مقایسه ماژول های حافظه DIMM، RDIMM و LRDIMM

سرعت ماژول های حافظه RDIMM

RDIMM یا Registered DIMM با داشتن یک رجیستر در DIMM (برای بافر کردن آدرس ها و دستورات) یکپارچگی سیگنال را بهبود می بخشد تا سیگنال مابین ماژول های حافظه دسترسی تصادفی دینامیک (DRAM ها) موجود در DIMM و کنترلر حافظه بهبود پیدا کند. این اجازه می دهد تا هر کانال حافظه از حداکثر سه DIMM دو رنکی استفاده کند که به طور قابل توجهی حجم حافظه ای که سرور می تواند پشتیبانی کند را افزایش می دهد. با RDIMM ها این بافر به طور جزئی میزان تاخیر حافظه و برق مصرفی را افزایش می دهد.  dual-rank در اینجا رنک یا رتبه یا درجه را توصیف می کند. به عبارت بهتر در حافظه های دو رنکی حافظه رم به دو گروه تقسیم می شود که در هر زمان سیستم تنها به یک رنک دسترسی خواهد داشت. این رنک DIMM قطعات ۶۴ بیتی از اطلاعات موجود در DIMM است. بنابراین در DRAM های تک رنگی شما در یک طرف تراشه می توانید یک قطعه ۶۴ بیتی از اطلاعات را داشته باشید در حالی که در DRAM های دو رنکی شما در دو طرف تراشه می توانید قطعه ۶۴ بیتی از اطلاعات را در هر طرف داشته باشید و در نتیجه دارای رنک دو هستند. حتی DIMM های چهار رنکی وجود دارند که در هر طرف از DIMM دو قطعه ۶۴ بیتی از اطلاعات وجود دارد. به منظور مقایسه این دو نوع حافظه نموداری در زیر نشان داده شده است که تفاوت زمان تاخیر RDIMM ها و LRDIMM ها را در سرور Hewlett Packard Enterprise (HPE) Proliant Gen9 دو سوکتی که از دو پردازنده Intel Xeon E5-2600v4 استفاده می کنند نشان داده شده است. با بررسی این نمودار شما متوجه خواهید شد که تاخیر بارگذاری شده برای RDIMM هایی که تنها یک رنک (۱Rx8) دارند در واقع بالاتر از RDIMM ها و LRDIMM هایی است که ظرفیت بالاتری دارند. به همین دلیل است که ماژول های تک رنکی اجازه نمی دهند تا پردازنده درخواست حافظه از پردازنده ها را به صورت موازی انجام دهد (همان کاری که با ماژول های دو یا چند رنکی انجام می دهد).

عواملی وجود دارند که روی تاخیر حافظه موجود در یک سیستم تاثیر می گذارند.

سرعت DIMM

DIMM سریعتر تاخیر کمتری را ایجاد میکند (به خصوص تاخیر بارگذاری). در شرایط تحت بارگذاری، مهمترین عاملی که زمان تاخیر را افزایش می دهد زمانی است که حافظه درخواست را به صف انتظار برای اجرا شدن ارسال می کند. DIMM سریعتر موجب می شود تا کنترلر حافظه خیلی سریعتر بتواند دستورات صف شده را پردازش کند. برای مثال حافظه ای که دارای سرعت ۲۴۰۰MT/s است نسبت به حافظه ای که در سرعت ۲۱۳۳MT/s اجرا می شود حدود ۵ درصد کاهش تاخیر بارگذاری دارد.

رنک ها Ranks

برای سرعت حافظه DDR4 یکسان و نوع DIMM یکسان، رنک های بیشتر معمولا موجب افزایش زمان تاخیر بارگذاری می شود. در حالی که رنک های بیشتر در کانال، کنترلر حافظه را قادر می سازد که توانایی بیشتری برای پردازش های درخواست حافظه به صورت موازی داشته باشد و اندازه صف های درخواست را کاهش می دهد و همچنین کنترلر می تواند دستورات رفرش بیشتری را ارسال کند. مزیت موازی سازی بیشتر این است که نیاز به سیکل های رفرش اضافی از بین می رود که منجر به کاهش جزئی تاخیر بارگذاری برای دو تا ۴ رنک در یک کانال می شود. با داشتن ۴ رنک بیشتر در یک کانال زمان تاخیر بارگذاری افزایش اندکی خواهد داشت.

CAS Latency

تاخیر CAS (مخفف Column Address Strobe) تاخیر زمانی اولین پاسخ DRAM را نشان می دهد. این زمان تاخیر به عنوان تعداد سیکل هایی (به طور مثال ۱۳، ۱۵،۱۷) مشخص می شود که کنترلر باید بعد از ارسال دستور Column Address و قبل از قابل دسترس شدن داده ها در باس منتظر بماند. تاخیر CAS شامل هر دوی تاخیر بارگذاری و غیربارگذاری است (که مقدار پایین تر بهتر است).

بهره وری

افزایش باس حافظه موجب تغییر تاخیر خواندن سطح پایین باس حافظه نمی شد. دستورالعمل های خواندن و نوشتن فردی همیشه در حجم زمانی یکسانی کامل می شوند (بدون در نظر گرفتن حجم ترافیک باس). با این حال، افزایش بهره وری موجب افزایش زمان تاخیر حافظه سیستم می شود که به علت تاخیرهایی است که در صف های درون کنترلر حافظه جمع می شوند. توان عملیاتی واقعی حافظه بسیار ثابت باقی می ماند مگر اینکه از سه DIMM در هر کانال (DPC) استفاده شود و یا از LRDIMM های ۱۲۸ گیگابایتی استفاده شود.

LRDIMM ها ظرفیت بهتری را ارائه می دهند

LRDIMM ها برای تحکیم بارهای الکتریکی رنک ها در LRDIMM ها به یک بار الکتریکی از بافرهای حافظه استفاده می کنند که اجازه می دهد این حافظه ها در یک ماژول DIMM حداکثر ۸ رنک داشته باشند. با استفاده از LRDIMM ها شما می توانید سیستم ها را با بیشترین حافظه ممکن پیکربندی کنید. با این حال، LRDIMM ها انرژی بیشتری استفاده می کنند و در مقایسه با RDIMM ها که ظرفیت کمتری دارند تاخیر بیشتری را ارائه می دهد. در ادامه یک جدول آمده است که مقدار ظرفیتی که با استفاده از LRDIMM و RDIMM بدست آمده را نشان می دهد.

همانطور که دیده می شود با مقایسه LRDIMM در مقابل RDIMM ها شما می توانید سرورهای خود را به ۴ برابر حجم حافظه بیشتر تجهیز کنید

پس کدام بهتر است؟

مانند بیشتر سوالاتی که اغلب در صنعت فناوری اطلاعات مطرح می شود، پاسخ به این سوال به مورد استفاده شما بستگی پیدا می کند. اگر می خواهید از ماژول های حافظه DIMM ی استفاده کنید که بیشتر از ۳۲ گیگابایت نباشد در ۹۰ درصد از مواقع شما باید از RDIMM ها استفاده کنید (که کمی گرانتر از LRDIMM ها هستند). با این حال اگر معماری سرور شما نیاز به استفاده از DIMM هایی دارد که اندازه بیشتر از ۳۲ گیگابایت داشته باشد به سمت LRDIMM ها بروید. برای عملکرد مطلوب، دستورالعمل های کلی برای سرور شما استفاده از یک یا دو RDIMM در هر کانال حافظه است که هر یک دارای دو رنک هستند.