DDR3和DDR2和DDR的工作原理及技術(shù)區(qū)別
DDR2與DDR的區(qū)別
(1)DDR的定義:
嚴(yán)格的說DDR應(yīng)該叫DDR SDRAM,人們習(xí)慣稱為DDR,部分初學(xué)者也??吹紻DR SDRAM,就認(rèn)為是SDRAM。DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的縮寫,是雙倍速率同步動態(tài)隨機(jī)存儲器的意思。DDR內(nèi)存是在SDRAM內(nèi)存基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,仍然沿用SDRAM生產(chǎn)體系。
SDRAM在一個時鐘周期內(nèi)只傳輸一次數(shù)據(jù),它是在時鐘的上升期進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;而DDR內(nèi)存則是一個時鐘周期內(nèi)傳輸兩次次數(shù)據(jù),它能夠在時鐘的上升期和下 降期各傳輸一次數(shù)據(jù),因此稱為雙倍速率同步動態(tài)隨機(jī)存儲器。DDR內(nèi)存可以在與SDRAM相同的總線頻率下達(dá)到更高的數(shù)據(jù)傳輸率。
與DDR相比,DDR2最主要的改進(jìn)是在內(nèi)存模塊速度相同的情況下,可以提供相當(dāng)于DDR內(nèi)存兩倍的帶寬。這主要是通過在每個設(shè)備上高效率使用兩個 DRAM核心來實現(xiàn)的。作為對比,在每個設(shè)備上DDR內(nèi)存只能夠使用一個DRAM核心。技術(shù)上講,DDR2內(nèi)存上仍然只有一個DRAM核心,但是它可以并 行存取,在每次存取中處理4個數(shù)據(jù)而不是兩個數(shù)據(jù)。
與雙倍速運行的數(shù)據(jù)緩沖相結(jié)合,DDR2內(nèi)存實現(xiàn)了在每個時鐘周期處理多達(dá)4bit的數(shù)據(jù),比傳統(tǒng)DDR內(nèi)存可以處理的2bit數(shù)據(jù)高了一倍。DDR2內(nèi)存另一個改進(jìn)之處在于,它采用FBGA封裝方式替代了傳統(tǒng)的TSOP方式。
然而,盡管DDR2內(nèi)存采用的DRAM核心速度和DDR的一樣,但是我們?nèi)匀灰褂眯轮靼宀拍艽钆銬DR2內(nèi)存,因為DDR2的物理規(guī)格和DDR是不兼容 的。首先是接口不一樣,DDR2的針腳數(shù)量為240針,而DDR內(nèi)存為184針;其次,DDR2內(nèi)存的VDIMM電壓為1.8V,也和DDR內(nèi)存的 2.5V不同。
DDR2的定義:
DDR2(Double Data Rate 2) SDRAM是由JEDEC(電子設(shè)備工程聯(lián)合委員會)進(jìn)行開發(fā)的新生代內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),它與上一代DDR內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最大的不同就是,雖然同是采用了在時鐘 的上升/下降延同時進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕痉绞剑獶DR2內(nèi)存卻擁有兩倍于上一代DDR內(nèi)存預(yù)讀取能力(即:4bit數(shù)據(jù)讀預(yù)?。?。換句話說,DDR2內(nèi)存 每個時鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數(shù)據(jù),并且能夠以內(nèi)部控制總線4倍的速度運行。
此外,由于DDR2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定所有DDR2內(nèi)存均采用FBGA封裝形式,而不同于目前廣泛應(yīng)用的TSOP/TSOP-II封裝形式,F(xiàn)BGA封裝可以提供了 更為良好的電氣性能與散熱性,為DDR2內(nèi)存的穩(wěn)定工作與未來頻率的發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)?;叵肫餌DR的發(fā)展歷程,從第一代應(yīng)用到個人電腦的 DDR200經(jīng)過DDR266、DDR333到今天的雙通道DDR400技術(shù),第一代DDR的發(fā)展也走到了技術(shù)的極限,已經(jīng)很難通過常規(guī)辦法提高內(nèi)存的工 作速度;隨著Intel最新處理器技術(shù)的發(fā)展,前端總線對內(nèi)存帶寬的要求是越來越高,擁有更高更穩(wěn)定運行頻率的DDR2內(nèi)存將是大勢所趨。
要注意的是:DDR2不兼容DDR,除非主板標(biāo)明同時支持。
DDR2與DDR的區(qū)別:
在了解DDR2內(nèi)存諸多新技術(shù)前,先讓我們看一組DDR和DDR2技術(shù)對比的數(shù)據(jù)。
1、延遲問題:
從上表可以看出,在同等核心頻率下,DDR2的實際工作頻率是DDR的兩倍。這得益于DDR2內(nèi)存擁有兩倍于標(biāo)準(zhǔn)DDR內(nèi)存的4BIT預(yù)讀取能力。換句話 說,雖然DDR2和DDR一樣,都采用了在時鐘的上升延和下降延同時進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕痉绞?,但DDR2擁有兩倍于DDR的預(yù)讀取系統(tǒng)命令數(shù)據(jù)的能力。也 就是說,在同樣100MHz的工作頻率下,DDR的實際頻率為200MHz,而DDR2則可以達(dá)到400MHz。
