Computer Memory Issues

Помимо типа памяти, частоты и таймингов, при выборе подходящей памяти для вашей системы следует учитывать еще несколько нюансов. Мы рассмотрим каждый из них в следующих разделах.

Для достижения максимальной производительности современным процессорам требуется высокая пропускная способность памяти — гораздо большая, чем может обеспечить один модуль памяти. Например, процессор Intel Pentium 4 с системной шиной (FSB) 800 МГц может использовать пропускную способность памяти до 6,4 ГБ/с, что вдвое превышает показатели одного модуля DIMM PC3200. Чтобы удовлетворить эту потребность в большей пропускной способности, инженеры по разработке чипсетов создали «двухканальные контроллеры памяти», которые распознают два физических модуля памяти как один логический, эффективно удваивая скорость передачи данных между ЦП и памятью.

КОГДА ВАЖЕН ДВУХКАНАЛЬНЫЙ РЕЖИМ ПАМЯТИ

Для работы в двухканальном режиме необходимо, чтобы материнская плата была оснащена двухканальным контроллером памяти, а модули памяти были установлены попарно. В идеале оба модуля памяти должны быть идентичными, но большинство двухканальных материнских плат принимают любую пару модулей DIMM, если они совпадают по объему, типу и скорости. Большинство двухканальных контроллеров памяти будут корректно работать в одноканальном режиме, если вы установите только один модуль DIMM, но производительность системы может значительно снизиться.

Важность двухканального режима для производительности системы зависит от используемого процессора. Например, самые быстрые процессоры Athlon XP используют системную шину (FSB) 400 МГц. Поскольку в Athlon XP используется 64-битный (8-байтовый) путь между процессором и памятью, требуемая максимальная пропускная способность памяти составляет 3,2 ГБ/с. Это в точности соответствует пропускной способности одного модуля DIMM PC3200, поэтому использование двухканальной памяти в системе с Athlon XP дает незначительный прирост производительности или не дает его вовсе.

КОГДА ДВУХКАНАЛЬНЫЙ РЕЖИМ ПАМЯТИ НЕ ВАЖЕН

Несмотря на отсутствие реальных преимуществ, многие материнские платы для Athlon XP поддерживают двухканальный режим, поэтому многие пользователи считают обязательным устанавливать память парами, иногда даже избавляясь от оригинальной памяти, чтобы освободить место для новой пары DIMM. Если вы модернизируете систему с процессором Athlon XP или другим процессором, которому не требуется двухканальный режим, рекомендуем игнорировать эту функцию и установить наиболее экономически выгодную комбинацию модулей DIMM.

Напротив, если вы модернизируете систему, использующую современный процессор, например Pentium 4, Pentium D или Athlon 64, важно убедиться, что двухканальный режим памяти включен. В противном случае вы ограничите производительность системы, так как процессор будет тратить слишком много времени на ожидание данных из памяти.

Большинство двухканальных материнских плат имеют два или четыре слота памяти. (Некоторые имеют только три; занятие третьего слота на таких платах отключает двухканальный режим). Используйте следующие рекомендации при модернизации памяти на стандартной двухканальной материнской плате:

• Если на материнской плате с двумя или четырьмя слотами памяти занят только один, установите новый модуль памяти, идентичный или максимально похожий на уже установленный, если удвоения объема памяти достаточно. Если вам нужно больше памяти, извлеките исходный модуль и установите два идентичных новых модуля.
• Если на материнской плате с четырьмя слотами памяти заняты только два, установите два или четыре новых подходящих модуля памяти в зависимости от текущего объема памяти и необходимого общего объема после модернизации.FIXME TABLEWASHERE
• Если на материнской плате с четырьмя слотами памяти заняты все четыре, установите два или четыре новых подходящих модуля памяти в зависимости от объема установленных модулей и необходимого общего объема после модернизации.

Если вы устанавливаете меньше модулей, чем доступно слотов, важно решить, какой модуль в какой слот ставить. Большинство двухканальных материнских плат маркируют слоты памяти следующим образом:

Канал A — DIMM 0 (или 1)

Канал A — DIMM 1 (или 2)

Канал B — DIMM 0 (или 1)

Канал B — DIMM 1 (или 2)

Золотые и оловянные контакты

Модули памяти выпускаются с золотыми или оловянными контактами. Тип слотов памяти на вашей материнской плате определяет, какие из них следует использовать. Если контакты слотов памяти на материнской плате оловянные, используйте модули памяти с оловянными контактами; если в слотах используются золотые контакты, выбирайте модули памяти с золотыми контактами.

