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PCxxxx-Spezifikation

Die PCxxxx-Spezifikation ist ein Bezeichnungssystem für DIMM-Speichermodule für DDR-SDRAM-Speicher. Für DDR2-SDRAM und DDR3-SDRAM wurde das Bezeichnungssystem leicht angepasst, blieb in seiner ursprünglichen Bedeutung gleich. Inzwischen ist die dreistellige Zahl der ursprünglich "PC100" genannten Spezifikation fünfstellig.
Aus der PC100-Spezifikation von Intel hatte sich ein kunterbuntes Bezeichnungssystem entwickelt, das in der Hauptsache vom Marketing geprägt wurde. Um dem ein Ende zu setzen hat die JEDEC die PCxxxx-Spezifikation herausgebracht.
Die JEDEC (Joint Electronic Device Engineering Council) wurde 1958 als Teil der Electronic Industries Alliance (EIA) gegründete und 1999 in JEDEC Solid State Technology Association umbenannt. Das Gremium kümmert sich unter anderem um SDRAM-Speicher, etwa die Spezifikationen für Speichermodule und Speicherchips.

Die JEDEC legt in der PCxxxx-Spezifikation die elektrischen und zeitlichen Parameter, sowohl für den Speichercontroller als auch für die Speicherchips, festgelegt. Festgelegt ist auch, wie die Speichermodule aufgebaut sein müssen. Die JEDEC schreibt ganz bestimmte zulässige Chip-Kombinationen vor, deren Beschaltung und technische Parameter bis ins kleinste Detail definiert sind. So wird sicher gestellt, dass sich die Chips unterschiedlicher Kapazität und Hersteller immer nach dem gleichen Schema ansprechen lassen.
Damit jedes Motherboard die nötigen Einstellungen des Speicher-Controllers vornehmen kann, trägt jedes Speichermodul (DIMM) ein digitales Datenblatt bei sich. Es ist im SPD-EEPROM gespeichert (Serial Presence Detect EEPROM). Das BIOS kann diesen Chip über den System Management Bus (SMBus) auslesen. Die darin enthaltenen Informationen sind für die Konfiguration des Speicher-Controllers sehr wichtig.

Bezeichnungsformen der Speichermodule

Die JEDEC-Spezifikation sieht für die verschiedenen Speichermodule für SDR, DDR, DDR2 und DDR3 verschiedene Bezeichnungssysteme vor. Vom Grundsatz her sind sie fast identisch. Erschwerend kommt hinzu, dass die Speicherchips ein eigenes Bezeichnungssystem haben, das aber in Zusammenhang mit den Speichermodulen besteht. Denn es ist exakt festgelegt, welche Speicherchips auf welchen Speichermodulen sein müssen.
Die verschiedenen Bezeichnungsformen werden gerne durcheinandergebracht. In dem Bezeichnungschaos verliert auch der Experte gern mal die Übersicht. Die folgende Tabelle ist nicht vollständig, bringt aber etwas Klarheit in die Sache.

Bezeichnung Spannung Bustakt Bandbreite FSB (abgestimmt) Kontakte Einführung
PC66 PC66 (SDR) 3,3 V 66 MHz SDR ~ 0,49 GByte/s FSB100 168 (SO: 144) 1997
PC100 PC100 (SDR) 3,3 V 100 MHz SDR 0,8 GByte/s FSB100 168 (SO: 144) 1998
PC133 / PC1066 PC133 (SDR) 3,3 V 133 MHz SDR 1,066 GByte/s FSB133 168 (SO: 144) 2000
PC150 PC150 (SDR) 3,3 V 150 MHz SDR - FSB150 / FSB75 168 (SO: 144)  
PC1600 / PC200 DDR200 (DDR) 2,5 V 100 MHz DDR 1,6 GByte/s FSB200 / FSB100 184 (SO: 200)  
PC2100 / PC266 DDR266 (DDR) 2,5 V 133 MHz DDR 2,1 GByte/s FSB266 / FSB522 (2-Kanal) 184 (SO: 200) 2001
PC2700 / PC333 DDR333 (DDR) 2,5 V 166 MHz DDR 2,7 GByte/s FSB333 / FSB667 (2-Kanal) 184 (SO: 200) 2001
PC3200 DDR400 (DDR) 2,6/2,9 V 200 MHz DDR 3,2 GByte/s FSB400 / FSB800 (2-Kanal) 184 (SO: 200) 2003
PC2-3200 DDR2-400 1,8 V 200 MHz DDR 3,2 GByte/s FSB800 (2-Kanal) 240 (SO: 200) 2004
PC2-4200 DDR2-553 1,8 V 233 MHz DDR 4,2 GByte/s FSB1066 (2-Kanal) 240 (SO: 200) 2004
PC2-5300 DDR2-667 1,8/2,0 V 333 MHz DDR 5,3 GByte/s FSB1333 (2-Kanal) 240 (SO: 200) 2005
PC2-6400 DDR2-800 1,8/2,1 V 400 MHz DDR 6,4 GByte/s FSB1600 (2-Kanal) 240 (SO: 200) 2005
PC2-8500 DDR2-1066 1,8 V 533 MHz DDR 8,5 GByte/s - 240 (SO: 200)  
PC3-6400 DDR3-800 1,5 V 400 MHz DDR 6,4 GByte/s - 240 (SO: 200)  
PC3-8500 DDR3-1066 1,5 V 533 MHZ DDR 8,5 GByte/s - 240 (SO: 200)  
PC3-10600 DDR3-1333 1,5 V 666 MHz DDR 10,6 GByte/s - 240 (SO: 200)  
PC3-12800 DDR3-1600 1,5 V 800 MHz DDR 12,8 GByte/s - 240 (SO: 200)  

