Что значит ранги у оперативной памяти

Что такое ранг оперативной памяти?

Термин «ранг» создан организацией JEDEC, группой по разработке стандартов модулей памяти, с целью провести различие между количеством банков оперативной памяти в модуле и количеством банков памяти в комплектующих компьютера или микросхеме памяти. Понятие «ранг памяти» применимо ко всем форм-факторам модулей памяти, но в целом имеет важное значение в первую очередь для серверных платформ из-за больших объемов памяти, которыми они управляют.

Ранг памяти — это блок или область данных, которая создается с использованием нескольких или всех микросхем памяти в модуле. Ранг — это блок данных шириной 64 бита. В системах, которые поддерживают код коррекции ошибок (ECC), добавляются дополнительные 8 битов для создания блока данных шириной 72 бита. В зависимости от того, как спроектирован модуль памяти, он может иметь один, два или четыре блока областей данных шириной 64 бита (или шириной 72 бита для модулей ECC). Таким образом, память бывает одноранговая, двухранговая и четырехранговая. В маркировке модуля памяти Crucial присутствуют обозначения 1Rx4, 2Rx4, 2Rx8 или аналогичные.

Обозначения х4 и x8 указывают на количество банков в компоненте памяти или микросхеме. Именно это количество определяет ранг готового модуля, а не количество отдельных микросхем памяти на печатной плате (ПП). Другими словами, если модуль памяти имеет микросхемы на обеих сторонах ПП, он называется двухсторонним. При этом модуль может быть также одноранговым, двухранговым или четырехранговым, в зависимости от проектировки этих микросхем.

Поскольку ранг памяти составляет 64 или 72 бита, для модуля ECC, сделанного из микросхем x4, потребуется восемнадцать микросхем для одного однорангового модуля (18 x 4 = 72). Для модуля ECC, изготовленного из микросхем x8, необходимо только девять микросхем для ранга памяти (9 x 8 = 72). Модуль, изготовленный из восемнадцати микросхем x8, превращается в двухранговый модуль памяти (18 x 8 = 144, 144/72 = 2). Модуль ECC, который имеет вдвое больше микросхем x8, становится четырехранговым (36 x 8 = 288, 288/72 = 4).

Наличие двух- или четырехрангового модуля представляет собой то же самое, что и объединение двух или четырех модулей DRAM в один модуль. Например, можно перейти от четырех одноранговых модулей RDIMM объемом 4 ГБ к одному четырехранговому модулю RDIMM объемом 16 ГБ (при условии, что система совместима с модулями RDIMM объемом 16 ГБ).

Недостаток модулей более высокого ранга состоит в том, что на серверах иногда устанавливается ограничение на количество рангов, к которым они могут обращаться. К примеру, сервер с четырьмя гнездами памяти может быть ограничен в общей сложности до восьми рангов. Это означает, что вы можете установить четыре одноранговых модуля или четыре двухранговых модуля, но при этом только два четырехранговых модуля, так как установка большего количества приведет к превышению количества рангов, к которым может обратиться сервер.

По вопросам рангов и их ограничений мы рекомендуем ознакомиться с документацией производителя для получения руководящих указаний и инструкций, которые будут применимы к вашей конкретной системе. Дополнительная информация о рангах и системах представлена здесь.

© Корпорация Micron Technology, Inc., 2019. Все права защищены. Продукты, их технические характеристики, а также информация о них могут быть изменены без уведомления. Crucial и Micron Technology, Inc. не несут ответственности за ошибки и упущения в текстовых или фотографических материалах. Micron, логотип Micron, Crucial и логотип Crucial являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками Micron Technology, Inc. Все остальные товарные знаки являются собственностью соответствующих владельцев.

Источник

Ранги памяти: что это и почему они важны

Оперативная память – это неотъемлемая часть компьютера любой мощности и назначения. Она отвечает за временное хранение машинных кодов, с которыми в конкретный период времени работает центральный процессор. Также в массивах оперативной памяти хранятся исходные данные для выполнения процессором задач, обработанные фрагменты и промежуточные результаты.

Оперативная память относится к энергозависимому виду памяти, то есть требующему постоянного питания при выполнении своих функций. При обесточивании системы вся информация на плате оперативной памяти обнуляется.

Каждый пользователь выбирает оперативную память по ряду известных показателей:

Объем – массив для хранения данных. Чем он больше, тем выше производительность и скорость работы компьютера.

