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Speicher-Guide für den Athlon 64 und Opteron im Sockel 754 und 939 - 1/10
23.02.2006 by doelf
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DDR400 ist mittlerweile ein alter Hut, dennoch ist dieser mit 200 MHz getaktete Speicher selbst für moderne Speichercontroller und Mainboards eine wirkliche Herausforderung. Abhängig von der internen Organisation der Speicherriegel und ihrer Anzahl muß man auch im Jahr 2006 noch mit Einschräkungen rechnen, die einen stabilen DDR400-Betrieb in so mancher Konfiguration verhindern. So sieht sich z.B. so mancher Athlon 64 Benutzer, der vorwitzig den güstigen Preisen für Arbeitsspeicher nachgab, am Ende mit dem DDR333- oder gar DDR200-Betrieb konfrontiert, da selbst mit aktuellen CPU-Revisionen bei Vollbestückung oft kein stabiler DDR400-Betrieb realisiert werden kann.

Ja, auch wir kennen diese Artikel, in denen vier doppelseitige Speicherriegel "problemlos" mit DDR400 1T Command Rate gefahren werden und einige Mainboards sogar noch mit DDR500 1T "rock stable" sind. Besonders mit den CPUs der Revision E soll so einiges möglich sein, weshalb in vielen Foren zu einem Wechsel der CPU auf das neueste Stepping geraten wird. Klar, 3DMark05 stürzt manchmal ab. Liegt am Grafiktreiber. Einfach die Spannung erhöhren oder ein anderes Mainboard und am besten noch den OC-Speicher von "XY" kaufen, dann rennt das wie die wilde Wutz...
Nachdem der Benutzer dann die neue CPU, das neue Mainboard und den neuen Speicher für viel, viel Geld erworben und dank Übertaktung und Spannungserhöhung die Garantie verloren hat, stellt er überrascht fest, daß nicht nur Windows XP instabil arbeitet, sondern ihn auch Memtest86+ mit zahlreichen Fehlern konfrontiert. Das Ganze nennt man zum einen "physikalische Grenzen" und zum anderen "Limitierung des Speichercontrollers".

Wir erinnern uns: AMD hat einen Problemfaktor - die Northbridge - aus der Speicheranbindung herausgenommen und den Speichercontroller in der CPU verbaut. Wenn Die CPU nun Daten aus dem Speicher holt, spielen nur noch drei Faktoren eine Rolle:

  1. Der Speichercontroller in der CPU
  2. Die Speicherriegel
  3. Die Anbindung der beiden zuvorgenannten über das Mainboard

Selbst wenn Speichercontroller und Arbeitsspeicher ein gutes Team bilden könnten, besteht die Möglichkeit, das ein sub-optimales Mainboard-Design dem stabilen DDR400-Betrieb einen Strich durch die Rechnung macht. Zudem entstehen durch die Belegung der verschiedenen DIMM-Slots unterschiedliche Lasten, so daß sich einige Anordnungen oder Kombinationen besser eignen als andere. AMD hat seine CPUs in Hinblick auf die Speicherbestückung ausgiebig getestet und dokumentiert dies im "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD Athlon 64 and AMD Opteron Processors". Wenn der Hersteller des Mainboards seine Aufgabe gut erfüllt hat, sollten die dort angegebenen Grenzwerte sicher funktionieren.

Es besteht natürlich immer die Möglichkeit, daß bei der Kombination einer bestimmten CPU mit bestimmten Speicher und einem bestimmten Mainboard bei Verwendung einer bestimmten BIOS-Version auch höhere Taktraten möglich sind. Aufgrund der Serienstreuung der beteiligten Produkte und der manigfaltigen Faktoren, die hierbei Einfluß nehmen, lassen sich solche Aussagen jedoch keinesfalls verallgemeinern.
Im Rahmen dieses Artikels werden wir zunächst ein paar Speicher-Grundlagen erklären. Danach beschäftigen wir uns mit dem Speichertakt, welcher beim Athlon 64 einigen besonderen Regeln unterworfen ist. Im Anschluß daran werden wir AMDs aktuellen "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD Athlon 64 and AMD Opteron Processors" in der Revision 3.28 aus dem Oktober 2005 in Hinblick auf die möglichen Speicherkonfigurationen durchleuchten und übersichtlich aufarbeiten. Zum Abschluß präsentieren wir einige Ergebnisse, die wir bei Praxistests gewonnen haben.