這樣也就出現(xiàn)了另一個問題:在同等工作頻率的DDR和DDR2內(nèi)存中,后者的內(nèi)存延時要慢于前者。舉例來說,DDR 200和DDR2-400具有相同的延遲,而后者具有高一倍的帶寬。實際上,DDR2-400和DDR 400具有相同的帶寬,它們都是3.2GB/s,但是DDR400的核心工作頻率是200MHz,而DDR2-400的核心工作頻率是100MHz,也就 是說DDR2-400的延遲要高于DDR400。
2、封裝和發(fā)熱量:
DDR2內(nèi)存技術(shù)最大的突破點其實不在于用戶們所認(rèn)為的兩倍于DDR的傳輸能力,而是在采用更低發(fā)熱量、更低功耗的情況下,DDR2可以獲得更快的頻率提升,突破標(biāo)準(zhǔn)DDR的400MHZ限制。
DDR內(nèi)存通常采用TSOP芯片封裝形式,這種封裝形式可以很好的工作在200MHz上,當(dāng)頻率更高時,它過長的管腳就會產(chǎn)生很高的阻抗和寄生電容,這會 影響它的穩(wěn)定性和頻率提升的難度。這也就是DDR的核心頻率很難突破275MHZ的原因。而DDR2內(nèi)存均采用FBGA封裝形式。不同于目前廣泛應(yīng)用的 TSOP封裝形式,F(xiàn)BGA封裝提供了更好的電氣性能與散熱性,為DDR2內(nèi)存的穩(wěn)定工作與未來頻率的發(fā)展提供了良好的保障。
DDR2內(nèi)存采用1.8V電壓,相對于DDR標(biāo)準(zhǔn)的2.5V,降低了不少,從而提供了明顯的更小的功耗與更小的發(fā)熱量,這一點的變化是意義重大的。
DDR2采用的新技術(shù):
除了以上所說的區(qū)別外,DDR2還引入了三項新的技術(shù),它們是OCD、ODT和Post CAS。
OCD(Off-Chip Driver):也就是所謂的離線驅(qū)動調(diào)整,DDR II通過OCD可以提高信號的完整性。DDR II通過調(diào)整上拉(pull-up)/下拉(pull-down)的電阻值使兩者電壓相等。使用OCD通過減少DQ-DQS的傾斜來提高信號的完整性;通 過控制電壓來提高信號品質(zhì)。
ODT:ODT是內(nèi)建核心的終結(jié)電阻器。我們知道使用DDR SDRAM的主板上面為了防止數(shù)據(jù)線終端反射信號需要大量的終結(jié)電阻。它大大增加了主板的制造成本。實際上,不同的內(nèi)存模組對終結(jié)電路的要求是不一樣的, 終結(jié)電阻的大小決定了數(shù)據(jù)線的信號比和反射率,終結(jié)電阻小則數(shù)據(jù)線信號反射低但是信噪比也較低;終結(jié)電阻高,則數(shù)據(jù)線的信噪比高,但是信號反射也會增加。 因此主板上的終結(jié)電阻并不能非常好的匹配內(nèi)存模組,還會在一定程度上影響信號品質(zhì)。DDR2可以根據(jù)自已的特點內(nèi)建合適的終結(jié)電阻,這樣可以保證最佳的信 號波形。使用DDR2不但可以降低主板成本,還得到了最佳的信號品質(zhì),這是DDR不能比擬的。
Post CAS:它是為了提高DDR II內(nèi)存的利用效率而設(shè)定的。在Post CAS操作中,CAS信號(讀寫/命令)能夠被插到RAS信號后面的一個時鐘周期,CAS命令可以在附加延遲(Additive Latency)后面保持有效。原來的tRCD(RAS到CAS和延遲)被AL(Additive Latency)所取代,AL可以在0,1,2,3,4中進(jìn)行設(shè)置。由于CAS信號放在了RAS信號后面一個時鐘周期,因此ACT和CAS信號永遠(yuǎn)也不會 產(chǎn)生碰撞沖突。
總的來說,DDR2采用了諸多的新技術(shù),改善了DDR的諸多不足,雖然它目前有成本高、延遲慢能諸多不足,但相信隨著技術(shù)的不斷提高和完善,這些問題終將得到解決。
為 何包括Intel和AMD以及A-DATA在內(nèi)的眾多國際頂級廠商都致力于DDR3的開發(fā)與應(yīng)用呢?由于DDR2的數(shù)據(jù)傳輸頻率發(fā)展到 800MHz時,其內(nèi)核工作頻率已經(jīng)達(dá)到了200MHz,因此,再向上提升較為困難,這就需要采用新的技術(shù)來保證速度的可持續(xù)發(fā)展性。另外,也是由于速度 提高的緣故,內(nèi)存的地址/命令與控制總線需要有全新的拓樸結(jié)構(gòu),而且業(yè)界也要求內(nèi)存要具有更低的能耗,所以,DDR3要滿足的需求就是:
1.更高的外部數(shù)據(jù)傳輸率
2.更先進(jìn)的地址/命令與控制總線的拓樸架構(gòu)
3.在保證性能的同時將能耗進(jìn)一步降低
為了滿足上述要求,DDR3在DDR2的基礎(chǔ)上采用了以下新型設(shè)計:
DDR3
DDR3與DDR2的不同之處 DDR3可以看作DDR2的改進(jìn)版。
1、邏輯Bank數(shù)量
DDR2 SDRAM中有4Bank和8Bank的設(shè)計,目的就是為了應(yīng)對未來大容量芯片的需求。而DDR3很可能將從2Gb容量起步,因此起始的邏輯Bank就是8個,另外還為未來的16個邏輯Bank做好了準(zhǔn)備。
2、封裝(Packages)
