Memórias DDR3

Podemos dizer que as memórias DDR2 atingiram seu pico evolutivo nos módulos DDR2-1066, que é o último padrão reconhecido pelo JEDEC. Naturalmente, é possível encontrar módulos mais rápidos no mercado, como os módulos DDR2-1200 "SLI-Ready" marqueteados pela nVidia e os módulos DDR2-1333 (produzidos em pequenos volumes por vários fabricantes), mas eles são consideravelmente mais caros e o ganho de desempenho na prática é pequeno. Oficialmente, eles são apenas módulos DDR2-1066 overclocados, já que não existem padrões para módulos DDR2-1200 e DDR2-1333 certificados pelo JEDEC.

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Considerando que em um módulo DDR2-1066 as células de memória operam a nada menos que 266 MHz (uma evolução expressiva em relação aos módulos PC-100 e PC-133 do começo do milênio, onde as células operavam a apenas 100 ou 133 MHz), não é de se estranhar que os fabricantes tenham enfrentado dificuldades a partir daí.

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A solução veio com as memórias DDR3, que mais uma vez duplicaram a frequência efetiva dos módulos, realizando agora 8 transferências por ciclo de clock, contra as 4 transferências do DDR2. A grande sacada é que o aumento na frequência é (novamente) obtido através do acesso simultâneo a endereços adjacentes e não através do aumento da frequência real das células de memória, o que permitiu estender o uso das células de 133 a 266 MHz por mais uma geração.

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Em um módulo DDR3-1066, por exemplo, as células de memória operam a apenas 133 MHz, com os buffers de dados operando a 266 MHz e realizando 4 transferências por ciclo, resultando em uma frequência efetiva de 1066 MHz. Em módulos DDR3 com células operando a 266 MHz, a frequência efetiva é de impressionantes 2133 MHz e com a maturação da tecnologia parece ser apenas questão de tempo até que tenhamos módulos ainda mais rápidos no mercado.

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Inicialmente, os módulos DDR3 foram lançados em versão DDR3-1066 (133 MHz x 8) e DDR3-1333 (166 MHz x 8), seguidos pelo padrão DDR3-1600 (200 MHz x 8). Os três padrões são também chamados de

(respectivamente) PC3-8500, PC3-10667 e PC3-12800, nesse caso dando ênfase à taxa de transferência teórica:

DDR3-1066 (133 MHz) = PC3-8500
DDR3-1333 (166 MHz) = PC3-10667
DDR3-1666 (200 MHz) = PC3-12800

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Apesar do aumento no número de transferências por ciclo, os buffers de dados continuam trabalhando a apenas o dobro da frequência das células de memória. Ou seja, a frequência interna (das células de memória) de um módulo DDR3-1600 é de 200 MHz e a frequência externa (dos buffers de dados) é de 400 MHz. As células de memória realizam 8 transferências por ciclo de clock (em vez de 4, como nas DDR2) e os buffers de dados (que operam ao dobro da frequência) realizam 4 transferências por ciclo de clock, em vez de apenas duas, como nos módulos DDR2.

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Se as mudanças parassem por aí, os módulos DDR3 não ofereceriam ganhos muito grandes na prática, pois o tempo de latência inicial continuaria sendo o mesmo que nos módulos DDR2 (já que não houve mudança na frequência das células de memória). Se um módulo DDR3 operasse com tempos de acesso 10-10-10-30, os ganhos seriam pequenos em relação a um DDR2 5-5-5-15, já que só haveria ganho nos acessos subsequentes.

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Para evitar isso, os módulos DDR3 incluem um sistema integrado de calibragem do sinal, que melhora de forma considerável a estabilidade dos sinais, possibilitando o uso de tempos de latência mais baixos, sem que a estabilidade seja comprometida.

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Os módulos DDR3 utilizam também 8 bancos em vez de 4, o que ajuda a reduzir o tempo de latência em módulos de grande capacidade. Eles também trouxeram uma nova redução na tensão usada, que caiu para apenas 1.5V, ao invés dos 1.8V usados pelas memórias DDR2. A redução na tensão faz com que o consumo elétrico dos módulos caia proporcionalmente, o que os torna mais atrativos para os fabricantes de notebooks.