Проблема в том, что тесный контакт разнородных металлов может вызвать коррозию, что приводит к последствиям от спорадических ошибок памяти до полного выхода из строя. Избегайте смешивания металлов контактов, особенно если система эксплуатируется в условиях повышенной влажности. Проверьте документацию к материнской плате, чтобы узнать, какой тип модулей памяти требуется, и покупайте только совместимые модули. (Почти во всех современных системах используются золотые контакты, поэтому, если вы сомневаетесь, золотые модули — лучший выбор.)

К сожалению, не всегда очевидно, какой слот к какому каналу относится. Слоты канала A могут быть сгруппированы вместе, а слоты канала B слегка отделены, либо слоты DIMM 0 для обоих каналов могут быть рядом, а слоты DIMM 1 — отдельно. Многие производители материнских плат используют цветовую кодировку слотов DIMM, но она не всегда интуитивно понятна. Например, на Рисунке 6-4 показаны четыре слота памяти материнской платы Intel D945PVS. Два слота синие, а два черные, но что означают цвета? Оба синих слота — это DIMM 0 (или DIMM 1), или оба синих слота относятся к каналу A (или каналу B)?

Рисунок 6-4: Двухканальные слоты DIMM, обозначенные цветом

Intel обычно использует цветовую кодировку для DIMM 0 и размещает канал A ближе к сокету процессора, поэтому сверху вниз слоты на этой плате распределены так: канал A/DIMM 0, A/1, B/0 и B/1. Другие производители материнских плат используют иные методы. Если бы вы устанавливали два модуля памяти в эту материнскую плату, вам следовало бы установить их в синие слоты, что поместило бы один модуль DIMM в канал A, а другой — в канал B. Если бы вы установили два модуля в два верхних слота, объем системной памяти остался бы прежним, но материнская плата была бы вынуждена работать в одноканальном режиме, что значительно замедлило бы производительность.

Стандартная память, также называемая «памятью без контроля четности», использует 8 бит для хранения 8-битного байта. «Память ECC (Error Correcting Code — память с кодом коррекции ошибок)», иногда называемая «памятью с контролем четности», использует 9 бит для хранения 8-битного байта. Дополнительный бит, предоставляемый памятью ECC, используется для хранения информации об обнаружении и исправлении ошибок.

Модуль памяти без контроля четности не может ни обнаруживать, ни исправлять ошибки. Модуль памяти ECC может обнаруживать все многобитовые ошибки, исправлять все однобитовые ошибки и исправлять некоторые многобитовые ошибки. Ошибки памяти случаются настолько редко, что большинство настольных систем используют память без контроля четности, которая дешевле и быстрее, чем ECC-память. Более того, большинство чипсетов для настольных ПК не поддерживают память ECC. Если вы установите память ECC в такую систему, она может ее вообще не распознать, но чаще всего просто воспримет ее как обычную память без контроля четности, игнорируя дополнительный бит.

Память ECC иногда используется в настольных системах, но гораздо чаще встречается в серверах и других крупных критически важных системах. Поскольку модули ECC содержат дополнительные чипы памяти (в соотношении 9:8), они обычно стоят на 10–15% дороже аналогичных модулей без контроля четности. Кроме того, поскольку схема на модулях ECC, вычисляющая и сохраняющая значения ECC, создает некоторую нагрузку, модули ECC работают чуть медленнее аналогичных модулей без контроля четности.

ПОДСЧЕТ ЧИПОВ

Визуально определить модуль ECC можно, подсчитав количество чипов памяти на нем. Если это число делится на три или пять, это модуль ECC. Если нет — это модуль без контроля четности. Часто определить модуль ECC можно и по артикулу. Модули ECC имеют ширину 72 бита против 64 бит у модулей без контроля четности, и это обычно отражено в номере модели. Например, артикул модуля Crucial объемом 512 МБ без контроля четности — CT6464Z40B. Артикул похожего модуля ECC — CT6472Z40B. Если в номере модуля где-либо встречается число «72», с очень высокой вероятностью это модуль ECC.

