Computer Memory Issues

Zusätzlich zu Speichertyp, Geschwindigkeit und Timing gibt es bei der Auswahl des richtigen Arbeitsspeichers für dein System einige weitere Aspekte zu beachten. Wir untersuchen jeden dieser Punkte in den folgenden Abschnitten.

Für eine optimale Leistung benötigen moderne Prozessoren eine hohe Speicherbandbreite, die über das hinausgeht, was ein einzelnes Speichermodul liefern kann. Ein Intel Pentium-4-Prozessor mit einem 800-MHz-FSB kann beispielsweise eine Speicherbandbreite von bis zu 6,4 GB/s nutzen – doppelt so viel, wie ein einzelner PC3200-DIMM bereitstellt. Um diesem Bedarf an höherer Bandbreite gerecht zu werden, entwickelten Chipsatz-Ingenieure „Dual-Channel-Speichercontroller“, die zwei physische Speichermodule als ein logisches Speichermodul erkennen und so die Datenübertragungsrate zwischen CPU und Arbeitsspeicher effektiv verdoppeln.

WANN DUAL-CHANNEL-RAM WICHTIG IST

Für den Betrieb im Dual-Channel-Modus ist es erforderlich, dass das Motherboard über einen Dual-Channel-Speichercontroller verfügt und die RAM-Riegel paarweise installiert werden. Idealerweise sollten die beiden Speichermodule identisch sein, doch die meisten Dual-Channel-Motherboards akzeptieren jedes DIMM-Paar, sofern Kapazität, Typ und Geschwindigkeit übereinstimmen. Die meisten Dual-Channel-Speichercontroller funktionieren zwar auch im Single-Channel-Modus, wenn nur ein DIMM installiert ist, die Systemleistung kann jedoch deutlich sinken.

Der Dual-Channel-Betrieb kann für die Systemleistung wichtig sein oder auch nicht, abhängig vom verwendeten Prozessor. So nutzen beispielsweise die schnellsten Athlon-XP-Prozessoren einen 400-MHz-FSB. Da der Athlon XP einen 64-Bit-(8-Byte)-Pfad zwischen Prozessor und Speicher verwendet, liegt die maximal benötigte Speicherbandbreite bei 3,2 GB/s. Das entspricht exakt der Bandbreite eines einzelnen PC3200-DIMMs, weshalb der Einsatz von Dual-Channel-RAM bei einem Athlon-XP-System kaum oder gar keinen Leistungsvorteil bringt.

WANN DUAL-CHANNEL-RAM NICHT WICHTIG IST

Trotz des mangelnden Nutzens unterstützen viele Athlon-XP-Motherboards den Dual-Channel-Betrieb, weshalb viele Nutzer sich verpflichtet fühlen, den Arbeitsspeicher paarweise zu installieren und manchmal sogar den vorhandenen Speicher entsorgen, um Platz für ein neues DIMM-Paar zu schaffen. Wenn du den Arbeitsspeicher eines Systems mit einem Athlon XP oder einem anderen Prozessor aufrüstest, der nicht vom Dual-Channel-Betrieb profitiert, empfehlen wir, die Dual-Channel-Funktion zu ignorieren und die kostengünstigste Kombination von DIMMs zu installieren.

Wenn du hingegen ein System mit einem modernen Prozessor wie einem Pentium 4, Pentium D oder Athlon 64 aufrüstest, ist es wichtig sicherzustellen, dass der Dual-Channel-Modus aktiviert ist. Andernfalls beeinträchtigst du die Systemleistung, da der Prozessor zu viel Zeit mit dem Warten auf den Speicher verschwendet.

Die meisten Dual-Channel-Motherboards bieten zwei oder vier Speichersteckplätze. (Einige bieten nur drei; die Bestückung des dritten Steckplatzes deaktiviert auf solchen Motherboards den Dual-Channel-Betrieb.) Befolge die folgenden Richtlinien für die Aufrüstung des Arbeitsspeichers auf einem standardmäßigen Dual-Channel-Motherboard:

• Wenn bei einem Motherboard mit zwei oder vier Steckplätzen nur einer belegt ist, installiere ein neues Speichermodul, das mit dem vorhandenen identisch oder sehr ähnlich ist, falls eine Verdoppelung des Speichers ausreicht. Wenn du mehr Speicher benötigst, entferne das ursprüngliche Modul und installiere zwei identische neue Module.
• Wenn bei einem Motherboard mit vier Steckplätzen nur zwei belegt sind, installiere zwei oder vier neue, passende Speichermodule, je nach aktuell installiertem Speicher und der nach dem Upgrade insgesamt benötigten Menge.
• Wenn bei einem Motherboard mit vier Steckplätzen alle vier belegt sind, installiere zwei oder vier neue, passende Speichermodule, je nach Kapazität der aktuell installierten Module und der nach dem Upgrade insgesamt benötigten Menge.

