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.

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.

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

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.

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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