Le memorie DDR hanno rappresentato lo standard di fatto dell'anno 2002; introdotti originariamente nell'autunno 2000 con le piattaforme AMD Athlon a 266 Mhz di bus, i moduli memoria DDR hanno subito una costante diffusione nel corso dell' anno passato per diventare il punto di riferimento nel corso di quest'anno. L'evoluzione ha visto inizialmente adottate le memorie DDR200 (frequenza di lavoro di 200 Mhz) e DDR266 (frequenza di lavoro di 266 Mhz), con un seguente passaggio ai nuovi standard DDR333 (frequenza di lavoro di 333 Mhz) e DDR400 (frequenza di lavoro di 400 Mhz).

Indicare come standard quello DDR400 è, in realtà, improprio: il JEDEC, l'organismo responsabile della standardizzazione dei moduli memoria, non ha infatti ancora certificato questo moduli memoria anche se le pressioni da parte dei produttori di chip, Samsung in testa, sembra porterà ad una rapida ufficializzazione dello standard. La particolarità di questi moduli è data dall'elevata frequenza di clock alla quale operano, 400 Mhz, che permette di ottenere una bandwidth massima teorica di 3,2 Gbytes al secondo; a titolo di confronto i moduli memoria SDRAM PC133, standard de facto sino a 2 anni fa, hanno una bandwidth massima teorica pari a 1,066 Gbytes al secondo, pari quindi a 1/3.

La frequenza di lavoro di un modulo memoria non è la sola responsabile dell'ottenimento di elevate prestazioni velocistiche; i timings di accesso, in particolar modo la latenza CAS (Column Access Strobe), influenzano in modo marcato le prestazioni del sottosistema memoria. Ad esempio, un modulo memoria DDR333 con timings di accesso non particolarmente spinti può ottenere livelli prestazionali inferiori a quelli di un modulo memoria DDR266, ma con timings molto spinti. E' proprio il valore di latenza CAS a rappresentare il principale parametro identificativo tra vari moduli memoria: i moduli DDR possono preesentare valore di CAS pari a 2,5 oppure pari a 2, con prestazioni superiori a valori inferiori. I primi moduli memoria DDR400 apparsi sul mercato sono tutti certificati per operare con latenza CAS pari a 2,5, ottenendo prestazioni velocistiche solo marginalmente superiori a quelle di moduli memoria DDR333 con CAS latency pari a 2. Da poco, grazie allo sforzo del noto produttore di moduli memoria Corsair, sono disponibili i primi moduli DDR400 certificati con CAS Latency pari a 2: in questo articolo analizzeremo le differenze prestazionali ottenibili con memoria DDR400 a varie latenze CAS, alla ricerca dei settaggi più spinti.

Le memorie DDR400 operano ad una frequenza di lavoro di 200 Mhz (400 Mhz effettivi), tale da ottenere una bandwidth massima teorica di 3,2 Gbytes al secondo; per confronto, le memorie DDR333 operano a 166 Mhz di clock (333 Mhz effettivi) con una bandwidth di 2,7 Gbytes al secondo.

Come già segnalato, i vari moduli memoria DDR400 si distinguono tra di loro in base alla latenza CAS massima che possono supportare; nelle immagini seguenti sono fotografati due moduli memoria DDR400 tra i primi ad essere commercializzati, capaci di una latenza CAS massima pari a 2,5.

Memoria TwinMOS DDR400, da 256 Mbytes con CAS 2,5

particolare dei chip Winbond con tempo d'accesso di 5ns e dell'etichetta del chip

Corsair è uno dei più attivi produttori di moduli memoria; con la serie XMS, Extreme Memory Speed, il produttore americano presenta moduli certificati per operare a frequenze fortemente fuori specifica. Il modulo memoria XMS3200 v1.1 è il primo DDR400 ad essere certificato per l'utilizzo con latenza CAS pari a 2: si tratta di un risultato di tutto rilievo, che permette sulla carta di sfruttare appieno la bandwidth massima teorica offerta dalla memoria DDR400.

