Cuestión de memoria: DDR2 vs DDR3

Hace no mucho sólo había un tipo de memoria para todas las plataformas y procesadores. Ahora, conviven DDR, DDR2 y DDR3 junto con un sinfín de números relacionados con la velocidad de los módulos, el voltaje o la latencia

Cuestión de memoria: DDR2 vs DDR3

9 diciembre 2008

En el rendimiento de la memoria, median la frecuencia de reloj y la latencia; pero, indirectamente, influyen también la tecnología del chipset, cómo es su arquitectura y dónde se ubica el controlador de memoria. En los sistemas con Phenom, éste está en el procesador, mientras que, en los Intel, se halla en el northbridge del chipset. En última instancia, es la CPU la que necesita los datos de la memoria para realizar su trabajo, por lo que, en principio, es más eficiente tener la controladora de memoria en la CPU.

 

Una de las ventajas de tener la controladora «fuera» es la posibilidad de usar distintos tipos de memoria sin cambiar el diseño del procesador. De ahí que DDR3 sólo ofrezca compatibilidad con Intel. Es más, en algunas placas base, se pueden instalar módulos DDR2 y DDR3, aunque no simultáneamente.

 

Por el contrario, la controladora de memoria integrada permite obtener velocidades de acceso mayores, así como menores latencias y retardos al no tener que mediar el chipset para nada. Aun así, este argumento no fue capaz de hacer que AMD Phenom superase en rendimiento a la familia Core 2 Duo de Intel; al menos, en el segmento doméstico.

 

Al final, de lo que se trata es de acceder a los datos de la RAM con tanta velocidad como se pueda para evitar que el procesador tenga que esperar en su lectura y en su escritura. Primero DDR y DDR2 y, luego, DDR3 han querido aumentar las frecuencias de trabajo para adaptarse a las frecuencias crecientes del bus del sistema.

 

De SDR a DDR

En realidad, las memorias DDR, DDR2 o DDR3 no se diferencian tanto entre sí como las SDR de las DDR. Se introducen mejoras con transistores más rápidos, tamaños de búfer más elevados, voltajes de funcionamiento menores o, como en las DDR3, comandos de control para realizar tareas tan «simples» como la de poner a cero las células de memoria  tras reiniciar el sistema, por ejemplo.

 

Sin embargo, en la transición desde la tecnología SDR a la DDR, sí se produjo un cambio significativo: en vez de transferirse un byte por cada ciclo de reloj, se comenzaron a transferir dos, duplicando el ancho de banda.

 

Así pues, las diferencias entre DDR2 y DDR3 no son profundas. Además, tal y como se comprueba en los benchmarks, hay un cuello de botella importante con el bus del sistema. En nuestras pruebas, el bus era de 1.333 MHz, con un ancho de banda máximo de 10,67 Gbytes, pero no se llegaron a alcanzar los 7 Gbyes/s con ninguna de las dos.

 

Las pruebas del Laboratorio

Con los tests se pretende obtener resultados de referencia para determinar hasta qué punto la memoria influye en el rendimiento del equipo y de algunas aplicaciones. La idea es emplear un procesador de gama alta, como el QX6850, con cuatro cores y 3 GHz de velocidad para que no suponga un cuello de botella. Por lo demás, se han empleado dos placas estables y con chipsets compatibles con la mayoría de los módulos de memoria.

 

Los componentes comunes utilizados han sido Windows Vista con SP1, una fuente de alimentación OCZ Elte Xtream 800, 800W, un Intel Core 2 Extreme QX6850, 3 GHz, FSB 1.333 MHz, una Sapphire ATI Radeon HD4670, un SATA Maxtor 500 Gbytes a 7.200 rpm, un ventilador OCZ Vendetta 2, un Samsung SyncMaster T240HD de 24 pulgadas y 1.920 x 1.200 píxeles.

 

Para el equipo DDR3, contamos con una placa base Zotac GeForce 790i- Supreme, chipset nVidia nForce 790i y memoria Crucial Ballistix DDR3 2.000 MHz; mientras que para el equipo DDR2, una placa Gigabyte GA-EP45-DS3P, chipset Intel EP45 y memoria Transcend aXeRam DDR2 1.066+.

 

En software, empleamos Kribibench 1.1.7, PovRay 3.7, Science Mark 2, SiSoft Sandra, PCMark 2005 y 3DMark Vantage.