DDR3由于新增了一些功能,所以在引腳方面會有所增加,8bit芯片采用78球FBGA封裝,16bit芯片采用96球FBGA封裝,而DDR2則有60/68/84球FBGA封裝三種規(guī)格。并且DDR3必須是綠色封裝,不能含有任何有害物質(zhì)。
3、突發(fā)長度(BL,Burst Length)
由 于DDR3的預(yù)取為8bit,所以突發(fā)傳輸周期(BL,Burst Length)也固定為8,而對于DDR2和早期的DDR架構(gòu)的系統(tǒng),BL=4也是常用的,DDR3為此增加了一個4-bit Burst Chop(突發(fā)突變)模式,即由一個BL=4的讀取操作加上一個BL=4的寫入操作來合成一個BL=8的數(shù)據(jù)突發(fā)傳輸,屆時可通過A12地址線來控制這一 突發(fā)模式。而且需要指出的是,任何突發(fā)中斷操作都將在DDR3內(nèi)存中予以禁止,且不予支持,取而代之的是更靈活的突發(fā)傳輸控制(如4bit順序突發(fā))。
3、尋址時序(Timing)
就像DDR2從DDR轉(zhuǎn)變而來后延遲周期數(shù)增加一樣,DDR3的CL周期也將比DDR2 有所提高。DDR2的CL范圍一般在2至5之間,而DDR3則在5至11之間,且附加延遲(AL)的設(shè)計也有所變化。DDR2時AL的范圍是0至4,而 DDR3時AL有三種選項,分別是0、CL-1和CL-2。另外,DDR3還新增加了一個時序參數(shù)——寫入延遲(CWD),這一參數(shù)將根據(jù)具體的工作頻率 而定。
4、新增功能——重置(Reset)
重置是DDR3新增的一項重要功能,并為此專門準(zhǔn)備了一個引腳。 DRAM業(yè)界已經(jīng)很早以前就要求增這一功能,如今終于在DDR3身上實現(xiàn)。這一引腳將使DDR3的初始化處理變得簡單。當(dāng)Reset命令有效時,DDR3 內(nèi)存將停止所有的操作,并切換至最少量活動的狀態(tài),以節(jié)約電力。在Reset期間,DDR3內(nèi)存將關(guān)閉內(nèi)在的大部分功能,所以有數(shù)據(jù)接收與發(fā)送器都將關(guān) 閉。所有內(nèi)部的程序裝置將復(fù)位,DLL(延遲鎖相環(huán)路)與時鐘電路將停止工作,而且不理睬數(shù)據(jù)總線上的任何動靜。這樣一來,將使DDR3達(dá)到最節(jié)省電力的 目的。
5、新增功能——ZQ校準(zhǔn)
ZQ也是一個新增的腳,在這個引腳上接有一個240歐姆的低公差參考電阻。這個引 腳通過一個命令集,通過片上校準(zhǔn)引擎(ODCE,On-Die Calibration Engine)來自動校驗數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動器導(dǎo)通電阻與ODT的終結(jié)電阻值。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出這一指令之后,將用相應(yīng)的時鐘周期(在加電與初始化之后用512個時鐘 周期,在退出自刷新操作后用256時鐘周期、在其他情況下用64個時鐘周期)對導(dǎo)通電阻和ODT電阻進(jìn)行重新校準(zhǔn)。
6、參考電壓分成兩個
對于內(nèi)存系統(tǒng)工作非常重要的參考電壓信號VREF,在DDR3系統(tǒng)中將分為兩個信號。一個是為命令與地址信號服務(wù)的VREFCA,另一個是為數(shù)據(jù)總線服務(wù)的VREFDQ,它將有效的提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的信噪等級。
7、根據(jù)溫度自動自刷新(SRT,Self-Refresh Temperature)
為 了保證所保存的數(shù)據(jù)不丟失,DRAM必須定時進(jìn)行刷新,DDR3也不例外。不過,為了最大的節(jié)省電力,DDR3采用了一種新型的自動自刷新設(shè)計 (ASR,Automatic Self-Refresh)。當(dāng)開始ASR之后,將通過一個內(nèi)置于DRAM芯片的溫度傳感器來控制刷新的頻率,因為刷新頻率高的話,消電就大,溫度也隨之 升高。而溫度傳感器則在保證數(shù)據(jù)不丟失的情況下,盡量減少刷新頻率,降低工作溫度。不過DDR3的ASR是可選設(shè)計,并不見得市場上的DDR3內(nèi)存都支持 這一功能,因此還有一個附加的功能就是自刷新溫度范圍(SRT,Self-Refresh Temperature)。通過模式寄存器,可以選擇兩個溫度范圍,一個是普通的的溫度范圍(例如0℃至85℃),另一個是擴(kuò)展溫度范圍,比如最高到 95℃。對于DRAM內(nèi)部設(shè)定的這兩種溫度范圍,DRAM將以恒定的頻率和電流進(jìn)行刷新操作。
8、局部自刷新(RASR,Partial Array Self-Refresh)
這是DDR3的一個可選項,通過這一功能,DDR3內(nèi)存芯片可以只刷新部分邏輯Bank,而不是全部刷新,從而最大限度的減少因自刷新產(chǎn)生的電力消耗。這一點與移動型內(nèi)存(Mobile DRAM)的設(shè)計很相似。
9、點對點連接(P2P,Point-to-Point)