Wenn du weniger Module installierst, als Steckplätze verfügbar sind, ist es wichtig zu entscheiden, welches Modul wohin kommt. Die meisten Dual-Channel-Motherboards beschriften die Steckplätze wie folgt:

Kanal A – DIMM 0 (oder 1)

Kanal A – DIMM 1 (oder 2)

Kanal B – DIMM 0 (oder 1)

Kanal B – DIMM 1 (oder 2)

Gold- versus Zinnkontakte

Speichermodule sind mit Gold- oder Zinnkontakten erhältlich. Die Art der Speichersteckplätze auf deinem Motherboard bestimmt, welche du verwenden solltest. Wenn die Speichersteckplätze deines Motherboards Zinnkontakte haben, verwende Speichermodule mit Zinnkontakten; wenn die Steckplätze Goldkontakte verwenden, verwende ebenfalls Speichermodule mit Goldkontakten.

Die Sorge besteht darin, dass unterschiedliche Metalle in engem Kontakt Korrosion verursachen können, was wiederum Probleme von sporadischen Speicherfehlern bis hin zum vollständigen Speicherausfall verursachen kann. Vermeide das Mischen von Kontaktmetallen, insbesondere wenn dein System in einer feuchten Umgebung betrieben wird. Prüfe die Unterlagen des Motherboards, um festzustellen, welche Art von Speichermodulen erforderlich ist, und kaufe nur kompatible Module. (Fast alle modernen Systeme verwenden Goldkontakte. Wenn du also Zweifel hast, sind Goldmodule die beste Wahl.)

Leider ist nicht immer offensichtlich, welcher Steckplatz welcher ist. Kanal-A-Steckplätze können gruppiert sein, während Kanal-B-Steckplätze etwas separiert sind, oder die DIMM-0-Steckplätze beider Kanäle können zusammenliegen, während die DIMM-1-Steckplätze etwas von ihnen abgesetzt sind. Viele Motherboards verwenden eine Farbcodierung für die DIMM-Steckplätze, aber diese Codierung ist nicht immer intuitiv. Abbildung 6-4 zeigt beispielsweise die vier Speichersteckplätze eines Intel-D945PVS-Motherboards. Zwei der Steckplätze sind blau und zwei schwarz, aber was bedeuten die Farben? Sind beide blauen Steckplätze DIMM 0 (oder DIMM 1), oder sind beide blauen Steckplätze Kanal A (oder Kanal B)?

Abbildung 6-4: Dual-Channel-DIMM-Steckplätze, farblich gekennzeichnet

Intel hat die Praxis, DIMM 0 farblich zu kennzeichnen und Kanal A näher am Prozessorsockel zu platzieren, sodass die Steckplätze bei diesem Motherboard von oben nach unten Kanal A/DIMM 0, A/1, B/0 und B/1 sind. Andere Motherboard-Hersteller verwenden andere Methoden. Wenn du zwei Speichermodule in dieses Motherboard einbauen würdest, würdest du sie in die blauen Steckplätze einbauen, wodurch ein DIMM auf Kanal A und das andere auf Kanal B läge. Würdest du stattdessen die zwei Module in die oberen beiden Steckplätze einbauen, hättest du zwar die gleiche Menge an Arbeitsspeicher zur Verfügung, aber das Motherboard wäre gezwungen, im Single-Channel-Modus zu arbeiten, was die Leistung stark verlangsamt.

Standard-Arbeitsspeicher, auch „Non-Parity-Speicher“ genannt, verwendet 8 Bit zum Speichern eines 8-Bit-Bytes. „ECC-Speicher (Error Correcting Code-Speicher)“, manchmal auch „Parity-Speicher“ genannt, verwendet 9 Bit zum Speichern eines 8-Bit-Bytes. Das zusätzliche Bit des ECC-Speichers wird zum Speichern von Informationen zur Fehlererkennung und -korrektur verwendet.

