词条 | DDR2内存 |
释义 | DDR2(Double Data Rate 2) SDRAM是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的新生代内存技术标准,它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是,虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力(即:4bit数据读预取)。换句话说,DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。 标准此外,由于DDR2标准规定所有DDR2内存均采用FBGA封装形式,而不同于目前广泛应用的TSOP/TSOP-II封装形式,FBGA封装可以提供了更为良好的电气性能与散热性,为DDR2内存的稳定工作与未来频率的发展提供了坚实的基础。回想起DDR的发展历程,从第一代应用到个人电脑的DDR200经过DDR266、DDR333到今天的双通道DDR400技术,第一代DDR的发展也走到了技术的极限,已经很难通过常规办法提高内存的工作速度;随着Intel最新处理器技术的发展,前端总线对内存带宽的要求是越来越高,拥有更高更稳定运行频率的DDR2内存将是大势所趋。 DDR2与DDR的区别延迟问题从上表可以看出,在同等核心频率下,DDR2的实际工作频率是DDR的两倍。这得益于DDR2内存拥有两倍于标准DDR内存的4BIT预读取能力。换句话说,虽然DDR2和DDR一样,都采用了在时钟的上升延和下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2拥有两倍于DDR的预读取系统命令数据的能力。也就是说,在同样100MHz的工作频率下,DDR的实际频率为200MHz,而DDR2则可以达到400MHz。 这样也就出现了另一个问题:在同等工作频率的DDR和DDR2内存中,后者的内存延时要慢于前者。举例来说,DDR 200和DDR2-400具有相同的延迟,而后者具有高一倍的带宽。实际上,DDR2-400和DDR 400具有相同的带宽,它们都是3.2GB/s,但是DDR400的核心工作频率是200MHz,而DDR2-400的核心工作频率是100MHz,也就是说DDR2-400的延迟要高于DDR400。 封装和发热量DDR2内存技术最大的突破点其实不在于用户们所认为的两倍于DDR的传输能力,而是在采用更低发热量、更低功耗的情况下,DDR2可以获得更快的频率提升,突破标准DDR的400MHZ限制。 DDR内存通常采用TSOP芯片封装形式,这种封装形式可以很好的工作在200MHz上,当频率更高时,它过长的管脚就会产生很高的阻抗和寄生电容,这会影响它的稳定性和频率提升的难度。这也就是DDR的核心频率很难突破275MHZ的原因。而DDR2内存均采用FBGA封装形式。不同于目前广泛应用的TSOP封装形式,FBGA封装提供了更好的电气性能与散热性,为DDR2内存的稳定工作与未来频率的发展提供了良好的保障。 DDR2内存采用1.8V电压,相对于DDR标准的2.5V,降低了不少,从而提供了明显的更小的功耗与更小的发热量,这一点的变化是意义重大的。 DDR2采用的新技术OCD(Off-Chip Driver):也就是所谓的离线驱动调整,DDR II通过OCD可以提高信号的完整性。DDR II通过调整上拉(pull-up)/下拉(pull-down)的电阻值使两者电压相等。使用OCD通过减少DQ-DQS的倾斜来提高信号的完整性;通过控制电压来提高信号品质。 ODTODT是内建核心的终结电阻器。我们知道使用DDR SDRAM的主板上面为了防止数据线终端反射信号需要大量的终结电阻。它大大增加了主板的制造成本。实际上,不同的内存模组对终结电路的要求是不一样的,终结电阻的大小决定了数据线的信号比和反射率,终结电阻小则数据线信号反射低但是信噪比也较低;终结电阻高,则数据线的信噪比高,但是信号反射也会增加。因此主板上的终结电阻并不能非常好的匹配内存模组,还会在一定程度上影响信号品质。DDR2可以根据自己的特点内建合适的终结电阻,这样可以保证最佳的信号波形。使用DDR2不但可以降低主板成本,还得到了最佳的信号品质,这是DDR不能比拟的。 Post CAS它是为了提高DDR II内存的利用效率而设定的。在Post CAS操作中,CAS信号(读写/命令)能够被插到RAS信号后面的一个时钟周期,CAS命令可以在附加延迟(Additive Latency)后面保持有效。原来的tRCD(RAS到CAS和延迟)被AL(Additive Latency)所取代,AL可以在0,1,2,3,4中进行设置。由于CAS信号放在了RAS信号后面一个时钟周期,因此ACT和CAS信号永远也不会产生碰撞冲突。 总的来说,DDR2采用了诸多的新技术,改善了DDR的诸多不足,虽然它目前有成本高、延迟慢能诸多不足,但相信随着技术的不断提高和完善,这些问题终将得到解决 DDR2内存发展情况综述DDR2内存上市已经约两年了,在此之前,价格高昂、新平台配套设备及整体解决方案的不成熟阻碍了DDR2的发展。不过随着PCI-E阵营的不断壮大,DDR2内存品种的丰富起来,加上业界领头羊Intel以及其它追随厂商对DDR2的推广,DDR2内存取代DDR已经成为了大势所趋,而AMD也在今年投向了DDR2内存阵营的怀抱。更重要的是,随着销量的上升DDR2的成本及市场价格不断地下滑。低廉的价格、更高的频率/带宽使得越来越多的用户都开始向DDR2内存看齐,DDR2一统江湖的日子已经不远。 DDR2的昨天DDRII内存能有如此之多的技术革新,归功于研究人员们多年的研究。