40nm工藝 三星低電壓DDR3內(nèi)存功耗測試
【IT168評測中心】Samsung三星電子是半導(dǎo)體業(yè)界的大廠商，在服務(wù)器領(lǐng)域，我們主要接觸的三星產(chǎn)品是內(nèi)存——內(nèi)存顆粒以及內(nèi)存條。三星的服務(wù)器內(nèi)存顆?；蛘咴瓘S內(nèi)存很是常見。
本次主角：Samsung內(nèi)存模組
Xeon 5600：Westmere-EP，官方支持1.35V的低電壓內(nèi)存
在綠色低碳的大環(huán)境下，和其他半導(dǎo)體產(chǎn)品一樣，內(nèi)存系統(tǒng)的功耗也在不停地降低當(dāng)中。因?yàn)樵谝粋€(gè)大型服務(wù)器當(dāng)中，除了處理器占用了一個(gè)主要的功耗之外，內(nèi)存系統(tǒng)的功耗也不容忽視：
不同容量的60nm工藝內(nèi)存條在服務(wù)器系統(tǒng)中的功耗百分比
工藝改進(jìn)可以降低功耗?，F(xiàn)在市面上使用的內(nèi)存模組都是基于老的60nm/50nm工藝，約在上一年下半年，三星開始使用40nm工藝制造內(nèi)存：
09年第四季度左右開始大量生產(chǎn)40nm內(nèi)存產(chǎn)品
新的制程不僅提升了內(nèi)存密度，讓制造更大容量的內(nèi)存模組成為可能，同時(shí)內(nèi)存模組的工作電壓也得到了降低：
48GB內(nèi)存功耗對比：40nm比60nm降低了73%
日前推出的Intel Westmere-EP平臺(tái)也開始支持新的低至1.35V工作電壓的DDR3內(nèi)存，我們從三星獲得了搭配的內(nèi)存模組：40nm工藝、48GB容量的1.35V R-ECC DDR3 1333內(nèi)存，下面我們就來看看這套新工藝制作的大容量低電壓內(nèi)存套裝#p#page_title#e#
每條4GB，一共12條
沒有通常內(nèi)存條上常見的金屬外殼，可見其功耗并不高
標(biāo)準(zhǔn)的三星內(nèi)存條外觀
模組型號(hào)是M393B5273CH0-YH9，怎么解讀呢？看下圖：
M393B5273CH0-YH9：DIMM、x72 240pin Registered、2Gb顆粒、x8位寬、第四代產(chǎn)品、無鉛無汞FBGA封裝、1.35V低電壓、DDR3-1333
它也能兼容1.5V工作電壓，因此老的Xeon 5500也可以使用
內(nèi)存顆粒是三星K4B2G0846C-HYH9
內(nèi)存顆粒、Registered及SPD芯片
K4B2G0846C-HYH9：2Gb、x8位寬、8 Banks、第四代產(chǎn)品、無鉛無汞FBGA、1.35V低電壓、DDR3-1333，和內(nèi)存模組的型號(hào)有許多貼近之處#p#page_title#e#
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測試平臺(tái)、測試環(huán)境
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| 測試分組 | ||||||
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類別
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雙路Intel Westmere-EP Xeon X5680 |
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| 處理器子系統(tǒng) | ||||||
| 處理器 | 雙路Intel Xeon X5680 | |||||
| 處理器架構(gòu) | Intel 32nm Westmere-EP | |||||
| 處理器代號(hào) | ? (Westmere-EP) |
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| 處理器封裝 | Socket 1366 LGA | |||||
| 處理器規(guī)格 | 六核 | |||||
| 處理器指令集 | MMX,SSE,SSE2,SSE3,SSSE3, SSE4.1,SSE4.2,EM64T,VT AES |
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| 主頻 | 3.33GHz | |||||
| 處理器外部總線 | 2x QPI 3200MHz 6.40GT/s 單向12.8GB/s（每QPI） 雙向25.6GB/s（每QPI） |
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| L1 D-Cache | 6x 32KB 8路集合關(guān)聯(lián) |
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| L1 I-Cache | 6x 32KB 4路集合關(guān)聯(lián) |
