La memoria de acceso aleatorio dinámico síncrono de doble velocidad de datos 3 ( SDRAM DDR3 ) es un tipo de memoria de acceso aleatorio dinámico síncrono (SDRAM) con una interfaz de alto ancho de banda (" velocidad de datos doble ") y se utiliza desde 2007. el sucesor de mayor velocidad de DDR y DDR2 y predecesor de los chips de memoria dinámica de acceso aleatorio (SDRAM) síncrono DDR4 . La SDRAM DDR3 no es compatible ni con versiones anteriores ni con versiones anteriores de ningún tipo anterior de memoria de acceso aleatorio (RAM) debido a diferentes voltajes de señalización, tiempos y otros factores.
DDR3 es una especificación de interfaz DRAM. Las matrices DRAM reales que almacenan los datos son similares a los tipos anteriores, con un rendimiento similar. El principal beneficio de DDR3 SDRAM sobre su predecesor inmediato DDR2 SDRAM es su capacidad de transferir datos al doble de velocidad (ocho veces la velocidad de sus matrices de memoria interna), lo que permite un mayor ancho de banda o velocidades de datos máximas.
El estándar DDR3 permite capacidades de chip DRAM de hasta 8 gigabits (Gbit) y hasta cuatro rangos de 64 bits cada uno para un máximo total de 16 gigabytes (GB) por DIMM DDR3. Debido a una limitación de hardware que no se solucionó hasta Ivy Bridge-E en 2013, la mayoría de las CPU Intel más antiguas solo admiten chips de hasta 4 Gbit para DIMM de 8 GB (los conjuntos de chips Intel Core 2 DDR3 solo admiten hasta 2 Gbit). Todas las CPU AMD admiten correctamente la especificación completa para DIMM DDR3 de 16 GB. [1]
En febrero de 2005, Samsung presentó el primer prototipo de chip de memoria DDR3. Samsung jugó un papel importante en el desarrollo y estandarización de DDR3. [2] [3] En mayo de 2005, Desi Rhoden, presidente del comité JEDEC , declaró que DDR3 había estado en desarrollo durante "aproximadamente 3 años". [4]
DDR3 se lanzó oficialmente en 2007, pero no se esperaba que las ventas superaran a DDR2 hasta finales de 2009 o posiblemente principios de 2010, según el estratega de Intel Carlos Weissenberg, hablando durante la primera parte de su lanzamiento en agosto de 2008. [5] ( La misma escala de tiempo para la penetración en el mercado había sido establecida por la compañía de inteligencia de mercado DRAMeXchange más de un año antes, en abril de 2007, [6] y por Desi Rhoden en 2005. [4] ) La principal fuerza impulsora detrás del mayor uso de DDR3 ha sido el nuevo Core Procesadores i7 de Intel y procesadores Phenom II de AMD, ambos con controladores de memoria internos: el primero requiere DDR3, el segundo lo recomienda. IDC declaró en enero de 2009 que las ventas de DDR3 representarían el 29% del total de unidades DRAM vendidas en 2009, aumentando al 72% en 2011. [7]
En septiembre de 2012, JEDEC publicó la especificación final de DDR4. [8] Los principales beneficios de DDR4 en comparación con DDR3 incluyen un rango estandarizado más alto de frecuencias de reloj y velocidades de transferencia de datos [9] y un voltaje significativamente más bajo .
En comparación con la memoria DDR2, la memoria DDR3 utiliza menos energía. Algunos fabricantes proponen además utilizar transistores de "puerta dual" para reducir las fugas de corriente. [10]
Según JEDEC , [11] : 111 1,575 voltios deben considerarse el máximo absoluto cuando la estabilidad de la memoria es la consideración más importante, como en servidores u otros dispositivos de misión crítica. Además, JEDEC afirma que los módulos de memoria deben soportar hasta 1,80 voltios [a] antes de sufrir daños permanentes, aunque no es necesario que funcionen correctamente a ese nivel. [11] : 109
Otro beneficio es su buffer de captación previa , que tiene una profundidad de 8 ráfagas. Por el contrario, el búfer de captación previa de DDR2 tiene una profundidad de 4 ráfagas y el búfer de captación previa de DDR tiene una profundidad de 2 ráfagas. Esta ventaja es una tecnología habilitadora en la velocidad de transferencia de DDR3.
