PCI-Express et DDR-II : les nouvelles normes

Adresse : http://www.sosordi.net/Article/52-7-pci-express-ddr-ii-les-nouvelles-normes

Auteur : Irnikus
Publié le : 31/12/2004

DDR-II : Normes et Fonctionnement


Nouvellement apparue sur les plates formes Intel i925/915, la DDR-II est censée, à terme, mettre fin au règne de la DDR première du nom, grâce à des bandes passantes toujours plus grandes, destinées à alimenter les futurs Pentium 4 et leur nouveaux FSB 1066MHz.

Trois normes sont pour le moment prévues :


Type Norme Fréquence externe Fréquence interne Largueur du bus Bande passante Latence moyennes FSB correspondant (QDR)
DDR PC-3200 200MHz 200MHz 64Bits 3.2Go/s 2,5.3.3.8 800Mhz
DDR-II PC2-3200 200MHz 100Mhz 64Bits 3.2Go/s 3.3.3.8 800Mhz
DDR-II PC2-4200 266MHz 133Mhz 64Bits 4.2Go/s 4.4.4.8 1066Mhz
DDR-II PC2-5400 333Mhz 166MHz 64Bits 5.4Go/s 5.5.5.8 1333Mhz


Afin d'en comprendre le fonctionnement, je vous renvoie à cet article, portant sur les normes précédentes en matière de mémoire vive : http://www.sosordi.net/Article/Article.8.html

Le fonctionnement de la DDR-II est semblable à celui de la DDR sur bien des points :

  • En externe, elle communique avec le contrôleur mémoire sur le même mode que la DDR, via l'envoi de deux paquet par cycle, mais cela au double de la fréquence interne.

    Par exemple, pour la DDR-II PC2-3200, on a une fréquence interne de 100MHz : la fréquence externe est donc de 200MHz : pour un fonctionnement avec une seule barette (sur 64bits), on obtient donc un débit de 3.2Go/s, d'où la norme PC2-3200.

  • En interne, la DDR-II fonctionne en traitant 4 paquet par cycle, et ce à la fréquence interne. Toujours sur l'exemple de la PC2-3200, on obtient aussi un débit de 3.2Go/s


On devine donc ainsi qu'avec un fonctionnement interne sur une fréquence plus faible, il sera possible de faire monter les puces plus haut en fréquence et ainsi d'obtenir de plus grand débits mémoire.


La DDR-II présente aussi un autre avantage : elle est fabriquée a partir de modules FBGA et non plus TSOP, qui permettent une meilleure qualité de signal. Associé à d'autres améliorations, cela permet une baisse du voltage : les modules consommeront moins, chaufferont moins et seront plus faciles à faire monter en fréquence. (Pour rappel, la DDR fonctionne en 2.65V, tandis que la DDR-II se contentera de 1.8V.)

A droite un module de DDR, à gauche, un module de DDR-II.


Mais la DDR-II n'a pas que des avantages : elle est premièrement très chère et aujourd'hui presque inutile car elle n'apporte que très peu sur le plan des performances. En effet, l'exploitation de DDR-II 533 en double canal n'apporte rien au Pentium 4 (qui est la seule plate forme à la supporter actuellement) : en effet celle-ci fournit une bande passante de 8.4Go/s, là ou le FSB du Pentium 4 plafonne à 6.4Go/s ! De nouveaux Pentium 4 dotés d'un FSB 266 (1066MHz QDR) sont prévus et devraient permettre d'exploiter correctement cette norme.

Deuxième point noir : les latences de cette mémoire, qui ont presque doublé et qui minent ses performances. A fréquence égale, elle se retrouve plus lente que la DDR première du nom. AMD et son Athlon 64, dont la rapidité se base sur de faibles latences n'a ainsi prévu l'adoption de la DDR-II qu'en 2006.


Conclusion : La DDR-II, malgré quelques améliorations intéressantes, ne présentera pas d'interêt avant l'apparition des Pentium 4 série 6xx, qui devraient supporter un FSB 1066MHz. D'ici là, ses temps de latence élévés et son prix vous dissuaderont d'investir, là où la DDR fait encore bien son travail.



