В чем разница между DDR2 DDR3 DDR4

DDR DRAM — это динамическая память для компьютеров с удвоенной скоростью передачи данных. Она используется как в стационарных, так и в мобильных ПК, а также планшетах, телефонах и других электронных устройствах.

DDR - первая версия

Оперативная память DDR вышла в начале 2000-х и полностью описана в спецификации JEDEC. Она использует удвоенную частоту работы, поэтому и называется DDR (двойная передача данных). Базовая частота DDR варьируется от 100 до 267 МГц, однако обычно указывают результативную, а это уже 200-533 МГц. Стоит понимать и различать эти два параметра, потому что в DDR2 результирующая частота складывается из частоты шины, умноженной на коэффициент.

Строки и колонки

Память имеет сложную организацию, состоящую из рангов, микросхем, книг, ячеек, строк и столбцов. Привычный на первый взгляд модуль состоит из нескольких микросхем. Располагают их с либо с одной стороны (такой модуль называется односторонним), либо с двух сторон (двухсторонний). Ряд микросхем с одной стороны называется ранг. Он делится на микросхемы, в которых физические ячейки объединены в книги. Последние имеют строки и столбцы. Самая маленькая ячейка и является конечным адресатом при работе процессора с памятью.

У DDR-памяти микросхемы работали на частоте до 200 МГц. В буфер передавалась информация с той же частотой за один проход. Внешняя шина обмена данными была удвоена. Для обработки запросов процессору требуется подождать два такта работы памяти, так как скорость ячеек памяти и буфера снижена относительно внешней шины ровно в два раза. По этой причине память еще называют двухтактовой или 2n-prefetch.

В DDR2 разработчики увеличили скорость буфера относительно частоты микросхем памяти в два раза, а внешняя шина ускорилась в четыре раза. Чтобы собрать данные в буфер, процессору приходится ждать четыре цикла.

У DDR3 разница между частотой ячеек и внешней шиной увеличилась до восьми раз. А раз процессор простаивает и ждет, когда ему можно будет считать или записать в память, то для него предлагается задать периоды ожидания памяти. В них и скрывается расшифровка малопонятных таймингов памяти. Таким образом инженеры создают высокочастотную память с большой пропускной способностью, но отвечающую на запросы процессора слишком долго. Реальная же частота микросхем на фоне даже первого поколения DDR изменилась не сильно.

DDR4 - больше скорости
До третьего поколения памяти сохранялось правило глубины и количества книг в микросхеме. Для того, чтобы еще раз не ухудшать показатели задержек, было предложено сократить длину строки в книгах. В результате при сравнении микросхемы памяти DDR3 с микросхемой DDR4 длина каждой строки DDR4 памяти в четыре раза меньше длины строки DDR3. Это означает, что просмотр книг осуществляется быстрее, нежели DDR3. Но большее число книг (увеличилось с 8 до 16) все равно привело к очередному ухудшению таймингов. С другой стороны, общая пропускная способность существенно возросла. К тому же единственная продающиеся платформа Intel X99 обладает еще и четырьмя каналами памяти, виртуально расширяющими ширину внешней шины до 256 бит.