La memoria de acceso aleatorio dinámico síncrono de doble velocidad de datos 3 ( DDR3 SDRAM ) es un tipo de memoria de acceso aleatorio dinámico síncrono (SDRAM) con una interfaz de alto ancho de banda (" doble velocidad de datos ") y se utiliza desde 2007. Es el sucesor de mayor velocidad de DDR y DDR2 y el predecesor de los chips de memoria de acceso aleatorio dinámico síncrono (SDRAM) DDR4 . La DDR3 SDRAM no es compatible ni hacia delante ni hacia atrás con 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. La principal ventaja de la DDR3 SDRAM con respecto a su predecesora inmediata, la 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) (es decir, 1 gigabyte por chip DRAM) y hasta cuatro filas de 64 Gbit cada una 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 chipsets Core 2 DDR3 de Intel solo admiten hasta 2 Gbit). Todas las CPU AMD admiten correctamente la especificación completa para DIMM DDR3 de 16 GB. [1] Intel también admite DIMM de 16 GB de Broadwell (también denominada "memoria solo AMD", porque utiliza direccionamiento de 11 bits).
En febrero de 2005, Samsung presentó el primer prototipo de chip de memoria DDR3. Samsung desempeñó un papel importante en el desarrollo y la estandarización de la DDR3. [2] [3] En mayo de 2005, Desi Rhoden, presidente del comité JEDEC , declaró que la DDR3 había estado en desarrollo durante "unos 3 años". [4]
La DDR3 se lanzó oficialmente en 2007, pero no se esperaba que las ventas superaran a las de la 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 empresa 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 aumento del uso de la DDR3 han sido los nuevos procesadores Core i7 de Intel y los procesadores Phenom II de AMD, ambos con controladores de memoria interna: 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% para 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 consume menos energía. Algunos fabricantes proponen además el uso de transistores de "doble compuerta" para reducir la fuga de corriente. [10]
Según JEDEC , [11] : 111 1,575 voltios se deben considerar 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 establece que los módulos de memoria deben soportar hasta 1,80 voltios [a] antes de sufrir daños permanentes, aunque no se requiere que funcionen correctamente a ese nivel. [11] : 109
Otra ventaja es su búfer de precarga , que tiene una profundidad de 8 ráfagas. En cambio, el búfer de precarga de DDR2 tiene una profundidad de 4 ráfagas, mientras que el de DDR tiene una profundidad de 2 ráfagas. Esta ventaja es una tecnología que permite la velocidad de transferencia de DDR3.
Los módulos DDR3 pueden transferir datos a una velocidad de 800–2133 MT /s utilizando flancos ascendentes y descendentes de un reloj de E/S de 400–1066 MHz . Esto es el doble de las velocidades de transferencia de datos de DDR2 (400–1066 MT/s utilizando un reloj de E/S de 200–533 MHz) y cuatro veces la velocidad de DDR (200–400 MT/s utilizando un reloj de E/S de 100–200 MHz). Los gráficos de alto rendimiento fueron un impulsor inicial de tales requisitos de ancho de banda, donde se requiere una transferencia de datos de alto ancho de banda entre búferes de cuadros .
Como el hercio es 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 muy común. También es engañoso porque varias temporizaciones de memoria se dan en unidades de ciclos de reloj, que son la mitad de la velocidad de las transferencias de datos.
La DDR3 utiliza el mismo estándar de señalización eléctrica que la DDR y la DDR2, Stub Series Terminated Logic , aunque con diferentes tiempos y voltajes. En concreto, la DDR3 utiliza 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 Phenom II X4 con socket AM3 de AMD , lanzados en febrero de 2009, fueron los primeros en admitir DDR3 (aunque seguían admitiendo DDR2 para compatibilidad con versiones anteriores).