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Speicher-Guide für den Athlon 64 und Opteron im Sockel 754 und 939 - 2/10
23.02.2006 by doelf
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Wie funktioniert ein Speicherzugriff?
Um die auf den nächsten Seiten folgenden Angaben zu verstehen, ist ein wenig Hintergrundwissen nützlich. Wir werden dabei stark vereinfachen und nur an der Oberfläche kratzen, damit die Erklärungen verständlich bleiben.
Wie man beim ersten Blick auf einen Speicherriegel sieht, verwendet dieser mehrere Speicherchips gleicher Bauart. Intern sind diese Speicherchips im Prinzip wie eine Tabelle organisiert. Es gibt Spalten (Columns) und Reihen (Rows), über die jedes einzelne Bit (die einzelne Tabellenzelle bzw. DRAM-Zelle) angesprochen werden kann. Dieses enthält dann entweder eine "0" oder eine "1".

Der Speichercontroller versucht die Spalten immer sequentiell zu schreiben, d.h. die Daten werden - wenn möglich - hintereinander in eine Spalte des Arrays geschrieben. Erst wenn diese voll ist, wechselt er auf die nächste Reihe. Aus diesem Grund sind die CAS-Timings (Column Address Strobe) auch wichtiger für die Performance als die RAS-Timings (Row Address Strobe): Sie treten häufiger auf.

Mit wachsender Speichergröße wurde es unumgänglich, mehrere solcher Tabellen (Arrays) anzulegen und diese letztendlich in Array-Gruppen, den Bänken (Banks) zu organisieren. Diese Bänke beziehen sich auf die interne Architektur der einzelnen Speicherchips und haben nichts mit ein- oder doppelseitigen Speicherriegeln (2 Ranks) zu tun! Sie haben aber sehr wohl mit der BIOS-Einstellung "Bank Interleave" zu tun.

Eine zweite Verwendung des Begriffes "Bank" finden wir bei den Speicherriegeln bzw. den DIMM-Slots. Hier wird der Begriff "Bank" oft verwendet, um eine einseitige oder doppelseitige Belegung zu definieren. Richtiger wäre es allerdings, von ein oder zwei "Ranks" zu sprechen. Zumeist kann man die Zahl der Ranks des Speichermodules an der Anzahl der bestückten Seiten festmachen. Gibt es nur auf einer Seite der Platine Speicherchips, so handelt es sich bei unbuffered DRAM immer um einen Speicherriegel mit einem einzelnen Rank. Finden sich Speicherchips auf beiden Seiten der Platine, so wird es sich bei unbuffered DRAM in der Regel um ein Modul mit zwei Ranks handeln. Es gibt darüberhinaus aber auch doppelseitig bestückte Riegel mit nur einem Rank sowie - ausschließlich im Serverbereich - doppelseitig bestückte Speichermodule mit vier Ranks. Ein Rank definiert sich bei DRAM letztendlich dadurch, daß er genau 64 Daten-Bits breit ist.
Um die Sache etwas zu vereinfachen, werden wir im Folgenden die Abkürzungen SS (single sided) für Speicherriegel mit einem Rank verwenden, Module mit zwei Ranks kennzeichnen wir mit DS (double sided):

Wird nun ein bestimmtes Bit verlangt, so sendet der Speichercontroller die Adresse der Reihe und kennzeichnet die Anfrage zudem als "Row", danach sendet er die Adresse für die Spalte, welche nun als "Column" deklariert wird. Doch es wird nicht nur ein einzelnes Bit gelesen, da dies einen sehr langsamen Speicherzugriff zu Folge hätte, sondern - zumindest bei heutigen unbuffered DDR SDRAM Modulen - gleich 64 Bit auf einen Schlag. Die meisten Speicherriegel verwenden 8 oder 16 Speicherchips, würden wir zugleich aus allen Chips lesen, bekämen wir nur 8 bis 16 Bit auf unsere Anfrage - zu wenig. Um auf 64 Bit zu kommen, wird die gewünschte Adresse aus allen Arrays aller geöffneten Bänke aller Speicherchips gelesen. Es sind nämlich nicht immer alle Bänke offen, genauer gesagt ist immer nur eine einzige Bank pro Chip geöffnet. Dies vermindert die im Betrieb entstehende Abwärme und senkt den Stromverbrauch, zudem wird eine bessere Signalqualität erreicht.