Das ursprüngliche Bezeichnungssystem für SDR-SDRAM sah die Taktfrequenz als Hauptkennzeichnungsmerkmal vor. So entstanden die Bezeichnungen PC66, PC100, PC166 und weitere. Zur Vereinfachung tragen die einzelnen Speicherchips und das komplette Speichermodul dieselbe Bezeichnung. Um sich gegenüber dem Rambus-DRAM abzusetzen, wurde die Bezeichnung von DDR-SDRAM-Speichermodulen geändert und die ganze Sache kompliziert.
Das ehemals als DDR266 bezeichnete Speichermodul wurde in PC2100 umbenannt. Da sich die Leistungsfähigkeit eines Speichers nicht allein an der Taktfrequenz ablesen lässt, haben die Speicherhersteller die Bezeichnung aus der Übertragungsrate bzw. Speicherbandbreite von 2100 MByte/s abgeleitet. Wobei die Angabe der Übertragungsrate nach oben gerundet ist. Sie dient zur Klassifizierung des Speichermoduls, nicht zur Angabe der tatsächlichen Datentransferleistung.

SDRAM Typenbezeichnung Bedeutung
DDR PCddddE-ffghi-jj PC: DDR-SDRAM
PCddddE-ffghi-jj dddd: Geschwindigkeit (1600, 2100, 2700, 3200 GByte/s)
PCddddE-ffghi-jj E: Puffer (U=Unbuffered, R=Registered)
PCddddE-ffghi-jj ff: CL (ohne Komma), g: tRCD, h: tRP, i: SPD-EEPROM-Version
PCddddE-ffghi-jj jj: Hersteller-Revision
DDR2 aaaaa bRxc PC2-ddddE-fgh-ii-jj aaaaa: Speicherkapazität (512MB, 1GB, 2 GB, etc.)
aaaaa bRxc PC2-ddddE-fgh-ii-jj bRxc: DIMM-Aufbau (1Rx8, 2Rx8, 1Rx16, 1Rx4, 2Rx4)
aaaaa bRxc PC2-ddddE-fgh-ii-jj PC2: DDR2-SDRAM
aaaaa bRxc PC2-ddddE-fgh-ii-jj dddd: Geschwindigkeit (3200, 4200, 5300, 6400)
aaaaa bRxc PC2-ddddE-fgh-ii-jj E: Puffer (U=Unbuffered, R=Registered)
aaaaa bRxc PC2-ddddE-fgh-ii-jj f: CL, g: tRCD, h: tRP
aaaaa bRxc PC2-ddddE-fgh-ii-jj ii: SPD-EEPROM-Versioin
aaaaa bRxc PC2-ddddE-fgh-ii-jj jj: Hersteller-Revision

Um die unterschiedlichen SDRAM-Typen (DDR1, DDR2, DDR3) unterscheiden zu können, hier eine kurze Erläuterung dazu: Normales SDRAM erkennt man am "PC" und der dreistelligen Ziffernfolge, die sich auf die Taktfrequenz des Speichermoduls bezieht. DDR-SDRAM erkennt man am "PC" und der vierstelligen Ziffernfolge, die sich auf die Speicherbandbreite/Übertragungsrate bezieht. DDR2-SDRAM erkennt man am "PC2-" und der vierstelligen Ziffernfolge, die sich ebenso auf die Speicherbandbreite bezieht. DDR3-SDRAM erkennt man am "PC3-" und der vier- oder fünfstelligen Ziffernfolge, die sich auch auf die Speicherbandbreite bezieht.
DIMM-Speichermodule können neben der spezifizierten Speicherbandbreite auch geringere Bandbreiten, Frequenzen und zeitliche Parameter unterstützen. Innerhalb der Speicherfamilie sind die Module abwärtskompatibel. Das bedeutet, ein PC2-5300-DIMM für 333 MHz läuft auch mit 266 MHz. Und ein Motherboard mit PC3200-DIMMs kann auch mit PC2700-DIMMs bestückt werden.