這 是為了提高系統(tǒng)性能而進(jìn)行了重要改動,也是與DDR2系統(tǒng)的一個關(guān)鍵區(qū)別。在DDR3系統(tǒng)中,一個內(nèi)存控制器將只與一個內(nèi)存通道打交道,而且這個內(nèi)存通道 只能一個插槽。因此內(nèi)存控制器與DDR3內(nèi)存模組之間是點對點(P2P,Point-to-Point)的關(guān)系(單物理Bank的模組),或者是點對雙點 (P22P,Point-to-two-Point)的關(guān)系(雙物理Bank的模組),從而大大減輕了地址/命令/控制與數(shù)據(jù)總線的負(fù)載。而在內(nèi)存模組方 面,與DDR2的類別相類似,也有標(biāo)準(zhǔn)DIMM(臺式PC)、SO-DIMM/Micro-DIMM(筆記本電腦)、FB-DIMM2(服務(wù)器)之分,其 中第二代FB-DIMM將采用規(guī)格更高的AMB2(高級內(nèi)存緩沖器)。不過目前有關(guān)DDR3內(nèi)存模組的標(biāo)準(zhǔn)制定工作剛開始,引腳設(shè)計還沒有最終確定。
除了以上9點之外,DDR3還在功耗管理,多用途寄存器方面有新的設(shè)計,但由于仍入于討論階段,且并不是太重要的功能,在此就不詳細(xì)介紹了
面 向64位構(gòu)架的DDR3顯然在頻率和速度上擁有更多的優(yōu)勢,此外,由于DDR3所采用的根據(jù)溫度自動自刷新、局部自刷新等其它一些功能,在功耗方面 DDR3也要出色得多,因此,它可能首先受到移動設(shè)備的歡迎,就像最先迎接DDR2內(nèi)存的不是臺式機(jī)而是服務(wù)器一樣。在CPU外頻提升最迅速的PC臺式機(jī) 領(lǐng)域,DDR3未來也是一片光明。目前Intel預(yù)計在明年第二季所推出的新芯片-熊湖(Bear Lake),其將支持DDR3規(guī)格,而AMD也預(yù)計同時在K9平臺上支持DDR2及DDR3兩種規(guī)格。
DDR2內(nèi)存技術(shù)簡單回顧
在分析DDR3內(nèi)存之前,我們先來重溫一下從DDR到DDR2的變換以及技術(shù)革新。
業(yè)界正式內(nèi)存規(guī)格是由JEDEC-- Joint Electronioc Device Engineering Council制定的,這包括了DDR、DDR2以及準(zhǔn)備推出的DDR3,在官方規(guī)格中DDR最高速度為DDR400,但由于制程進(jìn)步,DDR的速度已經(jīng) 完全超越了官方原定標(biāo)準(zhǔn),故此后期出現(xiàn)了超高速DDR566并非官方規(guī)格。
繼DDR400之后,JEDEC已認(rèn)定DDR2為現(xiàn)時主流內(nèi)存標(biāo) 準(zhǔn),雖然名字上只差毫厘,但DDR2和DDR2是完全不兼容的,首先DDR2的為240Pin接口比DDR的184Pin長,另外電壓也比DDR的 2.5v低許多,在1.8v的同頻率下DDR2可比DDR低一半功耗,高頻低功耗是DDR2內(nèi)存的優(yōu)點,而缺點則是DDR的延遲值比較高,在同頻率下效能 較低。
不單在規(guī)格上不兼容,其實DDR和DDR2在技術(shù)上有得大分別。我們用的內(nèi)存是透過不停充電及放電的動作記錄數(shù)據(jù)的, 上代SDRAM內(nèi)存的核心頻率就相等于傳送速度,而每一個Mhz只會有傳送1 Bit的數(shù)據(jù),采用1 Bit Prefetch。故此SDRAM 100Mhz的頻寬為100Mbps。但隨著系統(tǒng)內(nèi)部組件速度提升,對內(nèi)存速度的要求增加,單純提升內(nèi)存頻率已經(jīng)不能應(yīng)付需求,幸好及時發(fā)展出DDR技 術(shù)。
DDR與SDRAM的分別在于傳統(tǒng)SDRAM只能于充電那一刻存取數(shù)據(jù),故此每一下充電放電的動作,只能讀寫一次,而DDR卻把技術(shù)提升 至在充電及放電時都能存取數(shù)據(jù),故此每Mhz有兩次存取動作,故此DDR會比SDRAM在同一頻率下效能提高一倍,而100Mhz的DDR卻可達(dá)至 200Mbps存取速度,由于每一個Mhz都要有二次的資料存取,故此DDR每一Mhz會傳送2Bit,稱為2Bit Prefetch,而DDR顆粒頻率每提升1Mhz,所得的效果是SDRAM的兩倍。
而DDR 2則是承繼DDR并作出改良,同樣能在每一次充電放電時都能存取,但DDR 2卻改良了I/O Buffer部份,以往內(nèi)存顆粒的頻率相等于I/O Buffer的頻率,但DDR2的I/O Buffer會被提升至內(nèi)存核心頻率的一倍,而DDR 2內(nèi)存會在每一個Mhz傳送4Bit的數(shù)據(jù)給I/O Buffer,比DDR每筆傳送2Bit多一倍,故此在同一內(nèi)存核心頻率下,DDR 2的內(nèi)存會比DDR速度快一倍,這技術(shù)稱為4Bit Prefetch。DDR 2未來提升速度的空間會比DDR強(qiáng),因為每提升1 Mhz DRAM的頻率,所得到的效果卻是傳統(tǒng)SDRAM的四倍。不過我們經(jīng)常提及DDR2的頻率是Clock Frequency,而不是DRAM Core Frequency,故此DDR2 533的頻率還是266Mhz。
DDR3模組大致標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格
雖然JEDEC(內(nèi)存工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織)尚 未完全確立DDR3的標(biāo)準(zhǔn),但是大體而言已經(jīng)基本成型,8 bit 預(yù)取設(shè)計,較 DDR2 4bit 的預(yù)取設(shè)計提升一倍,其運算頻率介于 800MHz -1600MHz之間 。此外,DDR3 的規(guī)格要求將電壓控制在 1.5V ,較 DDR2 的 1.8V 更為省電。此外, DDR3 采用 ASR(Automatic self-refresh) 的設(shè)計,以確保在數(shù)據(jù)不遺失情況下,盡量減少更新頻率來降低溫度。
