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Was ist der Unterschied zwischen "Double Sided" und "Single Sided"?
Je nach Speicherkapazität eines DIMMs werden Speicherchips entweder auf einer oder auf beiden Seiten verlötet. Demnach bedeutet Single-Sided, dass nur auf einer Seite Speicherchips existieren, währenddessen bei Double-Sided auf beiden Seiten Chips vorhanden sind. Daraus folgt, dass bei einer identischen Kapazität des Speichermoduls die Chips auf einem Single-Sided-Modul doppelt so viel Kapazität haben müssen.
Im praktischen Einsatz spielt es beim 24/7-Betrieb weniger eine gewichtige Rolle, ob man nun Single- oder Double-Sided-DIMMs verwendet. Wenn man allerdings auf der Jagd nach möglichst hohem Speichertakt ist, können Single-Sided-DIMMs von Vorteil sein, da eine geringere Anzahl von Speicherchips für die gleiche Kapazität verwendet werden muss.
Was bedeutet Single-Rank und Dual-Rank?
Oftmals wird Single- und Dual-Rank mit Single- und Double-Sided-DIMMs gleichgesetzt, was jedoch nicht das Gleiche bedeutet. Die Rank-Angabe wird von den RAM-Herstellern oft mit 1Rx4, 2Rx4 oder 2Rx8 angegeben und beschreibt hingegen den physikalischen Aufbau eines RAM-Moduls und die Anbindung der einzelnen Speicherchips. Während "1R" und "2R" auf Single-Rank und Dual-Rank hinweist, ist die Angabe "x4" und "x8" auf die konstruierten Chips selbst bezogen und wird als Banks bezeichnet.
Ein Rank beschreibt bei gewöhnlichen UDIMMs (Unbuffered) bei den Desktop-Plattformen einen Datenblock mit einer Breite von 64 Bit. Um also auf einem Modul auf Single-Rank zu kommen, sind demnach acht x8-Speicherchips oder 16 x4-Chips notwendig (8 x 8 = 64 / 64 = 1 oder 16 x 4 = 64 / 64 = 1). Ein Beispiel für ein Dual-Rank-Modul wären 16 x8-Chips (16 x 8 = 128 / 64 = 2). Im professionellen Bereich kommen hingegen in der Regel DIMMs mit ECC (Error Correction Code) zum Einsatz, bei denen der Datenblock jedoch zusätzliche 8 Bit erhält und somit auf 72 Bit kommt. Als Beispiel für Single-Rank wären demnach neun x8-Chips (9 x 8 = 72 / 72 = 1) und für Dual-Rank 18 x8-Speicherhips (18 x 8 = 144 / 72 = 2).
Darüber hinaus sind im Server-Segment zudem häufig auch Module mit Quad-Rank anzutreffen. Ein Beispiel hieraus wäre: 36 x8-Chips (36 x 8 = 288 / 72 = 4). Demnach ist es insgesamt also möglich, ein Dual-Rank-DIMM zu haben, das jedoch nur auf einer Seite Speicherchips trägt (Single-Sided).
Doch gerade im Server-Bereich hat die Rank-Angabe eine große Bedeutung, denn ein Server-Mainboard ist in der Regel für eine bestimmte Anzahl von Gesamt-Ranks konzipiert. Ein Dual-Rank-Modul kann gleichgesetzt werden mit zwei Single-Rank-DIMMs oder ein Quad-Rank-Modul mit zwei Dual-Rank- oder vier Single-Rank-DIMMs. Wenn nun also ein Mainboard mit vier DIMM-Steckplätzen im Höchstfall acht Ranks adressieren kann, dann kann die Platine demnach entweder mit acht Single-Rank-, vier Dual-Rank-, zwei Quad-Rank-Modulen oder einem Octa-Rank-Speicherriegel bestückt werden. Aber gerade Letztere sind jedoch eher seltener Natur.
Gibt es unterschiedliche Speicherchips?
