Memorias DDR
El Nuevo Estándar
Para aquellos que no quieran destinar demasiado tiempo a entender la base del futuro del hardware a corto y medio plazo, resumiremos todo este artículo en su primer párrafo:
La memoria DDR es el nuevo estándar en memorias para PC. La principal diferencia respecto a las actuales SDR es el ancho de banda que soportan, que es exactamente el doble. Las nuevas memorias son incompatibles con las placas SDR (las actuales) así que habrá que cambiar también la placa base para poder aprovecharlas. Las memorias SDR y sus placas desaparecerán del mercado relativamente rápido. Ya hay tanto placas como memorias DDR disponibles y sus precios cada vez se asimilan más a los de las SDR. En cuanto a rendimientos, estos son más bajos que los que la teoría apunta, pero aún así marcan diferencias respecto a las actuales configuraciones. A destacar las diferencias existentes entre los micros de Intel y AMD. En sistemas DDR los ThunderBird de AMD acaban pasando literalmente por encima a los Pentium de Intel.
Por si te has interesado y quieres saber el cómo y el porqué, hemos preparado un artículo extremadamente sencillo que permitirá a los más "neófitos" en esto del hardware conocer este importante salto que vamos a dar.
DDR-SDRAM. El nuevo estándar:
Comercialmente en el mundo de la informática se abusa de términos como "nuevo estándar, "revolución tecnológica", y otros aún más rimbombantes. Realmente los cambios no son tan revolucionarios y en la mayoría de los casos acaban con la desilusión del usuario al comprobar la escasa diferencia de rendimientos respecto a la tecnología anterior. Los cambios de chipsets, el paso de socket a slot y de nuevo a socket, los cambios en los propios micros... ninguno supone un verdadero cambio de estándar. Los últimos cambios realmente interesantes los vivimos hace ya muchos años, con la implantación de las memorias SDR y los bus AGP.
La entrada en escena de las memorias DDR sí que suponen un verdadero avance. Son un cambio de estándar desde el momento que ofrecen rendimientos radicalmente distintos a los actuales, no hay compatibilidad entre el hardware anterior y el nuevo (placas base) y el actual hardware ha llegado al límite de sus posibilidades y está a punto de ganarse el adjetivo de "obsoleto". Esto supone que cada vez se vendan menos equipos basados en memorias SDR y que para mediados de año estos hayan sido sustituidos completamente por los DDR. Tendremos un nuevo estándar en memoria.
El fin de la memoria SDR:
En este artículo afirmamos que las actuales memorias SDR se dejarán de incluir en equipos nuevos en unos meses. Tal afirmación está respaldada por una circunstancia muy simple; mientras el resto de componentes del sistema siguen aumentando sus requerimientos de ancho de banda, la memoria SDR hace tiempo que ha llegado a sus límites. Lo vamos a entender muy fácilmente después de unas pocas multiplicaciones...
El máximo del ancho de banda teórico de un microprocesador moderno de 64 bits funcionando sobre un bus a 133 MHz es de 1.06 GigaBytes por segundo. Lo vemos... (recordemos que un Byte son ocho bits y que un Mega Hertzio son un millón de Hertzios)
64 bits x 133.000.000 Hz = 8.512.000.000 bits por segundo
8.512.000.000 / 8 / 1.000.000 = 1.06 GigaBytes por segundo
A su vez, el máximo del ancho de banda del bus gráfico AGP, un bus de 32 bits que funciona a 66 MHz, es también de otros 1.06 GB por segundo en la última versión AGPx4...
32 bits x 66.000.000 Hz = 2.112.000.000 bits por segundo
2.112.000.000 / 8 / 1.000.000 = 264 MBytes segundo (AGPx1)
264 x 4 = 1.056 MB por segundo = 1,06 GB segundo (AGPx4)
Por último, los buses PCI, también de 32 bits pero funcionando a sólo 33 MHz, pueden requerir anchos de banda de hasta 133 MB por segundo.