計劃DDR3將于今年底或明年初正式導(dǎo)入市場,不過從其具體的設(shè)計來看,DDR3與DDR2的基礎(chǔ)架構(gòu)并沒有本質(zhì)的不同。從某種角度講,DDR3是為了 解決DDR2發(fā)展所面臨的限制而催生的產(chǎn)物。由于DDR2的數(shù)據(jù)傳輸頻率發(fā)展到800MHz時,其內(nèi)核工作頻率已經(jīng)達(dá)到200MHz,因此再向上提升較為 困難,這就需要采用新的技術(shù)來保證速度的可持續(xù)發(fā)展性。另一方面,也是由于速度提高的緣故,內(nèi)存的地址/命令與控制總線需要有全新的拓樸結(jié)構(gòu),而且業(yè)界也 要求內(nèi)存要具有更低的能耗,所以,DDR3必須滿足一系列要求:
•更高的外部數(shù)據(jù)傳輸率
•更先進(jìn)的地址/命令與控制總線的拓樸架構(gòu)
•在保證性能的同時將能耗進(jìn)一步降低
•為了滿足上述要求,DDR3在DDR2的基礎(chǔ)上采用了以下新型設(shè)計:
•8bit預(yù)取設(shè)計,DDR2為4bit預(yù)取,這樣DRAM內(nèi)核的頻率只有接口頻率的1/8,DDR3-800的核心工作頻率只有100MHz
•采用點對點的拓樸架構(gòu),減輕地址/命令與控制總線的負(fù)擔(dān)
•采用100nm以下的生產(chǎn)工藝,將工作電壓從1.8V降至1.5V,增加異步重置(Reset)與ZQ校準(zhǔn)功能。
DDR1 DDR2 DDR3
電壓 VDD/VDDQ 2.5V/2.5V 1.8V/1.8V
(+/-0.1) 1.5V/1.5V
(+/-0.075)
I/O接口 SSTL_25 SSTL_18 SSTL_15
數(shù)據(jù)傳輸率(Mbps) 200~400 400~800 800~1600
容量標(biāo)準(zhǔn) 64M~1G 256M~4G 512M~8G
Memory Latency(ns) 15~20 10~20 10~15
CL值 1.5/2/2.5/3 3/4/5/6 5/6/7/8

預(yù)取設(shè)計(Bit) 2 4 8
邏輯Bank數(shù)量 2/4 4/8 8/16
突發(fā)長度 2/4/8 4/8 8
封裝 TSOP FBGA FBGA
引腳標(biāo)準(zhǔn) 184Pin DIMM 240Pin DIMM 240Pin DIMM
從整體規(guī)格上看,DDR3在設(shè)計思路上與DDR2的差別并不大,提高傳輸速率的方法仍然是提高預(yù)取位數(shù)。但是,就像DDR2和DDR的對比一樣,在相同的時鐘頻率下,DDR2與DDR3的數(shù)據(jù)帶寬是一樣的,只不過DDR3的速度提升潛力更大。
DDR3 和 DDR2 的 核 心 特 性 比 較
DDR3 DRAM DDR2 DRAM
芯片封裝 FBGA FBGA
Pin腳數(shù)目 78ball x4、x8
96ball x16 60ball x4、x8
78ball x16
工作電壓 1.5V 1.8V
組織 512Mb - 8Gb 256Mb - 4Gb
內(nèi)部bank數(shù)量 8 (512Mb、1Gb、2Gb、4Gb、8Gb) 4 (256Mb、512Mb)
8 (1Gb、2Gb、4Gb)
預(yù)讀取 8bit 4bit
突發(fā)長度 BL4、BL8 BL4、BL8
突發(fā)類型 Fixed、MRS或OTF Fixed、LMR
附加延遲(AL) 0、CL-1、CL-2 0、1、2、3、4
讀取延遲(RL) AL+CL
(CL=5、6、7、8、9、10) AL+CL
(CL=3、4、5、6)
寫入延遲(CWD) AL+CWL
(CWL=5、6、7、8) RL-1
頻率范圍 200MHz- 800MHz 133MHz - 400MHz
模組頻率范圍(DDR) DDR3-800、DDR3-1066、DDR3-1333、DDR3-1600 DDR3-533、DDR3-667、DDR3-800
模組類型 DIMM、SO-DIMM、Micro-DIMM、FB-DIMM2 DIMM、SO-DIMM、Micro-DIMM、FB-DIMM
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二者有相似之處也有相異特點:
DDR3顯存可以看作是DDR2的改進(jìn)版,二者有很多相同之處,例如采用1.8V標(biāo)準(zhǔn)電壓、主要采用144Pin球形針腳的FBGA封裝方式。不過 DDR3核心有所改進(jìn):DDR3顯存采用0.11微米生產(chǎn)工藝,耗電量較DDR2明顯降低。此外,DDR3顯存采用了“Pseudo Open Drain”接口技術(shù),只要電壓合適,顯示芯片可直接支持DDR3顯存。當(dāng)然,顯存顆粒較長的延遲時間(CAS latency)一直是高頻率顯存的一大通病,DDR3也不例外,DDR3的CAS latency為5/6/7/8,相比之下DDR2為3/4/5??陀^地說,DDR3相對于DDR2在技術(shù)上并無突飛猛進(jìn)的進(jìn)步,但DDR3的性能優(yōu)勢仍 比較明顯:
(1)功耗和發(fā)熱量較?。何×薉DR2的教訓(xùn),在控制成本的基礎(chǔ)上減小了能耗和發(fā)熱量,使得DDR3更易于被用戶和廠家接受。
