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问题描述:
DDR2 DDR3到底是怎么回事呢!性能的却很高吗?现在最好的内存是海盗船吗?还有性价比最高的内存是什么品牌啊
解析:
DDR是一种继SDRAM后产生的内存技术,DDR,英文原意为“DoubleDataRate”,顾名思义,就是双数据传输模式。之所以称其为“双”,也就意味着有“单”,我们日常所使用的SDRAM都是“单数据传输模式”,这种内存的特性是在一个内存时钟周期中,在一个方波上升沿时进行一次操作(读或写),而DDR则引用了一种新的设计,其在一个内存时钟周期中,在方波上升沿时进行一次操作,在方波的下降沿时也做一次操作,之所以在一个时钟周期中,DDR则可以完成SDRAM两个周期才能完成的任务,所以理论上同速率的DDR内存与SDR内存相比,性能要超出一倍,可以简单理解为100MHZ DDR=200MHZ SDR。
DDR内存不向后兼容SDRAM
DDR内存采用184线结构,DDR内存不向后兼容SDRAM,要求专为DDR设计的主板与系统。
DDR-II内存将是现有DDR-I内存的换代产品,它们的工作时钟预计将为400MHz或更高(包括现代在内的多家内存商表示不会推出DDR-II 400的内存产品)。从JEDEC组织者阐述的DDR-II标准来看,针对PC等市场的DDR-II内存将拥有400-、533、667MHz等不同的时钟频率。
高端的DDR-II内存将拥有800-、1000MHz两种频率。DDR-II内存将采用200-、220-、240-针脚的FBGA封装形式。最初的DDR-II内存将采用0.13微米的生产工艺,内存颗粒的电压为1.8V,容量密度为512MB。 DDR-II将采用和DDR-I内存一样的指令,但是新技术将使DDR-II内存拥有4到8路脉冲的宽度。DDR-II将融入CAS、OCD、ODT等新性能指标和中断指令。DDR-II标准还提供了4位、8位512MB内存1KB的寻址设置,以及16位512MB内存2KB的寻址设置。
DDR-II内存标准还包括了4位预取数(pre-fetch of 4 bits)性能,DDR-I技术的预取数位只有2位。
DDR3的市场导入时间预计为2006年下半,最高数据传输速度标准较达到1600Mbps。不过,就具体的设计来看,DDR3与DDR2的基础架构并没有本质的不同。从某种角度讲,DDR3是为了解决DDR2发展所面临的限制而催生的产物。
由于DDR2的数据传输频率发展到800MHz时,其内核工作频率已经达到200MHz,因此再向上提升较为困难,这就需要采用新的技术来保证速度的可持续发展性。另一方面,也是由于速度提高的缘故,内存的地址/命令与控制总线需要有全新的拓朴结构,而且业界也要求内存要具有更低的能耗,所以,DDR3要满足的需求就是:
更高的外部数据传输率
更先进的地址/命令与控制总线的拓朴架构
在保证性能的同时将能耗进一步降低
为了满足上述要求,DDR3在DDR2的基础上采用了以下新型设计:
8bit预取设计,DDR2为4bit预取,这样DRAM内核的频率只有接口频率的1/8,DDR3-800的核心工作频率只有100MHz
采用点对点的拓朴架构,减轻地址/命令与控制总线的负担
采用100nm以下的生产工艺,将工作电压从1.8V降至1.5V,增加异步重置(Reset)与ZQ校准功能。
下面我们通过DDR3与DDR2的对比,来更好的了解这一未来的DDR SDRAM家族的最新成员。
DDR3与DDR2的不同之处
1、逻辑Bank数量
DDR2 SDRAM中有4Bank和8Bank的设计,目的就是为了应对未来大容量芯片的需求。而DDR3很可能将从2Gb容量起步,因此起始的逻辑Bank就是8个,另外还为未来的16个逻辑Bank做好了准备。
2、封装(Packages)
DDR3由于新增了一些功能,所以在引脚方面会有所增加,8bit芯片采用78球FBGA封装,16bit芯片采用96球FBGA封装,而DDR2则有60/68/84球FBGA封装三种规格。并且DDR3必须是绿色封装,不能含有任何有害物质。
3、突发长度(BL,Burst Length)
由于DDR3的预取为8bit,所以突发传输周期(BL,Burst Length)也固定为8,而对于DDR2和早期的DDR架构的系统,BL=4也是常用的,DDR3为此增加了一个4-bit Burst Chop(突发突变)模式,即由一个BL=4的读取操作加上一个BL=4的写入操作来合成一个BL=8的数据突发传输,届时可通过A12地址线来控制这一突发模式。而且需要指出的是,任何突发中断操作都将在DDR3内存中予以禁止,且不予支持,取而代之的是更灵活的突发传输控制(如4bit顺序突发)。
3、寻址时序(Timing)