Мы рекомендуем использовать модули памяти ECC только в следующих ситуациях:

• Если установленные в данный момент модули памяти — ECC, устанавливайте идентичные или максимально похожие модули.
• Если вы устанавливаете большой объем памяти (2 ГБ или более), используйте модули ECC.

В противном случае сэкономьте деньги и установите модули без контроля четности.

«Небуферизованные» модули памяти позволяют контроллеру памяти взаимодействовать напрямую с чипами памяти на модуле. «Зарегистрированные» модули памяти (также называемые «буферизованными») имеют дополнительный слой схем между контроллером памяти и чипами памяти.

Зарегистрированная память необходима в некоторых средах, так как все контроллеры памяти имеют ограничения на количество устройств (отдельных чипов памяти), которыми они могут управлять, что, в свою очередь, ограничивает максимальную емкость используемых модулей памяти. Когда контроллер памяти взаимодействует с небуферизованным модулем, он управляет каждым чипом памяти напрямую. Когда контроллер взаимодействует с зарегистрированным модулем памяти, он работает только с буферной схемой; сами чипы памяти для него невидимы.

Единственное преимущество зарегистрированной памяти в том, что она позволяет системе использовать модули памяти большей емкости. (Модули максимальной емкости на данный момент часто доступны только в зарегистрированном виде.) Недостатки зарегистрированной памяти в том, что она значительно дороже небуферизованной и заметно медленнее из-за дополнительных накладных расходов на использование буфера.

Большинство настольных систем поддерживают только небуферизованные модули памяти. Некоторые могут использовать как зарегистрированные, так и небуферизованные модули. Очень немногие настольные системы, в частности модели AMD с разъемом Socket 940, требуют зарегистрированной памяти. Если вы модернизируете память в своей системе, мы рекомендуем использовать зарегистрированные модули памяти только в следующих ситуациях:

• Система принимает только зарегистрированные модули памяти.
• Система принимает как небуферизованные, так и зарегистрированные модули, но зарегистрированные уже установлены.
• Объем памяти, который вы хотите установить, требует использования модулей, доступных только в зарегистрированном виде.

ЛИБО/ЛИБО

Большинство систем, поддерживающих как небуферизованные, так и зарегистрированные модули, могут использовать только что-то одно в конкретный момент времени.

Когда скорость — это не всегда хорошо

Использование слишком большого объема быстрой памяти может вызвать скрытые проблемы с памятью. Производители материнских плат и памяти не афишируют эту проблему. Как правило, при установке быстрой памяти используйте меньшее количество модулей большой емкости вместо большего количества модулей меньшей емкости. Эта проблема особенно вероятна при «работе на пределе возможностей»; например, при установке самой быстрой поддерживаемой памяти, разгоне системы или использовании двух процессоров.

Материнские платы различаются по поддерживаемым конфигурациям памяти. Кажется логичным предположить, что если на материнской плате есть свободные слоты памяти, вы можете просто увеличить объем памяти, установив любые поддерживаемые модули в эти пустые слоты. К сожалению, это не всегда так. В дело вступают несколько факторов, включая скорость, емкость, плотность и организацию модулей памяти:

Установка быстрой памяти может сократить количество модулей DIMM, которые можно установить. Например, на материнской плате может быть три слота DIMM, и все они могут быть заполнены модулями DIMM PC2700. Но эта же плата может поддерживать максимум два модуля DIMM PC3200, вынуждая вас оставить третий слот DIMM пустым при установке памяти PC3200.

Не все материнские платы поддерживают любые объемы DIMM. Например, некоторые платы могут поддерживать модули DIMM по 256 МБ, но не по 512 МБ. Допустимые комбинации также могут различаться. Например, одна материнская плата может поддерживать модули по 512 МБ во всех четырех слотах. Другая может поддерживать модули по 512 МБ только в двух из четырех слотов, требуя оставить остальные два слота пустыми или установить в них модули по 256 МБ или меньше. Третья может поддерживать максимум 1 ГБ ОЗУ с использованием модулей по 512 МБ, требуя оставить два из четырех слотов пустыми, если вы установите модули по 512 МБ в первые два слота.