Ein Non-Parity-Speichermodul kann Fehler weder erkennen noch korrigieren. Ein ECC-Speichermodul kann alle Multi-Bit-Fehler erkennen, alle Single-Bit-Fehler korrigieren und einige Multi-Bit-Fehler korrigieren. Speicherfehler sind so selten, dass die meisten Desktop-Systeme Non-Parity-Speicher verwenden, der günstiger und schneller als ECC-Speicher ist. Tatsächlich unterstützen die meisten Desktop-Chipsätze keinen ECC-Speicher. Wenn du ECC-Speicher in ein solches System einbaust, wird dieser möglicherweise gar nicht erkannt, wahrscheinlicher ist jedoch, dass das System den ECC-Speicher einfach als Non-Parity-Speicher behandelt und das zusätzliche Bit ignoriert.

ECC-Speicher wird gelegentlich in Desktop-Systemen verwendet, ist aber in Servern und anderen großen, kritischen Systemen weitaus verbreiteter. Da ECC-Module zusätzliche Speicherchips im Verhältnis 9:8 enthalten, kosten sie typischerweise 10 % bis 15 % mehr als vergleichbare Non-Parity-Module. Da die Schaltung auf ECC-Modulen, die ECC-Werte berechnet und speichert, einen gewissen Overhead erfordert, sind ECC-Module zudem geringfügig langsamer als vergleichbare Non-Parity-Module.

CHIPS ZÄHLEN

Du kannst ein ECC-Modul optisch identifizieren, indem du die Anzahl der Speicherchips darauf zählst. Wenn diese Zahl durch drei oder fünf teilbar ist, handelt es sich um ein ECC-Modul. Wenn nicht, ist es ein Non-Parity-Modul. Oft lässt sich ein ECC-Modul auch an seiner Teilenummer erkennen. ECC-Module sind 72 Bit breit im Vergleich zu 64 Bit bei einem Non-Parity-Modul, und dies ist meist in der Modellnummer enthalten. Die Teilenummer eines Crucial-512-MB-Non-Parity-Moduls ist beispielsweise CT6464Z40B. Die Teilenummer des ähnlichen ECC-Moduls ist CT6472Z40B. Wenn die Zahl „72“ irgendwo in einer Modulnummer erscheint, ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass es sich um ein ECC-Modul handelt.

Wir empfehlen die Verwendung von ECC-Speichermodulen nur in den folgenden Situationen:

• Wenn die aktuell installierten Speichermodule ECC-Module sind, installiere identische oder sehr ähnliche Module.
• Wenn du eine große Menge an Arbeitsspeicher (2 GB oder mehr) installierst, verwende ECC-Module.

Andernfalls spare dir das Geld und installiere Non-Parity-Module.

„Unbuffered“-Speichermodule ermöglichen es dem Speichercontroller, direkt mit den Speicherchips auf dem Modul zu interagieren. „Registered“-Speichermodule (auch „buffered“ genannt) fügen eine zusätzliche Schicht aus Schaltkreisen zwischen den Speichercontroller und die Speicherchips ein.

Registered-Speicher ist in manchen Umgebungen notwendig, da alle Speichercontroller Beschränkungen hinsichtlich der Anzahl der Geräte (einzelne Speicherchips) haben, die sie steuern können, was wiederum die maximale Kapazität der Speichermodule begrenzt, die sie nutzen können. Wenn ein Speichercontroller mit einem Unbuffered-Speichermodul interagiert, steuert er jeden Speicherchip direkt. Wenn ein Speichercontroller mit einem Registered-Speichermodul interagiert, arbeitet er nur mit der Pufferschaltung; die tatsächlichen Speicherchips sind für ihn unsichtbar.

Der einzige Vorteil von Registered-Speicher besteht darin, dass ein System Speichermodule mit höherer Kapazität nutzen kann. (Die Module mit der jeweils höchsten Kapazität sind oft nur in Registered-Form erhältlich.) Die Nachteile von Registered-Speicher sind, dass er deutlich teurer ist als Unbuffered-Speicher und aufgrund des zusätzlichen Overheads durch den Puffer merklich langsamer.