就像DDR2从DDR转变而来后延迟周期数增加一样,DDR3的CL周期也将比DDR2有所提高。DDR2的CL范围一般在2至5之间,而DDR3则在5至11之间,且附加延迟(AL)的设计也有所变化。DDR2时AL的范围是0至4,而DDR3时AL有三种选项,分别是0、CL-1和CL-2。另外,DDR3还新增加了一个时序参数——写入延迟(CWD),这一参数将根据具体的工作频率而定。
4、新增功能——重置(Reset)
重置是DDR3新增的一项重要功能,并为此专门准备了一个引脚。DRAM业界已经很早以前就要求增这一功能,如今终于在DDR3身上实现。这一引脚将使DDR3的初始化处理变得简单。当Reset命令有效时,DDR3内存将停止所有的操作,并切换至最少量活动的状态,以节约电力。在Reset期间,DDR3内存将关闭内在的大部分功能,所以有数据接收与发送器都将关闭。所有内部的程序装置将复位,DLL(延迟锁相环路)与时钟电路将停止工作,而且不理睬数据总线上的任何动静。这样一来,将使DDR3达到最节省电力的目的。
5、新增功能——ZQ校准
ZQ也是一个新增的脚,在这个引脚上接有一个240欧姆的低公差参考电阻。这个引脚通过一个命令集,通过片上校准引擎(ODCE,On-Die Calibration Engine)来自动校验数据输出驱动器导通电阻与ODT的终结电阻值。当系统发出这一指令之后,将用相应的时钟周期(在加电与初始化之后用512个时钟周期,在退出自刷新操作后用256时钟周期、在其他情况下用64个时钟周期)对导通电阻和ODT电阻进行重新校准。
6、参考电压分成两个
对于内存系统工作非常重要的参考电压信号VREF,在DDR3系统中将分为两个信号。一个是为命令与地址信号服务的VREFCA,另一个是为数据总线服务的VREFDQ,它将有效的提高系统数据总线的信噪等级。
7、根据温度自动自刷新(SRT,Self-Refresh Temperature)
为了保证所保存的数据不丢失,DRAM必须定时进行刷新,DDR3也不例外。不过,为了最大的节省电力,DDR3采用了一种新型的自动自刷新设计(ASR,Automatic Self-Refresh)。当开始ASR之后,将通过一个内置于DRAM芯片的温度传感器来控制刷新的频率,因为刷新频率高的话,消电就大,温度也随之升高。而温度传感器则在保证数据不丢失的情况下,尽量减少刷新频率,降低工作温度。不过DDR3的ASR是可选设计,并不见得市场上的DDR3内存都支持这一功能,因此还有一个附加的功能就是自刷新温度范围(SRT,Self-Refresh Temperature)。通过模式寄存器,可以选择两个温度范围,一个是普通的的温度范围(例如0℃至85℃),另一个是扩展温度范围,比如最高到95℃。对于DRAM内部设定的这两种温度范围,DRAM将以恒定的频率和电流进行刷新操作。
8、局部自刷新(RASR,Partial Array Self-Refresh)
这是DDR3的一个可选项,通过这一功能,DDR3内存芯片可以只刷新部分逻辑Bank,而不是全部刷新,从而最大限度的减少因自刷新产生的电力消耗。这一点与移动型内存(Mobile DRAM)的设计很相似。
9、点对点连接(P2P,Point-to-Point)
这是为了提高系统性能而进行了重要改动,也是与DDR2系统的一个关键区别。在DDR3系统中,一个内存控制器将只与一个内存通道打交道,而且这个内存通道只能一个插槽。因此内存控制器与DDR3内存模组之间是点对点(P2P,Point-to-Point)的关系(单物理Bank的模组),或者是点对双点(P22P,Point-to-o-Point)的关系(双物理Bank的模组),从而大大减轻了地址/命令/控制与数据总线的负载。而在内存模组方面,与DDR2的类别相类似,也有标准DIMM(台式PC)、SO-DIMM/Micro-DIMM(笔记本电脑)、FB-DIMM2(服务器)之分,其中第二代FB-DIMM将采用规格更高的AMB2(高级内存缓冲器)。不过目前有关DDR3内存模组的标准制定工作刚开始,引脚设计还没有最终确定。
除了以上9点之外,DDR3还在功耗管理,多用途寄存器方面有新的设计,但由于仍入于讨论阶段,且并不是太重要的功能,在此就不详细介绍了。下面我们来总结一下DDR3与DDR2之间的对比:
DDR2与DDR3规格对比,业界认为DDR3-800将被限定于高端应用市场,这有点像当今DDR2-400的待遇,预计DDR3在台式机上将以1066MHz的速度起步
从整体的规格上看,DDR3在设计思路上与DDR2的差别并不大,提高传输速率的方法仍然是提高预取位数。但是,就像DDR2和DDR的对比一样,在相同的时钟频率下,DDR2与DDR3的数据带宽是一样的,只不过DDR3的速度提升潜力更大。所以初期我们不用对DDR3抱以多大的期望,就像当初我们对待DDR2一样。当然,在能耗控制方面,DDR3显然要出色得多,因此将可能率先受到移动设备的欢迎,就像最先欢迎DDR2内存的不是台式机,而是服务器一样。在CPU外频提升最迅速的PC台式机领域,DDR3未来也将经历一个慢热的过程