Curiosidades, Concepto de DDR3

Con el objetivo de coincidir con el lanzamiento del chipset P35 en mayo de 2007, la mayoría de los fabricantes de memorias comenzaron a introducir kits de memoria DDR3 para soportar el nuevo chipset de Intel. Un curioso parecido con la situación vivida en el 2004, cuando Intel comenzó a lanzar chipsets con soporte para memorias DDR2. A primera vista, destaca el alto precio de las memorias, la alta latencia pero también el menor consumo y mayores velocidades.

Como sucesora de la DDR2, en la DDR3 se incrementa el tamaño del búfer a 8 bits y se aumenta la frecuencia operativa de nuevo, resultando en mayores tasas de transferencias de datos. Además se baja el nivel de voltaje a 1.5V para paliar los efectos de la alta frecuencia. La DDR3 tiene una opción de reset de memoria de la que carecen tanto DDR como DDR2, y que permite limpiar la memoria por reset de software, lo que resulta en un sistema de memoria más estable. A pesar de estar también diseñada con 240 pines, hay que tener en cuenta que son eléctrica y físicamente (diferente ubicación de la muesca) incompatibles con versiones previas de RAM.

MEJORAS RELATIVAS

Aunque pueda parecer que la DDR3 SDRAM es muy diferente a su generación predecesora, en términos de diseño y rendimiento es, de hecho, cierto: la DDR3 es una especie de tercera reencarnación de los principios de DDR.

Las frecuencias de memoria DD3 pueden elevarse muy por encima de las de DDR2 al haber doblado el tamaño del búfer de entrada y salida; este incremento de la tasa de transferencia de la DDR3 no requiere operaciones más veloces del núcleo de la memoria, por lo que la memoria DDR3 puede tener frecuencias mayores que DDR2 sin modificaciones o mejoras del proceso de fabricación del semiconductor. Pero la técnica anterior tiene otra cara: no sólo se incrementa el ancho de banda de la memoria, también la latencia. Como resultado, no podemos esperar que la DDR3 trabaje siempre más rápido que la DDR2, incluso si operase a mayores frecuencias.

LATENCIA

La latencia es el retraso en tiempo entre el momento en el que se inicia algo, y el momento en el que alguno de sus efectos se vuelve detectables. La RAM puede concebirse como una matriz de almacenamiento de contenedores, y cada contenedor aloja un poco de información en formato binario. Cada sitio individual tiene una identificación según la columna y la fila en la que esté. Leer o escribir en algún sitio de la memoria requiere un tiempo que se calcula en señales de reloj, y una señal de reloj es cuando el nivel de voltaje cambia entre Hi/Lo. Hay varias formas de calcular el acceso de lectura y escritura.

El primero es RAS.

- RAS (Row Address Selection) describe el tiempo que tarda comenzar una lectura o escritura en la columna de la memoria matriz. RAS es el primer paso de una operación de acceso de memoria seguida de cerca por CAS.

- CAS (Column Address Select) describe el tiempo que se tarda en acceder a la columna exacta de la memoria matriz tras el RAS. El CAS debe permanecer activo una cantidad mínima de tiempo para poder completar la operación de lectura. Por ejemplo, un (CAS 3) significa que serán necesarias 3 señales de reloj antes de que el CAS pueda completar la lectura de la localización en la memoria. El CAS es el número más importante a la hora de expresar la latencia, y de hecho verás que casi siempre es la primera que se describe a la hora de calcularla; es decir, que generalmente cuando una publicación técnica se refiere a la latencia de algún componente o dispositivo como “latencia 5″ (por ejemplo), se están basando en el cálculo de la latencia del CAS.

Cuando la latencia es expresada con números como “5-5-5-7″, es porque se están usando factores comom tCL, tRCD, tRP y tRAS.

* tCL es igual al CAS o tiempo de acceso a la columna

* tRCD es el tiempo que transcurre entre el RAS y el CAS

* tRP es lo que se tarda en precargar el RAS

* tRAS es el retraso en precargar el RAS

En general cuanto menores sean los números que se usen para describir la latencia, mejor rendimiento tendrá el objeto al que hacen referencia.

Además de estos datos hay que tener en cuenta que la latencia también va a depender de la marca y fabricante. Así, varias comparativas entre marcas han dado unos resultados de latencia de entre 5-5-5-12 (DDR3-800) y 9-9-9-24 (DDR3-1600).

VOLTAJE

DDR3 tiene ventajas como el voltaje de los módulos, que ha bajado a 1.5 V (para las DDR3-1333 y DDR3-1066), y que es hasta un 30% menos de consumo de energía comparado con DDR2 trabajando a las mismas velocidades de reloj. Esto quiere decir que podemos ahorrar entre 2W y 6W, permitiendo por ejemplo una duración ligeramente mayor de las baterías de ordenadores portátiles.

DDR MEMORY BUFFER

Los chips de memoria pueden operar a frecuencias extremadamente altas dentro de la estructura del chip de memoria. Las frecuencias de cada transistor del chip operan a mucha mayor frecuencia que las conexiones externas como el bus de transporte. Los datos que se transfieren se posicionan en un búfer situado en el chip y esperan el momento adecuado para tranferir los datos al bus de la placa base. La operación completa se llama “memory prefectch”. Éste término va seguido de una “n” y un número, que representa los bits de datos. Por ejemplo, DDR tiene un prefetch de 2n, que significa que puede almacenar 2 bits de datos en cada búfer de prefetch. DDR2 usa 4n, o búfer de 4 bits, que dobla la cantidad de transferencia de datos del búfer comparado con DDR. Y DDR3 usa 8n, que es el doble que DDR2. Este incremento del tamaño del búfer, junto con el incremento de la frecuencia operacional del bus hace que cada generación de DDR mejore su rendimiento general. La tasa de transferencia global de las diferentes velocidades de DDR es sólo teórica, incluso si es expresada como un valor exacto del estilo “12.8 GB”. Esto sólo es la tasa de transferencia de datos teórica, y no cuenta para los otros dispositivos que usen el bus, u otras actividades que usen la CPU para procesar datos. La velocidad teórica es sólo un valor usado para comparar los diferentes tipos y clasificaciones de memorias RAM DDR. DUAL CHANNEL

Al igual que con DDr2 y DDR, también podemos utilizar Dual Channel con memorias DDR3. Esta operación requiere de dos rutas de transferencia de datos, un controlador de memoria, o un chip que coordine la transferencia de datos entre los dos canales de memoria.

Lo que conseguimos es que se doble la tasa de transferencia de las memorias. Es imprescindible, para conseguir el mejor rendimiento, que el par de memorias sea exactamente igual. Si colocamos dos memorias diferentes, pongamos un módulo de 512 y uno de 1 GB para Dual Channel, surtirá el efecto de dos módulos de 512, no de un par de 1 GB. También hay que tener en cuenta que se aplicará la peor latencia de ambos módulos como par. Cuando se instalan pares de memoria en una arquitectura Dual Channel, el tamaño, velocidad y latencia han de ser iguales, de otra forma podemos sufrir los problemas antes relatados.