Ein Beispiel:
Betrachten wir einen unserer einseitig bestückten DDR400 Speicherriegel mit 512 Megabyte (Infineon HYS64D64300HU, DIMM: 64Mx64, SDRAM: 64Mx8). Dieser hat 8 Chips mit einer Speicherdichte von jeweils 64 MByte, angeordnet in einem Rank, also einseitig (single sided).
Intern verwenden die SDRAM Chips 2 Banks mit jeweils 8 Arrays von 32 MBit Größe (2x 32M x8 oder kurz: 64Mx8):
2 (Banks) x 8 (Arrays) x 32 Mbit x 8 (Chips) = 4096 Mbit
Teilen wir die 4096 Mbit durch 8, so erhalten wir 512 Megabyte. Soweit, so gut.
Adressieren wir nun eine bestimmte Adresse (Row/Column), so wird von 8 Chips aus je 8 Arrays ein Bit ausgelesen. 8 x 8 = 64 Bit. Damit hätten wir den Single-Channel Betrieb nachgestellt.
Beim Dual-Channel Betrieb muß nicht umsonst identischer Speicher in zwei DIMM-Slots verwendet werden, denn hier geschieht das gleiche wie zuvor, nur wird diesmal gleichzeitig auf zwei Speicherriegeln zugegriffen: Es werden also von zwei Speicherriegeln aus jeweils 8 Chips aus je 8 Arrays einzelne Bits ausgelesen, womit wir einen 2 x 8 x 8 = 128 Bit breiten Speicherzugriff bekommen.

Noch ein Beispiel:
Infineon DDR400 256 MByte HYS64D32301HU (DIMM: 32Mx64, SDRAM: 32Mx16)
Dieses Modul hat nur 4 Chips mit einer Speicherdichte von jeweils 64 MByte, angeordnet in einem Rank (single sided).
Intern verwenden die SDRAM Chips 2 Banks mit jeweils 16 Arrays von 16 MBit Größe (2x 16M x16 oder kurz: 32Mx16):
2 (Banks) x 16 (Arrays) x 16 Mbit x 4 (Chips) = 2048 Mbit
Teilen wir die 2048 Mbit durch 8, so erhalten wir 256 Megabyte.
Adressieren wir nun eine bestimmte Adresse (Row/Column), so wird von 4 Chips aus je 16 Arrays ein Bit ausgelesen. 4 x 16 = 64 Bit.

Ein letztes Beispiel:
Infineon DDR400 1024 MByte HYS64D128320HU (DIMM: 128Mx64, SDRAM: 64Mx8)
Dieses Modul ist doppelseitig bestückt (2 Ranks) und verfügt über 16 SDRAM-Chips mit einer Speicherdichte von jeweils 64 MByte.
Intern verwenden die SDRAM Chips 2 Banks mit jeweils 8 Arrays von 32 MBit Größe (2x 32M x8 oder kurz: 64Mx8):
2 (Banks) x 8 (Arrays) x 32 Mbit x 16 (Chips) = 8192 Mbit
Teilen wir die 8192 Mbit durch 8, so erhalten wir 1024 Megabyte.
Adressieren wir nun eine bestimmte Adresse (Row/Column), so wird von 16 Chips aus je 8 Arrays ein Bit ausgelesen. 8 x 16 = 128 Bit. Doch halt, da stimmt etwas nicht! Es sollen doch nur 64 Bit sein. Sind es auch, denn wir haben die beiden Ranks vergessen: Da jeder der beiden Ranks 64 Daten-Bit breit ist, bekommen wir oben 128 Bit als Ergebnis. Gelesen werden jeweils 8 x 8 = 64 Bit.

In Bezug auf den Speichertakt gibt es beim Athlon 64 einige Besonderheiten, welche wir auf der nächsten Seite erläutern werden.

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Speicher-Guide für den Athlon 64 und Opteron im Sockel 754 und 939 - 3/10
23.02.2006 by doelf
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Der Speichertakt beim Athlon 64
Da sich der Speichercontroller des Athlon 64 in der CPU befindet, hängt der verwendete Speichertakt immer vom CPU-Takt ab. Der tatsächlich verwendete Speichertakt errechnet sich aus dem CPU-Takt geteilt durch den verwendeten Multiplikator. Doch wie kommt man an den Multiplikator? Man nehme den CPU-Takt und teile ihn durch den gewünschten Speichertakt. Hat dieses Ergebnis Nachkommastellen rundet AMD immer zum nächsthöheren, ganzzahligen Wert auf (Ceil-Funktion). Dieser Wert ist der Multiplikator. Da der Multiplikator aufgerundet wird, kommt es bei einigen Konfigurationen zu einem niedrigeren Speichertakt als gewüscht. Da der CPU-Takt aktueller AMD Prozessoren immer durch 200 und 100 teilbar ist, ist DDR200 (100 Mhz) sowie DDR400 (200 MHz) immer ohne Verluste realisierbar. Anders sieht es bei DDR266 (133,33 MHz) sowie DDR333 (166,67 MHz) aus.
Betrachten wir drei Beispiele:

