DDR3-Königsklasse: Großes Tempo, kleine Wirkung

Grundlagen zu DDR3-Arbeitsspeicher

DDR3-Speicher ist technisch gesehen DDR2 sehr ähnlich. Er unterstützt ebenfalls Signal-Terminierung, die nun direkt auf jedem Speicherchip stattfindet – bei DDR2 findet sie Terminierung auf dem Motherboard statt. Optional können DDR3-Chips Temperatursensoren beinhalten, anhand derer die Terminierung den tatsächlichen Umgebungsbedingungen angepasst werden kann. Den wichtigsten Unterschied findet man im Inneren des Arbeitsspeichers, der nun mit 1,5 V betrieben wird statt der bei DDR2 üblichen 1,8 V. Während DDR3-Speicher noch immer auf einer Grundtaktrate von bis zu 200 MHz und auf DDR / Double-Data-Rate-Technologie basiert (mit der Daten an der aufsteigenden und absteigenden Flanke des Taktsignals übertragen werden), wurde der Prefetch bei DDR3 auf acht Bit erweitert. Das führt zu einer verdoppelten Taktrate an der Schnittstelle verglichen mit DDR2 (Prefetch von vier Bit) und einer vierfach gesteigerten Bandbreite im Vergleich zu DDR1 (Prefetch von zwei Bit). Daher hat man die Geschwindigkeiten passend DDR3-800 bis DDR3-1600 genannt, obwohl die Taktrate des Speichers bei DDR3-1600 noch immer bei 200 MHz liegt. Da die Transistor-Schaltkreise aufgrund des 8-Bit-Prefetch, Lese-/Schreib-Verstärker, On-Die-Terminierung und Fly-By-Architektur zwecks Adressierung des Speichers via DQS-Signal (Data Queue Strobe) zusätzliche Transistoren und somit Grundfläche erfordern, sind 1 GBit und besonders 512 Mbit DDR3-Chips was die Kapazität pro Die-Größe angeht nicht sonderlich wirtschaftlich herzustellen.

Zu diesem Zeitpunkt hat Qimonda damit begonnen, 512 Mbit DDR3 auf seinem 75-nm Prozess zu liefern. Samsung Semiconductor hat unter Verwendung seines 80-nm Prozesses DDR SDRAMs mit 1 GBit hergestellt, während das Unternehmen nun zu einem 68-nm Prozess übergehen will. Micron hat bereits an seinem 78-nm Prozess gearbeitet und liefert nun 2 Gbit DDR3-Chips. Hynix ist auch gerade dabei, auf einen 66-nm Prozess zu wechseln und geht dann mit 2 Gbit-Komponenten ins Rennen. Sie sehen, woraus das hinausläuft: Durch die Verringerung der Strukturgröße können Speicherhersteller Chips mit größerer Kapazität anbieten, die Dank der Spannungsverringerung sogar weniger Leistung erfordern und dabei sogar neue Margen für höhere Taktraten eröffnen. Also werden wir auf den Durchbruch von DDR3 noch bis zur Ankunft von 2-Gbit DDR3-Teilen für die breite Masse warten müssen, wodurch 2 GB DDR2-Module erschwinglich werden.

240 Pins gibt es sowohl bei DDR2 als auch DDR3 DIMMs, allerdings hat man die Kerbe versetzt, um eine Verwechslung von DDR2 und DDR3 zu verhindern. Davon abgesehen ist der Übergang von DDR2 auf DDR3 aus Controller-Sicht relativ einfach. Hauptursache für die zunehmende Zykluszeiten, die wir bei diversen DDR3-Arbeitsspeichern feststellen konnten, ist der größere Prefetch. Wir waren bei DDR1 bereits an zwei, zweieinhalb oder drei Taktzyklen für den Column-Zugriff gewohnt (CAS Latenzzeit) und drei bis fünf Taktzyklen für DDR2. Bei DDR3 sind nun für denselben Ablauf mindestens fünf Taktzyklen erforderlich, was an dem umfangreicheren 8-Bit-Prefetch liegt. Während bestimmte Timing-Zyklen effektiv wirklich mehr Zeit brauchen, federn erhöhte Taktraten den möglicherweise negativen Einfluss längerer Zyklen ab. Solange sich Taktraten zusammen mit Latenzzeiten verdoppeln, z.B. DDR2-800 bei CL4 contra DDR3-1600 bei CL8, ändert sich nichts an den tatsächlichen Zykluszeiten, die in Zeiteinheiten statt in Zyklen angegeben werden.