La costruzione del modulo XMS3200 v1.1 riprende quella degli altri moduli memoria Corsair della famiglia XMS: i chip memoria sono ricoperti da un dissipatore di calore in alluminio, che ne migliora la dissipazione termica.

Effettuare test prestazionali e di stabilità operativa con memoria DDR400 richiede necessariamente l'impiego di una piattaforma che supporti tale standard. Tra le schede madri Socket 478 per processori Intel Pentium 4 quelle basate su chipset SiS648 sono, al momento, capaci di supportare pienamente la memoria DDR400, anche se questo non viene ufficialmente certificato da SiS.

A questo indirizzo è stato pubblicato un ricco articolo tecnico con il quale è stato analizzato il chipset SiS648, nonché confrontate le prestazioni velocistiche rispetto ad altre piattaforme per processori Intel Pentium 4.

Per valutare al meglio l'impatto della memoria DDR400 sulle prestazioni del sistema sono stati eseguiti vari test con differenti settaggi per i timings di accesso della memoria; oltre a questo, la memoria è stata fatta funzionare a frequenze di clock di 266 Mhz (DDR266), 333 Mhz (DDR333) e 400 Mhz (DDR400) così da meglio rappresentare le possibili alternative al momento disponibili sul mercato.

Il chipset SiS648 permette di impostare la frequenza di lavoro della memoria in modo asincrono alla frequenza di bus del sistema. A partire da questa, pari a 133 Mhz (533 Mhz effettivi per via del bus Quad Pumped), la frequenza di lavoro della memoria DDR può essere selezionata con vari rapporti di funzionamento, come chiaramente visualizzabile nella schermata di bios qui sopra riportata.

Il bios della scheda madre permette, inoltre, di selezionare specifici timings di accesso per la memoria di sistema; in funzione della frequenza di lavoro della memoria possono essere impostati dei preset di timings, così da trovare la migliore combinazione tra prestazioni velocistiche e stabilità oeprativa.

Ovviamente rimane la possibilità di selezionare manualmente tutti i timings di accesso, compresa latenza CAS, dal bios.

Durante i test sono stati utilizzati i seguenti componenti:

I test sono stati eseguiti con i seguenti criteri:

• l'hard disk è stato formattato e su di esso è stato installato Windows 2000, patchato con Service Pack e tutti gli ultimi fix disponibili al momento dei test; sono stati caricati solo i driver necessari al corretto funzionamento del sistema operativo;

• ogni benchmark è stato eseguito per almeno 2 volte, prendendo come valore riferimento quello medio; se i risultati ottenuti sono parsi inattendibili o eccessivamente diversi tra di loro si è provveduto a rieffettuare i benchmark fino ad un massimo di 5 volte;

• al termine di ogni esecuzione dei benchmark il sistema è stato riavviato e l'hard disk deframmentato utilizzando il software Defrag contenuto in Windows 2000;

Reference board SiS basata su chipset SIS648

Il benchmark PC Mark 2002 fornisce indicazioni sintetiche sulle prestazioni del processore e dell'interfaccia memoria. Il Memory Score cresce in modo lineare all'aumentare della frequenza di lavoro della memoria, risultando esser estremamente sensibile ai timings di accesso come si nota confrontando i settaggi Normal e Optimized tra di loro. Il CPU Score, indicatore delle pure prestazioni velocistiche della cpu, varia invece in misura limitata con i diversi tipi di memoria confrontati: l'influenza della bandwidth della memoria di sistema, nonché dei timings di accesso, è infatti marginale sulla pura capacità di calcolo della cpu.

I memory test della suite Sandra 2002 mostrano chiaramente i benefici della memoria DDR400 sulla bandwidth massima di sistema: rispetto alla memoria DDR333 gli incrementi medi sono superiori al 15% quando vengono utilizzate le impostazioni più spinte dei timings di accesso. L'incremento della sola bandwidth delle memorie non ha un effetto lineare sulle prestazioni medie di sistema ma influenza comunque le performances complessive, come si vedrà in dettaglio con altre applicazioni testate.

