تعرف على أنواع الرامات وأهم الفروق بينها

[المحامي هلال حسين]

ddr
ddr2
ddr 3

الذاكرة - ذواكر : يقصد بها الذاكرة التي نركبها على اللوحة Memory Module
شرائح الذاكرة – رقاقة الذاكرة : يقصد بها رقاقة الذاكرة الالكترونية Chip والتي هي المكون الرئيسي لـ Memory Module



في البداية نحب أن نوضح أن الأصناف الثلاثة مبنية على بنية SDRAM " Synchronous Dynamic Random Access Memory " أما مصطلح DDR فهي اختصار لـ Double Data Rate مما يعني نقل معلومتين – إن صح التعبير – بالهرتز الواحد مما يعني مضاعفة الأداء نظرياً عن الذواكر التي لا تعمل بهذه التقنية , لأجل هذا السبب يكتب على الذاكرة تردد مضاعف عن التردد الحقيقي للذاكرة لأنها تعمل بتقنية DDR والتي تحقق ضعف الأداء عن الذواكر الأخرى , بمعنى عندما يكتب على الذاكرة أنها بتردد 800 فهذا يعني أن التردد الحقيقي للذاكرة هو

400MHz


من المهم أن ننوه إلى أن التردد المكتوب على الذاكرة على سبيل المثال 800 هو التردد الأقصى الذي يمكن أن تعمل به الذاكرة , بمعنى عند تركيب ذاكرة بتردد 800 على لوحة أم تقبل ذواكر 667 كأقصى حد , فإن الذاكرة ستعمل بتردد 667 " 333MHz " وليس 800 " 400MHz " وذلك لأن متحكم الذاكرة ليس مدمجاً مع الذاكرة وإنما يكون مدمجاً مع رقاقة الجسر الشمالي أو المعالج حسب نوع المعالج واللوحة .
أيضاً من المهم أن ننوه إلى أن اللصاقة التي تكون على الذاكرة يكتب عليها أحد الأسلوبين التاليين :
• DDRx – zzzz حيث يكتب مكان X يكتب صنف الذاكرة أي إما الثاني أو الثالث , بينما يكتب مكان zzzz يكتب التردد الافتراضي للذاكرة أي ليس التردد الحقيقي كأن يكتب DDR2 – 800MHz هذا يعني أن الذاكرة هي من الصنف DDR2 وتعمل بتردد 800 " 400MHz " .
• PCx – yyyy حيث يكتب مكان x يكتب صنف الذاكرة أي إما الثاني أو الثالث , بينما يكتب مكان yyyy يكتب معدل نقل المعلومات النظري بين الذاكرة ومتحكم الذاكرة ومعدل نقل المعلومات يحسب بعملية حسابية بسيطة وهي التردد مضروب بـ 8 وتكون النتيجة بالميغا بايت في الثانية , مثلاً يكتب PC2 – 6400 فهذا يعني أن الذاكرة من الصنف DDR2 وتحقق ناقلية معلومات عظمى نظرياً 6400MB في الثانية أي أنها بتردد 800MHz طبعاً استطعنا تحصيل النتيجة من خلال العملية 6400/8
طبعاً يجب أن نؤكد أن الرقم المذكور عن معدل نقل البيانات هو معدل نظري قد لا يتحقق إلا في حالات نادرة نتيجة لعدة أسباب تصنيعية , لكن على العموم غالباً المعدل الفعلي يكون قريباً من هذا الرقم . الآن نستطيع القول أننا استطلعنا الأمور الرئيسية حول DDR وسننتقل إلى الفروق .

السرعات – التردد –
أحد أهم الفروق الرئيسية بين أصناف الذواكر هو فرق السرعات – التردد – بين الأصناف الثلاثة , والتردد الأعلى يعني ناقلية معلومات أكبر ... لأن معدل نقل المعلومات كما مر معنا يعتمد بشكل رئيسي على التردد , لذا كان التطوير في عالم الذواكر يركز بشكل كبير على التردد , الجدول التالي الترددات الافتراضية للذواكر من الأصناف الثلاثة , كما يوجد بعض معامل التصنيع التي تنتج ذواكر مخصصة لعشاق تطبيق مراحل رفع السوية بحيث يكون التردد أعلى بقليل عن الافتراضي وذلك لتحقيق مستوى أداء أعلى .
الجهود Voltages
أيضاً من النقاط المهمة في تطوير الذواكر هو تحصيل أقل جهد ممكن للذاكرة , فذواكر DDR3 تستهلك جهد أقل من DDR2 والتي أيضاً هي تستهلك جهد أقل من ذواكر DDR , الجدول التالي يبين الجهود الافتراضية لكل جهد ... أيضاً بعض معامل التصنيع تنتج ذواكر مخصصة لعشاق تطبيق مراحل رفع السوية تعمل بجهد مرتفع عن الجهد الافتراضي لهذه الذواكر