Der Wechsel von einer Speichergeneration zur nächsten hat in der Vergangenheit nie spektakuläre Leistungsgewinne mit sich gebracht, obwohl sich die theoretische Bandbreite erheblich vergrößert hat. PC3200-Speicher (DDR400) verfügt über einen Netto-Durchsatz von 3,2 GB/s, DDR2-800 – auch PC2-6400 genannt, kommt auf 6,4 GB/s und DDR3-1600, mithin PC3-12800, heißt nichts anderes als 12,8 GB/s. Da der Arbeitsspeicher bei Desktop-Rechnern üblicherweise in zwei Kanälen betrieben wird, ist die Brutto-Bandbreite doppelt so hoch: Bei Dual Channel DDR400 reden wir von 6,4 GB/s, 12,8 GB/s sin des für DDR2-800 und 25,6 GB/s bei DDR3-1600 in zwei Kanälen. Da durch größere Prozessoren-Caches mehr und mehr Porgramm-Code direkt in den Prozessor übertragen werden kann, ist schneller Arbeitsspeicher nicht mehr ganz so relevant wie noch vor einigen Jahren.

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23 Kommentare
    Dein Kommentar
  • Anonymous
    ist es eigentlich nur bei mir so, dass die Seitenauswahl beim Firefox3b2 nicht funktioniert?
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  • drflow
    ist bei mir auch so. es scheinen generell einige javascript-basierten funktionen im fx3b2 nicht mehr zu funktionieren. so zb. auch auf der startseite der news überblick (hover bei 1-5 links).

    vielleicht könnt ihr euch dem mal annehmen?
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  • Anonymous
    wär mal nicht schlecht, auf anderen seiten sind mit eigentlich bisher noch keine probleme aufgefallen...
    und ist schon nervig, seit langer zeit ist eigentlich das "kleine blaue e" in meinem schnellstart verstaubt.
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  • Jamod
    Wieso habt ihr wenns um die Königsklasse geht den OCZ RAM denn nicht mit reingenommen, der hätt den Test locker gewonnen. Mit dem 1600er RAM sind bei schon 1,9V Timings von 7-6-5-15 moglich!!
    Vielleicht sogar noch mehr (z.B. CL6 bei U>1,9V !!)das ist aber bisher leider ungetestet...
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  • derGhostrider
    @THG: Bitte korregiert die Tippfehler auf Seite 4!
    Seite 5: "Standardspannung von 1,8V" - der STANDARD schreibt bei DDR3 aber 1,5V vor.

    @Jamod: Wegen Vollständigkeit wäre es nett gewesen, andererseits war OCZ noch nie besser als Corsair. Es gibt soviele weitere Hersteller... alle kann man nie abdecken.
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  • Anonymous
    @THG

    Der Speichertakt hängt bei Phenom-System nicht mehr vom CPU-Takt ab sondern ebenfalls vom Referenztakt! Mein Phenom-System mit Asus M3A setzt (auch ungerade) Mutliplikatoren zum Referenztakt, um den Speichertakt zu bestimmen. so läuft hier aktuell der Speicher im Verhältnis von 3:8 zum Referenztakt! Egal ob ich die CPU unter- oder übertakte! Der speichertakt bleibt konstant!
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  • ickemir
    Der Test ist nicht representativ, da der CPUtackt zusaetzlich veraendert wurde. Ich bin mir nicht sicher, aber heut zutage sollte es moeglich sein, die Speichergeschwindigkeit unabhaengig vom FSB einzustellen, bei den nForce-chipsaetzen ist dies schon seit dem NF2 moeglich.

