Динамическая память. Типы dram:

Страничная память (англ. page mode DRAM, PM DRAM) являлась одним из первых типов выпускаемой компьютерной оперативной памяти. Память такого типа выпускалась в начале 90-х годов, но с ростом производительности центральных процессоров и ресурсоёмкости приложений требовалось увеличивать не только объём памяти, но и скорость её работы.

Быстрая страничная память (англ. fast page mode DRAM, FPM DRAM) появилась в 1995 году. Принципиально новых изменений память не претерпела, а увеличение скорости работы достигалось путём повышенной нагрузки на аппаратную часть памяти. Данный тип памяти в основном применялся для компьютеров с процессорами Intel 80486 или аналогичных процессоров других фирм. Память могла работать на частотах 25 МГц и 33 МГц со временем полного доступа 70 нс и 60 нс и со временем рабочего цикла 40 нс и 35 нс соответственно.

Память с усовершенствованным выходом

C появлением процессоров Intel Pentium II память FPM DRAM оказалась совершенно неэффективной. Поэтому следующим шагом стала память с усовершенствованным выходом (англ. extended data out DRAM, EDO DRAM). Эта память появилась на рынке в 1996 году и стала активно использоваться на компьютерах с процессорами Intel Pentium и выше. Её производительность оказалась на 10-15 % выше по сравнению с памятью типа FPM DRAM. Её рабочая частота была 40 МГц и 50 МГц, соответственно, время полного доступа — 60 нс и 50 нс, а время рабочего цикла — 25 нс и 20 нс. Эта память содержит регистр-защелку (англ. data latch) выходных данных, что обеспечивает некоторую конвейеризацию работы для повышения производительности при чтении.

Синхронная DRAM

В связи с выпуском новых процессоров и постепенным увеличением частоты системной шины, стабильность работы памяти типа EDO DRAM стала заметно падать. Ей на смену пришла синхронная память (англ. SDRAM). Новыми особенностями этого типа памяти являлись использование тактового генератора для синхронизации всех сигналов и использование конвейерной обработки информации. Также память надёжно работала на более высоких частотах системной шины (100 МГц и выше). Недостатками данного типа памяти являлась его высокая цена, а также его несовместимость со многими чипсетами и материнскими платами в силу своих новых конструктивных особенностей. Рабочие частоты этого типа памяти могли равняться 66 МГц, 100 МГц или 133 МГц, время полного доступа — 40 нс и 30 нс, а время рабочего цикла — 10 нс и 7.5 нс.

Video RAM

Cпециальный тип оперативной памяти Video RAM (VRAM) был разработан на основе памяти типа SDRAM для использования в видеоплатах. Он позволял обеспечить непрерывный поток данных в процессе обновления изображения, что было необходимо для реализации изображений высокого качества. На основе памяти типа VRAM, появилась спецификация памяти типа Windows RAM (WRAM), иногда её ошибочно связывают с операционными системами семейства Windows. Её производительность стала на 25% выше, чем у оригинальной памяти типа SDRAM, благодаря некоторым техническим изменениям.

DDR SDRAM

По сравнению с обычной памятью типа SDRAM, в памяти SDRAM с удвоенной скоростью передачи данных (англ. double data rate SDRAM, DDR SDRAM или SDRAM II) была вдвое увеличена пропускная способность. Первоначально память такого типа применялась в видеоплатах, но позднее появилась поддержка DDR SDRAM со стороны чипсетов. Она работает на частотах в 100 МГц и 133 МГц, её время полного доступа — 30 нс и 22.5 нс, а время рабочего цикла — 5 нс и 3.75 нс.

DDR2 SDRAM

Конструктивно новый тип оперативной памяти DDR2 SDRAM был выпущен в 2004 году. Основываясь на технологии DDR SDRAM, этот тип памяти за счёт технических изменений показывает более высокое быстродействие и предназначен для использования на современных компьютерах. Память может работать на частотах в 200 МГц, 266 МГц, 333 МГц и 400 МГц. Время полного доступа — 25 нс, 11.25 нс, 9 нс, 7.5 нс. Время рабочего цикла — 5 нс, 3.75 нс, 3 нс, 3.5 нс.

Сейчас модули DDR практически вытеснены модулями типов DDR2 и DDR3, которые в результате некоторых изменений в архитектуре позволяют получить бо́льшую пропускную способность подсистемы памяти.