Die meisten Desktop-Systeme unterstützen nur Unbuffered-Speichermodule. Einige wenige können sowohl Registered- als auch Unbuffered-Speichermodule verwenden. Sehr wenige Desktop-Systeme, insbesondere AMD-Sockel-940-Modelle, erfordern Registered-Speicher. Wenn du den Arbeitsspeicher deines Systems aufrüstest, empfehlen wir, Registered-Speichermodule nur in den folgenden Situationen zu verwenden:

• Das System akzeptiert nur Registered-Speichermodule.
• Das System akzeptiert Unbuffered- oder Registered-Speichermodule, aber es sind bereits Registered-Module installiert.
• Die Menge an Arbeitsspeicher, die du installieren möchtest, erfordert den Einsatz von Modulen, die nur in Registered-Form erhältlich sind.

ENTWEDER/ODER

Die meisten Systeme, die Unbuffered- und Registered-Module unterstützen, können jeweils nur eine Art gleichzeitig verwenden.

Wenn schnell nicht gut ist

Die Verwendung von zu viel schnellem Arbeitsspeicher kann subtile Speicherprobleme verursachen. Motherboard- und Speicherhersteller machen dieses Problem nicht publik. Als Faustregel gilt beim Installieren von schnellem Arbeitsspeicher: Verwende lieber weniger Module mit hoher Kapazität anstelle von mehr Modulen mit geringerer Kapazität. Dieses Problem tritt besonders dann auf, wenn du das System an seine Grenzen bringst; zum Beispiel durch die Installation des schnellsten unterstützten Arbeitsspeichers, Übertakten des Systems oder die Verwendung von Dual-Prozessoren.

Motherboards unterscheiden sich in den spezifischen Speicherkonfigurationen, die sie unterstützen. Es erscheint vernünftig anzunehmen, dass man bei ungenutzten Speichersteckplätzen einfach beliebige unterstützte Speichermodule in diese leeren Plätze einbauen kann, um den Arbeitsspeicher aufzurüsten. Leider ist das nicht immer wahr. Mehrere Faktoren spielen eine Rolle, darunter Geschwindigkeit, Kapazität, Dichte und Organisation der Speichermodule:

Die Installation von schnellem Arbeitsspeicher kann die Anzahl der DIMMs reduzieren, die du installieren kannst. Ein Motherboard könnte beispielsweise drei DIMM-Steckplätze haben, die alle mit PC2700-DIMMs bestückt werden können. Das Motherboard unterstützt jedoch möglicherweise maximal zwei PC3200-DIMMs, was dich dazu zwingt, den dritten DIMM-Steckplatz leer zu lassen, wenn du PC3200-Speicher installierst.

Nicht alle Motherboards unterstützen alle DIMM-Kapazitäten. Einige Motherboards unterstützen beispielsweise 256-MB-DIMMs, aber keine 512-MB-DIMMs. Auch die zulässige Mischbestückung kann variieren. Ein Motherboard unterstützt beispielsweise 512-MB-DIMMs in allen vier Speichersteckplätzen. Ein anderes unterstützt 512-MB-DIMMs nur in zwei der vier Steckplätze und erfordert, dass du die anderen beiden Steckplätze leer lässt oder 256-MB-Module (oder kleiner) in diesen Steckplätzen installierst. Ein weiteres unterstützt möglicherweise ein Maximum von 1 GB RAM bei Verwendung von 512-MB-DIMMs, was erfordert, dass du zwei der vier Speichersteckplätze leer lässt, wenn du 512-MB-DIMMs in den ersten beiden Steckplätzen installierst.

Viele Motherboards begrenzen die Anzahl der installierbaren Speicherzeilen auf eine Zahl, die kleiner ist als die mögliche Anzahl bei voll bestückten Steckplätzen. Einseitige DIMMs zählen als eine Zeile, doppelseitige DIMMs als zwei Zeilen. Wenn ein Motherboard vier Speichersteckplätze hat und den installierten Speicher beispielsweise auf fünf Zeilen begrenzt, bedeutet das, dass du einseitige DIMMs in alle vier Steckplätze einbauen könntest (für insgesamt vier Zeilen). Die Installation von zwei doppelseitigen DIMMs belegt vier Zeilen, sodass nur noch eine Zeile verfügbar bleibt. Du könntest in diesem System höchstens ein weiteres einseitiges DIMM installieren, für insgesamt fünf Zeilen.

