Memória DDR3: o que é, como funciona e velocidades

Introdução

As memórias DDR3 (Double Data Rate 3) surgiram para substituir o padrão DDR2, tal como este substituiu o tipo DDR. A motivação para essa mudança é a constante necessidade de mais desempenho computacional. A seguir, você verá as principais características da tecnologia DDR3 e suas diferenças em relação aos padrões anteriores.

Se preferir, pule para um dos links abaixo:

- O que é DDR3? Características e funcionamento
- Latência das memórias DDR3
- Consumo das memórias DDR3
- Nomes e velocidades das memórias DDR3
- Suporte a Dual-Channel e a Triple-Channel
- Aspectos físicos das memórias DDR3
- O que são memórias DDR3L e DDR3U?

O que é DDR3? Características e funcionamento

Introduzidas em 2005 e lançadas oficialmente em 2007, as memórias DDR3 dobram a quantidade de operações realizadas por vez em relação ao padrão anterior, chamado de DDR2. A tecnologia de terceira geração realiza oito procedimentos de leitura ou gravação a cada ciclo de clock, quatro no início deste e quatro no final.

Trata-se de uma abordagem evolutiva. As memórias DDR de primeira geração se destacam em relação ao padrão anterior, chamado de memória SDR SDRAM, por serem capazes de realizar duas operações de leitura ou escrita por ciclo de clock.

Já as memórias DDR2 realizam quatro operações por ciclo de clock. Note que cada nova geração dobra a quantidade de operações por ciclo em relação à anterior.

Quando nos referimos ao ciclo de clock, estamos tratando da comunicação da memória com o "exterior", isto é, com componentes externos, a exemplo do processador (CPU). Porém, a memória RAM também trabalha com uma frequência interna, por assim dizer.

Módulo de memória DDR3

Levando essa característica em conta mais a questão das operações por ciclo de clock, temos o seguinte cenário:

• um módulo DDR-400, por exemplo, funciona internamente a 200 MHz, mas trabalha como se tivesse 400 MHz por suportar duas operações por ciclo (2 x 200);
• um pente DDR2-800, que também funciona internamente a 200 MHz, trabalha como se oferecesse 800 MHz, pois lida com quatro operações por vez (4 x 200);
• seguindo a mesma lógica, podemos tomar como exemplo um módulo DDR3-1600 que também funciona internamente a 200 MHz, mas, por lidar com oito operações por ciclo de clock, opera como se suportasse 1.600 MHz (8 x 200).

Esses exemplos deixam claro que, quanto mais recente a geração da tecnologia DDR, maior o desempenho da memória, pois mais dados podem ser transmitidos por vez.

Em linhas gerais, as taxas da frequência de comunicação externa do padrão DDR3 são quatro vezes maiores que o seu clock interno. É por isso que um módulo que trabalha internamente a 200 MHz funciona externamente a 800 MHz.

Latência das memórias DDR3

Em relação às versões anteriores, a tecnologia DDR3 leva desvantagem no aspecto da latência de CAS (Column Address Strobe Latency). Também chamado de CAS Latency, esse é um parâmetro que indica o tempo gasto entre a solicitação de um dado em uma coluna da memória e sua entrega. Quanto menor esse número, melhor.

É comum os fabricantes informarem a latência do módulo de memória com o termo CL (sigla para CAS Latency) seguido da quantidade de ciclos.

Por exemplo: um pente DDR3 com CL11 tem latência de 11 ciclos, enquanto outro com os dizeres CL9 precisa de nove ciclos para entregar o dado solicitado. A segunda unidade é mais vantajosa que a primeira no quesito latência, portanto.

A tecnologia DDR3 tem latências maiores na comparação com as versões anteriores. Contudo, o DDR3 compensa a desvantagem que isso pode ter no desempenho com a maior quantidade de operações por ciclo de clock e com determinadas abordagens técnicas, como o uso de um mecanismo de calibragem de sinal elétrico que deixa as transmissões de dado mais estáveis.

Pentes DDR3 instalado em uma placa-mãe

Consumo das memórias DDR3

No aspecto do consumo de energia, as memórias DDR3 levam vantagem em relação às tecnologias anteriores. Por padrão, elas trabalham com 1,5 V, contra as tensões de 1,7 V e 2,5 V dos tipos DDR2 e DDR, respectivamente.

É válido destacar que esses número podem ser aumentados ligeiramente pelo fabricante para atender a necessidades específicas, como alcançar determinado nível de clock (overclocking).

Nomes e velocidades das memórias DDR3

As memórias DDR3 seguem duas denominações: DDR3-XXXX e PC3-YYYY, onde YYYY indica a largura de banda, ou seja, a quantidade máxima teórica de megabytes por segundo (MB/s) nas transmissões de dados.

Já XXXX faz alusão a megatransfers por segundo (MT/s), parâmetro que define o número máximo de dados transferidos por vez. 1 MT/s é o mesmo que 1 milhão de transferências por segundo.