32 bits x 33.000.000 Hz = 1.056.000.000 bits por segundo
1.056.000.000 / 8 / 1.000.000 = 133 MegaBytes por segundo
Después de todas las operaciones de los párrafos anteriores, llegamos a la conclusión de que un sistema actual, funcionando a su máxima velocidad teórica, requiere un caudal de datos o ancho de banda de 2.25 GigaBytes por segundo.
1,06 + 1,06 + 0,13 = 2,25 GigaBytes por segundo
Sin embargo, las posibilidades de las actuales memorias no llegan a tanto. A continuación vamos a ver los anchos de banda de las actuales memorias SDR (64 bit) a 100 y 133 MHz.
64 bits x 100.000.000 Hz = 6.400.000.000 bits por segundo
6.400.000.000 / 8 / 1.000.000 = 800 MegaBytes por segundo
64 bits x 133.000.000 Hz = 8.512.000.000 bits por segundo
8.512.000.000 / 8 / 1.000.000.000 = 1,06 GigaBytes por segundo
Vemos como nuestras memorias no son capaces de manejar más de 1060 "megas" por segundo, cuando el resto del sistema puede llegar a necesitar 2.250 megas por segundo. Incluso las nuevas memorias SDR a 150 MHz no pasan de un ancho de banda igual a 1.200 Mb/sg. Esta carencia de las memorias a la hora de manejar información las convierte en un "cuello de botella" que ralentiza notablemente el rendimiento del PC.
Las cifras anteriores son velocidades teóricas que son imposibles de alcanzar en la práctica, es decir, un sistema todavía no requiere los 2,25 Gigas al segundo, y esa es la única razón de que las SDR sobrevivan aún. Pero esa circunstancia está apunto de cambiar. Los nuevos sistemas con FSB a 266 MHz, los micros por encima de los 1.000 MHz... los caudales de datos manejados por el sistema cada vez son mayores y la memoria cada vez supone un cuello de botella más limitante. Un ejemplo lo vimos cuando analizamos el primer PC comercial a 1300 MHz. Veíamos cómo en las pruebas los resultados apenas subían al acelerar el PC de 1000 a 1300 ó 1400 MHz... Los resultados de ese sistema no aumentaban acorde con los mayores rendimientos del micro porque la memoria que llevaba se lo impedían... Si queremos aprovechar todo el potencial de máquinas como esa, tenemos que abandonar las lentas memorias SDR y buscar algo más potente. Ha llegado el momento de las memorias DDR...
Nota para los más puristas: Las operaciones pueden resultar difíciles de entender ya que se multiplican distintas unidades. Se multiplica una cantidad por una velocidad y una velocidad no es más que una cantidad dividida entre un tiempo. Así que para hacer más entendible el asunto se ha optado por simplificarlo al máximo. De ahí que un Hertzio se haya correspondido con una operación por ciclo de reloj, cuando eso no es exacto (los procesadores realizan varias operaciones por ciclo de reloj y estas son consideradas de un modo dependiendo de si son arquitecturas CISC o RISC)... También se usan los múltiplos de 10 para los "megas", "Gigas", en lugar de los múltiplos de 8 (1024), que defienden una parte de los informáticos. Pero no se trata de complicar más algo que sólo sirve de ejemplo. Aquí tenéis una tabla con algunas equivalencias que hemos usado.
Tabla de equivalencias
1 Byte
= 8 bits
1 Kilo Byte (Kb)
= 1000 Bytes
1 Mega Byte (Mb)
= 1000 Kb
1 Giga Byte (Gb)
= 1000 Mb
1 Hertzio (Hz)
= 1 operación/segundo
1 Mega Hertzio (MHz)
= 1.000.000 Hz
Y el principio de las DDR...
Las memorias DDR deben su nombre a las iniciales "Double Data Rate", del mismo modo que las SDR son "Single Data Rate". Las DDR son muy similares a las SDR en todos los aspectos, pero como su nombre indica, son capaces de realizar dos operaciones por ciclo de reloj, mientras que las memorias convencionales sólo hacen una. De este modo se dobla la cantidad de información que pueden mover en cada ciclo llegando a los 2.12 Gb por segundo frente a los 1.06 Gb que mueven las SDR. En las siguientes operaciones vemos la cantidad de megas por segundo que son capaces de mover las memorias DDR a 100 y 133 MHz.
