DDR2与DDR的区别

1、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。

2、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:

    除了以上所说的区别外,DDR2还引入了三项新的技术,它们是OCD、ODT和Post CAS。
    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。
    ODT:ODT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可以根据自已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技术规格

    DDR2内存起始频率将从DDR内存最高标准频率400Mhz开始,现已定义可以生产的频率支持到533Mhz到667Mhz,标准工作频率工作频率分别是200/266/333MHz,工作电压为1.8V。DDR2采用全新定义的240 PIN DIMM接口标准,完全不兼容于现有DDR的184PIN DIMM接口标准,这就意味着,现有所有DDR标准接口的主板,无法使用DDR2内存。这将成为DDR2内存标准普及的一大障碍,幸而INTEL下一代平台将完整支持240PIN的DDR2接口,给DDR2在2005年的普及打下了基础。

    相信大家都已经看见,市面上已经推出多款采用DDR2显存的显卡产品。然而,应用再显卡上的DDR2内存生产标准与方式是与桌面系统应用上的DDR2技术截然不同的,再次篇文章暂不作详细分辨,不过大家要清楚为什么显卡上已经可以大量应用而桌面系统还不行。

    DDR2内存技术相对于上一代标准DDR技术,用简单明了的方式来说,虽然DDR2和DDR一样,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,但是最大的区别在于,DDR2内存可进行4bit预读取.两倍于标准DDR内存的2BIT预读取,这就意味着,DDR2拥有两倍于DDR的预读系统命令数据的能力,众看官时看到此处,是否已经明白了什么,认为为此,DDR2则简单的获得两倍于DDR的完整的数据传输能力。那么笔者告诉您,DDR2 400Mhz 同样命名为PC3200,请继续看下去,为什么呢?

    DDR2内存技术最大的突破点其实不在于看官们所认为的两倍于DDR的传输能力,而是,在采用更低发热量,更低功耗的情况下,反而获得更快的频率提升,突破标准DDR的400MHZ限制。看起来,这似乎更神奇,突破最高频率限制,竟然还能降低发热量和功耗?虽然DDR2技术还采用了几种全新技术配合完整以上能力,然而关键还在于4BIT的预读取能力,笔者将带大家一步步看来。

DDR2频率与带宽

    除了已经发布的三种DDR2内存标准的频率与带宽,值得注意的是,DDR2 400Mhz与DDR400Mhz的所拥有的带宽是一样的3.2GB. 还有,在双通道内存技术的辅助下,667MHZ的DDR2将最高提供10.6GB/S的惊人带宽!

    DDR2内存起始容量为256MB,往上可支持到512MB,1G。在桌面系统上提供了充足的容量保障。理论上DDR2内存颗粒所拥有的高密度特色,可以支持最高4G以上的容量,从而广泛应用于专业领域。更也许会在未来几年内,给PC系统带来nGB级的超级容量。

    DDR2标准规定所有DDR2内存均采用FBGA封装形式。不同于目前广泛应用的TSOP, TSOP-II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。目前应用再显卡上的DDR2内存颗粒也全部采用的FBGA封装模式。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,同样也让DDR2内存更适应与笔记本与膝上电脑。既然能以这么低的电压工作,是如何实现频率提升的呢?

DDR2工作原理

    大家都知道,内存基本工作步骤分为: 从系统预读数据 → 保存在内存单元队列 → 传输到内存I/O缓存 → 传输到CPU系统处理。

    DDR内存采用200MHZ的核心频率,通过两条路线同步传输到I/O缓存,实现400MHZ的是实际频率。

    DDR2采用100MHZ的核心频率,通过四条传输路线同步传输至I/O缓存,同样实现400MHZ的实际频率。

    聪明的看官已经看出来其中奥妙。正是因为DDR2可以预读4BIT数据,所以,可以采用四路传输,而由于DDR只能预读2BIT数据,则只能采用200MHZ的两条传输线路实现400MHZ。这样,DDR2就完全实现了在不降低总频率的情况下,将核心频率降低到100MHZ,从而很轻松能够实现更小散热量,更低电压要求。而且,核心频率可以进一步提升,从而实现133*4 ,166*4 ,最大200*4达到800MHZ的程度。然而,大家都知道,更低的内存延迟,能带来更高的性能,然后,在DDR2中,为了保证4路传输的稳定流畅性,避开电气干扰与数据冲突,采用了稍大于DDR的延迟设定。相信聪明的看官也能看出来,这其实是一个很有远见的设计。

