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,?DDR2 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(yùn)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, FBGA 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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
回想起 DDR 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(yùn)行頻率的 DDR2 內(nèi) 存將是大勢所趨。
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(shí)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?
式,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(shí)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,DDR200
和 DDR2-400 具有相同的延遲,而后者具有高一倍的帶寬。實(shí)際上,DDR2-400 和 DDR400 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(diǎn)其實(shí)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(diǎn)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(xiàng)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。DDRII 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(shí)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(diǎn)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 PostCAS 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。