A tabela a seguir mostra as especificações dos tipos de memória DDR3 mais comuns no mercado:

Nomenclatura	Clock interno	Clock externo	Taxa transf.	Largura banda
DDR3-800 / PC3-6400	100 MHz	400 MHz	800 MT/s	6.400 MB/s
DDR3-1066 / PC3-8500	133 MHz	533 MHz	1.066 MT/s	8.533 MB/s
DDR3-1333 / PC3-10600	166 MHz	666 MHz	1.333 MT/s	10.666 MB/s
DDR3-1600 / PC3-12800	200 MHz	800 MHz	1.600 MT/s	12.800 MB/s
DDR3-1866 / PC3-14900	233 MHz	933 MHz	1.866 MT/s	14.933 MB/s
DDR3-2133 / PC3-17000	266 MHz	1.066 MHz	2.133 MT/s	17.066 MB/s

Suporte a Dual-Channel e a Triple-Channel

Assim como os padrões antecessores, módulos DDR3 podem trabalhar com o esquema Dual-Channel, que permite ao controlador da memória RAM fazer a unidade transferir o dobro de dados por ciclo, isto é, 128 bits em vez da taxa típica de 64 bits. Isso aumenta o desempenho.

Para tanto, é necessário que haja um ou mais pares de pentes DDR3 instalados na placa-mãe do computador, de preferência iguais ou com as mesmas especificações.

As memórias DDR3 também suportam a técnica Triple-Channel. Nela, os módulos trabalham com o triplo de dados nas transmissões, ou seja, 192 bits em vez de 64 bits.

Se no modo Dual-Channel é necessário utilizar dois pentes de memória com as mesmas especificações, no Triple-Channel são necessários três. Isso indica que a placa-mãe necessita contar não só com um chipset ou um processador compatível, como também possuir uma ou mais formações com três slots de memória cada.

Da mesma forma que é possível encontrar no mercado kits com pentes de memória DDR3 para Dual-Channel, há fabricantes que disponibilizam kits para Triple-Channel, embora eles sejam pouco comuns.

Kit de memória DDR3 para Triple-Channel (imagem por Corsair)

Aspectos físicos das memórias DDR3

A maioria dos módulos DDR3 segue o padrão DIMM (Dual In-Line Memory Module) em um formato com 240 contatos (terminações metálicas) no ponto de encaixe no slot.

Tal como os padrões antecessores, as memórias DDR3 no padrão DIMM têm uma pequena ranhura entre os contatos. Para evitar confusão, cada tipo possui esse espaço em uma posição diferente. Nas memórias DDR3, a ranhura está mais à esquerda.

A imagem a seguir mostra um comparativo entre os três padrões:

Módulos de memória DDR, DDR2 e DDR3 (imagem por Kingston)

Notebooks, workstations móveis e computadores portáteis costumam ser equipados com memórias DDR3 no formato SO-DIMM (Small Outline DIMM), com 204 pinos. Módulos desse tipo são mais altos, mas menos largos, portanto, são instalados mais facilmente em equipamentos pequenos.

Vale destacar ainda que memórias DDR3 normalmente são encontradas com chips que utilizam encapsulamento CSP (Chip Scale Package) e encaixe FBGA (Fine pitch Ball Grid Array). A principal característica dessa combinação é o fato de os terminais de cada chip constituírem pequenas soldas. Com isso, o sinal elétrico flui mais facilmente e há um risco menor de danos físicos.

O que são memórias DDR3L e DDR3U?

Você pode encontrar memórias DDR3L e DDR3U no mercado. Elas são versões que consomem menos energia do que os módulos DDR3 convencionais, sendo adequadas para dispositivos que dependem de bateria, a exemplo dos notebooks. Eis as diferenças entre os dois padrões:

• Memória DDR3L: funciona a 1,35 V, com a letra 'L' fazendo referência à expressão Low Voltage (baixa tensão). Também são chamadas de memórias PC3L;
• Memória DDR3U: opera a 1,25 V, com a Letra 'U' fazendo referência à expressão Ultra Low Voltage (tensão ultrabaixa). Também são conhecidas como memórias PC3U.

Para fins de comparação, vale relembrar que módulos DDR3 convencionais trabalham tipicamente a 1,5 V.

Normalmente, memórias DDR3L ou DDR3U funcionam em placas-mãe projetadas para pentes DDR3, mas é sempre importante checar essa compatibilidade no manual do componente.

Pode-se inclusive utilizar módulos DDR3L ou DDR3U junto com pentes DDR3, mas todas as unidades operarão em 1,5 V nessa circunstância.

Quando um computador exige especificamente memórias DDR3L ou DDR3U, costuma não ser possível instalar outra variação nele.

Finalizando

Tal como a tecnologia DDR3 sucedeu os padrões DDR2 e DDR, as memórias DDR4 e DDR5 vieram para substituir todas elas. Apesar disso, ainda era possível encontrar módulos DDR3 no mercado quando este texto foi publicado, dada a quantidade de computadores em uso na época que seguem essa versão da tecnologia.

Para uma compreensão mais abrangente da evolução das memórias Double Data Rate, recomenda-se a leitura dos seguintes textos:

• Memórias RAM e ROM
• Memória DDR: o que é, como funciona e velocidades
• O que é memória DDR2? Funcionamento e velocidades

Publicado em 10_04_2024. Atualizado em 10_04_2024.