PCI-Express





Tout comme la DDR-II, il s'agit d'une nouvelle norme destinée à remplacer l'ancien PCI, dont l'adoption remonte aux premiers Pentium, produits en 1992. Celui-ci remplacait alors la vieillissante norme ISA. Le PCI permet un débit de 133Mo/s entre les différentes cartes installées et le sytème, bande passante qu'elles doivent de plus se partager. Avec l'arrivée d'interfaces Ethernet permettant de hauts débits, le PCI devenait insuffisant.




Un port PCI (en blanc) et un port ISA (en noir).

De même, le port AGP réservé à vos carte graphique n'etait en fait qu'un port PCI dont le débit avait été doublé : dans sa révision 3.0, il permet ainsi un débit de 2.1Go/s (AGP 8x). Le problème de cette bande passante est qu'elle ne peut être utilisée que dans un sens à la fois : lecture ou écriture. Dans les applications professionnelles, ce port passait pour un goulot d'étranglement et se devait donc d'être remplacé : c'est la mission dévolue au PCI-Express.



La comparaison entre un port AGP (en marron) et un port PCI (en blanc)


En tant que nouvelle norme, le pci express est décliné en différentes versions, du point de vue vitesse et physique, ceci ayant pour but différentes utilisations :

Architecture Norme Largeur Fréquence Bande passante (bidirectionnelle) Utilisation
PCI
32bits 33MHz 133Mo/s Cartes périphériques (son, réseau..)
AGP 8x 32bits 66x8MHz 2.1Go/s Cartes graphiques
PCI-Express 1x 1bit 2.5GHz 500Mo/s Cartes périphériques (son, réseau..)
PCI-Express 4x 4bits 2.5GHz 2Go/s Environnement serveur (scsi, gigabit ethernet)
PCI-Express 8x 8bits 2.5GHz 4Go/s Environnement serveur (scsi, gigabit ethernet)
PCI-Express 16x 16bits 2.5GHz 8Go/s Cartes graphiques




Opérant à une plus grande fréquence, le PCI-Express est disposé sur des interfaces moins larges et plus faciles à produire (1 à 16bits contre 32bits).

De plus le débit est bi-directionnel ainsi une carte graphique pci-express peut communiquer avec le système en même temps que celui-ci accède à la carte graphique : la bande passante disponible de 8Go/s est donc divisée en deux canaux de 4Go/s : l'un dans le sens système>carte graphique, l'autre dans le sens carte graphique>système alors que l'agp ne propose qu'un canal de 2.1Go/s (carte graphique>système) qui ne peut servir que dans un des deux sens, le sens de l'écriture étant limité à 266Mo/s.
Cerise sur le gateau, les ports PCI-express 16x peuvent fournir 70W à la carte graphique, là ou l'AGP se contentait de 40, ce qui évitent les connecteurs d'alimentation auxiliaires des dernières cartes graphiques.

En pratique, le pci-express est disponible sur les cartes mères dotées d'un chipset Intel récentes (i925/915) et sur les chipset nForce 4 et Via K8T890, pour Athlon 64.



Du côté des cartes graphique, les deux plus grands constructeur du marché, à savoir Ati et nVidia proposent des produits PCI-express et AGP, grâce à l'ajout d'un bridge transformant les signaux PCI-express en signaux AGP (le rialto, bientôt disponible chez Ati et le HSI chez nVidia). A terme, toutes les cartes graphique devraient etre disponibles en pci-express, bien que la différence de vitesse avec l'agp ne soit que peu ou pas observable.

Du côté des cartes périphériques, on devrait voir rapidement apparaître des cartes pci-e 1x, notamment chez Creative, mais aucune n'est disponible actuellement.



Une carte réseau pci-express 1x

Conclusion : contrairement à la DDR-II, dont l'interêt est somme toute limité, vu que AMD ne semble pas vouloir l'adopter d'ici 2006, le pci-express, s'il n'apporte pas de gains en pratique, est un choix technologique qui devrait interésser un grand nombre d'utilisateurs, puisqu'il est assuré de devenir le futur standard.