Los módulos de memoria de doble línea DDR3 (DIMM) tienen 240 pines y son eléctricamente incompatibles con los módulos DDR2. Una muesca de seguridad (ubicada de forma diferente en los módulos DIMM DDR2 y DDR3) evita que se intercambien accidentalmente. No solo tienen una ubicación diferente, sino que los módulos DDR2 tienen muescas redondeadas en el costado y los módulos DDR3 tienen muescas cuadradas en el costado. [16] Los módulos SO-DIMM DDR3 tienen 204 pines. [17]
Para la microarquitectura Skylake , Intel también ha diseñado un paquete SO-DIMM llamado UniDIMM , que puede utilizar chips DDR3 o DDR4. El controlador de memoria integrado de la CPU puede entonces funcionar con cualquiera de ellos. El propósito de los UniDIMM es manejar la transición de DDR3 a DDR4, donde el precio y la disponibilidad pueden hacer que sea conveniente cambiar el tipo de RAM. Los UniDIMM tienen las mismas dimensiones y número de pines que los SO-DIMM DDR4 normales, pero la muesca está ubicada de manera diferente para evitar el uso accidental en un zócalo SO-DIMM DDR4 incompatible. [18]
Las latencias de DDR3 son numéricamente más altas porque los ciclos de reloj del bus de E/S con los que se miden son más cortos; el intervalo de tiempo real es similar a las latencias de 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) ÷ tasa de transferencia (MT/s)
Si bien las latencias típicas para un dispositivo JEDEC DDR2-800 fueron 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 fines de 2008, [19] mientras que desarrollos posteriores hicieron que la 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, DIMM) varía en función de muchos factores, incluidos la velocidad, el tipo de uso, el voltaje, etc. Dell Power Advisor calcula que los RDIMM DDR1333 ECC 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 nominal de 2,58 W, a pesar de ser significativamente más rápida. [21]
* opcional
DDR3-xxx indica la velocidad de transferencia de datos y describe los chips DDR, mientras que PC3-xxxx indica el ancho de banda teórico (con los dos últimos dígitos truncados) y se utiliza para describir los módulos DIMM ensamblados. El ancho de banda se calcula tomando las transferencias por segundo y multiplicándolas por ocho. Esto se debe a que los módulos de memoria DDR3 transfieren datos en un bus que tiene 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 cuadruplicada , 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, la DDR3 SDRAM proporciona una velocidad de transferencia de (velocidad del reloj de la memoria) × 4 (para el multiplicador del reloj del bus) × 2 (para la velocidad de datos) × 64 (número de bits transferidos) / 8 (número de bits en un byte). Por lo tanto, con una frecuencia de reloj de memoria de 100 MHz, la DDR3 SDRAM proporciona una velocidad de transferencia máxima de 6400 MB/s .
La velocidad de datos (en MT/s ) es el doble de la frecuencia del bus de E/S (en MHz ) debido a la doble velocidad de datos 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 la activación de la fila y las lecturas/escrituras
tRP – Ciclos de reloj entre la precarga de la fila y la activación
Las frecuencias fraccionarias normalmente se redondean hacia abajo, pero es común redondear hacia arriba hasta 667 debido a que el número exacto es 666 2 ⁄ 3 y se redondea al número entero más cercano. Algunos fabricantes también redondean hasta una cierta precisión o redondean hacia arriba. Por ejemplo, la memoria PC3-10666 podría aparecer como PC3-10600 o PC3-10700. [23]
Nota: Todos los elementos enumerados anteriormente están especificados por JEDEC 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 de sobrevoltaje. De estas especificaciones no estándar, las velocidades más altas alcanzarían hasta DDR3-3200. [24]
Nombre alternativo: los módulos DDR3 suelen etiquetarse incorrectamente con el prefijo PC (en lugar de PC3), por razones 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 la información sobre un módulo de memoria de computadora , utilizando una interfaz en serie. Se utiliza normalmente durante la autoprueba de encendido para la configuración automática de los 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 de detección de presencia en serie (SPD) DDR3 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 extensiones de rendimiento para entusiastas a las especificaciones JEDEC SPD tradicionales 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:
Los tipos de memoria FBDIMM (con buffer completo) y LRDIMM (con carga reducida) están diseñados principalmente para controlar la cantidad de corriente eléctrica que fluye hacia y desde los chips de memoria en un momento determinado. No son compatibles con la memoria registrada o con buffer, y las placas base que las requieren normalmente no aceptan ningún otro tipo de memoria.
El estándar DDR3L ( DDR3 Low Voltage) es un complemento 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 a 1,50 V. [32] Sin embargo, los dispositivos que requieren DDR3L explícitamente, que funcionan a 1,35 V, como los sistemas que utilizan versiones móviles de 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 de DDR3U en octubre de 2011. [36]
JEDEC ya está bastante avanzado en el desarrollo del estándar DDR3, y hemos estado trabajando en él durante aproximadamente tres años.... Siguiendo los modelos históricos, se podría esperar razonablemente la misma transición de tres años a una nueva tecnología que se ha visto durante las últimas generaciones de memoria estándar.
Requisitos de VDD/VDDQ de DDR3L: fuente de alimentación: funcionamiento de DDR3L = 1,283 V a 1,45 V; funcionamiento de DDR3 = 1,425 V a 1,575 V. Una vez inicializado para el funcionamiento de DDR3L, el funcionamiento de DDR3 solo se puede utilizar si el dispositivo está en modo de reinicio mientras se cambian VDD y VDDQ para el funcionamiento de DDR3.