Mit Einführung der Revision E Prozessoren ermöglicht AMD nun auch neue Taktraten oberhalb von 200 MHz (DDR400) ohne gleichzeitige Übertaktung der Hypertransport-Anbindung. Diese Taktraten werden offiziell nicht unterstützt, da es offiziell ja auch keinen schnelleren DDR1-Speicher als PC3200 (= DDR400) gibt. Dennoch bieten etliche Hersteller auch DDR433, DDR467, DDR500 oder gar DDR533 für Enthusiasten an. Und genau an diese richten sich die neuen Optionen:

Auch für die neuen Taktraten gelten die oben genannte Regeln, rechnen wir unsere drei Prozessoren einmal durch:

Wie man sieht, machen die tatsächlich anliegenden Taktraten nicht immer Sinn. Obwohl ein schnellerer Speichertakt gewählt wurde, liegt unter Umständen dennoch 200 MHz (DDR400) an. Zudem haben nur wenige Mainboard-Hersteller diese Optionen im BIOS überhaupt freigeschaltet.

Soviel zur grauen Theorie, nun stürzen wir uns in AMDs "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD Athlon 64 and AMD Opteron Processors"!

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Speicher-Guide für den Athlon 64 und Opteron im Sockel 754 und 939 - 4/10
23.02.2006 by doelf
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Speicheroptionen
Um den Speicher richtig konfigurieren zu können, werden in einem EEPROM (SPD) auf dem Speicherriegel Eckdaten hinterlegt, mit denen das BIOS den Speichercontroller programmiert. Für den problemlosen Betrieb ist es wichtig, daß der Speicherhersteller die SPD-Programmierung vollständig und richtig vorgenommen hat. Zudem muß das BIOS des Mainboards diese Daten auch richtig auslesen, gemäß der von AMD vorgegebenen Richtlinien anwenden und korrekt an den Speichercontroller weitergeben. Erfreulicherweise ist die SPD-Programmierung der Speicherriegel in den letzten Jahren deutlich besser geworden. Von den BIOS-Versionen, welche sich auf den Mainboards finden lassen, kann man das leider nicht immer behaupten.

Betrachten wir nun einige Speicheroptionen, die viele Leser sicherlich schon einmal im BIOS gesehen haben, sowie AMDs Vorgaben:

Soviel zu den Speicheroptionen, welche das BIOS im optimalen Fall ganz ohne Hilfe richtig konfiguriert. Kommen wir nun zu den unterstützten Speicherbestückungen für AMDs Athlon 64 und Opteron Prozessoren im Sockel 754 sowie 939.

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Speicher-Guide für den Athlon 64 und Opteron im Sockel 754 und 939 - 5/10
23.02.2006 by doelf
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Sockel 754 mit DDR-Speicher (unbuffered), 1 DIMM-Slot bestückt
Der Sockel 754 unterscheidet sich vom Sockel 939 durch seinen einkanaligen Speicherkontroller. Die preiswerten Mainboards für den Sockel 754 werden mit lediglich zwei DIMM-Slots ausgestattet, da sich auf diese Weise viel Platz auf der Platine sparen läßt und bei Verwendung von drei Speicherriegeln der DDR400-Betrieb sowieso nur in einer einzigen Kombination möglich ist. Ätere Mainboards, vor allem die ehemaligen Spitzenmodelle für diesen Sockel, bieten jedoch auch drei Steckplätze für die DIMMs.
Betrachten wir zunächst den einfachsten Fall, in dem nur ein Speicherriegel zum Einsatz kommt:

DIMM #1 DIMM #2 DIMM #3 1T 2T
SS - - DDR400 DDR400
- SS - DDR400 DDR400
- - SS DDR400 DDR400
DS - - DDR400 DDR400
- DS - DDR400 DDR400
- - DS DDR400 DDR400

Anmerkung:
Single-Sided (SS) Module können wahlweise mit interner x8 oder x16 Organisation gewählt werden.
Bei Double-Sided (DS) Modulen wird eine x8 BitOrganisation vorrausgesetzt.
Die 2T Command Rate wird von Athlon 64 Prozessoren für den Sockel 754 ab der Revisionskennung "CG" unterstützt.

Wir sehen - DDR400 Speicher vorrausgesetzt - keinerlei Einschränkungen in Bezug auf den Speichertakt.

Sockel 754 mit DDR-Speicher (unbuffered), 2 DIMM-Slots bestückt
Wir setzen nun einen zweiten Speicherriegel ein. Eigentlich sollte doch auch jetzt DDR400 kein Problem darstellen, oder?