(2)工作頻率更高:由于能耗降低,DDR3可實現(xiàn)更高的工作頻率,在一定程度彌補(bǔ)了延遲時間較長的缺點,同時還可作為顯卡的賣點之一,這在搭配DDR3顯存的顯卡上已有所表現(xiàn)。
(3)降低顯卡整體成本:DDR2顯存顆粒規(guī)格多為4M X 32bit,搭配中高端顯卡常用的128MB顯存便需8顆。而DDR3顯存規(guī)格多為8M X 32bit,單顆顆粒容量較大,4顆即可構(gòu)成128MB顯存。如此一來,顯卡PCB面積可減小,成本得以有效控制,此外,顆粒數(shù)減少后,顯存功耗也能進(jìn)一 步降低。
(4)通用性好:相對于DDR變更到DDR2,DDR3對DDR2的兼容性更好。由于針腳、封裝等關(guān)鍵特性不變,搭配DDR2的顯示核心和公版設(shè)計的顯卡稍加修改便能采用DDR3顯存,這對廠商降低成本大有好處。
目前,DDR3顯存在新出的大多數(shù)中高端顯卡上得到了廣泛的應(yīng)用。因此,我們在選擇顯卡和判斷顯卡性能上就有所見地了。
DDR3內(nèi)存與GDDR3顯存的區(qū)別
很多人談?wù)摰紻DR3內(nèi)存時,總會把GDDR3顯存混為一談。其實二者是有些區(qū)別的。我們下面從他們的定義來區(qū)分。
一、GDDR2顯存的換代產(chǎn)品GDDR3
GDDR3 是GDDR2顯存的換代產(chǎn)品,主要區(qū)別就是前者有著更高的工作頻率。當(dāng)然GDDR3和GDDR2相比還有其他一些不同的地方,GDDR3采用的是單端設(shè) 計,并沒有分開數(shù)據(jù)輸入和寫出通道。此外,GDDR3采用了基于電壓的“偽開漏”界面技術(shù)(pseudo-open drain)。和GDDR2一樣,GDDR3采用了1.8V電壓標(biāo)準(zhǔn)。
GDDR3顯存具備目前業(yè)界最高的顯存工作頻率,而耗能卻很低。同時,配備GDDR 3需要的配件更少,約束條件也更低。綜合這些優(yōu)點,NVIDIA的合作商們在啟用GDDR3后,將為消費者提供性能更加出色、價格更低的顯卡產(chǎn)品。
二、DDR2內(nèi)存的換代產(chǎn)品DDR3
DDR3 相比起DDR2有更高的工作電壓,從DDR2的1.8V降落到1.5V,性能更好更為省電;DDR2的4bit預(yù)讀升級為8bit預(yù)讀。DDR3目前最高 能夠1600Mhz的速度,由于目前最為快速的DDR2內(nèi)存速度已經(jīng)提升到800Mhz/1066Mhz的速度,因而首批DDR3內(nèi)存模組將會從 1333Mhz的起跳。在Computex大展我們看到多個內(nèi)存廠商展出1333Mhz的DDR3模組。相對于DDR2內(nèi)存的4bit預(yù)取機(jī)制,DDR3 內(nèi)存模組最大的改進(jìn)就是采用了8bit預(yù)取機(jī)制設(shè)計,這樣DRAM內(nèi)核的頻率只有接口頻率的1/8,DDR3-800的核心工作頻率只有100MHz,當(dāng) DRAM內(nèi)核工作頻率為200MHz時,接口頻率已經(jīng)達(dá)到了1600MHz。而當(dāng)DDR3內(nèi)存技術(shù)成熟時,將會有實力強(qiáng)大的內(nèi)存廠商推出更高頻率的產(chǎn)品, 初步估計屆時將會出現(xiàn)DDR3-2000甚至2400的高速內(nèi)存。除了預(yù)取機(jī)制的改進(jìn),DDR3內(nèi)存還采用點對點的拓樸架構(gòu),以減輕地址/命令與控制總線 的負(fù)擔(dān)。此外,DDR3內(nèi)存將采用100nm以下的生產(chǎn)工藝,并將工作電壓從1.8V降至1.5V,增加異步重置(Reset)與ZQ校準(zhǔn)功能。
在 性能方面,DDR3內(nèi)存將擁有比DDR2內(nèi)存好很多的帶寬功耗比(Bandwidth per watt),對比現(xiàn)有DDR2-800產(chǎn)品,DDR3-800、1067及1333的功耗比分別為0.72X、0.83X及0.95X,不單內(nèi)存帶寬大幅 提升,功耗表現(xiàn)也好了很多。
DDR3內(nèi)存與GDDR3顯存的區(qū)別
很多人談?wù)摰紻DR3內(nèi)存時,總會把GDDR3顯存混為一談。其實二者是有些區(qū)別的。我們下面從他們的定義來區(qū)分。
一、GDDR2顯存的換代產(chǎn)品GDDR3
GDDR3 是GDDR2顯存的換代產(chǎn)品,主要區(qū)別就是前者有著更高的工作頻率。當(dāng)然GDDR3和GDDR2相比還有其他一些不同的地方,GDDR3采用的是單端設(shè) 計,并沒有分開數(shù)據(jù)輸入和寫出通道。此外,GDDR3采用了基于電壓的“偽開漏”界面技術(shù)(pseudo-open drain)。和GDDR2一樣,GDDR3采用了1.8V電壓標(biāo)準(zhǔn)。
GDDR3顯存具備目前業(yè)界最高的顯存工作頻率,而耗能卻很低。同時,配備GDDR 3需要的配件更少,約束條件也更低。綜合這些優(yōu)點,NVIDIA的合作商們在啟用GDDR3后,將為消費者提供性能更加出色、價格更低的顯卡產(chǎn)品。
二、DDR2內(nèi)存的換代產(chǎn)品DDR3