Los módulos DDR3 pueden transferir datos a una velocidad de 800 a 2133 MT /s utilizando flancos ascendentes y descendentes de un reloj de E/S de 400 a 1066 MHz . Esto es el doble de la velocidad de transferencia de datos de DDR2 (400–1066 MT/s usando un reloj de E/S de 200–533 MHz) y cuatro veces la velocidad de DDR (200–400 MT/s usando un reloj de E/S de 100–200 MHz) . Los gráficos de alto rendimiento fueron un factor inicial de tales requisitos de ancho de banda, donde se requiere una transferencia de datos de alto ancho de banda entre framebuffers .
Debido a que los hercios son una medida de ciclos por segundo, y ninguna señal realiza ciclos con más frecuencia que cualquier otra transferencia, describir la velocidad de transferencia en unidades de MHz es técnicamente incorrecto, aunque es muy común. También es engañoso porque varios tiempos de memoria se dan en unidades de ciclos de reloj, que son la mitad de la velocidad de las transferencias de datos.
DDR3 utiliza el mismo estándar de señalización eléctrica que DDR y DDR2, Stub Series Terminated Logic , aunque en diferentes tiempos y voltajes. Específicamente, DDR3 usa SSTL_15. [13]
En febrero de 2005, Samsung demostró el primer prototipo de memoria DDR3, con una capacidad de 512 Mb y un ancho de banda de 1.066 Gbps . [2] Los productos en forma de placas base aparecieron en el mercado en junio de 2007 [14] basados en el chipset P35 "Bearlake" de Intel con DIMM en anchos de banda de hasta DDR3-1600 (PC3-12800). [15] El Intel Core i7 , lanzado en noviembre de 2008, se conecta directamente a la memoria en lugar de a través de un chipset. Las CPU Core i7, i5 e i3 inicialmente solo admitían DDR3. Los procesadores AMD con socket AM3 Phenom II X4, lanzados en febrero de 2009, fueron los primeros en admitir DDR3 (sin dejar de admitir DDR2 para compatibilidad con versiones anteriores).
Los módulos de memoria de doble línea (DIMM) DDR3 tienen 240 pines y son eléctricamente incompatibles con DDR2. Una muesca clave, ubicada de manera diferente en los DIMM DDR2 y DDR3, evita su intercambio accidental. No sólo tienen llaves diferentes, sino que DDR2 tiene muescas redondeadas en el lateral y los módulos DDR3 tienen muescas cuadradas en el lateral. [16] Los SO-DIMM DDR3 tienen 204 pines. [17]
Para la microarquitectura Skylake , Intel también ha diseñado un paquete SO-DIMM llamado UniDIMM , que puede usar chips DDR3 o DDR4. El controlador de memoria integrado de la CPU puede funcionar entonces con cualquiera de los dos. El propósito de los UniDIMM es manejar la transición de DDR3 a DDR4, donde el precio y la disponibilidad pueden hacer que sea deseable cambiar el tipo de RAM. Los UniDIMM tienen las mismas dimensiones y número de pines que los DDR4 SO-DIMM normales, pero la muesca está colocada de manera diferente para evitar su uso accidental en un zócalo DDR4 SO-DIMM incompatible. [18]
Las latencias DDR3 son numéricamente más altas porque los ciclos de reloj del bus de E/S mediante los cuales se miden son más cortos; El intervalo de tiempo real es similar a las latencias DDR2, alrededor de 10 ns. Hay algunas mejoras porque DDR3 generalmente utiliza procesos de fabricación más recientes, pero esto no se debe directamente al cambio a DDR3.