Auch diese Frage kann mit "Ja" beantwortet werden. Aktuell werden ICs (Integrated Circuit) von Samsung, Micron und SK Hynix in verschiedensten Versionen angeboten, die natürlich auch beim Overclocking ein unterschiedliches Verhalten aufzeigen. Während preisgünstigere Speicherkits normale Speicherchips erhalten, haben deutlich kostspieligere Kits deutlich performantere Speicherchips erhalten, mit denen auch bei der manuellen Übertaktung noch einiges mehr an zusätzlicher Performance herausgekitzelt werden kann. Ein Beispiel für beliebte DDR4-Speicherchips sind die Samsung B-Dies. Bei DDR5 hat SK hynix aktuell offenbar die besseren Chips im Angebot und somit sind alle schnellen Modulen mit eben diesen Speicherchips bestückt.
Aber auch in den jeweils eigenen Reihen können die Unterschiede beim Overclocking schon groß ausfallen, denn genau wie bei einer CPU oder einer GPU, sind auch die Speicherchips jeweils als Unikate anzusehen und verhalten sich unterschiedlich.
Im SPD hinterlegt sind immer die jeweils zertifizierten und getesteten Taktraten, Spannungen und Timings, die im Zusammenspiel mit den Plattformen und Speichercontrollern auch dementsprechend immer funktionieren sollten.
Was versteht man unter PCB-Optimierung und was ist ein PMIC?
PCB ist die Abkürzung für Printed Circuit Board und ist die Grundlage, auf der die Speicherchips, die Kondensatoren, die Kontaktflächen und weitere Komponenten bei professionellen DIMMs angebracht werden. Dort eingeätzt wurden die Leiterbahnen, die neben Strom auch die Signale durchleiten. Durch diverse PCB-Optimierungen wäre es theoretisch möglich, das Overclocking-Potential eines Moduls zu erweitern.
Als Beispiel dient eine verstärkt mehrschichtige Leiterplatte mit größeren Leiterbahnen, damit ein höherer Strom durchfließen kann, was beim Overclocking bei der Taktraten-Jagd behilflich sein kann. Die meisten aktuellen Speichermodule haben mindestens ein acht-lagiges PCB.
Power Management Integrated Circuit (PMIC)
DDR5-Module verfügen über einen Power Management Integrated Circuit (PMIC) – im Bild oben in der Mitte zu sehen. Die Spannungsregulierung wandert vom Mainboard auf die Module selbst. Dies soll die Effizienz steigern, macht aber auch eine individuelle Ansteuerung für jedes Modul möglich, da es sich selbst reguliert. Die Betriebsspannung der Speicher wird laut Spezifikation von 1,2 auf 1,1 V abgesenkt. Der PMIC kümmert sich darum, aus den 5 V, die über das Mainboard kommen, eben diese 1,1 V zu machen. Genauer gesagt werden hier drei Spannungsebenen festgelegt: VDD, VDDQ und VPP. OC-DDR5 wird aber bereits mit 1,35 V angegeben, was den Vorteil in der Effizienz natürlich nichtig macht. DDR5 in OEM-Systemen bzw. die Standard-Kits werden mit einem abgesicherten PMIC ausgestattet sein, der maximal 1,435 V ermöglicht. Früher oder später aber werden wir auch Module sehen, die in einem Programmable Mode für den PMIC mehr als diese 1,435 V ermöglichen werden.
Gibt es spezielle Mainboards für RAM-Overclocking?
In der Tat gibt es speziell optimierte Overclocking-Mainboards, wie z.B. das ASUS ROG Maximus Z690 Apex, Gigabyte Z690 AORUS Tachyon, MSI MEG Z690 Unify-X oder das ASRock Z690 AQUA OC, bei denen im Höchstfall zwei DIMM-Steckplätze angeboten werden. Die Besonderheit liegt darin, dass die DIMM-Steckplätze dichter am CPU-Sockel positioniert wurden und dennoch das Dual- beziehungsweise Quad-Channel-Interface für den Bandbreiten-Vorteil erlauben. Dies hat zur Folge, dass die elektrischen Signale auch bei hohen Taktraten stabiler bleiben und man somit in der Theorie bessere Ergebnisse erzielen kann.
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