Многие материнские платы ограничивают количество рядов памяти, которые могут быть установлены, числом, меньшим, чем общее количество возможных рядов при полном заполнении всех слотов. Односторонние модули DIMM считаются за один ряд, а двухсторонние — за два ряда. Если на материнской плате четыре слота памяти, а лимит составляет пять рядов, это означает, что вы можете установить односторонние модули во все четыре слота (всего четыре ряда). Установка двух двухсторонних модулей займет четыре ряда, оставив доступным только один. В такой системе можно установить не более одного дополнительного одностороннего модуля DIMM (всего пять рядов).

Чипы памяти, используемые для создания модулей памяти, производятся с разной плотностью. В современных модулях используются чипы плотностью 256 мегабит (Мбит), 512 Мбит или 1 Гбит. В более старых модулях использовались чипы плотностью 64 Мбит или 128 Мбит. Модули без контроля четности используют 4, 8 или 16 чипов, а модули ECC — 5, 9, 10 или 18 чипов. Например, модуль памяти без контроля четности объемом 512 МБ (8 бит на байт) может быть изготовлен с использованием четырех чипов по 1 Гбит, восьми чипов по 512 Мбит или шестнадцати чипов по 256 Мбит. Аналогично, модуль памяти ECC объемом 512 МБ (9 бит на байт) может быть изготовлен с использованием четырех чипов по 1 Гбит и одного чипа на 512 Мбит, девяти чипов по 512 Мбит, восьми чипов по 512 Мбит и двух чипов по 256 Мбит или восемнадцати чипов по 256 Мбит.

Контроллер памяти чипсета, используемый в старой материнской плате, может не распознавать более высокую плотность чипов. Например, контроллер памяти конкретной платы может распознавать плотность чипов 64, 128, 256 и 512 Мбит, но не 1 Гбит. Если вы хотите установить модуль памяти 512 МБ в эту плату, вы можете использовать модуль с восемью чипами по 512 Мбит (512X8) или шестнадцатью чипами по 256 Мбит (256X16), но не модуль с четырьмя чипами по 1 Гбит (1024X4).

Аналогично, контроллер памяти в более новой материнской плате может не распознавать малую плотность чипов, что означает, что старые модули DIMM меньшей емкости могут не работать. Например, современная плата может распознавать только чипы памяти 256 Мбит, 512 Мбит и 1 Гбит. Если вы установите старый модуль DIMM 128 МБ с восемью чипами по 128 Мбит в такую плату, он не будет распознан.

Половина от того, за что вы заплатили

Обычный симптом проблемы с плотностью чипов — система распознает модуль памяти лишь как некоторую часть его номинального объема, обычно четверть или половину. Например, если вы устанавливаете модуль DIMM 1 ГБ, а система сообщает, что это 512 МБ или 256 МБ, проблема почти наверняка в том, что контроллер памяти не поддерживает более высокую плотность чипов на новом модуле памяти. Вы можете попробовать обойти проблему, заменив модуль на другой той же емкости, но с другой организацией; например, заменив модуль 512X16 на модуль 1024X8.

Контроллеры памяти также различаются по поддерживаемым типам организации. Некоторые контроллеры поддерживают модули X4, X8 и X16, но многие поддерживают только один или два из этих типов. Например, чипсет Intel 945P поддерживает только организацию X8. Если вы установите модуль 512 МБ типа 512X8 (восемь чипов по 512 Мбит), материнская плата распознает и будет использовать все 512 МБ объема. Другие типы организации модулей по 512 МБ (1024X4 и 256X8) не поддерживаются. Результат установки модуля с неподдерживаемой организацией непредсказуем: материнская плата может распознать лишь часть его номинального объема или вообще не распознать модуль.

СДЕЛАЙТЕ ЭТО ПРАВИЛЬНО С ПЕРВОГО РАЗА

Самый простой способ избежать проблем совместимости с материнской платой — проверить совместимость конкретных модулей памяти по бренду и модели на веб-сайте производителя материнской платы или использовать конфигураторы памяти, предоставляемые Crucial (http://www.crucial.com) или Kingston (http://www.kingston.com). Мы используем последний метод, так как веб-страницы для старых материнских плат часто не обновляются, чтобы отразить снятие с производства старых модулей памяти и появление новых.

Подробнее об оперативной памяти