40nm工艺 三星低电压DDR3内存功耗测试

【IT168评测中心】Samsung三星电子是半导体业界的大厂商，在服务器领域，我们主要接触的三星产品是内存——内存颗粒以及内存条。三星的服务器内存颗粒或者原厂内存很是常见。

本次主角：Samsung内存模组

Xeon 5600：Westmere-EP，官方支持1.35V的低电压内存

　　在绿色低碳的大环境下，和其他半导体产品一样，内存系统的功耗也在不停地降低当中。因为在一个大型服务器当中，除了处理器占用了一个主要的功耗之外，内存系统的功耗也不容忽视：

不同容量的60nm工艺内存条在服务器系统中的功耗百分比

　　工艺改进可以降低功耗。现在市面上使用的内存模组都是基于老的60nm/50nm工艺，约在上一年下半年，三星开始使用40nm工艺制造内存：

09年第四季度左右开始大量生产40nm内存产品

　　新的制程不仅提升了内存密度，让制造更大容量的内存模组成为可能，同时内存模组的工作电压也得到了降低：

48GB内存功耗对比：40nm比60nm降低了73%

　　日前推出的Intel Westmere-EP平台也开始支持新的低至1.35V工作电压的DDR3内存，我们从三星获得了搭配的内存模组：40nm工艺、48GB容量的1.35V R-ECC DDR3 1333内存，下面我们就来看看这套新工艺制作的大容量低电压内存套装#p#page_title#e#

每条4GB，一共12条

没有通常内存条上常见的金属外壳，可见其功耗并不高

标准的三星内存条外观

模组型号是M393B5273CH0-YH9，怎么解读呢？看下图：

M393B5273CH0-YH9：DIMM、x72 240pin Registered、2Gb颗粒、x8位宽、第四代产品、无铅无汞FBGA封装、1.35V低电压、DDR3-1333

它也能兼容1.5V工作电压，因此老的Xeon 5500也可以使用

内存颗粒是三星K4B2G0846C-HYH9

内存颗粒、Registered及SPD芯片

K4B2G0846C-HYH9：2Gb、x8位宽、8 Banks、第四代产品、无铅无汞FBGA、1.35V低电压、DDR3-1333，和内存模组的型号有许多贴近之处#p#page_title#e#

Intel Nehalem-EP测试平台

　　需要注意的是，虽然这个内存被设计为1.35V电压下工作，但我们收到的样品SPD里写入的是1.5V，这会影响其实际功耗表现。在测试中，我们没有使用处理器的Turbo Boost功能。

 
40nm工艺的三星低电压内存，模组型号M393B5273CH0-YH9

对比的旧内存：

也是三星内存，基于50nm工艺，外表包有一层具有散热、保护作用的散热器

模组型号M393B5170DZ1-CH9，R-ECC DDR3-1333#p#page_title#e#

我们利用新添置的Aitek AWE2101数字功率计和配套的软件测试了平台在几种不同配置下的功耗，AWE2101是一个高精度的数字功耗测试仪：

5位数字精度

输出到计算机上

　　测试方法上，我们使用了多种和内存有关的软件，当然它们通常也和处理器很有关系。完全隔绝处理器的内存测试就正常的硬件平台而言是不存在的。

　　我们使用的Prime95是一个大质数寻找、验证软件，它能很充分地利用处理器的各种运算单元。它具有三种预设的测试方式：Small FFTs（CPU压力测试，不使用内存）、In-place large FFTs（使用部分内存）、Blend（使用较多的内存）。在Blend模式上，使用内存和不使用内存的功率表现是不同的，这也可以部分地看出平台内存功耗占用。

　　此外，使用的测试软件还有MEMTest 4.0和EVEREST里面的内存性能基准测试。

　　显然新工艺的内存更为节电，在Prime95和MEMTest上比较明显，而闲置状态下功耗差距很小（不过并不是可以忽略）。大致上，使用6条50nm工艺内存的情况和使用12条40nm工艺内存差不多

大致上，在我们的测试当中，整个平台使用新工艺的内存在内存密集型负载下可以节约10%的电力，节约的能源大部分来自内存功耗的降低，部分也来自于处理器内存控制器部分的工作功耗降低。

40nm Samsung内存模组

　　值得一提的是，我们使用的样品在测试时工作电压仍然是1.5V，没有完全体现出其1.35V低电压设计的能力，可以说，这组内存还可以具有更好的功耗表现。