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ARCHIV :: # 1121

SDR vs DDR

ein Diskussionsbeitrag

Autor: wp - Datum: 29.08.2002

Welcher Wessi (und welcher Ossi!) hätte es in den seligen Jahren vor Mauerfall und Solidaritätszuschlag (Achtung, Ironie!) geglaubt, dass einmal die ganze Welt dem Kürzel DDR verfallen sein könnte. Nun, nicht wirklich die ganze Welt, aber doch ein großer Teil der Computerwelt. DDR ist eines der Buzz-Akronyme, die man schon beherrschen muss, wenn man in Geek-Kreisen halbwegs ernst genommen werden will. Aber was heißt das denn ausgeschrieben? Tut es weh, wenn man es anfasst? Macht es Kopfschmerzen, wenn man zuviel davon trinkt? Fragen über Fragen. Gut, dass die MacGuardians für alle Fragen Experten haben (oder solche, die sich erfolgreich als Experten ausgeben können ;-). Mike Sprecher beleuchtet für MacReview die Vor- und Nachteile der DDR ganz unhistorisch, aber dennoch fachmännisch. Dabei kommt dann noch SDR ins Spiel, die arme, aber ehrliche Verwandtschaft (von wegen ehrlich: Sozialistische Deutsche Republik hätte es schon besser getroffen). Und auf einmal ist es gar nicht mehr sicher, ob neu und flott immer besser ist als bewährt und solide. Der Prozessorkarten-Hersteller Powerlogix hat nur kurze Zeit nach Anlaufen der Diskussion um die DDR-Speicherbausteine der neuen Apple Rechner ein kleines PDF veröffentlicht, in dem sie auf die Thematik eingehen.

Bis vor Kurzem und für eine geraume Zeit waren sogenannte SDRAMs der Standard in so gut wie allen normalen Desktop-Rechnern. Mit dem Aufkommen der DDR-Bausteine bekamen die "alten Riegel" einen weiteren Namen, SDR für Single Data Rate gegenüber DDR, das für Double Data Rate steht. An sich verhält es sich ganz beschaulich, die SDR-Chips übertragen mit jedem Takt einmal Daten vom oder zum Speicher, die DDR-Steine hingegen zwei (oder mehrere, das heisst dann z.B. "Quad-pumped" bei Intel) Datenpakete - also doppelt so viel bei gleichem Takt (deswegen das "double" im Namen). Obschon sich die Frequenz dieses Taktsignals (Bustakt) in den vergangenen Jahren stetig erhöht hat, stieg der Bedarf an noch schnellerem Speicher noch weiter. Es musste was Neues her.

Hallo DDR

Die Herangehensweise, dass man pro Takt mehrere Datenpakete übertragen möchte, ist nichts Spezielles, sie wird immer öfter angewandt und findet beim AGP-Protokoll für Grafikkarten ebenso Verwendung wie bei externen Cache-Bausteinen. Denn den ganzen Takt einer Verbindung zu erhöhen erfordert mehr Aufwand als wenn man "bescheißt" und die Daten an beiden Flanken dieses Taktsignals verschickt.

Nun verhält es sich aber so, dass ein System nicht unbedingt schneller werden muss, wenn man eines seiner Komponenten beschleunigt, so dass die Auswirkungen von DDR auf die Systemperformance gegenüber SDR erst einmal beleuchtet werden wollen - zumal sich der Rest der Systeme nur marginal verändert hat. Wie wir wissen, scheint sich der Einfluss von DDR-Speicher beim PowerMac sehr in Grenzen zu halten, oder, ähm, nicht existent zu sein.

Also hat PowerLogix einigen Aufwand betrieben zu ermitteln, ob es für sie Sinn macht, in ihren jüngsten G4-Upgradekarten DDR-L3-Cache zu verbauen anstatt "normalem" und 4fach kostengünstigerem SDR. Es geht schließlich nicht nur um den prestigeträchtigen Namen "DDR".

Ich glaube, dass auf MacGuardians detaillierte Äußerungen zu Zugriffszeit, Cachezyklen und Verzögerungszeiten (in Nanosekunden) fehl am Platz sind, daher sei die daraus resultierende Zahl genannt:

Fakten, Fakten, Fakten

Ein 1Ghz 7455 mit DDR-Cache ist in 100% künstlicher Umgebung (sowohl L1- als auch L2-Cache haben keinen "Treffer", die Anfrage wird an den L3-Cache weitergereicht, der 100% der angeforderten Daten hat) etwa 15% schneller als die gleiche Karte mit dem billigeren SDR-Cache. Die gleichen Daten aus dem Hauptspeicher zu holen benötigt fast 10mal mehr Zeit, daher spielen die paar Prozent (die effektiv 4 Millionstel Sekunden ausmachen!) gar keine Rolle mehr. Um dem noch eins drauf zu geben: Ein "alter" SDR-Cache kann unter bestimmten Umständen gar schneller als die neuere DDR-Technik sein, da weniger Zeit vergeht, bis das erste Datenpaket eintrifft.

In diversen Photoshop- und CineBench-2000-Tests mit unterschiedlichen Cachegrößen und Technologien erwies sich als der größte Unterschied, den die Testdaten ersehen ließen, 7,32% Performancevorsprung im Cinema-4D-Test (333 Mhz 1M L3-Cache, DDR gegenüber SDR). Dies ist jetzt "Realworld", aber nur eine veschwindend geringe Auswahl an Code, demnach möglicherweise wenig repräsentativ.

Ebensowenig scheint das System von einem mit 333 Mhz gegenüber einem 167 MHz L3-Cache doppelt so schnell getakteten Zwischenspeicher zu profitieren, zumindest bei SDR-Cache. Jedoch zeigen meine persönlichen SETI-Tests, dass der Cachespeed zumindest bei älteren G3-Rechnern sehr wohl einen Einfluss auf die Leistung hat. Mir scheint, es kommt außerordentlich stark darauf an, welcher Art der Programmcode ist und wie sehr er optimiert ist.

Da der gesamte Testansatz jedoch von der mangelnden Leistungssteigerung bei DDR-RAM ausging, und erst damit die Theorie erstellt wurde, warum dies so sein könnte, ist es durchaus denkbar, dass hier der eine oder andere Faktor außen vor gelassen wurde.

Sicher ist, dass einerseits die Anbindung des L3-Caches an den G4 suboptimal ist, andererseits die immer komplexer werdenden Bustransaktionen und Frequenzen immer mehr Probleme haben, das optimale ("theoretische") Timing zu finden. Solche hochintegrierten Systeme reagieren sehr empfindlich auf ungünstiges Timing - dies hat sich auch schon wiederholt bei meinen Übertaktungsorgien an den Macs gezeigt...

[Diese Erkenntnisse lassen sich nicht auf die X86-Plattform übertragen, sie gelten für G4 PowerMacs]

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