DDR3 相比起DDR2有更高的工作電壓,從DDR2的1.8V降落到1.5V,性能更好更為省電;DDR2的4bit預(yù)讀升級為8bit預(yù)讀。DDR3目前最高 能夠1600Mhz的速度,由于目前最為快速的DDR2內(nèi)存速度已經(jīng)提升到800Mhz/1066Mhz的速度,因而首批DDR3內(nèi)存模組將會從 1333Mhz的起跳。在Computex大展我們看到多個內(nèi)存廠商展出1333Mhz的DDR3模組。相對于DDR2內(nèi)存的4bit預(yù)取機(jī)制,DDR3 內(nèi)存模組最大的改進(jìn)就是采用了8bit預(yù)取機(jī)制設(shè)計,這樣DRAM內(nèi)核的頻率只有接口頻率的1/8,DDR3-800的核心工作頻率只有100MHz,當(dāng) DRAM內(nèi)核工作頻率為200MHz時,接口頻率已經(jīng)達(dá)到了1600MHz。而當(dāng)DDR3內(nèi)存技術(shù)成熟時,將會有實力強(qiáng)大的內(nèi)存廠商推出更高頻率的產(chǎn)品, 初步估計屆時將會出現(xiàn)DDR3-2000甚至2400的高速內(nèi)存。除了預(yù)取機(jī)制的改進(jìn),DDR3內(nèi)存還采用點對點的拓樸架構(gòu),以減輕地址/命令與控制總線 的負(fù)擔(dān)。此外,DDR3內(nèi)存將采用100nm以下的生產(chǎn)工藝,并將工作電壓從1.8V降至1.5V,增加異步重置(Reset)與ZQ校準(zhǔn)功能。
在 性能方面,DDR3內(nèi)存將擁有比DDR2內(nèi)存好很多的帶寬功耗比(Bandwidth per watt),對比現(xiàn)有DDR2-800產(chǎn)品,DDR3-800、1067及1333的功耗比分別為0.72X、0.83X及0.95X,不單內(nèi)存帶寬大幅 提升,功耗表現(xiàn)也好了很多。
fsb與cpu有關(guān) cpu就決定了fsb頻率的大小 與主板無關(guān)(主板支持這個fsb頻率的cpu才能插)
雙通道 頻率不變只是數(shù)據(jù)通信量增大一倍!比如ddr2 400 兩 組成雙通道 只要配合fsb400頻率就
可以充分發(fā)揮機(jī)器效能
DDR400,333,266 它們除了頻率上的區(qū)別外,還有延遲時間上的區(qū)別,DDR400的頻率是最快的,達(dá)到了200MHZ(為什么是200MHZ,因為DDR內(nèi)存是雙倍速率隨機(jī) 動態(tài)同步存儲器的意思,所以DDR400是200乖以2得來的,那么換算過了,DDR400的實際頻率就是200MHZ,333的實際頻率是166 的,266的是133的,DDR2533的是266,DDR2667是333的,DDR2800的是400MHZ的。)但是DDR400也是DDR內(nèi)存中 延遲最后的,一般的,速度快的內(nèi)存,相對速度慢的內(nèi)存延遲要高些。(一般情況頻率高,延遲就大)從外觀上看它們大致相同,但是也有一定的區(qū)別,這主要是從 與它們?nèi)萘亢退俣认嚓P(guān)的內(nèi)存顆粒上看出的,256MB的內(nèi)存不管是DDR幾的,都是單面的,而512與512兆以上的,多半是兩面都有顆粒的。還 有,DDR400的內(nèi)存所使用的顆粒的速度是5NS的,而333的是6NS的,266的是7NS(一般是這樣的)。其次還有電壓和針腳定義的不同,還有封 裝形式,大多是采用TSOP(薄型小尺寸封裝)還有MBGA(微型柵格球形陣列封裝)的。
DDR2與DDR的區(qū)別
與DDR相 比,DDR2最主要的改進(jìn)是在內(nèi)存模塊速度相同的情況下,可以提供相當(dāng)于DDR內(nèi)存兩倍的帶寬。這主要是通過在每個設(shè)備上高效率使用兩個DRAM核心來實 現(xiàn)的。作為對比,在每個設(shè)備上DDR內(nèi)存只能夠使用一個DRAM核心。技術(shù)上講,DDR2內(nèi)存上仍然只有一個DRAM核心,但是它可以并行存取,在每次存 取中處理4個數(shù)據(jù)而不是兩個數(shù)據(jù)。
DDR2與DDR的區(qū)別示意圖
與雙倍速運行的數(shù)據(jù)緩沖相結(jié)合,DDR2內(nèi)存實現(xiàn)了在每個時鐘周期處理多達(dá)4bit的數(shù)據(jù),比傳統(tǒng)DDR內(nèi)存可以處理的2bit數(shù)據(jù)高了一倍。DDR2內(nèi)存另一個改進(jìn)之處在于,它采用FBGA封裝方式替代了傳統(tǒng)的TSOP方式。
然 而,盡管DDR2內(nèi)存采用的DRAM核心速度和DDR的一樣,但是我們?nèi)匀灰褂眯轮靼宀拍艽钆銬DR2內(nèi)存,因為DDR2的物理規(guī)格和DDR是不兼容 的。首先是接口不一樣,DDR2的針腳數(shù)量為240針,而DDR內(nèi)存為184針;其次,DDR2內(nèi)存的VDIMM電壓為1.8V,也和DDR內(nèi)存的 2.5V不同。
內(nèi)存頻率與總線頻率匹配問題: 最好匹配 發(fā)揮系統(tǒng)的性能
不是很明顯
內(nèi)存量增大 速度就明顯增大
雙通道提升性能(主要相對intel公司的平臺)
同配置的2個1g內(nèi)存在機(jī)器支持雙通道情況下插
性能比1個2g內(nèi)存插 要提高30%
雙通道的性能
在INTEL平臺和AMD平臺上有明顯的差別!而且在高低配置上影響力也不同!
比如說個,CPU用478的P4 2.8C 用上雙通道 DDR 400 性能提升超過30%!
又如說現(xiàn)在AM2閃龍與754的閃龍用不用雙通道,性能差別并不大!一般情況下,INTEL的平臺和AMD的高端CPU雙通道性能發(fā)揮得比較好點!
主板支持就支持!主板不支持那就不支持了?。?br />
你看看就行!支持雙通道的主板一般4個內(nèi)存插槽!兩個顏色成一對??!
