichts bringen - wenn, dann müssten beide Bandbreiten zugleich erhöht werden.


Pentium III mit RAMBUS

Hier kommt als Chipsatz der i820 zum Einsatz, welchen den eigentlich nicht auf RAMBUS (RDRAM) ausgelegten Pentium III dann RAMBUS-fähig gemacht hat. Doch zunächst: Was ist RAMBUS? RAMBUS ist ein 16bittiger Speichertyp, der zudem noch ganz ähnlich DDR-SDRAM auf der steigenden und fallenden Signalflanke Daten übertragen kann. Durch die relative Einfachheit des Speichers (nur 16 bit) kann er wesentlich höher getaktet werden als SDRAM. Weiterhin wird dieser Speicher nicht mit dem FSB betrieben, sondern mit einem vielfachen dessen. Der aktuelle Stand ist 4 * 100 MHz, also 400 MHz - wobei diese 400 MHz nicht wie oft üblich eine Marketingaussage sind, sondern auch wirklich physikalisch innerhalb des RAMBUS-Modules vorhanden. Wie oben lassen sich dann auch die Bandbreiten berechnen:

                Speicher zum Chipsatz:

400 MHz * 16 bit * 2 Datenpakete pro Takt = 12800 Mill. Bit/s = 1600 Mill. Byte/s

So kommen die Daten erst einmal im Chipsatz an und werden dort CPU-gerecht in 64bittige Datenpakete umgewandelt. Denn auch der Pentium III, welche mit RAMBUS betrieben wird, kann weiterhin nur 64bittige Datenpakete "schlucken" - und auch weiterhin nur eines pro Takt. Dementsprechend ändert sich an der Bandbreite des P3-Prozessors auch durch RAMBUS gar nichts:

                Chipsatz zur CPU:

133 MHz * 64 bit = 8512 Mill. Bit/s = 1064 Mill. Byte/s

Wo sind nun die "überzähligen" 536 Mill. Byte/s geblieben? Sie werden im Chipsatz gepuffert - die zusätzliche Bandbreite verpufft also ins Nirvana. Denn mehr als die 64 bit pro FSB-Takt kann der Pentium III nicht verarbeiten, mehr ist dementsprechend auch nicht sinnvoll.


Pentium III mit DDR-SDRAM

Der aufmerksame Leser ahnt es bereits: RAMBUS und DDR-SDRAM lassen sich nahezu analog abhandeln.

                Speicher zum Chipsatz:

133 MHz * 64 bit * 2 Datenpakete pro Takt = 2128 Mill. Byte/s

Bei einem Speichertakt von 133 MHz ist die Bandbreite bei DDR-SDRAM sogar höher, als beim mit 400 MHz getakteten RAMBUS, aber was bringt es für den Pentium III? Nichts - denn zwischen CPU und Chipsatz hat sich weiterhin nichts geändert:

                Chipsatz zur CPU:

133 MHz * 64 bit = 8512 Mill. Bit/s = 1064 Mill. Byte/s

Maximal kommen dort 1064 Mill. Byte/s durch. Es lässt sich also ganz klar sagen, dass ein Pentium III von DDR-SDRAM genauso wenig profitieren kann wie von RAMBUS, einfach weil die Bandbreite der CPU begrenzt wird durch ihr nur einfach ausgelegtes 64bittiges Interface. Ohne ein anderes Interface kann der Pentium III also gar nichts mit einer höherwertigen Speicher-Technologie als mit SDRAM anfangen!

Derartige Pentium III + DDR-SDRAM Systeme können wie schon beim Pentium III + RAMBUS keine oder nur geringe Leistungszuwächse im Vergleich zu SDRAM bringen. Daß es auch DDR-Chipsätze für den Pentium III gibt, erfordert zwar der aktuelle immer noch laufende DDR-Hype, doch Sinn macht so etwas nicht. Wenn DDR-SDRAM irgendwann einmal ähnlich kostengünstig wird wie SDRAM, sind derartige Boards zumindest günstige Alternativen zu jenen Boards, die den vergleichsweise sehr teuren i815-Chipsatz auf sich tragen.


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