64 bits x 100.000.000 Hz = 6.400.000.000 bits por segundo
6.400.000.000 / 8 / 1.000.000 x 2 = 1.600 MB por segundo
64 bits x 133.000.000 Hz = 8.512.000.000 bits por segundo
8.512.000.000 / 8 / 1.000.000 x 2 = 2.100 MB por segundo
Vemos como las memorias DDR, moviendo el doble de datos por segundo sí ofrecen un caudal suficiente para los actuales sistemas. Vemos como la memoria DDR sobre un sistema con bus a 100 MHz es capaz de llegar a mover 1.600 megas por segundo (de ahí que se llamen PC1600) y que las que funcionan en sistemas a 133 MHz llegan hasta los 2.100 megas por segundo (y se llaman PC2100). Aún así no son cifras como para echarse a dormir y ya se está empezando a hablar de las memorias DDRx2, que en su momento doblarán el caudal de datos de estas primeras memorias DDR.
Aunque externamente los módulos de memoria DDR y SDR sean prácticamente idénticos, las diferencias internas son muchas, lo cual provoca que las memorias y placas DDR sean incompatibles con memorias y placas SDR. Las mayores causas de incompatibilidad son el voltaje y el número de pines por módulo. A continuación vemos una tabla con un resumen de las principales diferencias entre las DDR y las SDR, incluyendo también las memorias RDRAM, las terceras en liza y de las que luego hablaremos. Vemos las velocidades disponibles actualmente, el caudal de datos o ancho de banda de cada velocidad, los voltajes a los que funcionan y el número de pines de cada tipo de módulo.
SDR DDR RDR
Velocidad MHz
100 / 133
200 / 266 600 / 800
Caudal MB/Sg
800 / 1064
1600 / 2100
1600 / 3200
Voltaje V
3.3
2.5
2.5
Pines
168
184
168
Para impedir que por accidente se intente hacer funcionar componentes DDR con otros SDR, los módulos de memoria DDR y sus ranuras de instalación tienen una hendidura menos, como vemos en la imagen. Al igual que las SDR, las DDR se no requerirán funcionar "en pareja", como los antiguos módulos SIMM, y bastará tener un solo módulo con la cantidad de memoria deseada (o que se nos podamos permitir) para que el PC funcione. En cuanto al tamaño de estos módulos, el más pequeño y que ya tenemos en el mercado es el de 64 Mb y a lo largo de este año podremos acceder (al menos a ver en los escaparates) módulos de un Giga (1.000 Mb).
Los precios y la disponibilidad de la memoria DDR son, cuando menos, curiosos. Y digo curiosos por no decir cosas peores. En el mercado ha habido memoria DDR desde finales de diciembre, si bien no en cantidades suficientes y a precios muy caros. Sin embargo ahora se pueden comprar módulos de 128 Mb DDR PC1600 por poco más de 20.000 Ptas. y en PC2100 cerca de las 40.000. Sin embargo en España y en la totalidad de Latinoamérica esos precios están algo "inflados" y se está pidiendo mucho más dinero por los mismo módulos, llegando a las 66.000 Ptas. por un módulo de 128 MB PC2100. Personalmente creo que esos precios son propios de países dónde hay muchos idiotas adinerados o muchos truhanes, supongo que más lo segundo... Tendremos que esperar a que las memorias DDR acaparen toda la producción que aún mantienen las memorias SDR y lleguen a los mercados de forma masiva. Entonces es previsible que las memorias DDR cuesten de forma muy similar a las actuales SDR, estabilizándose entre las 15.000 y las 20.000 Ptas. por módulo de 128Mb.