Поколение, или тип памяти – это техническое решение, отвечающее за скорость передачи информации. На данный момент существует 4 типа оперативной памяти от DDR до DDR4, последняя является самой скоростной из имеющихся в свободном доступе. Но буквально на днях были представлены первые опытные образцы новых модулей памяти поколения DDR5. Появление таких плат в продаже планируется уже в 2022-2023 годах .

Тайминги – стандартные задержки в функциональных циклах оперативной памяти, которые существенно влияют на скорость предоставления данных для вычисления центральному процессору.

И если с этими характеристиками все более или менее понятно, то такое понятие, как ранг оперативной памяти часто вызывает затруднение даже у довольно опытных пользователей.

В сети бытует мнение, что ранг памяти – это архитектура распайки чипов памяти на плате. Якобы у одноранговой памяти микросхемы расположены с одной стороны, а у двухранговой – с обеих, поэтому она лучше и быстрее. Но такое определение является ошибочным, к тому же не объясняет наличия четырехранговой и восьмиранговой памяти.

На самом деле рангом называется область микросхемы шириной в 64 бита, представляющая собой отдельный логический модуль, образованный определенным количеством чипов памяти. Соответственно, если логический модуль один – то и память именуется одноранговой, если два – двухранговой и так далее.

При этом логические модули используют один физический канал для передачи информации.

Каждый процессор способен поддерживать определенное количество потоков информации от оперативной памяти. То есть, если он рассчитан на 4 ранга, то можно установить в систему 4 одноранговые платы оперативной памяти, две платы на 2 ранга или одну на четыре. Все эти конфигурации взаимозаменяемы, но превышать норматив не следует. Система, укомплектованная в разрез с этими требованиями будет периодически выдавать ошибки и в отличие от ожиданий демонстрировать низкую производительность.

Узнать ранг оперативной памяти можно по маркировке на текстолите платы или наклейке. При этом единого стандарта обозначения не существует, и каждый производитель маркирует оперативную память по своим правилам.

Модули оперативной памяти Crucial маркируются цифрами и буквами. Для примера: 2Rx8 — двухранговая память, а маркировка 4Rx16 соответствует четырем и восьми рангам.

Оперативная память Kingston содержит буквенное обозначение рангов: S (Single) — один ранг, D (Dual) — двухранговая, Q (Quadro) — четыре ранга памяти.

Из вышесказанного можно сделать вывод о том, что ранги оперативной памяти отвечают за скорость передачи данных. А, следовательно, влияют на общую производительность системы.

На практике прирост производительности составляет порядка 5 – 10 % на каждый ранг. Но для реализации этого потенциала оперативной памяти потребуются соответствующие компаньоны – производительный процессор и мощная системная плата .

При этом интересной особенностью можно считать разгонный потенциал. Одноранговая память разгоняется эффективнее и функционирует в таком состоянии намного стабильнее, чем другие виды памяти.

Чем отличается серверная оперативная память?

Наибольшее значение ранг памяти имеет при сборке серверной платформы. Это объясняется огромными объемами информации, которыми в непрерывном режиме оперируют серверы. Поэтому, помимо остальных характеристик он должен быть укомплектован не менее чем 4 рангами оперативной памяти на один процессор.

И сами ранги серверной оперативной памяти отличаются от пользовательской. Это связано с технологией исправления (коррекции) ошибок ЕСС. Ранги такой памяти отличаются наличием дополнительных 8 битов и 1 чипа памяти, который делает модуль визуально не симметричным . Каждый логический модуль серверной памяти обладает потоком данных шириной в 72 бита. Технология исправления ошибок необходима для стабильной и бесперебойной работы оперативной памяти, потому как даже минутная задержка может принести большие убытки владельцам и арендаторам сервера.

Регистровая и LR-память отличается наличием дополнительного чипа – буфера, поэтому она часто называется регистровой или буферизированной. Это чип позволяет буферизировать не только команды, как контроллер в пользовательской плате, но передавать данные целыми пакетами.

Чип-буфер выделяет большое количество тепловой энергии. А значит система требует усиленного внимания к охлаждению.

Главное правило при комплектации сервера – не перемешивать ECC, Reg и LR-память . Подобная комплектации будет давать регулярные сбои, а чаще всего операционная система даже не сможет запуститься.

