PCB

PCB steht für Printed Circuit Board, auf Deutsch so viel wie „Mit Schaltkreisen bedruckte Platine“. Es handelt sich dabei um die Grüne Platine, auf der die Speicherelemente angebracht sind. Die Platine selbst besteht aus mehreren Schichten, die wiederum als Basis für Datenbahnen (sogenannte Traces) und ganze Schaltkreise fungiert. Gerade bei neuen Modulen mit hohen Kapazitäten hat sich gezeigt, dass sich eine Vielzahl von Schichten erheblich auf die Zuverlässigkeit eines Moduls auswirkt. Mehrere Schichten bedeuten nämlich im Umkehrschluss eine geringere Dichte der Leiterbahnen innerhalb einer Schicht. Dies führt zum einen zu einer geringeren Hitzeentwicklung und zum anderen dazu, dass die Fehleranfälligkeit durch das sogenannte „Rauschen“ reduziert wird. Als Rauschen wird in der Physik eine Störgröße verstanden, die unter anderem bei elektromagnetischen Wellen auftritt. Hersteller von qualitativ hochwertigen Produkten setzen daher auf viele Schichten, während dieser Faktor bei Noname-Ware vernachlässigt wird.

Es ist nachvollziehbar dass die Kosten der Fertigung der PCBs und damit des Speichermoduls wesentlich von der Anzahl der Lagen abhängt. Mit sinkendem Preis sinkt auch die Qualität, weshalb wir empfehlen, Module mit mehrschichtigen PCBs zu verwenden.

DRAM

Wir möchten hier auf die Ausrichtung der DRAMs auf der Platine eingehen, die technische Funktion wird hinreichend an anderer Stelle erklärt. Die DRAM-Chips werden vertikal, manchmal auch horizontal in gleichmäßigen Abständen auf der Platine angebracht. Die Module sind entweder nur einseitig mit DRAMs bestückt, oder beidseitig.

Für Verwirrung sorgen in diesem Zusammenhang die zwei Größen single-sided und double-sided. Diese Größen haben nichts damit zu tun, dass das Modul ein- oder beidseitig mit DRAMs bestückt ist. Hier geht es um die Anzahl der RAS-Signale, die paarweise zu 2. oder 4. auftreten. Bei single-sided-Modulen sind auf dem Modul zwei RAS-Signale angebracht, auf double-sided-Modulen sind es vier. Lesen Sie hierzu die Spezifikationen in Ihrem Mainboard-Handbuch. Die Module sind zu Boards, die nicht ihrer Klassifikation entsprechen, nicht, oder nur im Glücksfall kompatibel. Falls Sie in Ihrem Handbuch keine entsprechende Spezifikation finden, oder Ihnen die Suche zu lästig ist, können Sie auch bei speichermarkt.de nach Ihrem Board suchen.

DRAMs liegen in einer schwarzen oder chromfarbenen Schale, die Package genannt wird. Zusammen ergeben sie einen Chip. Das Package schützt die sensiblen Schaltkreise vor Erschütterungen und verhindert, dass Ladungen von außen in die Chips eindringen können. Wir kommen weiter unten noch auf die verschiedenen Gehäusetypen zu sprechen.

Die Chips und die Platine, auf der sie montiert sind, müssen nicht zwangsläufig vom gleichen Hersteller kommen. Je nachdem, wie das Modul zusammengesetzt ist, wird zwischen folgenden drei Spezifikationen unterschieden:

  • Major on Major (kurz: Major)

    Falls alle Komponenten aus der Hand eines renomierten Herstellers stammen, wird das Modul als Major bezeichnet. Fehlfunktionen oder Inkompatiblitäten treten hier nicht auf, die Qualität entspricht dem Optimum. Diese Module haben natürlich auch ihren Preis. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass die Investition in ein Major-Modul sinnvoller ist, als später mit unbezahlbaren Fehlfunktionen leben zu müssen. Dies zeichnet sich in der Praxis dadurch ab, dass in allen Systemen, die auch nur ein Minimum an Zuverlässigkeit erfordern, bereits Major-RAM eingesetzt wird.

  • Major on 3rd (kurz: oder Major 3rd)

    Stammt nur das DRAM aus der Hand eines Major-Herstellers und alle anderen Komponenten von NoName-Herstellern, so ist von Major 3rd die Rede. In diesem Fall handelt es sich zwar um hervorragende Speichersteine, deren Ausnutzungsgrad jedoch stark variiert. Je nachdem, wie gut die Platinenarchitektur ist, kann das Ergebnis hier mit Major vergleich bar sein. Im Regelfall ist dies aber – wie der Name es auch schon andeutet – ein Kompromiss aus NoName und Major und präsentiert sich qualitativ auch eher mittelmäßig. Für Server oder Workstations mit hoher Rechenlast sind diese Module bereits ungeeignet.