DIMM #1 DIMM #2 DIMM #3 1T 2T
SS SS - DDR400 DDR400
SS - SS DDR400 DDR400
- SS SS DDR333 DDR400
SS DS - DDR400 DDR400
DS SS - DDR400 DDR400
SS - DS DDR400 DDR400
DS - SS DDR400 DDR400
- SS DS DDR200 DDR400
- DS SS DDR200 DDR400
DS DS - DDR333 DDR333
DS - DS DDR333 DDR333
- DS DS DDR200 DDR333

Anmerkung:
Single-Sided (SS) Module können wahlweise mit interner x8 oder x16 Organisation gewählt werden.
Bei Double-Sided (DS) Modulen wird eine x8 BitOrganisation vorrausgesetzt.
Die 2T Command Rate wird von Athlon 64 Prozessoren für den Sockel 754 ab der Revisionskennung "CG" unterstützt.

Es zeigt sich, daß die Bestückung der DIMM-Slots 2 und 3 bei unbestücktem Slot 1 unbedingt vermieden werden sollte, da hierbei DDR333 2T oder DDR200 1T droht. Eine solche Belegung macht auf dem ersten Blick auch wenig Sinn, da hinter dem letzten DIMM-Slot die Terminatoren sitzen und sich bei dessen Bestückung - ohne Belegung des ersten Sockels - die kapazitive Last am Ende des Speicherbusses häuft und die Signalqualität leidet. Zuweilen ergibt sich eine solche Belegung dadurch, daß ein übergroßer CPU-Kühler den ersten Speichersteckplatz blockiert.
Problematisch wird es auch, wenn zwei doppelseitige Speicherriegel verwendet werden. AMD gibt hierfür nur den DDR333-Betrieb frei, aus zahlreichen Testberichten können wir jedoch bestätigen, daß bei Verwendung von hochwertigem Markenspeicher zumeist auch der DDR400 Betrieb möglich ist.

Sockel 754 mit DDR-Speicher (unbuffered), 3 DIMM-Slots bestückt
Die Vollbestückung mit drei Speicherriegeln wird beim Sockel 754 die Ausnahme sein. Die hohen Lasten, welche hierbei Entstehen, drücken verständlicherweise auf die Signalqualität und somit auch auf die maximal mögliche Taktrate.

DIMM #1 DIMM #2 DIMM #3 1T 2T
SS SS SS DDR333 DDR400
SS SS DS DDR200 DDR333
SS DS SS DDR200 DDR333
DS SS SS DDR333 DDR333
SS DS DS DDR200 DDR333*
DS SS DS DDR200 DDR333*
DS DS SS DDR200 DDR333*
DS DS DS DDR200 DDR333*

Anmerkung:
Single-Sided (SS) Module können wahlweise mit interner x8 oder x16 Organisation gewählt werden.
Bei Double-Sided (DS) Modulen wird eine x8 BitOrganisation vorrausgesetzt.
Die 2T Command Rate wird von Athlon 64 Prozessoren für den Sockel 754 ab der Revisionskennung "CG" unterstützt.
* DDR333 ist bei dieser Bestückung nicht mit allen Speicherriegeln möglich.

Die Vollbestückung ist augrund des abgesenkten Speichertaktes nur in Ausnahmefällen sinnvoll. Werden fünf oder gar sechs Bänke genutzt (2x DS + 1x SS oder 3x DS), so wird es trotz der Angabe DDR333 2T mit vielen Speicherriegeln zu Problemen kommen, so daß am Ende doch noch ein niedrigerer Speichertakt gewählt werden muß.

Halten wir fest: Die ideale Bestückung für ein Sockel 754 System ist die Kombination aus einem doppelseitigen und einem einsetigen Speicherriegel in den DIMM Slots 1 und 2.

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Speicher-Guide für den Athlon 64 und Opteron im Sockel 754 und 939 - 6/10
23.02.2006 by doelf
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Kommen wir nun zum 128 Bit breiten Dual-Channel Speichercontroller des Athlon 64 und Opteron für den Sockel 939. Auf Mainboards mit einem Sockel 939 findet man zumeist vier DIMM-Slots, nur wenige, preiswerte Platinen bieten lediglich zwei Speichersteckplätze. Da beim Dual-Channel Zugriff mit zwei getrennten Speicherkanälen gearbeitet wird, werden maximal zwei Slots und damit maximal vier DIMM-Bänke pro Kanal angebunden. Im Gegensatz zum höchsten Last-Szenario auf dem Sockel 754 mit sechs Bänken am Single-Channel-Controller ist die Lage hier also etwas entspannter.

