Projděme se pamětí

Hardware | 01.09.04

Paměť je jednou z nejdůležitějších složek počítače. Možná byste bylipřekvapeni, kolik se jí v počítači nachází. Je zde velmi rychlá vyrovnávací paměť v procesoru a dalších...





Paměť je jednou z nejdůležitějších složek počítače. Možná byste byli
překvapeni, kolik se jí v počítači nachází. Je zde velmi rychlá vyrovnávací
paměť v procesoru a dalších několik megabajtů vyrovnávací paměti nalezneme i ve
vypalovací mechanice a v pevném disku. Až 256 MB paměti je dále osazeno na
grafické kartě, a to jsme stále nezmínili hlavní paměť počítače, tzv. RAM, jež
se v podobě zásuvných modulů vkládá do slotů na základní desce. Moderní
počítače s operačním systémem Windows XP jí pokud možno vyžadují alespoň 512 MB.
Sečteno a podtrženo, uvnitř nového počítače najdeme v ideálním případě
dohromady téměř 1 GB paměti. Dnes se zaměříme hlavně na její systémovou a pro
uživatele nejviditelnější část, tedy na RAM. Pokud je jí k dispozici dostatečné
množství, uživatel si jí ani nevšimne, a to přestože pracuje s několika
aplikacemi najednou, do toho si přehrává MP3 skladby, komunikuje s přáteli přes
ICQ a zároveň chrání počítač antivirovým systémem.
Počítač si můžeme představit jako domovní systém vodovodu. Vodovodní trubky
představují sběrnice a datový tok a voda samotná znázorňuje data. Hlavní přívod
vody (nebo ještě lépe studna) zastupuje pevný disk, vodní čerpadlo je procesor
a boiler s teplou vodou představuje operační paměť.
Konečného uživatele nezajímá, jak to vše funguje, potřebuje pouze, aby se voda
dostala na správné místo v domě a tekla pod správným tlakem. Problém však
nastane, když kapacita boileru nestačí na ohřev dostatečného množství vody jak
pro natočení plné vany, tak pro umytí nádobí.
Špatnou kapacitu rozvodu teplé vody poznáte většinou snadno tak, že zatímco se
sprchujete, pustí někdo jiný v bytě kohoutek s teplou vodou a připraví vám tak
nechtěně studenou sprchu. Analogicky k této situaci pracuje i operační paměť
počítače. Kapacita a propustnost operační paměti, které dostačují pro provoz
jedné aplikace, se mohou v okamžiku spuštění aplikace další ukázat jako
poddimenzované, a tak se objevují výpadky způsobené tím, že pevný disk nebo
procesor musí data do operační paměti dopumpovat. Pokud v tom okamžiku
posloucháte hudbu, uslyšíte kliknutí, jestliže přehráváte film či hrajete hru,
tak se na chvíli zaseknou.
I když většinou nedojde k přerušení běhu programu, není příjemné stále čekat na
dodávku dat. Nastávají-li pak podobné situace často, jsou procesorem
objednávaná data čtena z pevného disku (jehož přístupová doba se měří v
milisekundách), namísto paměti (která má přístupovou dobu řádově rychlejší měří
se v nanosekundách).
Jak lze problém s nedostatkem paměti vyřešit? Existují dva požadavky na správný
běh dat: za prvé musí být paměť dostatečně rychlá, aby nedocházelo ke
zpomalování dat a tvorbě "úzkých hrdel", za druhé jí musí být dostatek.
Potřebnou kapacitu lze určit poměrně snadno, musíte mít ale po ruce manuál k
základní desce, z něhož se dozvíte, jaký typ paměti je s ní kompatibilní.
Windows 9x podporují až 512 MB paměti, takže doporučujeme instalovat 512 MB. Ta
vás v případě modulů typu SDRAM nebo DDR SDRAM přijde přibližně na 3 500 Kč.
Práce s pamětí není u Windows 9x příliš dobrá, ale ještě hůře na tom jsou
Windows Me. I když tedy budete mít v počítači dostatečné množství paměťových
megabajtů, budou stejně za nějaký čas plné alokovaných, ale aplikacemi již
nevyužitých dat, takže budete muset systém restartovat. To je jeden z důvodů,
proč se činnost běžícího systému neustále až do dalšího restartu zpomaluje.
Potřeby Windows 2000 a XP jsou trochu složitější, jelikož podporují až 2 GB
paměti. Systém souborů Windows NT vyžaduje velké množství paměti pouze pro
