DDR3-Speicher in Theorie und Praxis

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DDR3-SDRAM: Unterscheidungsmerkmale



Ein wohl wesentlicher Unterschied zum „Vorgänger“ DDR2-SDRAM ist in der Stromversorung zu finden. Arbeitete DDR2-SDRAM noch mit 1,8V (+/-0,1V Toleranz) laut Jedec-Spezifikation – und hatte man damit schon eine drastische Absenkung der Spannung, gegenüber der DDR-SDRAM-Spec vorgenommen (2,5V – +/-0,2V), so kommt DDR3-SDRAM mit lediglich noch 1,5V Spannung aus. Die Toleranz wurde ebenfalls abgesenkt auf +/- 0,075V. Damit sollte DDR3-SDRAM insbesondere in sensiblen Bereichen, dort wo es auf Stromeinsparungen ankommt, wie beispielsweise Notebooks, deutliche Vorteile zeigen. Doch auch der Endkunde, welcher ökologisch denkt, dürfte sich für eine solch sparsame Technologie interessieren.

Im Enthusiasten-Desktop-Markt darf allerdings erwartet werden, dass man solche Spannungen wohl eher kaum Achtung schenkt. Insbesondere die Hersteller von solchen Speichern für diesen Markt, werden an der Spannungsschraube durchaus massiv drehen, um möglichst hohe Taktresultate auf dem Papier erzielen zu können.

Bild: DDR3-Speicher in Theorie und Praxis

Prinzipiell stellt DDR3 eine direkte Weiterentwicklung von DDR2 dar, die Unterschiede sind nicht so groß wie beim Übergang von DDR zu DDR2, wie die vorgezeigte Gegenüberstellung plausibel macht. Unterschiede gibt es aber natürlich allemal.

Eine Neuigkeit betrifft die On-Die Terminierung. Bei DDR2 war die Terminierung erstmalig „on die“ ausgeführt, um Signalreflexionen zu reduzieren. Durch die Terminierung sowohl gegen Masse als auch gegen Versorgungsspannung fließt bei DDR2 immer ein bestimmter Strom, der eine Leistungsaufnahme bedeutet und einen Teil der Einsparung durch die reduzierte Versorgungsspannung wieder auffrisst. Bei DDR3 nahm man sich dieser Schwachstelle an. Die On-Die Terminierung ist schaltbar ausgelegt, so dass sie nur eingeschaltet wird, wenn sie benötigt wird (v.a. beim Schreibvorgang). Ansonsten bleibt die Leitung einfach offen, so dass kein Stromfluss und damit kein Leistungsverlust entsteht.

Natürlich werden, bedingt durch die höheren Bustaktfrequenzen, die Latenzen in Takten gerechnet wieder nach oben gehen, typische Werte sind 7-7-7-20 bei DDR3-800/1066 und 9-9-9-25 bei DDR3-1333, allerdings müssen die höheren Taktfrequenzen natürlich berücksichtigt werden, so dass in Zeitskalen eine Reduktion der Latenzen von 15 ns bei DDR2 auf 12 ns bei DDR3 möglich ist. Wir haben diesem „sensiblen“ Thema ein separates Kapitel in diesem Artikel gewidmet, weil wir der Ansicht sind, dass es sehr von Bedeutung ist, will man verstehen, warum trotz hoher Bandbreiten, möglicherweise keine spürbare Mehrperformance entsteht. Nur mit entsprechenden Informationen und Beispielen zu diesem Thema lässt sich aufzeigen, weshalb die Mär vom langsamen DDR2-Speicher entstand und die nun ggf. auch praktikabel auf DDR3-SDRAM angewendet werden könnte.

In der tabellarischen Gegenüberstellung oben taucht dann noch ein neuer Begriff, welcher als Vorteil für DDR3 verstanden wird, auf der sich Leveling nennt. Darunter versteht man den Umstand, dass der DDR3-Speichercontroller für jeden verbauten DRAM-Chip im System den Zeitversatz zwischen Clock (Takt) und den Strobes (Übertragungssignal), mit denen die einzelnen Speicherchips angesteuert werden, überwachen und ggf. korrigieren kann. Der Vorteil dieser Technik sollte auf den ersten Blick in der erhöhten Datensicherheit liegen, ein Nachteil könnte aber ein etwas erhöhter Verwaltungsaufwand bedeuten, welcher sich auf die Leistung auswirkt. Dies aber erst einmal nur in der Theorie.

Und bevor wir noch auf das Thema Bandbreiten und Latenzen zu sprechen kommen, sei noch der Hinweis gestattet: obgleich sich DDR2- und DDR3-SDRAM in vielerlei Hinsicht durchaus ähneln, eine Kompatibilität untereinander besteht nicht. Darum hat man DDR3-Module auch „verpolungssicher“ gegenüber DDR2-Modulen hergestellt. Ein DDR3-Modul würde nicht nur in einem DDR2-System arbeitsunfähig sein, es wäre auch physikalisch nicht einsetzbar.

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