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Somadas todas essas melhorias, os tempos de acesso "reais" dos

módulos foram sensivelmente reduzidos. Em vez de trabalharem com tempos de acesso 10-10-10-30, a geração inicial de módulos DDR3 é capaz de trabalhar com temporização 9-9-9-24, ou mesmo 7-7-7-15.

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O primeiro chipset a incluir suporte às memórias DDR3 foi o Intel P35, lançado em 2007. Em vez em cometer o mesmo erro que cometeu ao lançar o Pentium 4, quando tentou forçar o uso das memórias Rambus, a Intel adotou uma postura conservadora, equipando o P35 com suporte simultâneo a memórias DDR3 e DDR2 e deixando que os fabricantes de placas escolhessem qual das duas tecnologias utilizar.

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Como era de se imaginar, todas as placas mainstream e de baixo custo passaram a suportar exclusivamente memórias DDR2 (que eram muito mais baratas), com as memórias DDR3 ficando relegadas ao mercado de alto desempenho. Isso continuou ao longo de 2008 e 2009, com a mesma fórmula sendo repetida no chipset P45 e nos lançamentos subsequentes.

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Isso fez com que a procura pelos módulos DDR3 continuasse fraca e os preços se mantivessem altos. Para complicar, os primeiros módulos DDR3 não ofereciam um ganho de desempenho tangível em relação aos DDR2 na plataforma soquete 775. Embora a frequência efetiva fosse mais baixa, os módulos DDR2 trabalhavam com tempos de acesso mais baixos, o que fazia com que a competição fosse acirrada, com os DDR2 se saindo melhor em muitas situações.

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Isso levou os fabricantes de memória a apostarem na produção de

módulos de alto desempenho, em uma corrida armamentista que deu origem a módulos overclocados, capazes de trabalhar a 2000 MHz ou mais (frequência efetiva), mas que em compensação utilizavam tensões de até 2.0V, muito acima dos 1.5V recomendados. Embora vendidos em pequenas quantidades, estes módulos lideravam os benchmarks e por isso recebiam uma atenção desproporcional.

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Um bom exemplo dessa época insana são estes módulos DDR3-2000 (9-9-9-24) da G.Skill, que utilizam tensão de 1.9V e são equipados com um cooler ativo (ligado ao módulo através de um heat-pipe) para manter a temperatura de operação em níveis aceitáveis:

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Eles não eram apenas caros (o kit com dois módulos de 2 GB custava nada menos que US$ 300 na época de lançamento), mas a tensão fazia com que a vida útil fosse reduzida, com muitos módulos apresentando defeitos prematuros depois de alguns meses de uso, um problema que atingiu também módulos de outros fabricantes.

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A Intel resolveu colocar ordem no galinheiro com o lançamento do Core i7, limitando o suporte oficial aos módulos DDR3-1066 e DDR3-1333 e advertindo que o uso de tensões superiores a 1.65 poderia danificar o controlador de memória integrado ao processador.

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Isso obrigou os fabricantes a se concentrarem na fabricação de módulos de baixa frequência e baixa latência, em vez de continuarem a investir no simples aumento das frequências. Outra mudança positiva foi que os módulos voltaram a utilizar tensões "normais", variando de 1.5V nos módulos value, a 1.65V nos módulos de alto desempenho, dentro dos valores recomendados pela Intel para uso em conjunto com o i7.

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A AMD adotou uma postura similar à da Intel durante a fase de transição, lançando a plataforma AM3 (com o uso de memórias DDR3) porém equipando os processadores Phenom II com controladores híbridos, com suporte simultâneo a memórias DDR2 e DDR3. Isso permitiu que os processadores continuassem compatíveis com as placas AM2+, permitindo que você decidisse entre usar memórias DDR2 ou DDR3 ao escolher a placa-mãe.

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As memórias DDR2 demoraram quase 3 anos para se popularizarem desde a introdução do chipset i915P, em 2004, ultrapassando as vendas das memórias DDR antigas apenas a partir de 2007.

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Apesar das diferenças na implementação, as memórias DDR3 acabaram seguindo um caminho similar, com os módulos inicialmente custando muito mais caro e caindo a um nível próximo dos preços dos módulos DDR2 apenas a partir do início de 2010, novamente quase três anos depois do lançamento das primeiras placas e chipsets.