Bei DDR-SDRAM bezieht sich die Speicherchip-Bezeichnung auf die maximale Zahl der Transfers pro Sekunde. Dabei muss man beachten, dass es einen Grundtakt gibt, der in MHz angegeben wird. Der Grundtakt wird durch das DDR-Verfahren auf das Doppelte angehoben. So wird zum Beispiel aus einem Grundtakt von 166 MHz eine Datentransferrate pro Chip (DDR333) 333,3 Millionen Byte. Hochgerechnet auf 8 Byte pro Sekunde ergibt das eine Datentransferrate von 2666 Millionen Byte pro Sekunde.

Erläuterung der Zeitparameter von DDR-, DDR2- und DDR3-Chips

Bezeichnung Kürzel Beschreibung typ. Taktzyklen typ. Dauer
CAS Latency CL Dieser Wert gibt die Zeit an, bis wann die gültigen Daten zum Auslesen der Speicherzelle bereitstehen. 2 bis 6 10 bis 30 ns
RAS-to-CAS-Delay tRCD Das ist die Zeit, die das auf RAS (Zeilen-Adresse) folgende Signal CAS (Spalten-Adresse) angelegt sein muss, bevor der Wert als gültig erklärt ist. 2 bis 6 10 bis 30 ns
Row Precharge Time tRP Das ist die Zeitspanne, die RAS (Zeilen-Adresse) angelegt sein muss, bevor der Wert als gültig erklärt ist. 2 bis 6 10 bis 30 ns
Activate-to-Precharge Time tRAS Zeit zwischen dem Anlegen der Zeilenadresse und dem Befehl zum Vorladen einer anderen Zeile derselben Bank. 5 bis 18 30 bis 50 ns
RAS Cycle Time tRC tRC = tRP + tRAS 7 bis 24 42 bis 80 ns
Command Rate
(CMD Rate)
CPC Zeit zwischen der Auswahl des gewünschten Speicher-Chips und dem Anlegen der Zeilenadresse. 0 bis 1 bis 10 ns
Activate-to-Activate Command Period tRRD Zeit zwischen dem Anlegen von zwei Zeilenadressen in unterschiedlichen Bänken 2 5 bis 20 ns
Write Latency WL Zeit zwischen der Spaltenadressierung und dem Anlegen von Daten zum Schreiben. 1 bis 5 ca. 10 ns
Additive Latency AL Aufschlag auf die CAS Latency (nur DDR2, nicht im PC) 0 bis 4 bis 15 ns
Read Latency RL DDR2: RL = CL + AL / PC: RL = CL 3 bis 10 15 bis 25 ns

Eine weitere Bezeichnungsform bezieht sich auf die Timing-Parameter der Speichermodule. Beim Verkauf von Speichermodulen werden oft die Werte CAS Latency, RAS Precharge Delay/Time und RAS-to-CAS-Delay angegeben. Seriöse Hersteller und Händler geben diese Werte als 3-, 4- oder 5-stellige Zahl hinter der Speicherbezeichnung (Speicherbandbreite) an.

Beispiel 1: PC133-233

Beispiel 2: PC133-333

Im ersten Beispiel hätte das PC133-Modul (SDR-DRAM) 2 Takte CAS-Latency und je 3 Takte RAS Precharge und RAS-to-CAS Delay. Im zweiten Beispiel hat das Modul bei allen 3 Werten den selben Takt. Ein Modul mit -4xx könnte es theoretisch geben. Doch das bedeutet nicht, dass ein Motherboard diese Werte unterstützen muss. Ein solches Modul ist in der Spezifikation nicht definiert. Beachtet werden muss, dass ein Speichermodul, dass nur mit CL2 bezeichnet wird ein -233er oder -222er Modul sein kann. Vor dem Kauf sollte hier explizit nachgefragt werden.
Bei DDR1-SDRAM werden die drei Timing-Parameter als 4-stellige Ziffernfolge angegeben. Die beiden ersten stellen eine Kommazahl für die CAS-Latency dar. Zum Beispiel 2,0 oder 2,5. Die beiden folgenden Ziffern sind dann wieder die Zeiten für RAS Precharge und RAS-to-CAS Delay.
Ab DDR2-SDRAM sind die einzelnen Timingwerte innerhalb eines Moduls immer gleich. So wird hier generell eine 3-stellige Zahlenfolge angegeben. Üblich sind -333, -444, -555, -666 und -777.
Bei DDR3-SDRAM wird das fortgeführt. Hier sind manche Timingwerte zweistellig, so dass 6-stellige Zahlenfolgen vorkommen können. Neben -555, -666, -777, -888 und -999 sind auch -101010 und -111111 üblich.