En cuanto a las placas base que las soportan, ya tenemos en el mercado varias opciones basadas en los chipsets AMD 760 y ALI MAGIK 1. Sobre rendimientos hablaremos después, pero podemos adelantar que son ligeramente superiores sobre el chipset de ALI. De todos modos se trata de los primeros productos basados en una nueva tecnología, por lo que tendremos que esperar todavía para ver chipsets totalmente optimizados para aprovechar las nuevas memorias y BIOS mucho más depuradas que las de ahora.
Por último, los micros que funcionan con memoria DDR. Todos los Athlon de AMD soportan estas memorias y los nuevos micros que funcionan a más de 200 MHz, las requieren obligatoriamente. En el caso de los micros Intel el caso es similar, si bien no depende tanto del micro como de la placa que lo monta.
La tercera en discordia... RDRAM
Si bien para todo el mundo está claro que las memorias SDR están próximas a su fin, no para todos está tan claro que sus sucesoras vayan a ser las DDR. Y entre los que no apuestan por este formato de memoria hay un peso pesado; Intel. El último año de Intel puede ser calificado de muchas formas, menos bueno. El rotundo fracaso de sus chipsets 810 y 820, sumados a los interminables problemas con sus Pentium IV y un imparable avance de su competencia más directa, AMD, han acabado por conseguir algo que hace tan sólo un año era impensable; poner contra las cuerdas al gigante Intel. Siendo taxativos podríamos decir que Intel no ha hecho nada bien desde el lanzamiento de su chipset BX, hace ya demasiados años. Sobre ese chipset los micros Pentium mantienen su ventaja sobre los micros de AMD, pero sobre cualquier otro chipset más moderno, ya sea VIA o ALI, los AMD dejan bastante atrás a los Intel.
Dejando a un lado los problemas citados, Intel tiene otro frente abierto, el de las memorias. En este frente lucha en solitario (o junto a RAMbus, el fabricante) a favor de unas memorias a las que prácticamente nadie más apoya (lo cual no quiere decir que no sea suficiente). Los módulos RIMM de RDRAM son la segunda opción para constituirse como estándar tras la desaparición de las SDR. Estas memorias tienen unas ventajas claras, siendo las más destacables las velocidades a las que trabajan y el caudal máximo teórico que pueden alcanzar. Hablamos de unas velocidades máximas de 800 MHz y un caudal o ancho de banda de 3,2 GB/Sg (usando canal doble). Sin embargo tienen otros importantes inconvenientes. Principalmente la falta de apoyo por parte del resto de fabricantes e integradores, el altísimo precio de los módulos de memoria y los escasísimos rendimientos que alcanzan frente a las "viejas" memorias.
Aún así, Intel mantiene su apuesta ciega por las memorias RDRAM. Las primeras pruebas que hemos hecho con sus chipsets han sido fráncamente decepcionantes. Actualmente los productos basados en esta memoria que hay en el mercado así como los propios módulos de memoria, son muy difíciles de encontrar y muy caros de pagar. Esto es debido a que la totalidad de los fabricantes que en principio apostaron junto a Intel por este tipo de memorias, se han echado atrás y se han encaminado hacia las memorias DDR. El revés definitivo se ha producido cuando los fabricantes de placas base han empezado a sacar al mercado placas para memoria DDR y micros Intel, permitiendo utilizar los micros de Intel rodeados de hardware de la competencia... Para nosotros esto es muy significativo. Veremos como acaba Intel después de esta ciega carrera hacia delante y si son ellos los que tienen la razón o es el resto del mundo. De ser lo segundo, sería la primera vez en muchos años que un estándar contrario a los intereses de Intel sobrevive.
Rendimientos:
¿Decepción? Bueno, quizá sea una palabra muy fuerte, pero es lo que hemos sentido la mayoría. La teoría que precedía a las memorias DDR nos tenía tremendamente ilusionados, de ahí que sea esa la sensación posterior a las primeras pruebas; decepción. Sin embargo no es la primera vez que analizamos un hardware "demasiado verde". Ya sabemos lo que pueden cambiar las cosas con un par de cambios en el FSB y una buena BIOS. Las placas que hemos probado así como los módulos de memoria eran versiones aún por pulir y preferimos pensar que aún les queda mucho por mejorar.