    so ist das kein vergleich ... der CPU-tackt muss konstant bleiben und nur der speicher variiert ... hier veraendern sich mindestens zwei variablen, somit sind die ergenisse unbrauchbar
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  • Deathdrep
    @ickemir

    auf Seite 13 im 2ten Absatzt wird erklärt warum der CPU-Takt (ja TAKT mit K nicht mit CK) mitangehoben wird.
    Auch war in diesem Test nicht die Frage "Welcher Ram ist der Beste?" sondern eher "Wieviel Performance gibts mehr, wenn wir mit OC-Speicher übertakten?"
    Hast du den Test überhaupt gelesen, oder dir nur die Bilder angeschaut?

    @THG

    und wieder wird bestätigt was viele schon lange wussten, OC Speicher zahlt sich so gut wie nie aus. Guter Speicher darfs dann aber schon sein ;)

    greez
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  • Anonymous
    Wiedermal ein ungleicher bzw. nicht folständiger Test. Wer mal das Ende der Nahrungskette sehen mag wo der Patriot Viper Fin PC3 12800 7-7-7-18 (OC: 8-7-7-20 962fsb 2.04v)den Mushkin HP3 10666 DDR3 2 x 1 GB 6-7-6-18 und den OCZ Reaper X HPC DDR3 10666 2 x 1GB 6-5-5-20 mit 20FPS mehr verblasen hat sollte mal hier schauen
    http://www.overclockersclub.com/reviews/patriot_viper_fin_ddr3/
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  • derGhostrider
    @M4: Und das soll was beweisen?

    Du solltest Dir nochmal den Artikel genauer durchlesen. Zum Glück wurde nämlich auch mal erwähnt, daß die Ergebnisse mit verschiedenen Taktraten kaum miteinander zu vergleichen sind, da die CPU-Frequenzen ebenfalls anders ausfallen. Deine Mehrleistung ist also nicht wirklich auf den Speicher sondern auf die Gesamtübertaktung zurückzuführen.

    Außerdem schreibt mal "vollständig" mit v und doppel l.

    Man muß nicht nur Testberichte auswendiglernen, man sollte auch verstehen, was getestet wird.

    Dieser Test ist mal wieder einer der besseren auf Tomshardware. Nicht perfekt, aber welcher Test ist das schon. Zumindest wurde auf die Schwächen des Tests eingegangen und diese Erklärt.
    Letztendlich ist auf jeden Fall zu erkennen, daß "super teurer Speicher" kaum etwas bringt. Dafür muß man allerdings die Ergebnisse richtig verstehen und zumindest die Übertaktung der CPU in seine Überlegungen mit einbeziehen.
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  • stoneeh
    ok gut und schön, danke fürs review, aber:

    wieviel wird euch gezahlt, dass ihr euch nach wie vor weigert, die weitaus kostengünstigere, und potentiell weitaus schnellere alternative dual channel mal ausführlich zu testen. bzw. überhaupt mal zu testen
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  • stoneeh
    was ich übrigens sehen will:

    den e2140er artikel nochmal und zwar mit dual channel ddr 800 (immer das doppelte vom quad-pumped FSB, somit bleibt der fsb-datendurchsatz und ram-durchsatz gleich)

    und das ganze gegen einen gleichgetakteten core2 mit 4 oder 6mb cache oder gar quadcore, jeweils mit ddr3

    und keine synthetischen benchmarks, die nichts aussagen, nur real world performance
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  • derGhostrider
    @Stoneeh:
    Es gab doch schonmal einen dementsprechenden Test... Gar nicht sooo lange her, da wurde zumindest mit DDR2 dual-channel gegen single-channel getestet.

