AMDs Kaveri und der Speicher: Viel Takt und „Dual Rank“ muss es sein

Einleitung

Unser Test der neuen APU-Architektur „Kaveri“ anhand der Modelle A10-7850K und A8-7600 hat gezeigt: mehr denn je ist der Einsatz von schnellem Arbeitsspeicher für die Leistungsfähigkeit der APU, insbesondere beim Einsatz der GPU, entscheidend. 15 Prozent legt das Topmodell A10-7850K allein durch den Wechsel von DDR3-1.866 auf DDR3-2.400 in Spielen zu.

Der Einfluss des Speichers ist allerdings noch deutlich größer, als wir es am Ende unseres ersten Tests nachgewiesen hatten. Denn nicht nur der Takt spielt eine Rolle, wie sich herausgestellt hat. Für Kaveri ist auch entscheidend, wie viele Module zum Einsatz kommen und wie die Module intern organisiert sind. „Single Rank“ und „Dual Rank“ sind die Stichworte. „Dual Rank ist deutlich schneller“, ließ AMD gegenüber ComputerBase verlauten. Im Vorfeld der Markteinführung hatte der Hersteller hingegen noch keinen Hinweis darauf geliefert.

Wir wollen dem Leistungsunterschied auf den nächsten Seiten auf den Grund gehen. Selbst haben wir Kaveri bis jetzt auf Modulen vom Typ „Single Rank“ getestet. Im Rahmen dieses Artikels kommen die Konfigurationen „zwei Mal Dual Rank“ und „vier Mal Single Rank“ hinzu. Zum Quervergleich stellen wir Kaveri abermals den Vorgänger „Richland“ sowie Intels aktuelle „Haswell“-Plattform gegenüber.

2 x 2 Ranks sind optimal

Laut AMD entfaltet Kaveri seine volle Leistung erst dann, wenn jeder der zwei Speicherkanäle der APU zwei Speicher-Bänke („Ranks“) adressiert bzw. anspricht. Das ist entweder der Fall, wenn zwei Module mit jeweils zwei Speicher-Bänken pro Modul, oder vier Module mit jeweils mindestens einer Bank zum Einsatz kommen. Wobei der Einsatz von zwei „Dual-Rank-Modulen“ der schnellere sein soll.

Hintergrund für die höhere Leistung ist, dass bei der Verbindung von zwei Speicher-Bänken pro APU-Speicherkanal der zu adressierende Adressraum gleichmäßig auf die beiden Speicher-Bänke aufgeteilt werden kann, was innerhalb des Kanals für deutlich höhere Durchsatzraten in Folge einer erhöhten Verfügbarkeit jeder einzelnen Speicherbank sorgen soll – der Fachbegriff lautet „Interleaved Memory“.

Im Vorfeld der Produkteinführung hatte AMD den Aspekt, dass vier Bänke auf zwei oder vier Modulen deutlich schneller sind als zwei Bänke auf zwei Modulen, noch nicht kommuniziert. Vermutlich auch deshalb, weil in der Regel vollständige Testsysteme mit Dual-Rank-Speicher an die Presse versendet worden waren. In unserem Test kam dieser Speicher allerdings nicht zum Einsatz, da wir Kaveri auf unserer Standardplattform vermessen haben. Dort lief pro Speicherkanal der APU nur ein Single-Rank-Modul.

Single vs. Dual Rank

Von „Single Sided“ und „Dual Sided“ Speicher haben viele Anwender bereits gehört. Die Terminologie drückt aus, ob der Speicherchip beidseitig mit Speichermodulen bestückt ist, oder nur einseitig. Single Rank und Dual Rank lässt sich dagegen optisch nicht erkennen. Entscheidend ist hier der interne Aufbau – und der kann sowohl bei Single- als auch bei Double-Sided-Modulen „Single Rank“ oder „Dual Rank“ sein. Ein optisches Erkennungsmerkmal gibt es nicht.

Ein Rank ist ein Datenblock mit einer Breite von 64 Bit, mit dem die volle Speicherbandbreite des DDR3-Speichers geliefert werden kann. Bei Dual-Rank-Speicher sind die Speicherchips auf einem Modul in zwei Datenblöcke organisiert. Für die volle Bandbreite des DDR3-Moduls ist in diesem Fall entscheidend, dass beide 64-Bit-Blöcke immer mit ausreichend Speicherchips versorgt wird.

Ein Beispiel: Hat ein Speicherchip acht Speicherleitungen, sind acht Chips notwendig, um die 64 Bit zu erreichen. Ein Single-Rank-Modul braucht demnach acht Chips. Ist der Speicher dagegen als Dual Rank ausgelegt, müssen doppelt so viele Chips vorhanden sein, um zwei Mal 64 Bit zu ermöglichen. Bei gleicher Modulkapazität würden doppelt so viel Speicherchips mit der halben Kapazität genügen, um dieses Ziel zu erreichen.

Normalerweise macht es keinen Unterschied, ob in einem System Single-Rank-, Dual-Rank- oder sogar Quad-Rank-Speicher verbaut ist. Wichtig ist lediglich, dass der Speichercontroller alle Bänke auf allen Modulen ansprechen kann.

Das Problem für den Endkunden: bei Kaveri macht der eingesetzte Speichermodulaufbau einen Unterschied – doch wie sind die Module im Handel zu erkennen?

Wenn man Glück hat, findet sich in der Bezeichnung des Moduls die Bezeichnung „1R“ für Single-Rank oder „2R“ für Dual Rank. Meistens ist das aber nicht der Fall. Die technischen Datenblätter zum Speichermodul helfen teilweise weiter, aber nicht immer. Einige unserer Leser wollen in einer manuell gepflegten Liste in unserem Forum in Zukunft Abhilfe schaffen.