Technology

Typical Voltage

DDR

2.5 V

DDR2

1.8 V

DDR3

1.5 V

زمن التأخير
زمن التأخير هو الزمن الذي يجب أن ينتظره متحكم الذاكرة – الذي يكون مدمجاً إما مع رقاقة اللوحة الأم أو المعالج – بينما يطلب المعلومات من الذاكرة إلى أن يتم وصول المعلومات إليه أي إلى متحكم الذاكرة - , ويسمى زمن التأخير CAS (Column Address Strobe) Latency ويطلق عليها اختصاراً CL ويقاس زمن التأخير بوحدة حلقة الساعة Clock Cycles مثلاً عندما نقول أن الذاكرة CL3 هذا يعني أنه على متحكم الذاكرة أن ينتظر ثلاث حلقات بعد طلب المعلومات حتى تصل المعلومات إليه , هذا الكلام يعني أنه كلما انخفض الرقم كلما كان الأداء أفضل , في الجدول التالي زمن التأخير لكل صنف

Technology
Typical Latency
DDR
3
DDR2
5
DDR3
7

كما نلاحظ في الجدول فإن الصنف DDR3 لديه زمن تأخير أكبر من زمن DDR2 والتي هي أيضاً أكبر من زمن DDR, وقد يسأل أحدهم أنه حسب الجدول فإن DDR3 تقل أداءً عن DDR2 ؟ والجواب أنه لا يمكننا المقارنة بين الصنفين إلا في حال كانتا نفس التردد , بمعنى لو أنه لدينا DDR2 800MHz وَ DDR3 800MHz وكلاهما بنفس معدل نقل البيانات حينها يمكننا القول أن DDR2 800 بالفعل أفضل أداء من DDR3 لأنها تحقق زمن تأخير أقل ,
بينما عندما نريد مقارنة ذاكرتين كل منهما بمعدل نقل معلومات مختلف عن الآخر حينها يجب أن ندخل في معادلة حسابية , يجب أن ننوه في البداية إلى أن حلقة الساعة Clock Cycle تختلف من صنف إلى آخر فكلما زاد التردد الحقيقي كلما قصرت حلقة الساعة Clock Cycle , على سبيل المثال : الذاكرة DDR2 800 كل تردد يستهلك زمن مقداره 2.5 نانو ثانية "" كل نانو يساوي جزء من بليون جزء من الثانية "" , الجدول التالي فيه جميع الترددات الموجودة حالياً مع زمن التأخير مقدراً بالنانو ثانية

DDR Clock

Real Clock

Clock Period

200 MHz

100 MHz

10 ns

266 MHz

133 MHz

7.5 ns

333 MHz

166 MHz

6 ns

400 MHz

200 MHz

5 ns

533 MHz

266 MHz

3.75 ns

666 MHz

333 MHz

3 ns

800 MHz

400 MHz

2.5 ns

1,066 MHz

533 MHz

1.875 ns

1,333 MHz

666 MHz

1.5 ns

1,600 MHz

800 MHz

1.25 ns

فلو أردنا مثلاً حساب زمن التأخير لذاكرة DDR2 800MHz لقمنا بالعملية التالية : 5 والذي هو خمسة حلقات مضروباً بـ 2.5 والذي هو زمن التأخير للحلقة الواحدة , إذاً المعادلة ببساطة هي 5*2.5 فيكون الناتج 12.5 نانو ثانية هو زمن التأخير للذاكرة DDR2 800 , فإذا طبقنا نفس المعادلة على ذاكرة DDR3 1333 لأصبحت أطراف المعادلة 1.5*7 لتكون النتيجة 10.5 نانو ثانية هو زمن تأخير ذاكرة DDR3 1333 وبالتالي فالذاكرة DDR3 أسرع من الذاكرة DDR2 من حيث معدل نقل المعلومات ومن حيث زمن التأخير .
الجلب المسبق للمعلومات Prefetch
الذواكر تقوم بتخزين المعلومات ضمن مصفوفات من المكثفات الدقيقة , ذواكر DDR تنقل 2bits في الهرتز الواحد من هذه المصفوفات إلى ناقل الدخل والخرج ضمن الذاكرة ... هذه المعلية تسمى 2bits Prefetch , بينما في DDR2 تم تطوير هذا الناقل من 2bits إلى 4bits , وفي DDR3 تم التطوير إلى 8bits وهذا التطوير سمح بان تقوم ذواكر DDR3 بتقديم أداء متفوق على الصنفين الآخرين هذا كله ضمن الذاكرة وليس بالنسبة للتخاطب مع المتحكم , ولتوضيح الفكرة لنفرض أنه لدينا ذاكرة DDR 400MHz وذاكرة DDR2 400MHz وذاكرة لتوضيح المثال DDR3 400MHz
الفروق الفيزيائية
بالطبع كل صنف من هذه الأصناف لا يمكن تركيبه على مقبس الصنف الآخر , وذلك لاختلاف عدد الموصلات واختلاف مكان الشق بالإضافة إلى الاختلافات التي شرحناها سابقاً , الجدول التالي يوضح عدد الموصلات لكل صنف

Memory Module

Number of Pins

DDR

184

DDR2

240

DDR3

240