DDR2的全新特征技术

    了解了DDR II的技术原理,再来看看DDR II的三个主要新特征:它们分别是OCD、ODT和Post CAS。

    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。也就是Pull-up=Pull-down。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。

    ODT是内建核心的终结电阻器,我们知道使用DDR I SDRAM的主板上面需要大量的终结电阻,至少每根数据线需要一个终结电阻,这对主板来说也是不小的成本。信号线上使用终结电阻是为了防止数据线终端反射信号,因此需要一定阻值的终结电阻器。这个阻值太大或者太小都不好,阻值较大线路的信噪比较高但是信号反射较为严重,阻值小可以减小信号反射但是会造成信噪比下降。此外由于不同的内存模组对终结电阻的要求不可能完全一样,因此主板对内存模组也比较"挑剔"。

    DDR II内建了终结电阻器,在DRAM颗粒工作时把终结电阻器关掉,而对于不工作的DRAM颗粒则打开终结电阻,减少信号的反射。ODT至少为DDR II带来了两个好处,一个是去掉了主板上的终结电阻器使主板的成本降低,也使PCB板的设计更加容易。第二个好处是终结电阻器可以和内存颗粒的"特性"相符,使DRAM处于最佳状态。

    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。

    在正常的操作中,此时的各项内存参数为:tRRD=2,tRCD=4,CL=4,AL=0,BL=4(BL就是突发数据长度,Burst Length)。我们看到tRRD(RAS到RAS的延迟)为两个时钟周期,tRCD(RAS到CAS的延迟)是四个时钟周期,因此在第四个时钟周期上面ACT(段激活)和CAS信号产生了碰撞,ACT向后移动一个时钟周期,因此大家可以看到后面的数据传输中间出现了一个时钟周期的BUBBLE

    再来看看Post CAS的操作,此时的各项内存参数是:tRRD=2,tRCD=4,CL=4,AL=3,BL=4。RAS被设在ACT信号后的一个时钟周期上,因此CAS和ACT不会产生冲突,tRCD被AL所取代(实际上大家可以想象到tRCD并没有减小,只是在概念上的转变,CAS向后一个时钟周期,但是AL要比tRCD短,通过调整可以取消信号命令的碰撞),在附加延迟过程中DRAM保持读命令。由于这种设计,ACT和CAS不会再有碰撞,内存读取时序中也没有BUBBLE出现。

使用Post CAS加Additive Latency会带来三个好处:

1、可以很容易的取消掉命令总线上的Collision(碰撞)现象
2、提高了命令和数据总线的效率
3、没有了Bubble,可以提高实际的内存带宽

另 普通的DOTHAN的FSB都是533 也就是搭配DDR533的内存刚好能满足内存带宽可是现在的笔记本DDR1最多只有DDR400,一般是333无法满足DOTHAN的FSB这时候内存就成为了系统的瓶颈915平台出来后可以支持DDR2双通道DDR2从400开始,往上还有533。。。。。
这时候 大家也许已经发现了其实单通道DDR2 533已经完全可以满足DOTHAN的FSB也就是说 DDR2 533开双通道,只有FSB=1066的CPU才能和它匹配 在INTEL1066FSB的U出来以前 DDR2 533双通道基本是浪费 所以 DDR2双通道给Sonama平台带来的性能提升是狠微小的 DOTHAN已经成为Sonama系统的瓶颈 对性能要求不是狠苛刻的朋友完全不用把钱花在双通道的DDR2上

posted on 2009-02-14 07:39  测试者家园  阅读(3838)  评论(0编辑  收藏

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