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DDR对比DDR4内存性能评测与摩尔定律

2019-08-15 18:35:34来源:励志吧0次阅读

  早在去年9月分,Intel 旗舰级CPU Haswell-E和X99芯片发布就宣告内存进入DDR4时代。而今年Intel新一代14nm Skylake架构处理器连同100系列主板一同亮相,让DDR4内存真正从幕后走前台前。内存,从DDR、DDR2、再到DDR ,每次更新换代都会给硬件发展史划上浓墨重彩的一笔。当然,从DDR 到DDR4,相信同样不会例外。

  不过,有一种论调很快在DIY圈子里传开, 同频DDR 对比DDR4,DDR4内存性能反而处于下风 。理论上讲,按摩尔定律新一类的产品应该是技术越来越好,性能越来越强。从单技术层面来看,内存技术标准的制造者JEDEC即固态技术协会就在DDR4内存上采用许多优于DDR 内存技术。那到底DDR 与DDR4内存性能差异如何?今天我们就来探究一下这个问题。

  DDR4 内存所带来新变化:

  (1)数据预存机制16bit(架构与设计)

  增加 数据预存 取值是内存性能提升的主要手段,从DDR的2bit到DDR2的4bit再到DDR 的8bit。但工程师们发现到DDR4时代,数据的预取数增加难度越来越大,DDR4直接上16bit并不容易。因此,在DDR4内存上采用了GDDR5的Bank Group设计。

  实际上,内存是一个自带运输能力的仓库,要建立一个高速运转的仓库,有两点要求:一、仓库本身将货物从库房中存取的速度要足够快;二、这些货物可以很快地运输到外部。类似于大电商的物流中转站。以DDR -1600为例,使用8bit 预存机制,相当于库房内部的一次可以存取8件货物,但它搬运机器效率很高,每秒可执行200次任务(即内存内部时钟频率为200MHz),因此仓库内部每秒总存取货物数量就达到8x200=1600件。不过,这也要求仓库外部也具备相应的能力。虽然它一次只能存取2件货物,但它每秒可以执行800次任务(即内存I/O总线时钟频率为800MHz),其货物存取总量也是1600件。这样整个仓库内外效率是一致的。

  如果想要再提升货物的存取数量,除了工提作频率外,提升预取数也是可行的方法。然而DDR4内存由于设计复杂,存在发热量大等问题,很难再提升预存数。JEDEC采用一个取巧的设计,将这个仓库分为两个小仓库(最多可分四个),并为每个仓库配备独立的内部和运输工具,这就是所谓的Bank Group。显然采用这样的设计之后,就相当于将预存取数提升至2个8bit,也就是相当于16bit,货物预存取数量将翻倍。不过与之而来的代价是内存内部设计上复杂性增加,造成内存延迟增加,实际性能提升幅度不会达到理论数值。

  我们知道延迟过大,可能造成内存性能不升反降。举例来说,假设DDR -1600执行一条存取命令需要0.5秒,那么完全1600件货物存取任务的总消耗时间是1+0.5秒,每秒实际货物存取数量约为1600/1.5=1066件。如果DDR4 1600内存,可能准备时间达到1+2.5秒,尽管它16bit,每秒可存 200件,但每秒实际存取数量 200/ .5=914件,因此得出结论是,同频情况下,DDR4未必能胜DDR ,主要是跟DDR4提高的延迟有关。

  (2)频率:最高达4266MHz

  如果你真认为DDR4不如DDR ,那就错了。因为DDR4出身就比较 高贵 ,虽然延迟比DDR 要高,但它并不想在同频上与DDR 相较量。DDR4内存采用了全新的点对点总线技术,可以尽可能多地使用内存位宽资源,并且能够支持更高的内存频率。DDR4起步频率就高达21 MHz,最高则是4266 MHz。更大的16bit预取+更高频率,完全能抵冲掉高延迟对性能影响。

  ( )电压:1.2/1. 5V电压带来更低功耗

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