Sockel 939 vor der Revision E mit DDR-Speicher (unbuffered), 2 DIMM-Slots bestückt:
Für Sockel 939 CPUs mit einer niedrigeren Revision als "E" gibt AMD lediglich Dual-Channel Konfigurationen frei. Die einfachste Variante nutzt zwei Speicherriegel:

CHA #1 CHB #1 CHA #2 CHB #2 1T 2T
SS SS - - DDR400 DDR400
DS DS - - DDR400 DDR400
- - SS SS DDR333 DDR333
- - DS DS DDR400 DDR400

In dieser Kombination stellt der DDR400-Betrieb kein Problem dar, es sollten dabei aufgrund der kapazitiven Last und optimalen Signalqualität nach Möglichkeit immer die ersten DIMM-Slots der beiden Kanäle verwendet werden.

Sockel 939 vor der Revision E mit DDR-Speicher (unbuffered), 4 DIMM-Slots bestückt:
Die Vollbestückung mit vier Speicherriegeln ist wieder eine Herausforderung für den Speichercontroller des Athlon 64 und die Mainboard-Hersteller.

CHA #1 CHB #1 CHA #2 CHB #2 1T 2T
SS SS SS SS DDR333 DDR400
SS SS DS DS DDR200 DDR400
DS DS SS SS DDR200 DDR400
DS DS DS DS DDR200 DDR333

Ein sauberes Signal kann im DDR400 1T Betrieb nicht mehr garantiert werden, dies können wir aus zahlreichen Testberichten bestätigen. Immerhin kann der Speicher mit DDR400 2T angesteuert werden, solange man nicht gerade auf vier doppelseitigen Speicherriegeln beharrt. Werden dennoch vier doppelseitige Module verwendet, ist nur noch DDR333 2T stabil zu gewährleisten. Auch dies können wir aufgrund zahlreicher Tests bestätigen.

Halten wir fest: Die optimale Bestückung für einen maximalen Speicherdurchsatz (DDR400 1T) sind zwei gleiche Speicherriegel in den ersten DIMM-Slots der beiden Kanäle. Wer mehr Speicher braucht, sollte vier einseitige oder zwei doppelseitige und zwei einseitige Modul-Pärchen mit DDR400 2T fahren.
Achtung: Ein Blick auf das Mainboard lohnt sich! Manche Hersteller ordnen die ersten DIMM-Slots jedes Kanals zum CPU-Sockel hin an, während auf anderen Mainboards CHA #1 und CHB #1 die am weitesten vom Prozesor entfernt liegenden DIMM-Slots sind!

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Speicher-Guide für den Athlon 64 und Opteron im Sockel 754 und 939 - 7/10
23.02.2006 by doelf
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Wir bleiben auf dem Sockel 939, betrachten nun jedoch die Empfehlungen für CPUs der Revision E, welche einen weiterentwickelten Speichercontroller verwenden. Dieser bietet nicht nur, wie zuvor erwähnt, neue Speicherteiler, sondern auch Unterstützung für gemischte Speicherbestückungen im Single-Channel Betrieb. Damit wird der Speicherausbau des Sockel 939 erheblich flexibler.

Sockel 939 ab der Revision E mit DDR-Speicher (unbuffered), 1 DIMM-Slot bestückt
Wir nur ein Speicherriegel verwendet, sollte es doch ziemlich egal sein, in welchen Slot man ihn steckt, oder?

CHA #1 CHB #1 CHA #2 CHB #2 1T 2T
SS - - - DDR400 DDR400
- SS - - DDR400 DDR400
DS - - - DDR400 DDR400
- DS - - DDR400 DDR400
- - SS - DDR333 DDR333
- - - SS DDR333 DDR333
- - DS - DDR400 DDR400
- - - DS DDR400 DDR400

Nicht ganz: Wer nur einen einseitigen Speicherriegel verwendet, sollte diesen in den ersten Speichersteckplatz des jeweiligen Kanals einsetzen!

Sockel 939 ab der Revision E mit DDR-Speicher (unbuffered), 2 DIMM-Slots bestückt, Dual-Channel
Wer zwei gleiche Speicherriegel verwendet, sollte zur Leistungssteigerung auf den Dual-Channel Betrieb setzen. Hierbei gibt es folgende Möglichkeiten:

CHA #1 CHB #1 CHA #2 CHB #2 1T 2T
SS SS - - DDR400 DDR400
DS DS - - DDR400 DDR400
- - SS SS DDR333 DDR333
- - DS DS DDR400 DDR400

Wiederum gilt: Es ist immer sinnvoll, zunächst den ersten Speichersteckplatz des jeweiligen Kanals zu bestücken.
Wer unterschiedliche Speicherriegel in obigen Kombinationen verwendet, erhält zwar die angegebenen Taktraten, aber keinen Dual-Channel Betrieb.