Latencia CAS (ns) = 1000 × CL (ciclos) ÷ frecuencia de reloj (MHz) = 2000 × CL (ciclos) ÷ velocidad de transferencia (MT/s)
Si bien las latencias típicas para un dispositivo JEDEC DDR2-800 eran 5-5-5-15 (12,5 ns), algunas latencias estándar para dispositivos JEDEC DDR3 incluyen 7-7-7-20 para DDR3-1066 (13,125 ns) y 8- 8-8-24 para DDR3-1333 (12 ns).
Al igual que con las generaciones de memoria anteriores, la memoria DDR3 más rápida estuvo disponible después del lanzamiento de las versiones iniciales. La memoria DDR3-2000 con latencia 9-9-9-28 (9 ns) estuvo disponible a tiempo para coincidir con el lanzamiento de Intel Core i7 a finales de 2008, [19] mientras que desarrollos posteriores hicieron que DDR3-2400 estuviera ampliamente disponible (con CL 9– 12 ciclos = 7,5–10 ns) y velocidades de hasta DDR3-3200 disponibles (con CL 13 ciclos = 8,125 ns).
El consumo de energía de los chips SDRAM individuales (o, por extensión, los DIMM) varía según muchos factores, incluida la velocidad, el tipo de uso, el voltaje, etc. Power Advisor de Dell calcula que los RDIMM ECC DDR1333 de 4 GB utilizan aproximadamente 4 W cada uno. [20] Por el contrario, una parte más moderna orientada a computadoras de escritorio de 8 GB, DDR3/1600 DIMM, tiene una potencia de 2,58 W, a pesar de ser significativamente más rápida. [21]
* opcional
DDR3-xxx denota velocidad de transferencia de datos y describe chips DDR, mientras que PC3-xxxx denota ancho de banda teórico (con los dos últimos dígitos truncados) y se utiliza para describir DIMM ensamblados. El ancho de banda se calcula tomando las transferencias por segundo y multiplicándolo por ocho. Esto se debe a que los módulos de memoria DDR3 transfieren datos en un bus de 64 bits de datos de ancho y, dado que un byte consta de 8 bits, esto equivale a 8 bytes de datos por transferencia.
Con dos transferencias por ciclo de una señal de reloj cuadriplicada , un módulo DDR3 de 64 bits de ancho puede alcanzar una velocidad de transferencia de hasta 64 veces la velocidad del reloj de la memoria . Con datos que se transfieren 64 bits a la vez por módulo de memoria, DDR3 SDRAM proporciona una velocidad de transferencia de (velocidad de reloj de memoria) × 4 (para multiplicador de reloj de bus) × 2 (para velocidad de datos) × 64 (número de bits transferidos) / 8 (número de bits en un byte). Así, con una frecuencia de reloj de memoria de 100 MHz, la SDRAM DDR3 ofrece una velocidad de transferencia máxima de 6400 MB/s .
La velocidad de datos (en MT/s ) es el doble del reloj del bus de E/S (en MHz ) debido a la velocidad de datos doble de la memoria DDR. Como se explicó anteriormente, el ancho de banda en MB/s es la velocidad de datos multiplicada por ocho.
CL: ciclos de reloj de latencia CAS , entre el envío de una dirección de columna a la memoria y el comienzo de los datos en respuesta
tRCD: ciclos de reloj entre activación de fila y lectura/escritura
tRP: ciclos de reloj entre precarga de fila y activación
Las frecuencias fraccionarias normalmente se redondean hacia abajo, pero redondear hacia arriba a 667 es común debido a que el número exacto es 666 2 ⁄ 3 y se redondea al número entero más cercano. Algunos fabricantes también redondean con cierta precisión o redondean hacia arriba. Por ejemplo, la memoria PC3-10666 podría aparecer como PC3-10600 o PC3-10700. [23]
Nota: JEDEC especifica todos los elementos enumerados anteriormente como JESD79-3F. [11] : 157–165 Todas las velocidades de datos de RAM que se encuentran entre o por encima de estas especificaciones enumeradas no están estandarizadas por JEDEC; a menudo son simplemente optimizaciones del fabricante que utilizan chips de mayor tolerancia o sobrevoltaje. De estas especificaciones no estándar, las velocidades más altas alcanzarían hasta DDR3-3200. [24]
Denominación alternativa: los módulos DDR3 a menudo se etiquetan incorrectamente con el prefijo PC (en lugar de PC3), por motivos de marketing, seguido de la velocidad de datos. Según esta convención, PC3-10600 aparece como PC1333. [25]
La memoria DDR3 utiliza detección de presencia en serie . [26] La detección de presencia en serie (SPD) es una forma estandarizada de acceder automáticamente a información sobre el módulo de memoria de una computadora , utilizando una interfaz en serie. Normalmente se utiliza durante la autoprueba de encendido para la configuración automática de módulos de memoria.