  • OEM- oder NoName-Module

    Enthält ein Modul ausschließlich Komponenten von NoName-Herstellern, so wird es als OEM oder NoName klassifiziert. Diese Art von Modulen entspricht der untersten Qualitätsstufe bei RAM-Modulen und sollte wenn möglich umgangen werden. Ein Grund dafür ist, dass diese Module häufig gar keinen Spezifikationskatalog aufweisen und ihre Qualität daher gar nicht ohne Tests beurteilt werden kann. Ferner kann die Qualität selbst mit Tests nicht sicher bemessen werden, weil die Qualität bei gleichen NoName-Modulen teilweise von Arbeitsspeicher zu Arbeitsspeicher variiert. Board-Spezifikationen sind für viele NoName-Hersteller ein Fremdwort, weshalb es oftmals auch fraglich ist, ob so ein Speichermodul überhaupt in Ihrem System funktioniert, obwohl das Board phsysisch dafür ausgelegt wäre.

Pinbar

Pinbar bedeutet soviel wie Pinleiste und stellt die Verbindung zwischen Modulschaltkreisen und der Bank auf dem Mainboard dar. Die Kontakte sind veredelt und können leicht an ihrem Glänzen erkannt werden. In dem Bild kann man deutlich die goldenen Pins am unteren Ende des Moduls erkennen und wie sie voneinander getrennt sind. Zu Zeiten von SIMM und vorher entsprach jede optisch zu unterscheidenden Einheiten auch einem Pin. Mit der Einführung von DIMMs wurde dies geändert, da die Kontaktpins ab diesem Zeitpunkt zu beiden Seiten seperat kommunizierten. Das bedeutet also, dass jeder optisch zu identifizierende Pin in sich noch einmal halbiert wurde und zwar genau mittig mit der Längsseite.

Das Material der Kontakte an den Pins war bislang immer ein Metall und zwar Zinn oder Gold. Gold ist natürlich für die Hersteller teurer als Zinn, weshalb viele Hersteller Mitte der 1990er Jahre auf Zinn umstiegen. Jedoch leitet Gold als hochwertiges Edelmetall wesentlich besser als Zinn und arbeitet auch bei größerer Hitzeentwicklung enorm zuverlässig. Goldkontakte bei den RAMs sind allerdings nur von Nutzen, wenn die Steckbänke ebenso goldene Kontakte aufweisen. Mit der Einführung der SDRAMs, stiegen die Hersteller aber dann doch wieder auf Gold um. Es ist denkbar, dass das Kontaktmaterial in Zukunft ein völlig anderes sein wird. Momentan verwenden aber praktisch alle Module Goldkontakte, weshalb eine Differenzierung hier momentan nicht nötig ist.

ITL

ITL steht für Internal Trace Layer und bezeichnet eine der Schichten, die wir bereits oben bei PCB erwähnten. Diese Schicht kann als Materialschicht von Silizium verstanden werden, in das Schaltkreise und Leiterbahnen verlegt sind. Natürlich werden diese Bahnen nicht verlegt, sondern nach einem für den Menschen fast unvorstellbar feinen Verfahren angelegt. Lange Zeit wurden die Bahnen mit Lasern in das Material eingebrannt. Da aber selbst die präzisesten Laser zu ungenau wurden, wurde das Verfahren weitestgehend durch einen Ätzvorgang ersetzt. Dabei werden die Datenbahnen mit Hilfe von Schablonen in das Material geätzt. So angelegte Schaltungen werden in der Praxis als „gedruckte Schaltungen“ bezeichnet.

Bei der Architektur dieser Schichten entscheidet sich dann auch, ob ein Modul hochwertigen Charakter hat, oder nicht. Denn die besten Chips nutzen nichts, wenn die Datenbahnen nicht effizient angelegt sind. Die Designer dieser Platinen sind ständig bestrebt, Arbeitsprozesse innerhalb der Schichten zu optimieren. Bei einer schlecht angelegten Platine kann es zu Überschneidungen von Datenbahnen kommen, was in der Praxis unterschiedliche Konseqzenzen hat. Im günstigsten Falle funktioniert dabei die „Kopieren und Einfügen“-Funktion nicht, weil beim Einfügen nur Fragezeichen erscheinen. Schlimmere Folgen können der Absturz von Programmen oder sogar des ganzen Systems sein. Es gibt auch Berichte über Spannungsabfälle nach Speicherfehlern, die dazu führten, dass die Maschine sich selbst abgeschaltet hat. Neben Fehlfunktionen sind das die größten Katastrophen, zu denen es in einem System kommen kann, weil in beiden Fällen ein Zurückverfolgen der Fehler praktisch ausgeschlossen ist.