Spezifizierte Zeitparameter von SDR-, DDR-, DDR2- und DDR3-SDRAM

Die in der Tabelle aufgeführten Zeitparameter sind verbindlich spezifiziert und die dazugehörigen Speichermodule im Handel erhältlich. Das bedeutet nicht, dass im Handel nicht auch andere Speichermodule mit anderen Zeitparametern erhältlich sind. Es gibt spezielle Speichermodule, die sich zum Übertakten eignen. Speichermodule, die aus der Art schlagen sind in der Tabelle nicht aufgeführt.

SDR - Single Data Rate
Modul Chip-Typ Timing Bustakt Zykluszeit CL tRCD tRP tRAS tRC
PC100-333 PC100-333 3,0-3-3 100 MHz 10 ns 30 ns 30 ns 30 ns 50 ns 80 ns
PC100-222 PC100-222 2,0-2-2 100 MHz 10 ns 20 ns 20 ns 20 ns 50 ns 70 ns
PC133-333 PC133-333 3,0-3-3 133 MHz 7,5 ns 22,5 ns 22,5 ns 22,5 ns 45 ns 67,5 ns
PC133-222 PC133-222 2,0-2-2 133 MHz 7,5 ns 15 ns 15 ns 15 ns 45 ns 60 ns
DDR - Double Data Rate
Modul Chip-Typ Timing Bustakt Zykluszeit CL tRCD tRP tRAS tRC
PC1600-2022 DDR200 2,0-2-2 100 MHz 10 ns 20 ns 20 ns 20 ns 50 ns 70 ns
PC2100-2533 DDR266B 2,5-3-3 133 MHz 7,5 ns 18,75 ns 22,5 ns 22,5 ns 45 ns 67,5 ns
PC2100-2033 DDR266A 2,0-3-3 133 MHz 7,5 ns 15 ns 22,5 ns 22,5 ns 45 ns 67,5 ns
PC2100-2022 DDR266 (Intel) 2,0-2-2 133 MHz 7,5 ns 15 ns 15 ns 15 ns 45 ns 60 ns
PC2700-2533 DDR333B 2,5-3-3 166 MHz 6 ns 15 ns 18 ns 18 ns 42 ns 60 ns
PC2700-2033 DDR333A 2,0-3-3 166 MHz 6 ns 12 ns 18 ns 18 ns 42 ns 60 ns
PC3200-3044 DDR400C 3,0-4-4 200 MHz 5 ns 15 ns 15 ns 15 ns 40 ns 55 ns
PC3200-3033 DDR400B 3,0-3-3 200 MHz 5 ns 15 ns 15 ns 15 ns 40 ns 55 ns
PC3200-2533 DDR400A 2,5-3-3 200 MHz 5 ns 12,5 ns 15 ns 15 ns 40 ns 55 ns
PC3200-2022-5 DDR400A 2,0-2-2,5 200 MHz 5 ns 10 ns 10 ns 10 ns 25 ns 35 ns
(PC3200-2022) DDR400 2,0-2-2 200 MHz 5 ns 10 ns 10 ns 10 ns 40 ns 50 ns
DDR2 - Double Data Rate 2
Modul Chip-Typ Timing Bustakt Zykluszeit CL tRCD tRP tRAS tRC
PC2-3200-444 DDR2-400C 4-4-4 200 MHz 5 ns 20 ns 20 ns 20 ns 40 ns 60 ns
PC2-3200-333 DDR2-400B 3-3-3 (-8) 200 MHz 5 ns 15 ns 15 ns 15 ns 40 ns 55 ns
PC2-4200-555 DDR2-533D 5-5-5 (-12) 266 MHz 3,75 ns 18,75 ns 18,75 ns 18,75 ns 45 ns 63,75 ns
PC2-4200-444 DDR2-533C 4-4-4 (-12) 266 MHz 3,75 ns 15 ns 15 ns 15 ns 45 ns 60 ns
PC2-4200-333 DDR2-533B 3-3-3 (-12) 266 MHz 3,75 ns 11,5 ns 11,25 ns 11,25 ns 45 ns 56,25 ns
PC2-5300-555 DDR2-667D 5-5-5 (-15) 333 MHz 3 ns 15 ns 15 ns 15 ns 45 ns 60 ns
PC2-5300-444 DDR2-667C 4-4-4 (-15) 333 MHz 3 ns 12 ns 12 ns 12 ns 45 ns 57 ns