其实早在1998年JEDEC(电子工程设计发展联合协会)就开始着手研究DDRII技术,2003年就通过了JEDEC规格标准化,不过大规模登录市场还是从去年开始,这是为什么呢?在Intel推出 915/925芯片组之前(如图1),DDRII与DDR400相比,除了在技术性能上更加优秀外,无论是实用性还是性价比都没有优势可言。在大多数FSB为800MHz的Intel Pentium 4处理器面前,双通道模式下的DDR400所提供的6.4GB/S的带宽就已经能满足要求,而DDR2上市之初的价格也无法与DDR相抗衡,所以无论从性能需求还是从性价比去考虑,DDR2在上市好一段时间内都是在低市场份额情况下徘徊。 直至2005年年初,新的LGA 775 Pentium 4仍然使用800MHz前端总线,老迈的DDR400仍然能够满足带宽需求(如图2)。DDRII在增加内存带宽的同时也增加了内存延迟时间,也就是说每次操作要耗费的时钟周期将会增加。DDR-II内存需要4个时钟周期或者5个时钟周期,tRAS也可能会增加到最少8个时钟周期,而高速DDR内存的tRAS可以达到5个时钟周期。因此在800MHz前端总线下,DDR2并没有为系统性能带来多大的提升,只有CPU的前端总线再次提升后,DDRII才能真正发挥出其高带宽上的优势。 此外Intel 915/925芯片组也同时支持DDR内存,即使未来的CPU前端总线提升至1066 MHz或者更高的1200MHz,对于一些高规格的DDR566、DDR600仍能满足带宽的要求。因此在DDR2取代 DDR2的今天尽管高频率的DDR566、DDR600可以满足Intel 915/925平台的需要(1066 MHz),但是高规格的DDR良品率与成本并不容易控制,在对性价比非常敏感的中国市场,高规格的DDR注定是难成气候。在915/925平台上,追逐性价比的大多数用户会更加看好DDRII内存。 历史总是向前发展的,最新的945/955X已经正式放弃了对DDR内存的支持,内存规格上也提升到双通道DDR2-667的水准(如图3),Intel的这一做法无疑是向DDR宣判死刑。如果说915/925时期还是DDR2与DDR的共存过渡期,那么945/955则是DDR2全面取代DDR的全盛时代。 不但是业界老大Intel,主板芯片组的新兴势力nVIDIA也推出了支持DDR2-667内存的nForce4 SLI Intel Edition,其他芯片组厂商当然也是跟风一片。就连比较顽固的AMD也都决定在其下一代Athlon 64/Opteron处理器上将整合DDR2-667内存控制器,这标志着DDR2-667将取代现有的DDR2-533成为新的标准。尽管DR2在延迟时间长还是存在不足,但凭着高频率的优势,DDR2-667系统的实际效能将明显超越DDR体系。内存厂商对DDR-2也表现出了乐观的态度。 DDR2产品生产情况DDR2一统江湖的势头正在不断加强,各内存厂商也必须遵守市场规律,将战略重心倾向DDR2阵营,目前有很多厂商都开始大量生产DDR2内存。例如国内劲旅金士顿、黑金刚、威刚等品牌都非常看好并且力推DDR2内存。 如专业内存解决方案领导厂商Kingmax,在去年就推出了第一款DDR2内存Kingmax DDRII 533(如图5),Kingmax在DDR时代就已经成为亚洲市场实力强大的内存产品供应商之一,不仅在业界拥有着良好的口碑,而且也赢得了众多用户的一致好评,Kingmax全系列内存产品出厂前皆通过100%严格的测试过程并有原厂终身保固的品质保证。 DDR2内存规格有DDR2-400、DDR2-533、DDR2-667、DDR2-800四种型号。DDR2-400的频率低,性能差,已经退出了市场;而DDR2-800的价格与注定进入主流市场的进程还有好一段路。所以目前DDR2-533与DDR2-667是市场上的主流产品。在内存容量上,DDR2与DDR一样,同样拥有多种规格,常见的规格有256MB、512MB、1GB几种。 可以说,目前市场上的DDR2内存品种已经比较丰富,而且在价格上也已经向DDR看齐,甚至比DDR的价格更具优势。更重要的是,与DDR2配套的主板价格也相当诱人,可以说在Intel平台上,DDR2取代DDR的进程将会越来越快,不用过多久它终将遍布整个市场! 展望未来,DDR2的下一代接班人出于兼容性的考虑,DDR2标准在制定之初似乎显得有些缩手缩脚,这也直接导致其各方面表现比起DDR没有长足进步。新一代的DDR3采用了ODT(核心整合终结器)技术以及用于优化性能的EMRS技术,同时也允许输入时钟异步。在针脚定义方面,DDR3表现出很强的独立性,甚至敢于彻底抛弃TSOPII与mBGA封装形式,采用更为先进的FBGA封装(如图10)。DDR III内存用了0.08微米制造工艺制造,将工作在1.5V的电压下。 从长远趋势来看,拥有单芯片位宽以及频率和功耗优势的DDR3是令人鼓舞的,不过普及之路还相当遥远。乐观估计DDR3内存将在2007年上市(如图11),在那时候的芯片组以及业界发展具体形势不好预测,DDRIII的规格也可能在不断地演变,但是一个不变的真理,那就是DDR2一样也会被更新一代的内存所取代,至于这个取代过程有多久,谁也无法准确地预测出来。 DDR2与DDR的区别与DDR相比,DDR2最主要的改进是在内存模块速度相同的情况下,可以提供相当于DDR内存两倍的带宽。这主要是通过在每个设备上高效率使用两个DRAM核心来实现的。作为对比,在每个设备上DDR内存只能够使用一个DRAM核心。技术上讲,DDR2内存上仍然只有一个DRAM核心,但是它可以并行存取,在每次存取中处理4个数据而不是两个数据。 |
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