La bandwidth della memoria di sistema riveste un ruolo importante nell'ottenimento di elevate prestazioni velocistiche con i giochi 3D; analizzando i risultati ottenuti con il benchmark 3D Mark 2001 SE si nota, infatti, molto chiaramente come le performances crescano rapidamente utilizzando memoria più veloce. Passando da memoria DDR266 con settaggio Normal a quella DDR400 con impostazione Optimized le prestazioni crescono di oltre il 12%, un aumento molto elevato considerando che le restanti caratteristiche del sistema sono rimaste invariate.

Anche con il gioco Serious Sam 2 i frames subiscono un proporzionale incremento all'aumentare della frequenza di lavoro della memoria di sistema: si noti come il positivo effetto sia netto sia alla risoluzione di 640x480, sia a quella di 1024x768. Interessante, inoltre, notare il boost prestazionale ottenibile con impostazioni Optimized utilizzando memoria DDR400.

Comanche 4 è un gioco fortemente dipendente dalla capacità di elaborazione del processore; per questo motivo l'aumento della frequenza di lavoro del processore porta a netti incrementi dei frames, a parità di altre componenti. Passando da memoria DDR266 con settaggio Normal a quella DDR400 settaggio Optimized i frames crescono di oltre il 12% alla risoluzione di 640x480.

Tra i giochi in prova Quake 3 Arena è quello più dipendente dalla bandwidth di sistema; anche in questo caso i frames mostrano significativi incrementi all'aumentare della frequenza di lavoro della memoria di sistema, con un picco superiore al 17% alla risoluzione di 640x480 nel passando da memoria DDR266 con settaggio Normal a quella DDR400 settaggio Optimized.

Il benchmark Viewperf 7 riproduce il tipico ambito applicativo di una workstation grafica professionale con API Open GL; questo genere di applicazioni è fortemente dipendente dalla potenza di calcolo di processore e scheda video ma, come si nota chiaramente, è anche molto legato alla bandwidth della memoria di sistema. E' il test DRV-08 quello che mostra i più significativi incrementi prestazionali, con un picco superiore al 38% passando da memoria DDR266 con settaggio Normal a quella DDR400 settaggio Optimized; gli altri viewsets mostrano un impatto più limitato ma comunque significativo.

La continua ricerca nel campo delle memorie permette di ottenere innegabili boost prestazionali; confrontando i risultati ottenuti, a parità di piattaforma, con vari moduli memoria si evidenzia chiaramente come lo standard DDR400 possa rappresentare un reale investimento in piattaforme ad elevate prestazioni. Lo sforzo di Corsair in questa direzione è sicuramente apprezzabile: la serie di memorie Extreme Memory Speed aveva mostrato negli scorsi emsi eccellenti potenzialità e il nuovo modulo XMS3200 v1.1 non fa altro che continuare questa tradizione.

E' evidente, però, come il reale boost della memoria DDR400 sia ottenibile soltanto utilizzando moduli memoria DDR400 certificati CAS 2: con questi, infatti, la bandwidth a disposizione viene interamente sfruttata senza introdurre ulteriori colli di bottiglia, permettendo un reale incremento prestazionale rispetto ai moduli DDR333 con CAS Latency pari a 2.

Nei prossimi mesi le piattaforme Socket A e Socket 478 vedranno sempre crescere il numero di chipset dotati di supporto alla memoria DDR400, parallelamente all'aumentare del numero di moduli commercializzati. Prima di una sua effettiva diffusione sarà necessario attendere almeno i primi mesi dell'anno 2003 ma i risultati già disponibili adesso fanno chiaramente capire come, con lo sforzo congiunto di produttori e JEDEC, quello DDR400 possa diventare il nuovo standard di riferimento. Almeno fino all'arrivo delle memorie DDR-II, s'intende.

Produttore: Corsair
http://www.corsairmemory.com