Điểm nổi trội của DDR3 và Tại sao có DDR3?

Cách đây 3 năm, DDR2 xuất hiện và từ khi AMD đưa ra nền AM2 và Intel với Core 2 Duo thì DDR2 trở nên phổ biến. Và bây giờ, DDR3 nối gót và có thể xem đây là thay đổi tất yếu khi CPU và đồ họa thay đổi. Tốc độ chuẩn của DDR2 theo JEDEC trong khoảng từ 400MHz đến 800MHz (OCZ và Corsair có model DDR2 sau khi ép xung đạt tốc độ 1250MHz, thậm chí cao hơn), chỉ tương thích tốt nhất với các BXL có FSB tương ứng. Trong khi đó, về mảng chipset, dòng chipset mới của Intel có tên mã Bearlake (xuất hiện hồi tháng 6) tiêu biểu là P35 và G33, sau đó là G35 hỗ trợ FSB 1066MHz và X38 đến 1333MHz; dòng chipset NVIDIA nForce 680i/650i SLI cũng hỗ trợ đến 1066/1333MHz. Còn về BXL, CPU mới 2 nhân Intel X6800, E6700, E6600, 4 nhân có QX6700 và QX6600 đã đẩy FSB lên 1066MHz và sẽ tiếp tục dòng BXL mã Penryn trên công nghệ 45nm sẽ tiếp tục xuất hiện. Mới đây, Intel đưa ra 3 CPU: E6850, E6750 và E6650 hỗ trợ mặc định FSB đến 1333MHz. Bạn cũng có thể tham khảo kết quả thử nghiệm CPU QX6850 tại Test Lab….

Riêng AMD vẫn còn “kín tiếng” dù đã có một số thông tin ban đầu về BXL Agena và Phenom.

Mặc dù vào lúc này, băng thông DDR2 thiết lập kênh đôi cao hơn tốc độ bus của BXL ngay cả khi bus BXL đạt 1333MHz nhưng theo Intel, bộ nhớ vẫn cần đến băng thông cao hơn nữa. Hiện thời, nếu DDR2-800 thiết lập kênh đôi chạy với chipset Intel P35 thì sẽ có băng thông ở 12,8GB/s trong khi nếu chạy với DDR3 chạy ở 1067MHz kênh đôi thì băng thông được đẩy lên đến 17,1GB/s. Tuy nhiên, có một trở ngại là dựa trên chuẩn SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) nên khi chuyển từ DDR2 lên DDR3 thì độ trễ thành phần của bộ nhớ cũng tăng lên.

Có 2 thành phần quyết định tốc độ bộ nhớ: tần số và độ trễ. Khi ép xung bộ nhớ, không một dân ép xung kỳ cựu nào lại không biết một điều: ép tần số thì dễ nhưng ép giảm độ trễ thì khó hơn rất nhiều. Điều dễ hiểu vì thiết kế vật lý của RAM bị giới hạn trong từng chip bộ nhớ DRAM. Theo chuẩn thiết kế JEDEC, DDR2 mặc định tốc độ cao nhất là ở 800MHz và độ trễ 5-5-5 nhưng về sau, nhà sản xuất đã có thể đưa ra DDR2-800 ở độ trễ 3-3-3. Có thể nghĩ rằng Intel cũng đã có ảnh hưởng đến ngành công nghiệp bộ nhớ và các nhà sản xuất RAM đã chọn cách tăng tần số thay vì chọn cách giảm độ trễ để tăng hiệu năng chung của bộ nhớ. Tại sao? Vì theo nhiều đánh giá của giới chuyên gia thì các nhà sản xuất RAM sẽ chuyển sang công nghệ sản xuất DDR3 để có thể vượt qua ngưỡng về tần số và cải tiến độ trễ với chi phí thỏa đáng thay vì ở lại với DDR2 đã quá “chật chội”.

-Điểm tiến bộ

Nếu dựa vào chi tiết kỹ thụât trên, DDR3 không “đáng giá” so với DDR2. Tuy nhiên, ngoài tính năng trên, DDR3 hơn DDR2 về các mặt khác, trong số đó quan trọng nhất là điện thế. DDR3 dùng điện thế 1,5V trong khi DDR2 phải là 1,8V ở cùng tốc độ bus (trước đây, DDR phải đến 2,5V) nên sẽ làm giảm điện năng tiêu thụ. Hơn nữa, để cải thiện hơn nữa về năng lượng, DDR3 có chức năng làm tươi (refresh) theo vùng. Trước đây, DDR và DDR2 thực hiện chức năng refresh cho toàn bộ DRAM theo một chu kỳ nhất định, cả những DRAM đang ở trạng thái nghỉ (idle), do vậy tốn “tiền điện” vô ích. Còn DDR3 chỉ refresh theo chu kỳ những DRAM nào đang ở tình trạng hoạt động. Ngoài ra, DDR3 còn có bộ cảm biến nhiệt (chỉ là tùy chọn, không bắt buộc trong JEDEC) để giúp kỹ sư thiết kế quy định chu kỳ refresh tối thiểu nhằm cải thiện hơn nữa mức tiêu thụ điện năng có cơ chế bảo vệ để bộ nhớ hoạt động ở ngưỡng tối ưu; đây cũng là thước đo chính xác cho dân ép xung trong việc giám sát thành phần hệ thống.

Bên cạnh điện thế thấp của DDR3, để tăng khả năng hợp nhất của các module, JEDEC đưa ra mô hình liên kết dạng Fly-by giữa các DRAM và dòng chuyển dữ liệu (mang địa chỉ, lệnh, tín hiệu điều khiển và xung nhịp đồng hồ của DRAM này sang DRAM khác). DDR2 dùng mô hình T và DDR3 cải tiến lên mô hình Fly-by. Trước đây, với mô hình T của DDR2, bạn có thể hình dung các lệnh và địa chỉ được đưa vào một cái phễu hình chữ T và được đổ xuống hết một lần cho các DRAM xử lý. Với mô hình Fly-by, dòng lệnh điều khiển và địa chỉ là dạng dòng đơn, duy nhất chạy từ DRAM này sang DRAM khác. Mô hình Fly-by nhờ bộ điều khiển để đưa ra độ trễ tín hiệu tự động ở DRAM và mỗi DRAM có một mạch điện cân chỉnh tự động và lưu lại dữ liệu cân chỉnh cho riêng module DRAM đó. Thay đổi mô hình từ T sang Fly-by cũng dẫn đến phải thay đổi các thuật toán đọc/ghi dữ liệu. Về lý thuyết, mô hình này rút ngắn được thời gian phân bổ dữ liệu đến DRAM hơn so với mô hình T.

Một điểm nổi trội của DDR3 chính là dung lượng chip được tăng lên đáng kể, có thể nói là gấp đôi so với DDR2. Một chip DDR3 có dung lượng từ 512Mb đến 8Mb, điều này có nghĩa là dung lượng một thanh RAM DDR3 có thể đạt đến 4GB.

Theo PC World VN