provoz samotného OS. Potřebujete minimálně 512 MB, takže pro většinu uživatelů
stačí 1 GB. V našich testech jsme dokonce zjistili, že systém se 2 GB paměti
rozdělenými do čtyř modulů je pomalejší než 1GB systém se dvěma moduly (viz
vložený článek).
Určit správně potřebnou kapacitu a typ pamětí je tak trochu čarování. Každá
černá křemíková ploška obsahuje miliony tranzistorů uchovávajících data ve
velmi jednoduché digitální podobě. Data v paměti nejsou stálá, a tak musí
počítač do křemíkových čipů neustále vysílat signál a obnovovat je. Čím více
dat tedy paměť spravuje, o tím více se jich musí počítač starat. Tuto situaci
lze přirovnat ke kabátu s ohromným množstvím kapes sice do nich uložíte spoustu
předmětů, o to déle však budete hledat zapalovač.
Volba správné kapacity není tak těžká, o poznání složitější je však určit, jaký
typ a rychlost modulů je nejvhodnější použít. Jaký typ pamětí podporuje deska,
čipset a paměťové sloty byste se měli dozvědět z příručky k základní desce. Z
ní například vyčtete, že čipová sada 865PE podporuje paměť typu PC2100, PC2700
a PC3200. Jak můžete vidět v tabulce, tyto paměti pracují na opravdové
frekvenci 133, 166 a 200 MHz.
Procesor Pentium 4 či Celeron může obsahovat čtyřnásobnou sběrnici FSB s
frekvencí 133, 166 či 200 MHz. Zde je tedy velice důležité zvolit paměťové čipy
s dostatečnou frekvencí, které nebudou zbytečně zdržovat činnost procesoru.
Jednoduše řečeno, Pentium 4 s frekvencí 2,8 GHz s 533MHz FSB sběrnicí (4 x 133
MHz) musí pracovat s pamětmi typu PC2700 nebo PC3200.
Z hlediska výkonu je určitě výhodou, obsahuje-li vaše základní deska podporu
pro dvoukanálovou paměť (dual-channel). Tato metoda vyžaduje použití minimálně
dvou paměťových modulů, osazených do spárovaných slotů. Deska přistupuje
střídavě k prvnímu modulu, k druhému modulu a zpět. Dvoukanálová paměť
poskytuje procesorům Pentium 4 výrazný výkonnostní nárůst, jelikož tyto čipy
vyžadují vysokou datovou propustnost. V případě dvoukanálové paměti nehrozí
tvorba úzkých hrdel a data jsou tak zpracovávána efektivněji.
Není tomu tak ale vždy. Po určitou dobu podporovala nVidia dvoukanálovou paměť
pro procesory AMD Athlon, ale podle našich testů tento typ procesorů
dvoukanálovou metodu přísunu dat nepotřebuje. Na papíře to vypadá sice hezky,
jakýkoliv nárůst výkonu se však projevil pouze v případě práce s integrovanou
grafikou sdílející systémovou paměť.
Vložení zvoleného typu paměťových modulů do desky je již hračka. Moderní typy
BIOSu by měly být schopny správně automaticky rozpoznat typ i rychlost těchto
modulů, a to díky technologii SPD (Serial Presence Detect). Je-li tato funkce
nastavena na možnost "Auto", BIOS sám rozpozná všechny informace o paměti,
včetně časování, a vy nemusíte nastavovat vůbec nic. O něco složitější to mají
"přetaktovávači".
Zvýšíte-li frekvenci FSB u počítače, musíte si být jisti, že paměťové moduly
disponují dostatečnou rezervou, aby s FSB dokázaly po přetaktování udržet krok.
Přesně pro tento důvod vyrábějí firmy jako Corsair a Kingston moduly
certifikované tak, aby dokázaly pracovat na vyšší rychlosti než PC3200 (200
MHz). Takovéto moduly pak bývají většinou označeny vyšším číslem, například
PC3500. Společnost OCZ představila moduly známkované jako PC4800, které mají
pracovat na reálné frekvenci 300 MHz. Máte-li tedy potřebu přetaktovat FSB
vašeho Pentia 4 na úroveň 1,2 GHz, jsou k tomu vhodné právě takové paměti,
nezapomeňte však na dostatečné chlazení enormní teploty, jež se při takto
výrazném přetaktování dostaví.
Díky výraznému poklesu ceny paměťových modulů, kterého jsme v posledních letech
svědky, doporučujeme připlatit za značkové moduly, jež bývají jen o pár set
korun dražší než běžné "no-namy". 4 0444/BAM o
Testovací časy