Sockel 939 ab der Revision E mit DDR-Speicher (unbuffered), 2 DIMM-Slots bestückt, Single-Channel
Wer zwei ungleiche Speicherriegel hat, muß also mit dem Single-Channel Betrieb Vorlieb nehmen. Dabei ergeben sich zahlreiche weitere Kombinationen:

CHA #1 CHB #1 CHA #2 CHB #2 1T 2T
SS - SS - DDR333 DDR400
SS - DS - DDR200 DDR400
DS - SS - DDR200 DDR400
DS - DS - DDR200 DDR333
- SS - SS DDR333 DDR400
- SS - DS DDR200 DDR400
- DS - SS DDR200 DDR400
- DS - DS DDR200 DDR333
SS DS - - DDR400 DDR400
DS SS - - DDR400 DDR400
- - SS DS DDR333 DDR333
- - DS SS DDR333 DDR333

Die goldene Regel lautet auch dieses mal: Zunächst sollte man den ersten Speichersteckplatz des jeweiligen Kanals bestücken, um die kapazitive Last gering zu halten und eine optimalen Signalqualität zu gewährleisten.

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Speicher-Guide für den Athlon 64 und Opteron im Sockel 754 und 939 - 8/10
23.02.2006 by doelf
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Sockel 939 ab der Revision E mit DDR-Speicher (unbuffered), 3 DIMM-Slots bestückt, Single-Channel
Mit drei Speicherriegeln ist nur der Single-Channel Bertrieb möglich, dabei gibt es etliche Kombinationsmöglichkeiten:

CHA #1 CHB #1 CHA #2 CHB #2 1T 2T
SS SS SS - DDR333 DDR400
SS SS - SS DDR333 DDR400
SS - SS SS DDR333 DDR333
- SS SS SS DDR333 DDR333
SS SS DS - DDR200 DDR400
SS DS SS - DDR333 DDR400
DS SS SS - DDR200 DDR400
SS SS - DS DDR200 DDR400
SS DS - SS DDR200 DDR400
DS SS - SS DDR333 DDR400
SS - SS DS DDR333 DDR400
SS - DS SS DDR200 DDR333
DS - SS SS DDR200 DDR333
- SS SS DS DDR200 DDR333
- SS DS SS DDR333 DDR400
- DS SS SS DDR200 DDR333
DS DS SS - DDR200 DDR400
DS SS DS - DDR200 DDR333
SS DS DS - DDR200 DDR400
DS DS - SS DDR200 DDR400
DS SS - DS DDR200 DDR333
SS DS - DS DDR200 DDR333
DS - DS SS DDR200 DDR333
DS - SS DS DDR200 DDR400
SS - DS DS DDR200 DDR400
- DS DS SS DDR200 DDR400
- DS SS DS DDR200 DDR333
- SS DS DS DDR200 DDR400
DS DS DS - DDR200 DDR333
DS DS - DS DDR200 DDR333
DS - DS DS DDR200 DDR333
- DS DS DS DDR200 DDR333

Jegliche Kombination, mit Ausnahme von drei doppelseitigen Speicherriegeln, kann mit DDR400 2T betrieben werden. Wer drei doppelseitige Module verwendet, muß auf DDR333 2T zurückschalten.

- Seite 8 -

Speicher-Guide für den Athlon 64 und Opteron im Sockel 754 und 939 - 9/10
23.02.2006 by doelf
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Sockel 939 ab der Revision E mit DDR-Speicher (unbuffered), 4 DIMM-Slots bestückt, Dual-Channel
Die Bestückung mit zwei Pärchen erlaubt wieder den Dual-Channel Betrieb:

CHA #1 CHB #1 CHA #2 CHB #2 1T 2T
SS SS SS SS DDR333 DDR400
SS SS DS DS DDR200 DDR400
DS DS SS SS DDR200 DDR400
DS DS DS DS DDR200 DDR333

Wer ein einseitiges DIMM-Pärchen verwendet, kann weiterhin DDR400 2T nutzen. Nur beim Einsatz von vier doppelseitigen Modulen muß auf DDR333 2T zurückgegriffen werden. Dies entspricht voll und ganz den Kombinationen, welche auch die CPUs vor der Revision E bieten.
Wer obige Bestückung mit unterschiedlichen Speicherriegeln vornimmt, bekommt wiederum die angegebenen Taktraten, kann aber den Vorteil des Dual-Channel Betriebes nicht nutzen.