同一顏色的插同型號內(nèi)存就是雙通道!(用主板支持就支持!主板不支持那就不支持了??!
你看看就行!支持雙通道的主板一般4個內(nèi)存插槽!兩個顏色成一對??!
同一顏色的插同型號內(nèi)存就是雙通道?。ㄓ胑vest 芯片組那里 北橋 可以看出支持雙通道嗎?及現(xiàn)在是什么模式。還有支持內(nèi)存種類)
everest里的主板里的spd中的 Bank (內(nèi)存庫) 在內(nèi)存行業(yè)里,Bank至少有三種意思,所以一定要注意。
1、在SDRAM內(nèi)存模組上,"bank 數(shù)"表示該內(nèi)存的物理存儲體的數(shù)量。(等同于"行"/Row)
2、Bank還表示一個SDRAM設(shè)備內(nèi)部的邏輯存儲庫的數(shù)量。(現(xiàn)在通常是4個bank)
3、它還表示DIMM 或 SIMM連接插槽或插槽組,例如bank 1 或 bank A。這里的BANK是內(nèi)存插槽的計算單位(也叫內(nèi)存庫),它是電腦系統(tǒng)與內(nèi)
存之間數(shù)據(jù)總線的基本工作單位。只有插滿一個BANK,電腦才可以正常開機(jī)。舉個例子,奔騰系列的主板上,1個168線槽為一個BANK,而2個72
線槽才能構(gòu)成一個BANK,所以72線內(nèi)存必須成對上。原因是,168線內(nèi)存的數(shù)據(jù)寬度是64位,而72線內(nèi)存是32位的。主板上的BANK編號從BANK0
開始,必須插滿BANK0才能開機(jī),BANK1以后的插槽留給日后升級擴(kuò)充內(nèi)存用,稱做內(nèi)存擴(kuò)充槽
1、內(nèi)存的實際運行頻率取決于速度最慢的那根內(nèi)存,也就是說667會跟著533走,實際是533。
2、對硬件的損害:基本上不存在,這個你放心!
3、兩條比一條快的原因:內(nèi)存容量的提升在你所運行的系統(tǒng)下的效率比提升總線頻率的效率來的高!這是個非線性的模式,你再加多內(nèi)存還會快,但加到某一定容量后就只能靠提升總線頻率來獲取更多效能,這個是由操作系統(tǒng)所需的內(nèi)存容量來決定的。
4、 關(guān)于速度:533 與667 基本上肉眼分辨不出速度的差別,上面說過了,增加內(nèi)存容量的效能往往比總線頻率提升的效能來的快,我們看WINDOWS XP在128M和512M(其他配置相同)運行的情況下,512M內(nèi)存明顯快的原因就是XP系統(tǒng)正常運行的物理內(nèi)存基本上要160-400M,而128明 顯不足,需要通過在硬盤上形成虛擬內(nèi)存來達(dá)到正常運行的效果,而512的就可以直接讀取,不需要虛擬,這樣簡化了運行流程提升了效率,WINDOWS VISTA也同樣,可能需要至少1G才可以跑的流暢,512就明顯不足了。
當(dāng)然,在相同操作系統(tǒng)下,同容量的內(nèi)存下,總線頻率高的占優(yōu)勢,但肉眼基本上分辨不出,效能也差不了太多。
5、關(guān)于雙通道:這個INTEL更多的是在玩弄概念,這個則是他的賣點,目的是讓更多的人來買,而非雙通道能帶來質(zhì)的飛躍。這個效能比單通道的提升將近3%,而且要看運行的是什么軟件,實際利用的意義不大。
今 天,英特爾戰(zhàn)略部門經(jīng)理Carlos Weissenberg在秋季英特爾信息技術(shù)峰會上表示,2009年年底之前,DDR3內(nèi)存都不會全面取代DDR2內(nèi)存.Weissenberg通過幻燈 片向與會人員解釋說,在未來的16個月內(nèi),DDR2內(nèi)存仍將占據(jù)內(nèi)存市場的主導(dǎo)地位.隨著低電壓DDR3內(nèi)存的不斷問世,明年內(nèi)DDR3內(nèi)存會取得巨大的 發(fā)展.屆時將出現(xiàn)電壓為1.35V的DDR3內(nèi)存,而目前DDR3內(nèi)存的電壓主要是1.5V.此后,DDR3內(nèi)存在市場中的張力會越來越大.不過 Weissenberg也表示無法預(yù)測DDR3內(nèi)存的價格何時才能夠更平易近人。
盡管Weissenberg承認(rèn)目前DDR3內(nèi)存還不能 大范圍普及,但他說英特爾始終認(rèn)為DDR3取代DDR2是大勢所趨."我們正在與內(nèi)存供應(yīng)商進(jìn)行合作,以推動DDR2更快向DDR3過 渡."Weissenberg表示,"我們未來的芯片組都將只支持DDR3內(nèi)存,Nehalem處理器架構(gòu)也是如此."
同時,參加本次IDF的奇夢達(dá)(Qimonda)資深市場總監(jiān)Tom Trill也表示贊同英特爾的觀點,并且他還在IDF上展示了奇夢達(dá)關(guān)于制造16GB和32GB DDR3內(nèi)存的發(fā)展規(guī)劃.
雖 然DDR3離我們絕大多數(shù)人還很遙遠(yuǎn),但是DDR3內(nèi)存的繼任產(chǎn)品DDR4卻已經(jīng)被列入英特爾和奇夢達(dá)未來的發(fā)展藍(lán)圖中.Tom Trill預(yù)測,第一批DDR4內(nèi)存有望在2012年問世,其總線頻率約是2133MHz,運行電壓是1.2V.同時他還預(yù)測,2013年應(yīng)該可以看到 2667MHz、1.0V的DDR4內(nèi)存產(chǎn)品.
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