 

Análisis de resultados

La tabla de resultados (ver PDF adjunto) refleja los rendimientos obtenidos con DDR3 y DDR2. En el caso del primer tipo, fue posible jugar con libertad con los valores de velocidad de la memoria, desde un mínimo de 667 MHz hasta 1.600 MHz.

 

La memoria es capaz de alcanzar 2.000 MHz, pero hay que entrar a configurar valores de voltaje de hasta 1,9 V. Con la DDR2, se pudo jugar con dos valores, 1.066 MHz y 667 MHz, aunque la temporización avanzada fue posible atacarla con tanto detalle como en el caso de la memoria DDR3.

 

Si hubiese que extraer una conclusión, sería que no hay una diferencia notable entre rendimientos con DDR2 o DDR3 y, aun variando la frecuencia de la memoria 1.000 MHz, los resultados no difieren sustancialmente ni justifican una inversión extrema en módulos especiales.

 

Entrando en detalle, se observa casi una respuesta plana en el parámetro relativo al ancho de banda de la memoria. Por encima de los 667 MHz, incluso incrementos de 1.000 MHz en la velocidad no suponen apenas nada en el resultado. El bus del sistema alcanza un máximo de 1.600 MHz en algunos procesadores y chipsets y, en este caso, se trabajó con 1.333 MHz con una velocidad teórica de algo más de 10 Gbytes/s, mientras que, en la práctica, se alcanzaron menos de 7 Gbytes/s.

 

De los teóricos hay que descontar el efecto de la «burocracia» impuesta por la jerarquía del bus, así como por la arquitectura de los procesadores Quad Core en las que sólo un núcleo accede cada vez al bus, evitando un tráfico de datos máximo.

 

El apartado de la latencia también parece estar sobrevalorado, de modo que se compensa una mayor velocidad con una mayor latencia. Ésta se mide en ciclos, cuya duración está relacionada con la frecuencia. A mayor frecuencia, el periodo de cada ciclo es menor, de forma que, aunque aumente la latencia, se compensa una circunstancia con la otra.

 

En cuanto al Command Data Rate (medido como 1T o 2T), indica si la memoria es capaz de enviar órdenes de transferencia con cada ciclo o cada dos. En este caso, sí supone una penalización en las aplicaciones que deban acceder constantemente a la memoria, pero, con el uso de búfer prefetch, se minimiza su influencia.

 

En definitiva, vemos que de momento, habrá que esperar a que llegue Nehalem para ver si la memoria DDR3 hace valer sus argumentos.

 

Nehalem y la memoria

Una cuestión que hay que tener en cuenta con la llegada del procesador Nehalem es el tipo de memoria compatible. Con el Core i7, el primero en aparecer, llegan novedades. La primera es la integración del controlador de memoria en el procesador, que se comunica con los módulos DDR3 a través del QPI (Quick Path Interconnect), que ya no es un bus paralelo como el FSB de toda la vida, sino una conexión serie directa entre la CPU y la memoria.

 

La segunda es la optimización del sistema de memoria para el uso de tres canales, de modo que, para conseguir el máximo rendimiento, se necesitan tres módulos de memoria en vez de dos.

 

El problema llega porque la electrónica de control del procesador Core i7 se ha diseñado siguiendo las normas JEDEC, la organización oficial encargada de diseñar las especificaciones de las distintas tecnologías DDR. Y el voltaje oficial es de 1,5 V.

 

Sin embargo, los fabricantes han utilizado especificaciones de voltaje mucho más elevadas (hasta 1,9 V) para potenciar el overclocking. Si se configura la memoria para que funcione con el valor por defecto, puede, incluso, dañar al procesador.

 

El precio

En memoria DDR3, hay bastantes diferencias de precio (en torno a 200 euros) entre comprar, por ejemplo, 2 Gbytes de gama alta DDR3 de 1.800 MHz o 2 Gbytes de DDR3 a 1.066 MHz.

 

En DDR2, los precios han bajado mucho y no hay diferencias notables ni siquiera entre la memoria DDR2 1.200 MHz y la DDR2 1.066, por lo que, a poco que se tengan inquietudes o se tenga alguna de las nuevas placas compatibles con DDR2 1.200 MHz, no habría motivo para no decidirse. En cualquier caso, en el capítulo de rendimiento, no hay variaciones notables, tal y como se desprende de las pruebas de laboratorio.