Hemos hecho las típicas pruebas con Quake 3, 3d Mark, Sysmark, WinBench, WinStone, Sandra... y las diferencias respecto a las conseguidas bajo la misma configuración con memorias SDR han sido mínimas. Concretamente hablamos de un 5% a favor de las DDR en la mayoría de los casos, algunas veces las diferencias aún eran menores y sólo en determinados test de Sysmark y Sandra las diferencias crecían hasta un 30 ó 40%.
Las diferencias de rendimientos se mantenían independientemente del micro utilizado, las resoluciones, profundidades de color y texturas... Nos llamó la atención la poca diferencia que mostraban las memorias en test específicamente creados para analizar memorias como el de los test de Zipp Davis y el del Sisoft Sandra. En estos test las diferencias de rendimientos eran siempre inferiores al 10%.
Los únicos resultados realmente buenos de las DDR respecto a las SDR los conseguimos con test muy concretos como el PhotoShop en el Sysmark y otros test del WinStone y Sandra, todos ellos test que medían el rendimiento del sistema en aplicaciones 2D y ofimática, como procesadores de texto, hojas de cálculo y bases de datos. En este tipo de aplicaciones donde se escribe y sobrescribe la memoria gran número de veces con pequeñas cantidades de datos, se hace más notable la menor latencia de las DDR y las diferencias llegan a alcanzar el 50% respecto a las SDR.
De todos modos estamos seguros de que es demasiado pronto para hacer un análisis detallado ya que el hardware sobre el que hemos probado la memoria aún no está lo suficientemente optimizado y, sobre todo, las BIOS utilizadas no nos daban demasiada confianza. Habrá que esperar aún unas semanas para poder contar con hardware fiable y quizá tardaremos unos meses en encontrar en el mercado un hardware capaz de exprimir a tope la capacidad de las DDR.
Conclusiones:
La primera conclusión es que el actual hardware cada día requiere un mayor caudal de datos y las memorias SDR han llegado al tope de sus posibilidades. El ancho de banda que requiere un sistema nuevo alcanza los 2.25 GB/Sg (teóricos) entre micro y buses AGP y PCI y la memoria SDR de 133 MHz sólo alcanza a ofrecer 1.06 GB/Sg. El fin de la SDR es inevitable y se plantean dos alternativas en su sucesión. La memoria DDR, apoyada por AMD, ALI, VIA y demás fabricantes y desarrolladores, y la memoria RAMBUS (RDRAM) desarrollada y apoyada exclusivamente por Intel. Ambas memorias llevan escaso tiempo en el mercado y aún no cuentan con el soporte apropiado para dar de sí al máximo. Además las producciones son todavía pequeñas y la demanda grande, por lo que los precios son altos. Entre estas dos opciones, desde Meristation apostamos por la memoria DDR.
Esta memoria DDR en principio se vende en dos velocidades que son PC1600 (equivalente a la SDR PC100 y que mueve 1600 MB/Sg) y la PC2100 (equivalente a la SDR PC133 y con un ancho de 2100 MB/Sg). Los precios son todavía el doble de los de la SDR, que en estos momentos es extremadamente barata por haberse convertido en un estándar bastante longevo. Aunque en España los precios de la DDR son todavía desorbitados (algo habitual en este país), es previsible que en pocas semanas los precios se equiparen a los de la SDR.
Las memorias DDR son soportadas por prácticamente todos los micros modernos y cuenta con dos chipsets desarrollados para ella, el AMD 760 y el ALI MAGIK 1.
En cuanto a rendimientos, estos son excesivamente parecidos a los de la SDR. Estamos seguros de que tan escasas prestaciones se deben a lo nuevo de la tecnología y al largo camino que queda hasta que ésta se optimice. Aún así, en operaciones que requieren rápidas y continuadas escrituras en memoria (ofimática) los rendimientos llegan a ser un 50% superiores a los de las SDR, por la menor latencia y velocidad de las DDR.