    Zumal ich auch gar nicht so recht erkennen kann, was Du da testen willst. DDR2 gegen DDR3? Gab's schon mehrfach und im Fazit kam raus, daß DDR3 "kaum" Vorteile bringt.
    Willst Du testen, was eine CPU mit wenig Cache im Vergleich zu einer mit viel Cache bringt? Das fehlte im letzten Test.
    Allerdings vergleicht man dann ganz andere CPU-Klassen. Weder Leistung noch Preis sind wirklich vergleichbar. Ob ein solcher Vergleich besonders aussagekräftig für den Alltag wäre, steht auf einem ganz anderen Blatt. Ehr nein.
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  • L1o8k7i
    Hi,

    also heist das soviel wie =

    Chipsatz X38 + 4x 1 GB DDR 1333 sind nun im High End Bereich gut! Meine Kaufentscheidung ist nämlich noch sehr stark am wanken ?????
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  • derGhostrider
    @L1o...:
    Wieso 4x 1GB? Nimm lieber 2*2GB.
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  • L1o8k7i
    Hi ich nochmals,

    ja ok auch gut 2x 2 GB oder wie auch immer sollte wenn man sich überlegt eh einen neuen Rechner mit etwas mehr Dampf unter der Haube zu kaufen nun auf X38 & DDR2 zurück greifen oder nicht ????? weil immerhin so eine Investition sollte doch gut durchdacht sein........

    Danke
    Grüße aus Nünrberg
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  • derGhostrider
    Das kann man so oder so sehen. Bei Anandtech habe ich nun erst wieder gelesen, daß die Systeme mit X38/X48 doch irgendwie besser laufen würden mit DDR3.
    Der Preis ist da das entscheidende. Überlege nur mal, wie teuer DDR3-1600 ist.

    (DDR3-1600 und DDR2-800 laufen beide mit einer physikalischen Taktfrequenz von 200MHz. Daher dieser Vergleich.)

    Es ist schwer zu sagen, was das Optimum darstellt. Wenn Geld keine Rolle spielt, dann würde ich vermutlich Corsair Dominator DDR3-1600 und ein Board mit X48 einkaufen. Das ist dann auch noch für die kommenden Quadcores optimal. (zumindest, bis Intel mal wieder irgendeine Kleinigkeit an den CPUs ändert und man ein neues Board braucht - ist bei Intel ja so üblich.)
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  • neth
    also ich versteh die welt nicht alle mekern nur wie teuer immer der neue RAM ist das ist schon seit 20 jahren der fall das neue RAM module sehr teuer sind
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  • L1o8k7i
    ok,

    naja geld spielt schon eine rolle daher überlege ich ja genau wie und in was ich investieren sollte neuer ram ok klar das der teuer ist verständlich aber eigentlich kann man sagen x38 + DDR3 ist eigentlich nicht falsch so zu sagen aber wiederrum sind doch die CL-Steppings noch sehr hoch!!! daher überlege ich mir eigentlich eben noch DDR2 zu nutzen ????? macht das sinn ???? oder wenn dann doch gleich auf DDR3 ????

    Danke
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  • derGhostrider
    Denk daran, daß die Timings nur RELATIV zu betrachten sind!

    DDR2 800 mit 5-5-5 timings entspricht DDR3-1600 mit 10-10-10, da jeder Takt von DDR2-800 doppelt so lange dauert.
    DDR3-1600 bekommst Du aber auch mit 8-8-8 oder sogar 7-7-7, und das wäre umgerechnet sogar nur DDR2-800 mit 3,5-3,5-3,5 und das bekommst Du nirgends. Nichtmal bei den teuren Modulen. Damit hat DDR3 sogar bessere Timings.

    Man muß eben auch wissen, was die Zahlen bedeuten und nicht nur die Zahlen ablesen und dann denken: "Nö, die sind ja höher!"

    5/800MHz = 10/1600MHz
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