DDR2 - это наиболее распространенный вид памяти, который используется в современных компьютерах. Это не самый старый, но и не новейший вид оперативной памяти. DDR2 в общем работает быстрее чем DDR, и поэтому DDR2 имеет скорость передачи данных больше чем в предыдущей модели (самая медленная модель DDR2 по своей скорости равна самой быстрой модели DDR). DDR2 потребляет 1.8 вольт и, как в DDR, обычно увеличивается напряжение при разгоне процессора

DDR3 - быстрый и новый тип памяти. Опять же, DDR3 развивает скорость больше чем DDR2, и таким образом самая низкая скорость такая же как и самая быстрая скорость DDR2. DDR3 потребляет электроэнергию меньше других видов оперативной памяти. DDR3 потребляет 1.5 вольт, и немного больше при разгоне процессора.

Таблица 1: Технические характеристики оперативной памяти по стандартам JEDEC

	DDR	DDR2	DDR3
Номинальная скорость	100-400	400-800	800-1600
Электр. напряжение	2.5v +/- 0.1V	1.8V +/- 0.1V	1.5V +/- 0.075V
Внутр. блоки	4	4	8
Термо сенсор	Нет	Нет	Да (необязательный)

Важнейшей характеристикой, от которой зависит производительность памяти, является ее пропускная способность, выражающаяся как произведение частоты системной шины на объем данных, передаваемых за один такт. Современная память имеет шину шириной 64 бита (или 8 байт), поэтому пропускная способность памяти типа DDR400, составляет 400 МГц х 8 Байт = 3200 Мбайт в секунду (или 3.2 Гбайт/с). Отсюда, следует и другое обозначение памяти такого типа - PC3200. В последнее время часто используется двухканальное подключение памяти, при котором ее пропускная способность (теоретическая) удваивается. Таким образом, в случае с двумя модулями DDR400 мы получим максимально возможную скорость обмена данных 6.4 Гбайт/с.

Но на максимальную производительность памяти также влияет такие важный параметры как "тайминги памяти". Тайминги - временная задержка сигнала. Обычно эти временные задержки так и называют — тайминги и для краткости записывают в виде: «2-2-2» (например). Это записанные по порядку следующие параметры: CAS Latency, RAS to CAS Delay и RAS Precharge Time. Они могут принимать значения от 2 (линейка модулей памяти Kingston HyperX , OCZ) до 9. От них в значительной степени зависит пропускная способность участка «процессор-память» и, как следствие, быстродействие основных компонентов системы.

Пример из практики: система с памятью на частоте 100 МГц с таймингами 2-2-2 обладает примерно такой же производительностью, как та же система на частоте 112 МГц, но с задержками 3-3-3. Другими словами, в зависимости от задержек, разница в производительности может достигать 10 %.

Таблица 2: Общие скорости памяти DDR и спецификации

Тип	Частота шины	Скорость передачи данных	Тайминги	Заметки
PC2100	133	266	2.5-3-3-7	Старые ПК, ноутбуки
PC2700	166	333	2.5-3-3-7	Старые ПК, ноутбуки
PC3200	200	400	2.5-3-3-8	Популярный стандарт
PC3500	217	433	2.5-3-3-7	Оверклокерные стандарты
PC3700	233	466	2.5-3-3-7
PC4000	250	500	2.5-3-3-7
PC4400	275	550	2.5-3-3-7
PC4800	300	600	2.5-4-4-10
Таблица 3: Общие скорости памяти DDR2 и спецификации
Тип	Частота шины	Скорость передачи данных	Тайминги	Заметки
PC2-3200	200	400	3-3-3-12	Редко встречается
PC2-4200	267	533	4-4-4-12	Популярный стандарт
PC2-5300	333	667	5-5-5-15	Широко используемые
PC2-6400	400	800	5-5-5-15	Последний стандарт
PC2-8000	500	1000	5-5-5-15	Оверклокерные стандарты
PC2-8500	533	1066	5-5-5-15
PC2-8888	556	1111	5-5-5-15
PC2-9136	571	1142	5-5-5-15
PC2-10000	625	1250	5-5-5-18
Таблица 4: Общие скорости памяти DDR3 и спецификации
Тип	Частота шины	Скорость передачи данных	Тайминги	Заметки
PC3-8500	533	1066	7-7-7-20	чаще называемые DDR3-1066
PC3-10666	667	1333	7-7-7-20	чаще называемые DDR3-1333
PC3-12800	800	1600	9-9-9-24	чаще называемые DDR3-1600
PC3-14400	900	1800	9-9-9-24	чаще называемые DDR3-1800
PC3-16000	1000	2000	TBD	чаще называемые DDR3-2000