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| L2 Cache | 6x 256KB 8路集合關(guān)聯(lián) |
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| L3 Cache | 12MB @ 2668.7MHz 16路集合關(guān)聯(lián) |
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| 主板 | ||||||
| 主板型號(hào) | ASUS Z8PS-D12-1U | |||||
| 芯片組 | Intel Tylersburg-EP IOH:Intel 5520(Tylersburg-36D) ICH:Intel 82801JR(ICH10R) |
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| 芯片特性 | 2x QPI 36 PCI Express Gen2 Lanes VT-d Gen 2 |
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| 內(nèi)存控制器 | 每CPU集成三通道R-ECC DDR3 1333 | |||||
| 內(nèi)存 | 4GB SAMSUNG 50nm R-ECC DDR3 1333 SDRAM x6 4GB SAMSUNG 40nm R-ECC DDR3 1333 SDRAM x6 4GB SAMSUNG 40nm R-ECC DDR3 1333 SDRAM x12 |
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| 軟件環(huán)境 | ||||||
| 操作系統(tǒng) | Microsoft Windows Server 2008 R2 Datacenter Edition |
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Intel Nehalem-EP測試平臺(tái)
需要注意的是，雖然這個(gè)內(nèi)存被設(shè)計(jì)為1.35V電壓下工作，但我們收到的樣品SPD里寫入的是1.5V，這會(huì)影響其實(shí)際功耗表現(xiàn)。在測試中，我們沒有使用處理器的Turbo Boost功能。
40nm工藝的三星低電壓內(nèi)存，模組型號(hào)M393B5273CH0-YH9
對比的舊內(nèi)存：
也是三星內(nèi)存，基于50nm工藝，外表包有一層具有散熱、保護(hù)作用的散熱器
模組型號(hào)M393B5170DZ1-CH9，R-ECC DDR3-1333#p#page_title#e#
我們利用新添置的Aitek AWE2101數(shù)字功率計(jì)和配套的軟件測試了平臺(tái)在幾種不同配置下的功耗，AWE2101是一個(gè)高精度的數(shù)字功耗測試儀：
5位數(shù)字精度
輸出到計(jì)算機(jī)上
測試方法上，我們使用了多種和內(nèi)存有關(guān)的軟件，當(dāng)然它們通常也和處理器很有關(guān)系。完全隔絕處理器的內(nèi)存測試就正常的硬件平臺(tái)而言是不存在的。
我們使用的Prime95是一個(gè)大質(zhì)數(shù)尋找、驗(yàn)證軟件，它能很充分地利用處理器的各種運(yùn)算單元。它具有三種預(yù)設(shè)的測試方式：Small FFTs（CPU壓力測試，不使用內(nèi)存）、In-place large FFTs（使用部分內(nèi)存）、Blend（使用較多的內(nèi)存）。在Blend模式上，使用內(nèi)存和不使用內(nèi)存的功率表現(xiàn)是不同的，這也可以部分地看出平臺(tái)內(nèi)存功耗占用。
此外，使用的測試軟件還有MEMTest 4.0和EVEREST里面的內(nèi)存性能基準(zhǔn)測試。
顯然新工藝的內(nèi)存更為節(jié)電，在Prime95和MEMTest上比較明顯，而閑置狀態(tài)下功耗差距很小（不過并不是可以忽略）。大致上，使用6條50nm工藝內(nèi)存的情況和使用12條40nm工藝內(nèi)存差不多
大致上，在我們的測試當(dāng)中，整個(gè)平臺(tái)使用新工藝的內(nèi)存在內(nèi)存密集型負(fù)載下可以節(jié)約10%的電力，節(jié)約的能源大部分來自內(nèi)存功耗的降低，部分也來自于處理器內(nèi)存控制器部分的工作功耗降低。
40nm Samsung內(nèi)存模組
值得一提的是，我們使用的樣品在測試時(shí)工作電壓仍然是1.5V，沒有完全體現(xiàn)出其1.35V低電壓設(shè)計(jì)的能力，可以說，這組內(nèi)存還可以具有更好的功耗表現(xiàn)。