В коротком видео компания Micron наглядно показывает, как в новом типе памяти DDR5 будет более чем в 2 раза эффективная пропускная способность

Источник

Ранги оперативной памяти: что это такое, как узнать и какая лучше

Итак, оперативная память имеет следующие ключевые параметры:

• Тактовая частота — скорость выполнения операции в МГц.
• Объем — объем хранимых данных в ГБ.
• Пропускная способность — максимальный объем данных в Мбит/с.
• Тайминг — выражает задержки между тактами. Чем ниже показатель — тем лучше.
• Количество каналов — позволяет значительно повысить производительность ОЗУ.
• ЕСС — режим коррекции ошибок в серверных модулях.
• XMP-профиль — умная система адаптивного разгона.

И вроде, чтобы определить, насколько эффективна будет работа оперативной памяти, этого достаточно. Но если ввести еще одну переменную — ранг (rank, ранк) — она с ног на голову перевернет привычную парадигму выбора ОЗУ.

Что такое ранг оперативной памяти?

С приходом на рынок AMD Ryzen в инфополе массово заговорили о рангах оперативной памяти и их чудесных свойствах, особенно для любителей оверклокинга. Но для большинства пользователей понятие о «ранговости» свелось к размещению чипов памяти на текстолите ОЗУ:

• с одной стороны — одноранговый модуль;
• с двух сторон — двухранговый модуль.

Однако это неверное представление, ведь есть еще и применяемая в серверных системах четырехранговая и восьмиранговая память, которые в эту классификацию не вписываются. Предлагаем разобраться в этом подробнее.

Термин «Ранг» (ранк, rank) обозначает одномоментную передачу по шине блока данных плотностью 64 бита (72 бита для серверной ECC-памяти). В простейшем понимании, одноранговый DIMM-модуль (1R) содержит в себе 64-битный фрагмент информации, которым он за один такт работы делится с процессором.

Максимальный объем однорангового модуля типа DDR4 — 8 ГБ, если память набиралась кристаллами по 1 ГБ. В этом случае, за основу можно было взять следующую константу:

Если на текстолите распаяно 16 ГБ по 8 кристаллов в 1 ГБ с двух сторон — это двухранговая память (2R).

В нынешнее время, современная память может быть набрана модулями, где кристаллы наслаиваются друг на друга, увеличивая емкость каждого вдвое.

Не так давно Samsung, Hynix, Micron и другие производители начали выпускать кристаллы повышенной плотности уже на 2 ГБ, поэтому емкость ОЗУ на кристаллах новой версии емкость 1R увеличилась до 16 ГБ.

Итого, в итоге имеем схему:

1 ранк = 8 ГБ (кристаллы «старой» версии по 1 ГБ);

1 ранк = 16 ГБ (кристаллы «новой» версии по 2 ГБ).

Память 4R встречается в продаже только в серверном сегменте. Визуально она выглядит так же, как и двухранговая, но при этом на одной стороне распаяно сразу два ранга (2 блока по 8 ГБ + кристалл коррекции ошибок). Программно модуль настроен таким образом, чтобы каждый из независимых блоков мог передавать по 72 бита информации за раз.

Аналогично для 8R-памяти, только она еще сложнее технически и программно.

В целом, принцип работы многоранговой памяти можно представить так:

В один момент времени работает только часть кристаллов — один ранк. А остальная «грядка» тем временем накапливает заряд и ищет внутри себя данные, чтобы отдать их процессору по шине.

Отличие одноранговой памяти от двухранговой на практике

На данный момент обойти лимит в 64 (72) бита за такт физически невозможно, поскольку так устроена работа стандарта DDR4. Но инженеры тоже не просто так едят свой хлеб, поэтому они додумались обойти ограничения довольно забавным способом: заставили чипы работать попеременно, фактически передавая 128 (144/288) бит вместо 64 (72).

Что это дает на практике? Разберем на примере сервера HPE ProLaint DL380 Gen10. Возьмем за основу тот факт, что в корпусе установлен один процессор Xeon Platinum 8ххх, поскольку у него самые широкие возможности. К тому же, чип поддерживает планки до 128 ГБ. Умножим это число на 12 (столько слотов ОЗУ выделено под процессор) и получим 1536 ГБ. Такого результата можно добить только с использованием 8R-планок с кристаллами по 2 ГБ.