Sockel 939 ab der Revision E mit DDR-Speicher (unbuffered), 4 DIMM-Slots bestückt, Single-Channel
Wenn man unterschiedliche Speicherriegel im Single-Channel Betrieb verwendet, kann man diese auch in den folgenden Kombinationen anordnen:

CHA #1 CHB #1 CHA #2 CHB #2 1T 2T
DS SS SS SS DDR200 DDR400
SS DS SS SS DDR200 DDR400
SS SS DS SS DDR200 DDR400
SS SS SS DS DDR200 DDR400
SS DS DS SS DDR200 DDR400
DS SS SS DS DDR200 DDR400
SS DS SS DS DDR200 DDR333
DS SS DS SS DDR200 DDR333
SS DS DS DS DDR200 DDR333
DS SS DS DS DDR200 DDR333
DS DS SS DS DDR200 DDR333
DS DS DS SS DDR200 DDR333

Hat man bei der Kombination von zwei einseitigen und zwei doppelseitigen Speicherriegeln immer die Möglichkeit, einen DDR400 2T Betrieb zu realisieren, ist mit drei doppelseitigen Modulen wieder einmal nur DDR333 2T möglich.

Halten wir fest: Die optimale Bestückung für einen maximalen Speicherdurchsatz (DDR400 1T) sind zwei gleiche Speicherriegel in den ersten DIMM-Slots der beiden Kanäle. Wer mehr Speicher braucht, sollte vier einseitige oder zwei doppelseitige und zwei einseitige Modul-Pärchen mit DDR400 2T fahren.
Schon bekannt? Richtig, genau diese Empfehlung haben wir zuvor auch für CPUs vor der Revision E geben!
Achtung: Ein Blick auf das Mainboard lohnt sich! Manche Hersteller ordnen die ersten DIMM-Slots jedes Kanals zum CPU-Sockel hin an, während auf anderen Mainboards CHA #1 und CHB #1 die am weitesten vom Prozesor entfernt liegenden DIMM-Slots sind!

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Speicher-Guide für den Athlon 64 und Opteron im Sockel 754 und 939 - 10/10
23.02.2006 by doelf
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Praxis
Da sich AMD lange Zeit zu den maximal erlaubten Speichertaktraten bei bestimmten Speicherkombinationen ausgeschwiegen hat und etliche Papier- und Internet-Medien berichtet haben, daß mit der Revision E der Athlon 64 CPUs nun auch DDR400 2T mit vier doppelseitigen Modulen möglich wäre, haben wir in den letzten Monaten einige Praxistests durchgeführt. Deren Ergebnisse möchten wir euch nicht vorenthalten:




Albatron K8SLI Rev. 1.2 mit Athlon 64 3500+ Winchester

Albatron K8SLI Rev. 1.2 mit Athlon 64 X2 3800+ Manchester




Asrock 939Dual-SATA2 Rev. 1.04 mit Athlon 64 3500+ Winchester

Asrock 939Dual-SATA2 Rev. 1.04 mit Athlon 64 X2 3800+ Manchester




Asus A8N-SLI Deluxe mit Athlon 64 3500+ Winchester

Asus A8N-SLI Deluxe mit Athlon 64 X2 3800+ Manchester




Asus A8N-VM CSM mit Athlon 64 3500+ Winchester

Asus A8N-VM CSM mit Athlon 64 X2 3800+ Manchester




Chaintech S1689 mit Athlon 64 3500+ Winchester

Chaintech S1689 mit Athlon 64 X2 3800+ Manchester




Chaintech VNF4 Ultra Zenith VE mit Athlon 64 3500+ Winchester

Chaintech VNF4 Ultra Zenith VE mit Athlon 64 X2 3800+ Manchester




MSI K8N SLI Platinum mit Athlon 64 3500+ Winchester

MSI K8N SLI Platinum mit Athlon 64 X2 3800+ Manchester




MSI RS482M4-ILD mit Athlon 64 3500+ Winchester

MSI RS482M4-ILD mit Athlon 64 X2 3800+ Manchester




Abgesehen vom Albatron K8SLI Rev. 1.2, welches bei uns mit vier Speicherriegeln partout nicht zusammenarbeiten wollte, halten sich alle getesteten Mainboard sowohl bei Verwendung eines Athlon 64 3500+ mit Winchester Core als auch beim Einsatz des Athlon 64 X2 3800+ Manchester an AMDs Vorgaben und benötigen für einen stabilen Betrieb mit vier doppelseitigen Speicherriegeln DDR333 2T. Keines der getesteten Mainboards war in der Lage, mit vier doppelseitigen Speicherriegeln bei DDR400 2T unter Last für 24 Stunden stabil zu arbeiten, die Mehrzahl der Testkandidaten scheiterte bereits nach drei bis fünf Stunden - was aber, wie wir jetzt wissen, keine Schande ist.

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