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Taktraten: Double Date Rate, Quad Pumped und Co.

29.09.2004 | 16:30 Uhr |

Häufig werden wir gefragt, wie der Speichertakt mit dem Systemtakt und dem CPU-Takt zusammenhängt – klar: Optimal tunen kann nur der, der um Zusammenhänge weiß. Der CPU-Takt ist die Frequenz, mit der die Recheneinheiten des Prozessors arbeiten. Über den Systembus, auch Front-Side-Bus (FSB) genannt, kommuniziert die CPU mit der Northbridge - das ist der am nächsten zur CPU gelegene Teil des Chipsatzes, den alle Daten auf dem Weg von der CPU zum Arbeitsspeicher sowie zur Grafikkarte passieren müssen. Ausnahme: Beim Athlon 64 ist die Speicheranbindung in die CPU integriert, eine klassische Northbridge gibt’s hier nicht mehr.

Den Arbeitstakt der CPU-Northbridge-Verbindung nennt man System- oder FSB-Takt. Der CPU-Takt wird über den so genannten Taktvervielfältiger aus dem FSB-Takt errechnet: Beim 3,4 -GHz-Pentium-4 etwa wird der 200-MHz-FSB-Takt mit 17 multipliziert, um den CPU-Takt zu gewinnen. Damit der FSB nicht zum Flaschenhals für den Datentransport wird, überträgt er beim Pentium 4 pro Takt jeweils vier Datenpakete – Intel nennt das Quad Pumped. Daher spricht man in diesem Fall auch von einem effektiven Takt von 800 MHz oder auch FSB800, obwohl der FSB-Takt nach wie vor bei 200 MHz liegt.

Ähnlich ist’s bei den Athlon- und Athlon-XP-CPUs – deren FSB überträgt pro Takt zwei Datenpakete in einem Double-Date-Rate-Verfahren. Beispiel: Der Athlon XP 3200+ arbeitet mit einem CPU-Takt von 2200 MHz, der per Multiplikator 11 aus dem FSB-Takt 200 MHz (FSB400) gewonnen wird.

Beim Speichertakt verhält es sich ähnlich – heute übliche DDR-SDRAM-Chips (Double-Data-Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) übertragen pro Takt zwei Datenpakete. Ist der Arbeitsspeicher mit 200 MHz an die Northbridge gekoppelt, arbeitet er effektiv mit 400 MHz, die Speicherchips nennt man daher DDR400-Chips. Die Chips stecken auf Speichermodulen, Dimms genannt, die immer acht Byte auf einmal übertragen. Ein Dimm aus DDR400-Chips kommt so auf maximal 3200 MB/s (2 x 200 MHz x 8 Byte) und heißt PC3200-Dimm. Der weit verbreitete Intel-i865-Chipsatz etwa unterstützt zwei Speicherkanäle mit PC3200-Dimms und erreicht eine Speichertransferrate von theoretisch 6400 MB/s. Das passt perfekt zum oben erwähnten Pentium 4: Der FSB überträgt nämlich auch acht Byte auf einmal und kommt damit ebenfalls auf maximal 6400 MB/s (4 x 200 MHz x 8 Byte).

Übrigens: Das Arbeitstempo des Speichers bestimmen die tatsächlichen Betriebsparameter. Ein Aufdruck wie PC3200 gibt lediglich das Potenzial des Speichers an - wenn Sie ihn mit 166 MHz Speichertakt betreiben, arbeitet er kein bisschen schneller als PC2700-Speicher (2 x 166 MHz x 8 Byte). Demzufolge lohnt die Investition in sündhaft teure PC4000- oder PC4200-DDR-Module nur für Übertakter, weil kein Chipsatz diesen Speicher offiziell unterstützt. Die oben vorgerechneten theoretischen Maximaltransferraten werden in der Praxis nie erreicht – die auf geringe Kosten optimierte DRAM-Architektur zwingt den Chipsatz beim Adressieren von Speicherbereichen sowie beim Einschreiben und Auslesen der Daten Wartezeiten einzuhalten. Zu den bekanntesten gehören: CAS Latency, RAS-to-CAS Delay und RAS Precharge Time.

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