DDR, GDDR, HBM memóriák sebességei

A számítógépes hardver szabványok teljesítményét gyakran elméleti maximális értékekkel hirdetik, amelyek ideális laboratóriumi körülmények között mérhetők (a gyakorlatban az átvitel korlátozott lehet az eszközök vezérlői, hőmérséklet vagy egyéb szűk keresztmetszett miatt.). Ezek a számok nem feltétlenül tükrözik a valós felhasználási sebességet, de összehasonlításra kiválóan alkalmasak, mert egyértelműen mutatják a technológiai generációk közötti különbségeket.

Az alábbi táblázatokban az adott szabvány elméleti maximális értékét adom meg, az olvashatóság és összehasonlítás kedvéért kerekítve és minden esetben byte-ban is ábrázolva (pontosabban MB -ban). Számítástechnikai adatátviteli és tárolási szabványokról, mértékegységekről, sebességekről, valamint ezek elméleti alapjairól itt írtam.

DDR SDRAM

A számítógépes memóriák (RAM - Random Access Memory) a számítógép ideiglenes, gyors elérésű adattárolói. A modern RAM modulok DDR (Double Data Rate) technológiát használnak, ami azt jelenti, hogy az órajel fel- és lefutó élén is történik adatátvitel, így megduplázva a hatékony adatátviteli sebességet az eredeti SDRAM-okhoz képest.

Az eredeti SDRAM (később SD vagy SDR RAM-ként is említik, hogy megkülönböztessék a DDR-től) 66-133 MHz órajelen működött, és mivel még nem volt "double data rate", így az effektív adatátviteli sebesség megegyezett az órajellel.

Az MT/s azt mutatja meg, hogy a memória másodpercenként hány millió adatátviteli műveletet képes végrehajtani. A DDR (Double Data Rate) memóriák esetében ez azért érdekes, mert egy órajelciklus alatt két adatátvitel történik - egyszer az órajel felfutó élénél, egyszer pedig a lefutó élénél.

Vegyük például a DDR2-400-as memóriát:

• Az alap órajele 200 MHz
• Mivel DDR technológiát használ (dupla adatátvitel), ezért a tényleges átviteli sebesség ennek duplája: 400 MT/s

Hogy ezt jobban el tudd képzelni:

1. Egy 200 MHz-es órajel azt jelenti, hogy másodpercenként 200 millió órajelciklus történik
2. Minden ciklusban 2 adatátvitel történik (fel- és lefutó él)
3. Így összesen: 200 millió × 2 = 400 millió átvitel másodpercenként (400 MT/s)

Ez különbözik a sávszélességtől (MB/s), ami azt mutatja meg, hogy mennyi adat mozog át ténylegesen. A sávszélesség kiszámításához az MT/s értéket szorozzuk a memória busszélességével (általában 8 byte a DDR2 esetében): 400 MT/s × 8 byte = 3200 MB/s.

Verzió	MT/s	Modul név	Megjelenés	Órajel (MHz)	Sávszélesség (byte/s)
DDR	200-400	PC-1600 - PC3200	1998	100-200	1 600 - 3 200 MB/s
DDR2	400-1066	PC2-3200 - PC2-8500	2003	200-533	3 200 - 8 533 MB/s
DDR3	800-2133	PC3-6400 - PC3-17000	2007	400-1066	6 400 - 17 066 MB/s
DDR4	1600-3200	PC4-12800 - PC4-25600	2014	800-1600	12 800 - 25 600 MB/s
DDR5	3200-7200	PC5-25600 - PC5-70400	2020	1600-3600	25 600 - 57 600 MB/s

A gyártók eltérő megjelöléssel hozzák forgalomba a memória modulokat, verzió számmal, átviteli sebességgel vagy éppen a mega átvitellel (MT). Ez nem segíti az eligazodást, de a fenti táblázat alapján, azért minden termék egyértelműen beazonosítható. Pl. a következő megnevezések ugyanazt a memória modult takarják: DDR2-533, PC2-4200, DDR2-4266MB

DDR ECC

Az ECC (Error-Correcting Code) memória egy speciális memóriatípus, amelyet elsősorban szerverekben, munkaállomásokban és más nagy megbízhatóságot igénylő rendszerekben alkalmaznak. A DDR ECC memóriák ebben a hibajavításban különböznek a normál DDR memóriáktól.

• Hibajavítás: Az ECC memóriák képesek egybites hibák automatikus javítására és többbites hibák észlelésére. Ez jelentősen csökkenti az adatvesztés és rendszerösszeomlás kockázatát.
• Extra bitek: Egy ECC memóriamodul jellemzően 8 helyett 9 vagy 10 biten tárolja az adatokat minden byte esetén, így biztosítva a hibajavítás lehetőségét.
• Kompatibilitás: Nem minden alaplap támogatja az ECC memóriát. A legtöbb szerver- és munkaállomás-alaplap kompatibilis, de az átlagos otthoni PC-k nem.
• Sebesség és késleltetés: Az ECC memóriák némileg lassabbak lehetnek a nem-ECC DDR memóriáknál, mivel a hibajavítási műveletek extra számítási kapacitást igényelnek.
• DDR generációk: Az ECC technológia minden modern DDR verzióban elérhető (DDR, DDR2, DDR3, DDR4, DDR5), és gyakran használják szerverekben a rendszer stabilitásának növelésére.

Az ECC memóriát általában olyan kritikus rendszerekben alkalmazzák, ahol az adatbiztonság és a folyamatos működés elengedhetetlen, például pénzügyi szolgáltatásokban, egészségügyi rendszerekben és nagy teljesítményű számítási környezetekben.

GDDR

GDDR memóriák: A GDDR (Graphics Double Data Rate) memóriák magas órajellel és kisebb buszszélességgel működnek, így ideálisak játékokhoz és általános grafikai alkalmazásokhoz. Például a GDDR6 akár 16 Gbps sebességet is elérhet, és széles körben használják gamer GPU-kban.

A GT/s hasonlóan a DDR memóriához azt mutatja meg, hogy mennyi adat mozog át ténylegesen, annyi változással, hogy itt még bejön egy 1000-es szorzó.

Verzió	Megjelenés	Órajel (MHz)	GT/s	Sávszélesség (byte/s)
GDDR2	2002	500–500	0.8–1.0	3 200 – 4 000 MB/s
GDDR3	2004	400–1 000	0.8–2.0	3 200 – 8 000 MB/s
GDDR4	2006	868–1 126	1.7–2.3	6 900– 9 000 MB/s
GDDR5	2008	1 000–2 000	4.0–8.0	16 000– 32 000 MB/s
GDDR5X	2016	1000–1 808	8.0–14.5	32 000– 57 900 MB/s
GDDR6	2018	1 375–2 500	11.0–20.0	44 000– 80 000 MB/s
GDDR6X	2020	1 188–1 438	19.0–23.0	76 000– 92 000 MB/s

HBM

HBM memóriák: Az HBM (High Bandwidth Memory) memóriák nagy buszszélességgel rendelkeznek, ami lehetővé teszi hatalmas adatmennyiségek gyors átvitelét. Az HBM3 például akár 64 Gbps sebességet is elérhet, és főként nagy teljesítményű számítási feladatokhoz, például mesterséges intelligencia és HPC (High-Performance Computing) területeken használják.

Verzió	Megjelenés	Sávszélesség (byte/s)
HBM	2013	128 000 MB/s
HBM2	2016	307 000 MB/s
HBM2E	2018	461 000 MB/s
HBM3	2022	819 000 MB/s
HBM3E	2023	1 229 000 MB/s
HBM4	2026	1 638 000 MB/s