PC2-5300-444-12 DDR2-667C 4-4-4 (-15) 333 MHz 3 ns 12 ns 12 ns 12 ns 36 ns 48 ns
PC2-6400-666 DDR2-800E 6-6-6 (-18) 400 MHz 2,5 ns 15 ns 15 ns 15 ns 45 ns 60 ns
PC2-6400-555 DDR2-800D 5-5-5 (-18) 400 MHz 2,5 ns 12,5 ns 12,5 ns 12,5 ns 45 ns 57,5 ns
PC2-6400-444 DDR2-800C 4-4-4 (-18) 400 MHz 2,5 ns 10 ns 10 ns 10 ns 45 ns 55 ns
PC2-8500-777 DDR2-1066F 7-7-7 (-24) 533 MHz 1,875 ns 13,125 ns 13,125 ns 13,125 ns 45 ns 58,125 ns
PC2-8500-666 DDR2-1066E 6-6-6 (-24) 533 MHz 1,875 ns 11,25 ns 11,25 ns 11,25 ns 45 ns 56,25 ns
PC2-8500-555 DDR2-1066D 5-5-5 (-24) 533 MHz 1,875 ns 9,375 ns 9,375 ns 9,375 ns 45 ns 54,375 ns
DDR3 - Double Data Rate 3
Modul Chip-Typ Timing Bustakt Zykluszeit CL tRCD tRP tRAS tRC
PC3-6400-666 DDR3-800E 6-6-6 400 MHz 2,5 ns 15 ns 15 ns 15 ns    
PC3-6400-555 DDR3-800D 5-5-5 400 MHz 2,5 ns 12,5 ns 12,5 ns 12,5 ns    
PC3-8500-888 DDR3-1066G 8-8-8 (-20) 533 MHz 1,875 ns 15 ns 15 ns 15 ns 37,5 ns 52,5 ns
PC3-8500-777 DDR3-1066F 7-7-7 (-20) 533 MHz 1,875 ns 13,125 ns 13,125 ns 13,125 ns 37,5 ns 50,625 ns
PC3-8500-666 DDR3-1066E 6-6-6 (-20) 533 MHz 1,875 ns 11,25 ns 11,25 ns 11,25 ns 37,5 ns 48,75 ns
PC3-10600-101010 DDR3-1333J 10-10-10 (-24) 666 MHz 1,5 ns 15 ns 15 ns 15 ns 36 ns 51 ns
PC3-10600-999 DDR3-1333H 9-9-9 (-24) 666 MHz 1,5 ns 13,5 ns 13,5 ns 13,5 ns 36 ns 49,5 ns
PC3-10600-888 DDR3-1333G 8-8-8 (-24) 666 MHz 1,5 ns 12 ns 12 ns 12 ns 36 ns 48 ns
PC3-10600-777 DDR3-1333F 7-7-7 (-24) 666 MHz 1,5 ns 10,5 ns 10,5 ns 10,5 ns 36 ns 46,5 ns
PC3-12800-111111 DDR3-1600K 11-11-11 (-28) 800 MHz 1,25 ns 13,75 ns 13,75 ns 13,75 ns 35 ns 48,75 ns
PC3-12800-101010 DDR3-1600J 10-10-10 (-28) 800 MHz 1,25 ns 12,5 ns 12,5 ns 12,5 ns 35 ns 47,5 ns
PC3-12800-999 DDR3-1600H 9-9-9 (-28) 800 MHz 1,25 ns 11,25 ns 11,25 ns 11,25 ns 35 ns 46,25 ns
PC3-12800-888 DDR3-1600G 8-8-8 (-28) 800 MHz 1,25 ns 10 ns 10 ns 10 ns 35 ns 45 ns

Die Latenzzeiten und die Arbeitsgeschwindigkeit der Speicherchips und Speichermodule beeinflussen die Benchmarks nur im einstelligen Prozentbereich. Der Unterschied zwischen einem langsamen und schnellen Speicher spürt man nicht. Meistens bringt der Kauf eines Prozessors der nächsthöheren Taktfrequenz mehr Leistung, als ein teurer und schneller Speicher. Deshalb sind diese Werte eher als Klassifizierung denn als Geschwindigkeitsangaben geeignet.

DIMM-Speichermodule von DDR1, DDR2 und DDR3 im Vergleich

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