La versión 4 del documento DDR3 Serial Presence Detect (SPD) (SPD4_01_02_11) agrega soporte para DIMM de reducción de carga y también para 16b-SO-DIMM y 32b-SO-DIMM.
La Asociación de Tecnología de Estado Sólido JEDEC anunció la publicación de la versión 4 del documento DDR3 Serial Presence Detect (SPD) el 1 de septiembre de 2011. [27]
Intel Corporation presentó oficialmente la especificación eXtreme Memory Profile ( XMP ) el 23 de marzo de 2007, para permitir a los entusiastas extensiones de rendimiento a las especificaciones tradicionales JEDEC SPD para DDR3 SDRAM. [28]
Además de las designaciones de ancho de banda (por ejemplo, DDR3-800D) y las variantes de capacidad, los módulos pueden ser uno de los siguientes:
Tanto los tipos de memoria FBDIMM (completamente con buffer) como LRDIMM (carga reducida) están diseñados principalmente para controlar la cantidad de corriente eléctrica que fluye hacia y desde los chips de memoria en un momento dado. No son compatibles con memoria registrada/búfer, y las placas base que las requieren generalmente no aceptan ningún otro tipo de memoria.
El estándar DDR3L ( DDR3 de bajo voltaje) es un anexo al estándar de dispositivos de memoria DDR3 JESD79-3 que especifica dispositivos de bajo voltaje. [31] El estándar DDR3L es de 1,35 V y tiene la etiqueta PC3L para sus módulos. Los ejemplos incluyen DDR3L‐800 (PC3L-6400), DDR3L‐1066 (PC3L-8500), DDR3L‐1333 (PC3L-10600) y DDR3L‐1600 (PC3L-12800). La memoria especificada según las especificaciones DDR3L y DDR3U es compatible con el estándar DDR3 original y puede funcionar con el voltaje más bajo o con 1,50 V. [32] Sin embargo, los dispositivos que requieren DDR3L explícitamente, que funcionan a 1,35 V, como los sistemas que utilizan dispositivos móviles Las versiones de los procesadores Intel Core de cuarta generación no son compatibles con la memoria DDR3 de 1,50 V. [33] DDR3L es diferente e incompatible con el estándar de memoria móvil LPDDR3 .
El estándar DDR3U ( DDR3 U ltra Low Voltage) es de 1,25 V y tiene la etiqueta PC3U para sus módulos. [34]
La Asociación de Tecnología de Estado Sólido JEDEC anunció la publicación de JEDEC DDR3L el 26 de julio de 2010 [35] y DDR3U en octubre de 2011. [36]
JEDEC ya está muy avanzado en el desarrollo del estándar DDR3, y hemos estado trabajando en él durante unos tres años... Siguiendo los modelos históricos, se podría esperar razonablemente la misma transición de tres años a una nueva tecnología que hasta ahora. visto en las últimas generaciones de memoria estándar
Requisitos de DDR3L VDD/VDDQ – Fuente de alimentación: funcionamiento DDR3L = 1,283 V a 1,45 V;
Operación DDR3 = 1,425 V a 1,575 V. Una vez inicializado para la operación DDR3L, la operación DDR3 solo se puede usar si el dispositivo está en reinicio mientras se cambian VDD y VDDQ para la operación DDR3.