Но тут стоит понимать, на серверной памяти DDR4 расположено 288 контактов, каждый из которых передает 1 бит данных. Если вдарить по всем потокам, ОС запестрит ошибками, поскольку больше 72 бит переварить не может. С 4R/8R-планками все еще сложнее: некоторые выдают только 36 бит вместо 72, и именуются Load-reduced Memory (LRDIMM), комплект с пониженной нагрузкой).

Т.е. вы получаете больший объем, но сниженную производительность. Тайминги у такой памяти ниже, задержка доступа — выше, частота работы не превышает 2933 МГц для Xeon Platinum, 2666 МГц для Gold, 2400 для Silver и 2133 для Bronze.

Также сервер не позволит использовать память с разной ранговостью. Если вставили модуль 2R, будьте добры добавлять такие же, иначе сильно потеряете в скорости и стабильности.

В защиту 2R/4R скажем следующее:

• Одна двухранговая планка быстрее двух одноранговых при идентичной частоте.
• ОЗУ 4R и 8R позволяют собрать на себе объем памяти, недостижимый для 1R/2R.
• Интеллектуальная система передачи пакетов в HPE Smart Memory оптимизирует работу, грамотно жонглируя ранками, увеличивая производительность до 23% и снижая задержки на 25% по сравнению с обычными модулями 2R-8R.
• При правильной настройке последовательности чтения ранговая память имеет преимущество над стандартной. Ранговое чередование обладает более низким приоритетом, чем канальное, поэтому по трем каналам на одной планке данные перетекут быстрее, чем по двум независимым модулям ОЗУ.

Но не забывайте, что полностью раскрыть потенциал многоранговой оперативной памяти можно только при правильно подобранном процессоре. Более подробную информацию вы сможете получить у консультантов компании Маркет.Марвел.

Какой ранг памяти лучше?

Выбирая, что лучше: одноранговая или двухранговая оперативная память, стоит опираться на частотные показатели и объем передаваемых данных. Двухранговая память с частотой 3000 МГц обгоняет по производительности одноранговый модуль при частоте в 3333 МГц.

Также владельцы двухранговой памяти получают следующие преимущества:

• выше частота чтения/записи в Гбит/с;
• меньше задержки работы в наносекундах.

Также двухранк, еще и в двух/четырех/шестиканале как нельзя кстати открывает себя в системах с интегрированной графикой, где GPU-модуль процессора черпает память напрямую из ОЗУ. Тут чем быстрее происходит шевеление информации — тем лучше.

Как узнать ранг оперативной памяти по маркировке?

Маркировка оперативной памяти разнится от производителя к производителю, но наиболее распространенными вариантами являются буквенные маркеры:

Также распространена маркировка формата 1Rх4, 2Rх8, 2Rх16, 4Rх4.

Первая часть — 1R, 2R, 4R, 8R — означает ранг.

А вторая х4, х8, х16 — то, сколько байтов за такт способен передавать каждый кристалл на планке.

Чтобы наработать скиллы по чтению маркировки, возьмем за пример память от HPE, поскольку она частенько встречается в серверном сегменте. У этого производителя маркировка планок памяти выглядит так:

• HPE — производитель.
• ggg (GB) — объем одного модуля от 8 до 128 ГБ.
• s (R) — ранки (1/2/4/8).
• ff — битность одного кристалла памяти (4/8/16).
• PC4 — тип памяти DDR4.
• wwww — максимальная рабочая частота в МГц (2133/2400/2666/2933/3200).
• a — тайминги и задержки.
• ppp — количество пакетов на одной подложке (SDP/DDP/3DS/QDP).
• m — тип модуля (ECC UDIMM, R-DIMM, LR-DIMM).
• eeeee — спецификация работы (STND/Smart/Blank).

Закрепляем результат следующими примерами:

• HPE 8GB 1Rx8 PC4-2933Y-R Smart Kit.
• HPE 64GB 4Rx4 DDR4-2666V LR Smart Kit.
• HPE 128GB 8Rx4 PC4-2933Y-L 3DS Smart Kit.

Остались вопросы? Задайте их нашим консультантам и получите исчерпывающий ответ. Мы готовы предложить вам наилучшее решение для вашего оборудования, которое позволит получить максимум производительности.

Ранги оперативной памяти: что это такое, как узнать и какая лучше

Источник