Testovali jsme rozdílné konfigurace paměti spolu s procesorem Intel Pentium 4
(typ Northwood) s 800MHz FSB frekvencí. Za základ nám posloužila základní deska
Abit IS7-G s čipsetem 865PE, grafickou kartou Hercules Radeon 9700 a pevným
diskem Hitachi 250K, připojeným prostřednictvím rozhraní Serial-ATA.
Testovacím benchmarkem byl v tomto případě Sysmark 2002, běžící na OS Windows
XP SP1. Za základ nám posloužil jeden 512MB paměťový modul PC3200, nastavený na
standardní hodnoty v jednokanálovém režimu. Poté jsme zkoušeli přidat další
shodný modul v jednokanálovém režimu, ale test se nám nepodařilo dokončit. Když
jsme oba moduly zapojily v dvoukanálovém režimu, zjistili jsme nejen výrazný
nárůst výkonu, ale také snížení prodlevy CAS z 2,5 na 2 cykly. Po instalaci
čtyř 512MB modulů do shodného systému (opět v dvoukanálovém režimu) jsme
kupodivu zaznamenali pokles výkonu oproti kapacitě 1 GB (2 x 512 MB,
dvoukanálově), ale tento pokles nebyl nijak výrazný a byl v rámci statistické
chyby benchmarku.

Co nás čeká?

Paměťové moduly typu DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous DRAM) došly na
konec cesty. Už je v podstatě nejde o moc zrychlit, takže přicházejí na řadu
paměti DDR2. Moduly typu DDR2 jsou velmi podobné starší verzi, liší se hlavně
nižším provozním napětím (1,8 V v porovnání s 2,5 V), které generuje nižší
teplotu a poskyne do budoucna větší rezervu pro nárůst frekvencí. Na první
pohled viditelný rozdíl je rovněž v obalu, který byl u předchozí verze vyroben
v balení typu BGA (Ball Grid Array) či TSOP (Thin Small Outline Package) a nyní
je pouze v poněkud přepracovaném provedení BGA (takže okolo černých plošek
jednotlivých čipů neuvidíte nožičky spojů, které jsou u BGA skryty pod samotnou
ploškou).
Moduly DDR2 mají stejnou fyzickou velikost jako předcházející DDR, ale nejsou
kompatibilní (ani nejdou zasunout do desky určené pro DDR), jelikož se množství
kontaktů na jednom modulu zvýšilo ze 184 na 240 pinů. Z tohoto důvodu (ale
hlavně proto, aby nebyly zasouvány do nevyhovujících desek) je posunut zářez na
modulu na jiné místo. Startovní frekvence DDR2 čipů je 400 MHZ, ale k dostání
je i 533MHz verze (pro nejnáročnější aplikace se chystají až 800MHz čipy).
Problémem DDR2 je, že má vyšší prodlevu (Latency) než jeho předchůdce. Prodleva
je hodnota udávající počet taktovacích cyklů potřebných pro zápis a načtení dat
do paměti a zpět. Hlavní hodnotou je zde CAS (Column Adress Strobe). U pamětí
typu DDR je prodleva čtení dat stejná jako prodleva CAS, většinou 2, 2,5 či 3
taktovací cykly. Prodleva čtení je u DDR2 rovna součtu CAS a AL (Additive
Latency), jež bývá v rozsahu 0-4 taktovacích cyklů. Celková hodnota se tedy
pohybuje mezi 2-7 tiky, zatímco prodleva zápisu dat je u DDR2 rovna prodlevě
čtení -1 (tedy mezi 1-6 tiky).
V praktickém provozu má DDR2 latenci v rozmezí 3-5 taktů, což odpovídá
přibližně dvojnásobku DDR. DDR2-400 je tedy o poznání pomalejší než PC3200. O
moc lepší to není ani v případě DDR2-533, takže na větší atraktivitu DDR2 si
musíme počkat do té doby, než se zvýší frekvence. V současnosti se ale přechod
stále ještě nevyplatí. Pravdou však je, že nejnovější čipsety Intel 915 a 925X
určené pro Pentia 4 podporují pouze paměti typu DDR2.












Komentáře

K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.