Die Speicherchips, die zum Aufbau von Speichermodulen verwendet werden, werden in unterschiedlichen Dichten hergestellt. Aktuelle Module verwenden 256-Megabit-(Mb), 512-Mb- oder 1-Gb-Chips. Ältere Module verwenden 64-Mb- oder 128-Mb-Chips. Non-Parity-Module verwenden 4, 8 oder 16 Chips, ECC-Module 5, 9, 10 oder 18 Chips. Ein 512-MB-Non-Parity-Speichermodul (8 Bit pro Byte) könnte beispielsweise aus vier 1-Gb-Chips, acht 512-Mb-Chips oder sechzehn 256-Mb-Chips bestehen. Ebenso könnte ein 512-MB-ECC-Speichermodul (9 Bit pro Byte) aus vier 1-Gb-Chips und einem 512-Mb-Chip, neun 512-Mb-Chips, acht 512-Mb-Chips und zwei 256-Mb-Chips oder achtzehn 256-Mb-Chips bestehen.

Der vom älteren Motherboard verwendete Speichercontroller im Chipsatz erkennt höhere Chipdichten möglicherweise nicht. Der Speichercontroller eines bestimmten Motherboards erkennt beispielsweise Chipdichten von 64, 128, 256 und 512 Mb, aber keine 1 Gb. Wenn du ein 512-MB-Speichermodul in diesem Motherboard installieren möchtest, könntest du ein Modul mit acht 512-Mb-Chips (512X8) oder sechzehn 256-Mb-Chips (256X16) verwenden, aber kein Modul mit vier 1-Gb-Chips (1024X4).

Ähnlich erkennt der Speichercontroller eines neueren Motherboards möglicherweise keine niedrigen Chipdichten, was bedeutet, dass ältere DIMMs mit geringerer Kapazität unter Umständen nicht funktionieren. Ein aktuelles Motherboard erkennt beispielsweise nur 256-Mb-, 512-Mb- und 1-Gb-Speicherchips. Wenn du ein altes 128-MB-DIMM installierst, das acht 128-Mb-Chips verwendet, wird es von diesem Motherboard nicht erkannt.

Die Hälfte von dem, wofür du bezahlt hast

Das übliche Symptom eines Chipdichteproblems ist, dass das System ein Speichermodul nur als Bruchteil seiner nominalen Größe erkennt, typischerweise ein Viertel oder die Hälfte. Wenn du zum Beispiel ein 1-GB-DIMM installierst und das System es als 512 MB oder 256 MB anzeigt, liegt das Problem fast sicher daran, dass der Speichercontroller die höhere Dichte der Chips auf dem neuen Speichermodul nicht unterstützt. Möglicherweise kannst du das Problem umgehen, indem du ein Modul mit derselben Kapazität, aber einer anderen Organisation einsetzt; zum Beispiel durch das Ersetzen des 1024X8-Moduls durch ein 512X16-Modul.

Speichercontroller unterscheiden sich auch in den Arten der Organisation, die sie unterstützen. Manche Controller unterstützen X4-, X8- und X16-Module, viele unterstützen jedoch nur eine oder zwei dieser Organisationen. Der Intel-945P-Chipsatz unterstützt beispielsweise nur X8-Organisation. Wenn du ein 512X8-512-MB-Modul (acht 512-Mb-Chips) installierst, erkennt und nutzt das Motherboard die volle 512-MB-Kapazität. Andere 512-MB-Organisationen (1024X4 und 256X8) werden nicht unterstützt. Die Ergebnisse bei der Installation eines Moduls mit nicht unterstützter Organisation sind unvorhersehbar. Das Motherboard erkennt das Modul möglicherweise nur als einen Bruchteil seiner nominalen Kapazität oder erkennt es überhaupt nicht.

MACH ES BEIM ERSTEN MAL RICHTIG

Die einfachste Art, Kompatibilitätsprobleme mit dem Motherboard zu vermeiden, ist das Überprüfen der Kompatibilität spezifischer Speichermodule nach Marke und Modell auf der Website des Motherboard-Herstellers oder die Verwendung der Speicherkonfiguratoren von Crucial (http://www.crucial.com) oder Kingston (http://www.kingston.com). Wir nutzen die letztere Methode, da die Webseiten für ältere Motherboards oft nicht aktualisiert werden, um die Einstellung älterer Speichermodule und die Einführung neuerer zu widerspiegeln.

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